超短波低噪声放大器的设计

张 博,肖宝玉

(西安邮电大学 电子工程学院,陕西 西安 710121)

低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)作为接收模块中第一个有源器件,在接收机中占有重要的作用,其中线性特性和噪声系数直接决定接收机链路的灵敏度和动态范围,因此在低噪声放大器设计中线性特性和噪声系数一直是研究的热点。

针对提高低噪声放大器线性度和低噪声系数的研究,文献[1]提出采用共源共栅结构和多重反馈网络等技术改进电路结构,使其电路具有低于0.5 dB 的噪声系数,输出三阶交调点大于36 dBm,但是增益较差,芯片面积较大,为2 mm×2 mm。文献[2]提出了通过采用功率合成来提高低噪声放大器输出功率,其输出1 dB 压缩点大于20 dBm,输出三阶交调点大于38 dBm,由于在放大器级间和输出部分使用了90°片上集成巴伦,该电路结构比较复杂,芯片面积较大。文献[3]提出了导数交叠法来提高低噪声放大器的线性度,其输出三阶交调点也仅为30.6 dBm,且增益和噪声系数较差。

鉴于LNA 需要具有良好的噪声系数,并能提供足够的增益,以确保整个接收系统具有最小噪声系数;同时当接收信号较大时,应有足够的线性度以减小信号失真[1],本文采用一种新型有源偏置电路以及带有RC 负反馈的共源共栅结构电路,设计了一款工作在10～1000 MHz 的超短波低噪声放大器。该放大器具有优异的低噪声系数和高线性度。电路采用带有RC 负反馈的共源共栅结构,拓展了工作带宽。设计的新型有源偏置电路可以有效地提高该低噪声放大器的线性度。……