0.1ghz～12ghz寬帶小信號放大器設計

1、T H E D E S I G N O F 0 ．1G H z - 1 2 G H zⅥ廠I D E B A N D S M A L L S I G N A L A M P L I F I E RA T h e s i sS u b m i t t e d t oS o u t h e a s t U n i v e r s i t yF o r t h e A c a d e m i cD e g r e e o f M a s t

2、e r o f E n g i n e e r i n gB YM A Y u —d o n gS u p e r v i s e db yP r o f e s s o rS U N W e i —f e n ga n dS e n i o r E n g i n e e r G A O H u a iC o l l e g e o f S o f t w a r e ( S u Z h o u )S o u t h e a s t

3、U n i v e r s i t yA p r i l2 0 1 4摘要摘要在各種無線通信系統(tǒng)中，I n G a PH B T 已經(jīng)成為放大器設計的關鍵技術。傳統(tǒng)高線性或高效率放大器的工作帶寬一般很窄，不能同時覆蓋多個頻段。目前，國內的寬帶放大器產(chǎn)品基本采用半導體芯片和封裝器件混合制作；國外寬帶放大器多采用昂貴的H E M T 工藝設計。隨著國內3 G 、B l u e t o o t h 、W L A N 、W i M A X 等通

4、信網(wǎng)絡的蓬勃發(fā)展， 1 G H z - 1 2 G H z 的單片寬帶放大器迅速增加。本課題研究的目的是通過改善電路結構，設計一款在較寬的工作頻帶內具有良好的增益、寬帶匹配以及較好的增益平坦度的0 ．I G H z ～1 2 G H z 寬帶小信號放大器。基于2 ／a mG a A s ／I n G a PH B T 工藝，該0 ．I G H z ～1 2 G H z 寬帶小信號放大器，實現(xiàn)了在0 ．1 G H z ～1 2 G H z

5、整個頻帶內穩(wěn)定放大。放大器主要由三級構成：第一級為行波匹配網(wǎng)絡的輸入緩沖級，第二級為共集電極放大器，第三級共射共基極放大器，并與第二級構成一種新型的增益電路。在所設計的寬帶小信號放大器中融入了衰減補償、R L C 損耗補償、預失真補償以及感性極點等技術，大幅提高了放大器的增益帶寬積。本設計方案既能較容易地實現(xiàn)單片集成，又能避免平衡式放大器和分布式放大器的體積大、功耗高等缺點。仿真結果表明：在0 ．1 G H z ～1 2 G H z 范

6、圍內，所設計的寬帶小信號放大器增益S 2 l 為2 1 ．5 d B ，增益平坦度≤±0 ．5 d B ，輸入輸出反射系數(shù)≤．1 5 d B ，噪聲系數(shù)N F < 5 d B ，輸出功率l d B 壓縮點P I d B 可達1 8 ．2 5 d B m 。實驗結果顯示：本文所設計的0 ．1 G H z - 1 2 G H z 寬帶小信號放大器在O ．i G H z ～1 2 G H z內增益s 2 l 平均值為1 8 d

7、 B ，增益平坦度曼士0 ．5 d B ，輸入反射系數(shù)S 1 1 基本保持_ < - 1 5 d B ，輸出反射系數(shù)S 2 2 基本上保持三．1 0 d B ；噪聲系數(shù)N F 隨著頻率的升高而增加，在0 ．1 G H z ～1 2 G H z 保持N F _ < 6 d B 1 G H z處輸出功率P l d B 最大可達1 5 ．7 d B m 。在衛(wèi)星通信和電子對抗中，具有廣闊的應用前景。關鍵詞：寬帶小信號放大器；行波匹