適用于低溫射頻系統(tǒng)的低溫電子元器件的設(shè)計(jì).pdf

1、在科學(xué)研究當(dāng)中，人們?cè)絹碓蕉嗟男枰诘蜏丨h(huán)境下進(jìn)行測(cè)量和實(shí)驗(yàn)，同時(shí)射頻和微波電路也開始越來越多的應(yīng)用到這些低溫測(cè)量系統(tǒng)當(dāng)中。量子芯片的射頻測(cè)量系統(tǒng)即為工作于低溫環(huán)境下的射頻電路，在該測(cè)量系統(tǒng)當(dāng)中低噪聲放大器和定向耦合器都是重要的電子器件，低噪聲放大器主要起到放大信號(hào)并抑制后級(jí)噪聲的作用，定向耦合器主要起到信號(hào)分配和隔離等作用。
　　 本文介紹了低噪聲放大器的基礎(chǔ)理論，以及設(shè)計(jì)低溫低噪聲放大器的基本方法和過程，包括偏置電路的選擇、

2、負(fù)反饋方案、匹配電路的設(shè)計(jì)等，并選擇高電子遷移率晶體管作為核心設(shè)計(jì)低溫低噪聲放大器。然后利用ADS仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行原理圖仿真及版圖仿真，確定電路設(shè)計(jì)參數(shù)并進(jìn)行優(yōu)化。本文實(shí)現(xiàn)了一款175MHz-300MHz的低溫低噪聲放大器，其帶內(nèi)增益值G＞15dB，輸入駐波比VSWR＜2，且能夠適用于4.2K的極低溫環(huán)境，正常工作的標(biāo)準(zhǔn)功耗僅為120mW，不會(huì)破壞所處的極低溫環(huán)境。
　　 此外，本文介紹了定向耦合器的基礎(chǔ)理論，以及不同形式和結(jié)

3、構(gòu)的定向耦合器的分類和特點(diǎn)，繼而進(jìn)一步較詳細(xì)的介紹了平行微帶線結(jié)構(gòu)定線耦合器的設(shè)計(jì)方式。然后利用ADS仿真軟件進(jìn)行平行微帶線定向耦合器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，同時(shí)使用折疊和級(jí)聯(lián)等方式使定向耦合器小型化并獲得較高的方向性和較寬的使用帶寬，并選用合適的結(jié)構(gòu)及材料以確保其適用于極低溫環(huán)境。本文實(shí)現(xiàn)了一款150MHz-500MHz的低溫定向耦合器，其帶內(nèi)耦合度15dB＜C＜17dB，定向性D＞15dB，隔離度I＞17dB，輸入駐波比VSWR＜4.2，且適