超高频窄带单级低噪声放大器的设计

第２１卷

第１７期

ＶｏＬ２１

Ｎｏ．１７

电子设计工程

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇ Ｓｅｐ．２０１３

２０１３年９月

超高频窄带单级低噪声放大器的设计

吴志毅 。孙建华

（１．四ＪＩ１信息职业技术学院四Ｊｌｌ广元６２０８４０；２．成都天宇宝通有限公司四ｊｌｌ成都６１１７３１）

摘要：文中介绍了一款超高频窄带低噪声放大器电路，该电路结构小巧（２０ｍｍ ｘ１３ｍｍ，厚度为０．６ｍｍ），功能可靠、稳

定。放大器芯片采用３ＳＫ３１８ＹＢ，该芯片具有高增益、低噪声等特点。电路主要用于超高频段微波通信，电路拓扑结构采

用反馈型、稳定衰减器法和低端增益衰减法进行设计。生产成品并经测试，该产品性价比高，完全达到了设计要求。

关键词：低噪声放大器；增益；噪声系数；平坦度；共轭匹配

中图分类号：ＴＮ９２５＋．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—６２３６（２０１３）１７—０１４７—０２

Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｌＩ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｓｔａｇｅ ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｉｆｅｒ ｄｅｓｉｇｎ

ＷＵ Ｚｈｉ－ｙｉ。，ＳＵＮ Ｊｉａｎ－ｈｕａ

（１．Ｓｉｃｈｕａｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｙｕａｎ ６２０８４０，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｔｉａｎｙｕ Ｔｒｅａｓｕｒｅ ｔｏ Ｐａｓｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１１７３１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄ ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｉｆｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｍｐａｃｔ

（２０ ｍｍ ｘ １３ ｍｍ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ０．６ ａｒｍ），ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ．Ａｍｐｌｉｉｆｅｒ ｃｈｉｐ ａｄｏｐｔ ３ ｓｋ３１８ｙｂ，ｔｈｉｓ ｃｈｉｐ ｗｉｈｔ

ｈｉＳｈ ｇａｉｎ。ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｏｐｏｌｏｇｙ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｈｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｔｙｐｅ，ｓｔａｂｌｅ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｌｏｗ ｇａｉｎ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｎ．Ｐｒｏｄｕｃｔｇｉｏｎ ｏｆ

ｉｆｎｉｓｈｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｈｅ ｔｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｐｒｉｃｅ ｉｓ ｈｉｇｈ，ｆｕｌｌｙ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｅｍｅｎｔｓ．ｒ

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｉｆｅｒ；ｇａｉｎ；ｎｏｉｓｅ ｆａｃｔｏｒ；ｆｌａｔｎｅｓｓ；ｃｏｎｊｕｇａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ

随着科技现代工业化的普及，工业噪声、自然界的噪声 输入匹配网络的作用是使器件与信号源的阻抗匹配，输

到处冲满我们的生活。给我们生活中微波通信系统提出了挑

战。为了使接收机能够正常的工作，不受外界的噪声严重的

干扰。因此，必须在接收机前端连接高性能的低噪声放大器，

降低噪声干扰，使整个接收机系统噪声系数变低、信燥比得 器芯片为３５ｋ３１８ＹＢ场效应管。该管的特点：

到改善、灵敏度得到提高，因此对微波通信中低噪声放大器 １）低噪特点，最大２．２ ｄＢ，典型值为１．４ ｄＢ；

的研究具有重要的意义。

本文所研制的低噪声放大器主要用于超高频段微波通

出匹配网络的作用是使器件与负载的阻抗匹配。使得信号在

放大器过程中不产生反射损耗。

根据技术指标要求．设计单级低噪声放大器选用的放大

２）优秀的交叉调制特性；

３）功率增益最小为１８ ｄＢ，典型值为２１ ｄＢ；

４）低功耗、低电压工作能力；

５）ＯＩＰ３为３０ ｄＢｍ左右。 功率增益＞１３ ｄＢ、噪声系数 ．５ ｄＢ、带内增益平坦度＜ｏ．５ ｄＢ、

电路拓扑结构采用反馈型、稳定衰减器法和低端增益衰

减法进行设计。

１．１噪声系数分析

放大器噪声系数一般用ⅣＦ表示．它是用来衡量有噪系 单级微波场效应管低噪声放大器的构成框图如图１

信系统中。产品的主要指标：频率范围４ＯＯ一４３５ ＭＨｚ频段上，

带外抑制≤一７５（￣＜ｆｏ－９０ ＭＨｚ处测试）、输入／输出负载５０ Ｑ。

１设计方案

所示。它是由输入匹配网络、微波场效应管、输出匹配网

络组成。 与输出信噪功率比（ＳＮＲ）庐 ／Ⅳ０的比值：

Ｚ

统的噪声性能。定义为：放大器输入信噪功率比（Ｓ ） ＳＩＮ，

（ＳＮＲ ＝、ｂ Ｓ器 ｏ｜ （１）

图１低噪声放大器原理

Ｆｉｇ．１ Ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｉｅｒ ｐｒｆｉｎｃｉｐｌｅ

在工程设计与运用中，噪声系数一般用分贝表示。表达

式如下：

ＮＦ＝１０１ｇＦ（ｄＢ）

收稿日期：２０１３－０３－０３ 稿件编号：２０１３０３０２１

对于单级低噪声放大器。其噪声系数为：

作者简介：吴志毅（１９６８一），男，四Ｊｌ１广安人，高级工程师。

研究方向：射频，微波技术、应用电子技术。

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