一种Ka波段MMIC低噪声放大器制造技术

本发明专利技术涉及一种Ka波段MMIC低噪声放大器，主要解决现有技术中的噪声系数高、带内增益平坦度差、线性度差的技术问题。通过采用包括两级放大器、λ/4传输线结构以及三级匹配网络，该两级放大器包括第一级场效应晶体管放大器，第一级栅极偏置网络，第一级漏极偏置网络以及第一级源极的电阻、第一级源极的电容并联网络，第二级放大器，第二级栅极偏置网络，第二级漏极偏置网络以及第二级源极的电阻、电容并联网络；该λ/4传输线结构包括与第一级栅极偏置网络连接的第一传输线网，以及与第一级漏极偏置网络连接的第二传输线网的技术方案，较好的解决了该问题，能够用于Ka波段的通信领域。

A Ka band MMIC low noise amplifier

The invention relates to a Ka band MMIC low noise amplifier, which mainly solves the technical problems of high noise coefficient, in band gain flatness, and poor linearity in the prior art. By including a two amplifier, a /4 transmission line structure and the three level matching network, the two stage amplifier includes a first field effect transistor amplifier, the first gate bias network, capacitor network first drain bias network and the first source resistance, the source of the first stage, second stage amplifier, level the gate bias network second, a resistor and a capacitor parallel network second drain bias network and second source; the lambda /4 transmission line structure comprises a first transmission line is connected with the first gate bias of the network, and the technical scheme of the second pole bias network connection transmission line network and the level of leakage, good to solve the problem, can be used in the field of communication in Ka band.

【技术实现步骤摘要】
一种Ka波段MMIC低噪声放大器
本专利技术涉及电子
，特别涉及到一种用于Ka波段微波无线通信系统的Ka波段MMIC低噪声放大器。
技术介绍
随着微波通信技术发展，单片微波集成电路(MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit,MMIC)凭借其小型紧凑性、稳定性好、抗干扰能力强和产品性能一致性好的优点成为电子对抗用通信系统应用中理想的选择。Ka波段MMIC低噪声放大器设计于微波射频接收系统的前端，其主要功能是将来自天线的低电压信号进行小信号放大。前端放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响较大，前端放大器噪声系数的增益将决定后端电路的噪声抑制程度，前端放大器的线性度对整个系统的线性度和共模抑制比具有非常重要的影响。现有的Ka波段MMIC低噪声放大器仍然存在噪声系数较高、带内增益平坦度不够以及线性度差的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的噪声系数较高、带内增益平坦度不够以及线性度差的技术问题，提供一种新的Ka波段MMIC低噪声放大器，该放大器具有噪声系数低、带内增益平坦度以及线性度较好的技术特点。为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：一种Ka波段MMIC低噪声放大器，包括两级放大器、三级匹配网络和λ/4传输线结构；所述两级放大器包括第一级场效应晶体管放大器、第一级栅极偏置网络、第一级漏极偏置网络、及第一级源极的电阻、第一源极电容并联网络，还包括第二级场效应晶体管放大器，第二级栅极偏置网络，第二级漏极偏置网络以及第二级源极的电阻、第二源极的电容并联网络；所述λ/4传输线结构包括与所述第一级栅极偏置网络连接的第一传输线网，以及与所述第一级漏极偏置网络连接的第二传输线网，所述第一传输线网及第二传输线网包括多个串联的微带线；所述第一级栅极偏置网络包括栅极第一支路、栅极第二支路和栅极第三支路，所述栅极第一支路、栅极第二支路和栅极第三支路均通过第一接口与第二微带线连接；所述栅极第一支路包括由第五电压供电的串联的第四电容、第七微带线、第三电阻、第四微带线；所述栅极第二支路包括由第三电压供电的串联的第五微带线和第二电容；所述栅极第三支路包括由第四电压串联第三电容后与第一栅极电压并联供电的串联的第六微带线、第二电阻和第三微带线。信号输入到输入级匹配网络，通过第一传输线网，即第一级栅极偏置网络连接的λ/4传输线结构,使得输入的信号中的杂波以及非线性产物得以滤除，且插入损耗低，还可以起到射频隔离的作用，有效地抑制带外杂散，在较宽的频带内显著提高低噪声放大器的线性度，提高增益平坦度，降低噪声系数；信号通过第一级场效应晶体管放大器时，信号被放大，通过第二传输线网，即第一级漏极偏置网络连接的λ/4传输线结构,使得输入的信号中的杂波以及非线性产物得以进一步滤除，有效减小放大器频响的尖峰，进一步降低噪声系数，进入级间匹配网络，使得信号与第二级场效应晶体管放大器进行匹配，信号再经过第二次放大，输入到输出级匹配网络，将信号以低噪声的状态放大输出。上述方案中，为优化，进一步地，所述第一级漏极偏置网络包括漏极第一支路、漏极第二支路和漏极第三支路，所述漏极第一支路、漏极第二支路和漏极第三支路均通过第二接口与第二十一微带线连接；所述漏极第一支路包括由第六电压串联第六电容后再与第一漏极电压并联供电的串联的第二十四微带线、第四电阻、第二十三微带线、第二十二微带线；所述漏极第二支路包括由第七电压供电的串联的第二十五微带线和第七电容；所述漏极第三支路包括由第八电压供电的串联的第八电容和第五电阻。进一步地，所述第二级栅极偏置网络包括栅极第四支路、栅极第五支路和栅极第六支路，所述栅极第四支路、栅极第五支路和栅极第六支路均通过第三接口与第三十五微带线连接的所述栅极第四支路包括由第十电压供电的串联的第十电容、第三十四微带线、第六电阻、第三十一微带线；所述栅极第五支路包括由第十一电压供电的串联的第三十二微带线和第十二电容；所述栅极第六支路包括由第九电压串联第十一电容后与第二栅极电压并联供电的串联的第三十三微带线、第七电阻和第三十微带线。进一步地，所述第二级漏极偏置网络包括漏极第四支路、漏极第五支路和漏极第六支路，所述漏极第四支路、漏极第五支路和漏极第六支路均通过第四接口与第四十五微带线连接的所述漏极第四支路包括由第十六电压串联第十七电容后再与第二漏极电压并联供电的串联的第四十二微带线、第十电阻、第四十三微带线、第四十四微带线；所述漏极第五支路包括由第十五电压供电的串联的第四十一微带线和第十六电容；所述漏极第六支路包括由第十四电压供电的串联的第十五电容和第九电阻。进一步地，所述三级匹配网络包括与所述第一传输线网连接的输入级匹配网络、连接在所述第一级漏极偏置网络和所述第二级栅极偏置网络之间的级间匹配网络，以及与所述第二级漏极偏置网络连接的输出级匹配网络；所述输入级匹配网络包括由第十五微带线和第十四微带线串联的输入级开路枝节微带线结构，输入级串联微带线结构和所述第一传输线网13串联；所述级间匹配网络包括级间串联电容和级间开路短枝节微带线；所述输出级匹配网络为微带单节短截线匹配网络，包括输出串联微带线和输出开路短枝节微带线。进一步地：连接在所述第一级栅极偏置网络的第一传输线网包括串联的第九微带线、第十微带线和第十一微带线；连接在所述第一级漏极偏置网络的第二传输线网包括串联的十七微带线、第十八微带线和第十九微带线。进一步地：所述第一级场效应晶体管放大器为管芯尺寸为4×20μm赝调制掺杂异质结场效应晶体管，所述第二级场效应晶体管放大器为管芯尺寸为4×50μm赝调制掺杂异质结场效应晶体管。进一步地：所述赝调制掺杂异质结场效应晶体管的管芯为0.15-μm砷化镓管芯。本专利技术的有益效果：效果一，在第一级场效应晶体管放大器的栅极和漏极分别串联λ/4传输线结构，λ/4传输线匹配结构不仅可以作为第一级场效应晶体管放大器的栅极的输入级匹配网络，而且λ/4传输线匹配结构插入损耗低，对噪声影响小，在一定程度上起到滤波的作用；λ/4传输线匹配结构还可以起到射频隔离的作用，可以有效减小放大器频响的尖峰，虑除电路的一些非线性产物，更有效地抑制带外杂散，从而在较宽的频带内显著提高低噪声放大器的线性度，提高增益平坦度，降低噪声系数。效果二，该低噪声放大器由两级放大器级联组成，第一级场效应晶体管放大器降低噪声系数，进行最小噪声系数匹配；第二级场效应晶体管放大器提高增益，进行最大增益系数匹配，级间设计有级间匹配网络，整个电路系统的输入输出端口匹配到50Ω标准阻抗，具有噪声低、整体线性度好、带内增益平坦度好的特点。效果三，第一级源极的电阻R、电容C并联网络和第二级源极的电阻R、电容C并联网络作为稳定性电路，起到降低谐振，从而提高放大器稳定性的作用。效果四，输入级匹配网络的输入端用于与外部射频输入端口相连接，输入级匹配网络与λ/4传输线匹配结构串联，起到提高低噪声放大器的线性度，提高增益平坦度，降低噪声系数的作用。效果五，第一级栅极偏置网络中的第三电阻、第四电容、第二电容、第五微带线主要为第一级场效应晶体管放大器提供稳定的偏置电压，其中通过优化第二电容和第五微带线获得适当的谐振频率；第三电阻和第四电容组成旁路网络，用于确保电路低频稳定性。效果六本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ka波段MMIC低噪声放大器，包括两级放大器、三级匹配网络，其特征在于：所述Ka波段MMIC低噪声放大器还包括λ/4传输线结构；所述两级放大器包括第一级场效应晶体管放大器(1)、第一级栅极偏置网络、第一级漏极偏置网络(3)、及第一级源极的电阻(4)、第一源极电容(5)并联网络；还包括第二级场效应晶体管放大器(6)，第二级栅极偏置网络(7)，第二级漏极偏置网络(8)以及第二级源极的电阻(9)、第二源极的电容(10)并联网络；所述λ/4传输线结构包括与所述第一级栅极偏置网络(2)连接的第一传输线网(13)，以及与所述第一级漏极偏置网络(3)连接的第二传输线网(14)，所述第一传输线网(13)及第二传输线网(14)包括多个串联的微带线；所述第一级栅极偏置网络(2)包括栅极第一支路、栅极第二支路和栅极第三支路，所述栅极第一支路、栅极第二支路和栅极第三支路均通过第一接口与第二微带线连接；所述栅极第一支路包括由第五电压供电的串联的第四电容、第七微带线、第三电阻、第四微带线；所述栅极第二支路包括由第三电压供电的串联的第五微带线和第二电容；所述栅极第三支路包括由第四电压串联第三电容后与第一栅极电压并联供电的串联的第六微带线、第二电阻和第三微带线。...

【技术特征摘要】
1.一种Ka波段MMIC低噪声放大器，包括两级放大器、三级匹配网络，其特征在于：所述Ka波段MMIC低噪声放大器还包括λ/4传输线结构；所述两级放大器包括第一级场效应晶体管放大器(1)、第一级栅极偏置网络、第一级漏极偏置网络(3)、及第一级源极的电阻(4)、第一源极电容(5)并联网络；还包括第二级场效应晶体管放大器(6)，第二级栅极偏置网络(7)，第二级漏极偏置网络(8)以及第二级源极的电阻(9)、第二源极的电容(10)并联网络；所述λ/4传输线结构包括与所述第一级栅极偏置网络(2)连接的第一传输线网(13)，以及与所述第一级漏极偏置网络(3)连接的第二传输线网(14)，所述第一传输线网(13)及第二传输线网(14)包括多个串联的微带线；所述第一级栅极偏置网络(2)包括栅极第一支路、栅极第二支路和栅极第三支路，所述栅极第一支路、栅极第二支路和栅极第三支路均通过第一接口与第二微带线连接；所述栅极第一支路包括由第五电压供电的串联的第四电容、第七微带线、第三电阻、第四微带线；所述栅极第二支路包括由第三电压供电的串联的第五微带线和第二电容；所述栅极第三支路包括由第四电压串联第三电容后与第一栅极电压并联供电的串联的第六微带线、第二电阻和第三微带线。2.根据权利要求1所述的Ka波段MMIC低噪声放大器，其特征在于：所述第一级漏极偏置网络(3)包括漏极第一支路、漏极第二支路和漏极第三支路，所述漏极第一支路、漏极第二支路和漏极第三支路均通过第二接口与第二十一微带线连接；所述漏极第一支路包括由第六电压串联第六电容后再与第一漏极电压并联供电的串联的第二十四微带线、第四电阻、第二十三微带线、第二十二微带线；所述漏极第二支路包括由第七电压供电的串联的第二十五微带线和第七电容；所述漏极第三支路包括由第八电压供电的串联的第八电容和第五电阻。3.根据权利要求1所述的Ka波段MMIC低噪声放大器，其特征在于：所述第二级栅极偏置网络(7)包括栅极第四支路、栅极第五支路和栅极第六支路，所述栅极第四支路、栅极第五支路和栅极第六支路均通过第三接口与第三十五微带线连接的所述栅极第四支路包括由第十电压供电的串联的第十电容、第三十四微带线、第六电阻、第三十一微带线；所述栅极第五支路包括由第十一电压供电的串联的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海鸥，谢仕锋，邹锋，首照宇，高喜，李琦，蒋振荣，张法碧，陈永和，肖功利，李陈成，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，桂林斯壮微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西,45