单端构造低噪声放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波通信设备技术领域，尤其涉及一种1GHz频段单端构造低噪声放大器。
【背景技术】
[0002]低噪声放大器是一种有源器件，广泛应用于各类通信设备中，位于接收机最前端，其主要作用是将天线接收到的微弱信号进行放大，在克服噪声的条件下，为后级电路提供增益的同时，尽可能地减少噪声。因此，设计一款噪声低、增益合理、性能稳定可靠的放大器在接收机前端的设计中显得极为重要。但是，现有技术中的低噪声放大器存在着无法同时兼顾输入输出驻波比、噪声系数以及放大器增益的缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种，以克服现有技术中的低噪声放大器无法同时兼顾输入输出驻波比、噪声系数以及放大器增益的缺点。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单端构造低噪声放大器，包括放大管、输入匹配电路、输出匹配电路、直流偏置电路和接地微带线；所述放大管的栅极连接所述输入匹配电路，所述放大管的源极串联所述接地微带线并接地，所述放大管的漏极连接所述输出匹配电路，所述直流偏置电路连接在所述输入匹配电路与所述输出匹配电路之间；所述输入匹配电路采用Smith圆图进行最小噪声匹配并使用T型微带线结构，所述输出匹配电路采用Smith圆图进行最大增益匹配并使用T型微带线结构，所述直流偏置电路采用电阻自偏压的单电源供电。
[0005]优选地，所述放大管为单端构造晶体管放大管。
[0006]优选地，所述放大管为PHEMT有源器件VMMK-1225系列，半导体材料为GaAs，直流静态工作点为VDS = 1.5V，IDS = 20mA。
[0007]优选地，所述输入匹配电路的输入端口匹配至50 Ω，所述输出匹配电路的输出端口匹配至50 Ω。
[0008]优选地，所述输入匹配电路与放大器输入端之间设有输入端隔直电容，所述输出匹配电路与放大器输出端之间设有输出隔直电容。
[0009]优选地，所述输入匹配电路包括第一微带线、第二微带线和第三微带线，所述第一微带线和第二微带线串联在放大器输入端与所述放大管之间，所述第三微带线与所述第一微带线连接。
[0010]优选地，所述输出匹配电路包括第四微带线、第五微带线和第六微带线，所述第四微带线和第五微带线串联在所述放大管与放大器输出端之间，所述第六微带线与所述第五微带线连接。
[0011]优选地，所述直流偏置电路包括第一偏置电阻、第二偏置电阻、第三偏置电阻、第一旁路电容、第二旁路电容、第一扼流电感、第二扼流电感和直流源，所述第一扼流电感连接在所述第二微带线与所述放大管之间，所述第二扼流电感连接在所述放大管与所述第四微带线之间，所述第二偏置电阻和第三偏置电阻串联在所述第一扼流电感与所述第二扼流电感之间，所述第一旁路电容连接在所述第一扼流电感与所述第二偏置电阻之间并接地，所述第一偏置电阻连接在所述第一扼流电感与所述第二偏置电阻之间并接地，所述直流源的正极连接在所述第二偏置电阻与所述第三偏置电阻之间并负极接地，所述第二旁路电容连接在所述第三偏置电阻与所述第二扼流电感之间并接地。
[0012]本发明的单端构造低噪声放大器采用电阻自偏压结构的单电源供电，使用微带线结构的源极串联负反馈，来提高整个放大网络的稳定性，输入输出电路采用Smith圆图匹配，以及T型微带线结构，在1GHz处，该低噪声放大器具有较好的性能参数，噪声系数为0.26dB，增益15.356dB，输入驻波比为1.56，输出驻波比为1.3，实现了同时兼顾输入输出驻波比、噪声系数以及增益，且输入输出端口均匹配到50Ω的标准阻抗，具有小型化、低噪声、高增益、低成本的特点，其电路构造简单，元器件数量少，性能稳定，适用于大规模的生产。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例的单端构造低噪声放大器的电路原理图；
[0014]图2为本发明实施例的单端构造低噪声放大器的电路连接图；
[0015]图3为本发明实施例的单端构造低噪声放大器的噪声系数的仿真结果图；
[0016]图4为本发明实施例的单端构造低噪声放大器的增益的仿真结果图；
[0017]图5为本发明实施例的单端构造低噪声放大器的输入驻波比的仿真结果图；
[0018]图6为本发明实施例的单端构造低噪声放大器的输出驻波比的仿真结果图。
[0019]图中，1:输入端隔直电容；2:输入匹配电路；3:放大管；4:输出匹配电路；5:接地微带线；6:直流偏置电路；7:输出端隔直电容；21:第一微带线；22:第二微带线；23:第三微带线；41:第四微带线；42:第五微带线；43:第六微带线；61:第一偏置电阻；62:第二偏置电阻；63:第三偏置电阻；64:第一旁路电容；65:第二旁路电容；66:第一扼流电感；67:第二扼流电感；68:直流源。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0021]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]如图1所示，本实施例的单端构造低噪声放大器包括:放大管3、输入匹配电路2、输出匹配电路4、直流偏置电路6和接地微带线5。
[0023]放大管I为单端构造晶体管放大管，放大管I采用的器件是AVAGO公司的PHEMT有源器件VMMK-1225系列，半导体材料为GaAs，根据器件手册以及参数要求，选取直流静态工作点为 VDS = 1.5V，IDS = 20mA。
[0024]放大管I的栅极连接输入匹配电路2，放大管I的源极串联接地微带线5并接地，通过源极串联一小段微带线，构成源极负反馈，提高电路稳定性，保证低噪声放大器的良好工作，放大管I的漏极连接输出匹配电路4，直流偏置电路6连接在输入匹配电路2与输出匹配电路4之间。
[0025]如图2所示，输入匹配电路2采用Smith圆图(史密斯圆图)进行最小噪声匹配(按照最小噪声系数进行设计，采用等噪声系数圆、等增益圆的Smith圆图匹配)并使用T型微带线结构，输入匹配电路I的输入端口匹配至50 Ω ;输入匹配电路2包括:第一微带线21、第二微带线22和第三微带线23，第一微带线21和第二微带线22串联在放大器输入端与放大管3之间，第三微带线23与第