隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,無(wú)線通信器件性能也隨著需求愈發(fā)優(yōu)異。射頻電子器件在通信設(shè)備中發(fā)揮著重大作用的同時(shí),也面臨著性能亟待提升的巨大挑戰(zhàn)。降低噪聲,放大信號(hào)與濾波作為射頻電路系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)中必不可少的組成部分,實(shí)現(xiàn)這些功能的低噪聲放大器（Low Noise Amplifier,LNA）與濾波器在射頻系統(tǒng)中占據(jù)著不可替代的作用。如今,隨著研究不斷深入,射頻電子器件朝著高性能,小型化,輕重量與低成本方向發(fā)展。同時(shí),由于無(wú)線通信領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,許多設(shè)備需要同時(shí)使用多個(gè)頻段,促進(jìn)了通信設(shè)備朝著多頻化方向的發(fā)展。因此,本文使用一種協(xié)同設(shè)計(jì)的方法,將射頻前端的LNA與雙頻濾波器進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì),能實(shí)現(xiàn)多通帶通信,并在改善電路性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電路小型化的目的。本文首先介紹了LNA的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論,同時(shí)給出LNA設(shè)計(jì)的主要性能參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)思路及性能參數(shù)要求,通過電磁仿真軟件ADS進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出一款工作在S波段的兩級(jí)LNA,經(jīng)過優(yōu)化得到設(shè)計(jì)方案并加工成實(shí)物。兩級(jí)LNA加工實(shí)物測(cè)試結(jié)果表明:在2.3GHz到2.6GHz頻段內(nèi),噪聲系數(shù)小于1.12dB,增益大于30dB。之后,介紹了多模諧振器的理論研究... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

接收機(jī)的一般原理圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16基礎(chǔ)，也是設(shè)計(jì)高頻放大器的至關(guān)重要的知識(shí)點(diǎn)，只有充分了解并應(yīng)用這些相關(guān)知識(shí)，才能設(shè)計(jì)出具有高性能的放大器。2.4低噪聲放大器的設(shè)計(jì)根據(jù)之前給出的LNA的理論基礎(chǔ)，確定設(shè)計(jì)指標(biāo)，可進(jìn)行LNA的實(shí)際設(shè)計(jì)。2.4.1LNA的設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)定的初始指標(biāo)（兩級(jí)）：工作頻帶：2.3GHz-2.6GHz增益：大于30dB噪聲系數(shù)：小于1.2dB輸入輸出駐波比：小于1.52.4.2晶體管及基板材料的選取晶體管是射頻放大電路的核心器件器件，是放大器設(shè)計(jì)中不可或缺的組件。伴隨著現(xiàn)代器件工藝的研究與不斷發(fā)展，各種新型半導(dǎo)體持續(xù)創(chuàng)新。射頻管分為雙極型與場(chǎng)效應(yīng)管[58]。場(chǎng)效應(yīng)管是單極型器件，為電壓控制型器件，種類多樣，其中，HEMT（高電子遷移率晶體管）是使用較多的一種器件，其具有噪聲低，功率增益高等優(yōu)點(diǎn)，在LNA等一些射頻放大電路的設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)要求，封裝，加工成本等各方面綜合考慮，最后選取了Avago公司生產(chǎn)的射頻管ATF54143進(jìn)行此次設(shè)計(jì)。其典型性能參數(shù)如圖2-2所示。圖2-2ATF54143典型參數(shù)

第二章低噪聲放大器的理論與設(shè)計(jì)17基板材料是整個(gè)器件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，基板參數(shù)會(huì)直接影響整個(gè)設(shè)計(jì)的性能結(jié)果，因此在選擇時(shí)，應(yīng)該根據(jù)自己設(shè)計(jì)器件所要達(dá)到的效果，同時(shí)考慮制作成本，選擇一款合適的基板材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文采用的基板是RO4350，其具體參數(shù)為：3.66r，tan0.04，H0.508mm。r為介電常數(shù)，tan為介質(zhì)損耗因數(shù)，H為基板厚度。此基板介質(zhì)損耗低、介電常數(shù)低，且成本低。因此綜合考慮將其作為本文設(shè)計(jì)的基板材料。2.4.3LNA原理圖仿真設(shè)計(jì)先進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（AdvancedDesignSystem,ADS）為Agilent（安捷倫）公司地一款EDA工具，是目前射頻電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)過程中最常用的輔助設(shè)計(jì)工具。其可進(jìn)行時(shí)、頻域仿真，模擬、數(shù)字電路的仿真，線性、非線性電路仿真，功能極其強(qiáng)大，且具有較高的準(zhǔn)確性，小到單獨(dú)元器件，大到系統(tǒng)，數(shù)/模混合均可用其進(jìn)行仿真。確定了晶體管類型及基板材料后就可使用ADS進(jìn)行低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與仿真，圖2-3為晶體管放大電路示意圖。圖2-3晶體管放大電路示意圖2.4.3.1直流偏置電路設(shè)計(jì)（1）選取合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。直流偏置給射頻管提供了靜態(tài)工作點(diǎn)，抑制了溫度變化造成的影響，使得射頻管工作特性恒定[63]。設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，確定驅(qū)動(dòng)電壓和電流值，確保放大器工作在線性放大區(qū)域。（2）偏置網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)選齲本文所使用的晶體管的漏極及柵極供電電壓皆為正，因此可采用單電源供電，再通過電阻進(jìn)行分壓，因此沒有供電順序之說。且使用頻段較低，因此可采用一系列的電容和電感，使增益較為平坦。常采用一大一小兩個(gè)電感，避免諧振。2.4.3.2穩(wěn)定性設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)LNA前，要確保電路的絕對(duì)穩(wěn)定性。正如前文所闡述的，在微帶線電

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]E型可調(diào)多枝節(jié)SIR雙通帶濾波器[J]. 吳奕霖,王新懷.  微波學(xué)報(bào). 2016(S1)
[2]小型化SIR同軸腔體雙通帶濾波器研究[J]. 胡海平,李國(guó)輝,房衛(wèi)東,程孝奇.  電子元件與材料. 2012(08)
[3]微帶多耦合SIR帶通濾波器的設(shè)計(jì)[J]. 陳世勇,劉丹平,張冬雪,譚曉衡.  重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(10)
[4]S波段低噪聲放大器的分析與設(shè)計(jì)[J]. 張士化,何子述.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2005(18)

博士論文
[1]基于多模諧振器的高性能微帶濾波器設(shè)計(jì)[D]. 楊倩.西安電子科技大學(xué) 2017

碩士論文
[1]L波段雙頻寬帶低噪聲放大器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 張逸松.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[2]微波濾波器診斷技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 朱爽.南京航空航天大學(xué) 2017
[3]微帶多模諧振器的研究及其在濾波器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 雷夢(mèng)丹.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]雙通帶獨(dú)立可調(diào)微帶濾波器的設(shè)計(jì)[D]. 翟曉飛.華中科技大學(xué) 2015
[5]微帶線寬帶與多通帶濾波器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 江濤.電子科技大學(xué) 2013
[6]S波段低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 伍東興.西安電子科技大學(xué) 2013
[7]基于階躍阻抗諧振器的多頻/多模微帶濾波器設(shè)計(jì)[D]. 趙鑫.南京航空航天大學(xué) 2012
[8]Ka頻段MMIC高功率放大單片研制[D]. 高銘.電子科技大學(xué) 2012
[9]基于ADS的S波段的低噪聲放大器設(shè)計(jì)[D]. 王騰飛.安徽大學(xué) 2011
[10]微波平面雙模及多模濾波器設(shè)計(jì)與研究[D]. 莫紹國(guó).電子科技大學(xué) 2010



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