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GaAs MMIC 8-12GHz低功耗低噪放芯片

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电子世界 2019年第5期 197-198页

作者：叶珍成都嘉纳海威科技有限责任公司

本文叙述了GaAs MMIC 8-12 GHz低功耗低噪放芯片的设计,并给出了实际测试结果。该低噪放芯片在具有较低噪声的同时,实现了较低的功耗,且具有正斜率的增益均衡特性。增益19.2~21dB,噪声系数为1.5dB,输出P-1大于10dBm,静态电流35mA,增益具... 详细信息

本文叙述了GaAs MMIC 8-12 GHz低功耗低噪放芯片的设计,并给出了实际测试结果。该低噪放芯片在具有较低噪声的同时,实现了较低的功耗,且具有正斜率的增益均衡特性。增益19.2~21dB,噪声系数为1.5dB,输出P-1大于10dBm,静态电流35mA,增益具有1.8dB的正斜率,输入输出驻波比均≤1.5:1。电路芯片尺寸为:1.75×1.45×0.1(单位mm)。

关键词：芯片尺寸 GaAs MMIC 低噪放低功耗增益均衡噪声系数静态电流

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低功耗GPS接收机的低噪放模块设计

低功耗GPS接收机的低噪放模块设计

2017年全国天线年会

作者：王思萌商锋徐杰西安邮电大学

本文设计了一款GPS L1频点的低噪声放大器模块,具有结构简单、功耗低的特点。根据设计方案,在仿真软件APPcad中对已确定的链路进行仿真。测试结果表明,低噪放模块增益约为31d B,噪声系数小于1.8d B,纹波小于1d B,工作电流为12m A,工作... 详细信息

本文设计了一款GPS L1频点的低噪声放大器模块,具有结构简单、功耗低的特点。根据设计方案,在仿真软件APPcad中对已确定的链路进行仿真。测试结果表明,低噪放模块增益约为31d B,噪声系数小于1.8d B,纹波小于1d B,工作电流为12m A,工作电压为2.7V,满足低功耗GPS低噪放模块的要求。

关键词： GPS接收机低噪放低功耗

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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一种S波段低噪放混频组件的研制

科技创新导报 2012年第9期9卷 7-7页

作者：金蓓蓓上海交通大学上海200240

介绍一种S波段低噪放混频组件的设计和制作。该组件设计合理、结构紧凑,性能良好。

关键词：低噪放混频器噪声系数滤波器

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抗干扰型卫星导航接收机的最优前端增益

系统工程与电子技术 2022年第7期44卷 2270-2275页

作者：鲁祖坤郭海玉宋捷孙一凡李柏渝国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机射频前端增益大小引起的抗干扰能力与模数转换器(analog to digital converter,ADC)量化损耗之间的矛盾问题,提出一种抗干扰性能约束下的最优前端增益设计方法。首... 详细信息

基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机射频前端增益大小引起的抗干扰能力与模数转换器(analog to digital converter,ADC)量化损耗之间的矛盾问题,提出一种抗干扰性能约束下的最优前端增益设计方法。首先,建立射频通道、ADC的数学模型。然后,分析在无干扰情况下前端增益对信号采样的影响、干扰条件下的抗干扰极限性能。最后,针对前端增益对信号接收与抗干扰性能之间的矛盾,以抗干扰性能为优化目标提出了最优的前端增益设计方法。仿真实测结果验证了本文分析结论的准确性和提出方法的有效性。

关键词：全球导航卫星系统接收机抗干扰低噪放前端增益载噪比损耗量化误差

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超导半集总参数调谐接收前端研制

超导半集总参数调谐接收前端研制

作者：刘峥电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术迅速发展,大量通讯设备对频谱资源的需求越来越多,造成频谱资源日益紧张。由于高温超导微波技术的发展,使得超导接收机比现阶段常规材料制成的接收机具有更优异的性能,从而在海洋和航空通信系统中具有重要的研究意义。... 详细信息

随着无线通信技术迅速发展,大量通讯设备对频谱资源的需求越来越多,造成频谱资源日益紧张。由于高温超导微波技术的发展,使得超导接收机比现阶段常规材料制成的接收机具有更优异的性能,从而在海洋和航空通信系统中具有重要的研究意义。针对频谱资源日益紧张和常规调谐接收前端性能不佳等问题,本文通过对超导电调谐带通滤波器展开研究,基于超导薄膜材料研制出一款工作在VHF频段的半集总参数调谐接收前端系统,该前端系统主要由电调谐带通滤波器和低温低噪声放大器两个部件组成,实现了接收机前端中心频率连续可调的功能。对于超导电调谐带通滤波器,首先分析不同类型的谐振器结构,然后在谐振器的末端加载一个高Q值固定电容,从而设计出合适的半集总谐振单元。通过利用多种电磁仿真软件分析谐振器的耦合系数,根据变容管电调谐理论,最终在仿真软件中联合设计出一款中心频率在59MHz～73MHz连续可调、带宽约为500KHz、插入损耗小于1.6d B、回波损耗大于14d B的超导电调谐带通滤波器。对于低温低噪声放大器,首先分析了晶体管的低温特性,选择一款频段、增益、噪声系数等都符合指标要求的且温度稳定性较好的MMIC芯片,该芯片为MiniCircuits公司生产的具有噪声系数小、功耗低、散热性好等特性,适合在低温杜瓦腔内工作。然后在电磁仿真软件中建立晶体管模型,分析其S参数、稳定性、噪声系数等指标。根据仿真设计最终加工制作出该放大器,并完成电路器件的装配和测试。放大器在70K的低温下工作频段为30MHz～100MHz,增益为21±1d B,噪声系数在1d B以下。根据系统链路结构将滤波器和放大器进行级联装配和测试,最终得到超导半集总参数调谐接收机前端。在低温平台下测得该系统的指标,工作频段调谐范围在59～73MHz,带宽约为500KHz,系统增益约为20d B,系统噪声系数小于2.6d B,基本满足本文的设计目标。

关键词：接收机前端调谐滤波器低噪放超导半集总参数

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UHF频段小型化半集总参数接收前端研究

UHF频段小型化半集总参数接收前端研究

作者：郑爽电子科技大学

学位级别：硕士

随着现代科学技术的不断发展,无线通信技术已经渗透应用于各个领域,这导致中低频段频谱资源越来越紧张。并且由于各种通信信号交杂在一起,干扰信号越来越多,因此如何处理干扰信号也是困扰人们的难题。为了解决这些问题,本文对基于悬置... 详细信息

随着现代科学技术的不断发展,无线通信技术已经渗透应用于各个领域,这导致中低频段频谱资源越来越紧张。并且由于各种通信信号交杂在一起,干扰信号越来越多,因此如何处理干扰信号也是困扰人们的难题。为了解决这些问题,本文对基于悬置微带线结构的可调谐带通滤波器展开研究,并制作出一款小型化UHF频段连续可调谐的接收前端系统,其具有优秀的带外抑制能力和带宽基本保持不变等优点。对于基于悬置微带线结构的可调谐带通滤波器,由于工作频率在300～500MHz,波长较长,为了减小尺寸首先分析和比较了不同的谐振器结构,找到最适合本课题的半集总谐振单元。然后本文设计了一种λ/2中心对称双螺旋结构滤波器,通过对比发现其性能比传统的λ/4螺旋结构滤波器更好。选择合适的变容二极管,将变容二极管调谐电路和滤波器电路进行场路联合仿真优化、加工并测试,结果表明其工作频率在303MHz～472MHz范围内可调,可调范围约为44%,IL14.1d B,带宽在12MHz～14MHz间变化,带内波动65d B,调谐滤波器电路尺寸为0.09λ×0.11λ。对于低噪声放大器,根据所需的频段、噪声系数、增益等指标选择了一款合适的MMIC芯片,在电磁仿真软件中对放大器的电路进行建模分析其S参数、噪声系数、稳定性因子等,仿真优化找到最适合的工作点。最终加工并测试验证,测试结果表明放大器在工作频段内增益为20d B±1d B;噪声系数小于0.6d B;1d B压缩点输出功率为19.25d Bm。根据所设计的系统架构将低噪声放大器和可调谐滤波器级联、装配,最终得到UHF频段小型化半集总参数接收前端。对系统进行测试,测试结果表明接收前端系统工作频率在303MHz～472MHz范围内可调,可调范围约为44%,整体带内增益为13±0.4d B,RL>15.2d B,带宽在12MHz～14MHz间变化,带内波动小于0.5d B,近边带外抑制大于60d B;噪声系数<0.80d B,1d B压缩点输出功率为8.2d Bm。结果表明接收前端符合设计要求。

关键词：悬置带线带外抑制接收机前端调谐滤波器低噪放

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U波段低温接收前端技术研究

U波段低温接收前端技术研究

作者：田昌军电子科技大学

学位级别：硕士

在无线通信、导航制导和空间探测等领域中,毫米波技术在接收系统中的应用可以缓解频谱紧张和改善系统指标。为了进一步提高接收系统性能,本文将真空低温和微波/毫米波电路技术结合,设计实现了一款U波段低温接收机前端子系统,该系统工作... 详细信息

在无线通信、导航制导和空间探测等领域中,毫米波技术在接收系统中的应用可以缓解频谱紧张和改善系统指标。为了进一步提高接收系统性能,本文将真空低温和微波/毫米波电路技术结合,设计实现了一款U波段低温接收机前端子系统,该系统工作于低温环境中,主要由低噪声放大器、多模腔体滤波器和真空密封器件等组成。针对U波段低温接收前端系统架构的不同,完成了腔体滤波器和平面滤波器方案设计;针对前端系统腔内输入端连接方式的不同,完成了波导和线缆连接方案设计。结合系统低噪声系数、微波链路装配灵活和简单的需求,本系统在输入端使用空气同轴结构进行连接,滤波电路选用腔体结构滤波器,即在输入端使用同轴线缆连接波导与滤波器构成背靠背结构。系统无源器件的研制工作主要是密封窗,波导-同轴过渡结构和腔体多模滤波器的设计。密封窗和波导-同轴过渡结构仿真结果满足指标要求,并进行了实物制作与测试。针对谐振腔在滤波器中的频率响应,完成了两款腔体多模滤波器的仿真设计,通过对比选择性能更好的脊谐振腔滤波器与波导进行背靠背结构设计,最后完成通带为f-f的滤波器的加工和不同温度下的测试。系统有源器件的研制主要包括过渡电路和低噪声放大器电路,过渡电路选用波导-探针-微带结构,完成了仿真、实物制作和背靠背结构测试。低噪声放大器的研制需要根据需求完成芯片选型并进行稳定性、匹配电路和增益分析,然后在探针盒体的基础上增加馈电盒体并进行S参数仿真,最后完成低噪声放大器的加工、装配和不同温度下的测试。根据系统总体方案设计对微波链路进行装配和测试,最终得到了一款U波段低温接收前端子系统。290K温度下测试数据为:带内增益9.5-11.3d B,回波损耗优于8.5d B;20K温度下测试数据为:带内增益为13.6-15.9d B,驻波系数优于2.3,噪声系数优于3d B,基本满足整机设计指标。

关键词： U波段接收机前端低温多模滤波器低噪放

用于生物样本检测的硅基毫米波放大器电路的研究

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用于生物样本检测的硅基毫米波放大器电路的研究

作者：程远航东南大学

学位级别：硕士

太赫兹频段作为新兴频谱受到广泛关注,自20世纪90年代末,太赫兹医学成像被提出,国内外众多机构开展了相关研究,例如皮肤和乳房肿瘤边缘检测、烧伤创面成像、皮肤水合监测、角膜水合测量等。发展至今,便携型实时生物检测的发展依然受限... 详细信息

太赫兹频段作为新兴频谱受到广泛关注,自20世纪90年代末,太赫兹医学成像被提出,国内外众多机构开展了相关研究,例如皮肤和乳房肿瘤边缘检测、烧伤创面成像、皮肤水合监测、角膜水合测量等。发展至今,便携型实时生物检测的发展依然受限于硬件部分的小型化,基于硅基芯片信号发生和检测电路成为太赫兹生物检测的重要手段。本文,针对太赫兹生物样本检测成像系统收发链路中的放大器展开了讨论。随着放大器电路设计进入毫米波频段,许多问题接踵而至。毫米波频段下,放大器电路设计对工艺有着更为苛刻的要求,晶体管的三端口寄生效应明显,金属走线与硅基衬底的寄生耦合效应显著,这使得放大器噪声增大,增益降低,宽带特性不易实现。因此,众多新颖的毫米波技术应运而生。本文基于硅基CMOS工艺,对毫米波频段的低噪声放大器、功率放大器进行了探索研究,主要研究内容和成果如下:1.设计了一款接收端中频信号低噪声放大电路,工作频段为34 GHz-43 GHz。低噪放电路拓扑基于两极共源共栅结构,在共源极源端引用了起负反馈作用的电感,提高放大器的稳定性,通过调节最小噪声曲线(G)与最大功率传输曲线(S),平衡最小噪声匹配与最大功率匹配;在输入匹配网络中,分析了电容电感串联/并联结构对阻抗曲线的压缩与拉伸的不同影响,改进匹配设计,实现了输入宽带匹配;在级间匹配网络与输出匹配网络中,采用磁耦合谐振器结构,分别设计了两种匹配补偿结构,并引入增益带宽拓展技术提高放大器带宽。最终设计实现相对带宽23%,全带内噪声系数3.8 d B-4.3 d B,最大增益16.3 d B。2.设计了一款D波段功率放大电路,可用于发射端倍频本振信号放大,也可用于接收端混频本振信号放大,工作频段为108 GHz-132 GHz。功率放大器拓扑基于三级差分共源极放大器结构,在每一级差分放大器结构中引用了交叉耦合电容结构,减少额外噪声的引入,提高了放大电路的跨导,增加了功放的线性度;输入/输出端采用基于变压器的功分/功合匹配网络,多路合成,提高了饱和输出功率数值;级间匹配电路采用了垂直叠层变压器,用于改善工作带宽。最终,功率放大电路相对带宽20%,输出端1 d B压缩功率9.3 d Bm,饱和输出功率13.5 d Bm,峰值功率附加效率6.6%,带内最大增益10.4 d B。

关键词：毫米波低噪放功放磁耦合谐振器功合器

VHF/UHF频段超宽带天线系统及阵列耦合研究

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VHF/UHF频段超宽带天线系统及阵列耦合研究

作者：侯鼎西安电子科技大学

学位级别：硕士

在21世纪,低于1 GHz频率范围内的射电望远镜将由数千或数百万个天线单元组成的阵列主导。这些天线阵列将成为新一代射电望远镜的基础,如目前正在设计中的平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA),正在使用天线阵列进行设计。SKA低频... 详细信息

在21世纪,低于1 GHz频率范围内的射电望远镜将由数千或数百万个天线单元组成的阵列主导。这些天线阵列将成为新一代射电望远镜的基础,如目前正在设计中的平方公里阵列(Square Kilometre Array,SKA),正在使用天线阵列进行设计。SKA低频天线阵列是基于VHF/UHF频段的超宽带天线阵列。然而,在有限的尺寸下设计超宽带天线系统具有一定难度,并且当超宽带天线组成阵列后,耦合难以避免。本文针对SKA低频阵列,设计了一个VHF/UHF频段的超宽带天线系统,并对阵列耦合展开研究。论文的主要研究内容可以总结为以下两部分:1.设计了一个基于VHF/UHF频段的超宽带天线系统,其由超宽带对数周期天线与低噪声放大器共同组成。天线振子采用三角形和反三角形结构并在天线底部放置一块较大的金属地板,实现了更好的方向性并改善了低频匹配。同时,将同轴线引入支撑臂的空心内腔中以实现馈电平衡。由于支撑臂内部拥有屏蔽效应,即使同轴线外表面存在电流,该电流引起的辐射也会受到限制,不会对天线性能产生影响。然而,由于天线尺寸较大且不易放置,一般的微波暗室很难对其进行方向图测量。因此,本文采用一款VHF/UHF频段的移动终端测量系统,在室外环境对该天线进行了方向图测量。然后,本文利用同轴线同时传输射频和直流信号,提高了系统的整体性,同时低噪放保持了良好的性能。实测结果表明,在50 MHz～350 MHz频段,天线H面方向图的3 dB波束宽度约为90°,交叉极化大于15 dB,低噪放的噪声系数小于0.8dB,增益大于29.5 dB且带内波动小于1 dB。这些指标均满足实际需求。2.对超宽带阵列耦合展开研究。首先研究1×2阵列的耦合情况,分析在不同布阵间距(1.2 m,1.6 m,2.0 m,2.4 m)下,天线单元1的有源方向图与有源电压反射系数。实验结果表明,随着布阵间距逐渐减小,单元间的耦合逐渐增大,在1.2 m和1.6 m布阵间距下,耦合已经严重影响到天线的性能。综合考虑到阵列效率与单元间的耦合,采用2 m的布阵间距更合适。然而,在2 m布阵间距下,仍然存在一定的耦合效应。接着,研究了有源单元方向图(AEP)综合方法,该方法通过提取各个天线单元的有源单元方向图与有源电压反射系数,考虑了单元间的互耦。最终,在超宽带线阵与面阵中,AEP综合方法优化出的方向图与实际仿真的方向图吻合度极高,这表明,AEP综合方法可以很大程度降低耦合对天线阵列性能的影响。

关键词： VHF/UHF 超宽带低噪放耦合有源单元方向图