K波段MMIC低噪聲放大器與雙向混頻器的研究設(shè)計(jì).pdf

1、低噪聲放大器（LNA）和混頻器是射頻接收前端的兩個(gè)關(guān)鍵模塊，其對(duì)射頻接收系統(tǒng)有著至關(guān)重要的影響。隨著單片微波集成電路（MMIC）技術(shù)及工藝的發(fā)展，高性能射頻前端的需求日益擴(kuò)大，本文的研究工作采用MMIC技術(shù)，基于0.15μm GaAs工藝，研制了一種同時(shí)具有低噪聲和高增益的K波段低噪聲放大器電路和一種雙向混頻器電路。
　　本研究分析了低噪聲放大器的基本理論。基于源極電感負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，針對(duì)LNA各個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，提出了一種改進(jìn)的偏置

2、網(wǎng)絡(luò)和微帶匹配網(wǎng)絡(luò)的LNA電路，有效降低了噪聲系數(shù)并提高了增益。論文完成了LNA整體電路的版圖設(shè)計(jì)與ADS電磁仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的LNA在工作頻帶21~24GHz內(nèi)，噪聲系數(shù)為1.7~1.97dB，增益可達(dá)23.5dB。其中偏置網(wǎng)絡(luò)采用雙電源供電，晶體管漏極使用并聯(lián)電容-微帶線的結(jié)構(gòu)，為直流電源和放大器之間提供了良好的隔離，而柵極則用大電阻供電，節(jié)省了芯片的面積；在匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中，輸入匹配網(wǎng)絡(luò)采用最小噪聲匹配，級(jí)間匹配采用

3、共軛匹配，在保證電路得到低噪聲的同時(shí)也取到較高的增益，通過單獨(dú)調(diào)高第三級(jí)匹配網(wǎng)絡(luò)的fT改善了整體電路的增益平坦度，增益平坦度為0.7dB。此外，通過在晶體管漏極添加小電阻提高了電路在低頻時(shí)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了在0~30GHz全頻帶內(nèi)的絕對(duì)穩(wěn)定?；贕aAs肖特基二極管，設(shè)計(jì)了一種無源雙平衡MMIC混頻器，該混頻器可完成上下混頻，從而實(shí)現(xiàn)分時(shí)收發(fā)共用。電路采用了環(huán)形二極管和Marchand巴倫結(jié)構(gòu)，在獲得良好變頻損耗與隔離度的同時(shí)，減小了芯片