一种大动态宽带低噪声放大器的制作方法

文档序号:14353895阅读:196来源:国知局

本实用新型属于低噪声放大器领域,主要应用在雷达等微波设备上,具体地讲涉及一种大动态宽带低噪声放大器。



背景技术:

低噪声放大器位于接收机系统前端,其噪声系数直接决定了接收机系统的噪声系数;高增益的前级放大器,虽然可以降低后级级联电路对接收机系统的噪声系数的影响,但是当输入信号较大时,高增益容易使前级放大器饱和,产生非线性失真。

所以在实际使用时,要求位于接收机系统前端的低噪声放大器具有增益高、噪声低、抗饱和能力强的性能。但是目前现有的低噪声放大器虽然能够满足系统增益和噪声系数的要求,但是抗饱和能力无法满足系统的要求,或者抗饱和能力强时,增益和噪声系数无法满足系统的要求,使得低噪声放大器成为接收机系统抗饱和能力提升的瓶颈。



技术实现要素:

根据现有技术中存在的问题,本实用新型提供了一种大动态宽带低噪声放大器,其覆盖频段宽,增益高,抗饱和能力强,满足了接收机系统的动态范围要求。

本实用新型采用以下技术方案:

一种大动态宽带低噪声放大器,包括限幅器单元、前端电桥电路单元、第一放大器电路单元、第二放大器电路单元、后端电桥电路单元,所述限幅器单元的输入端为本放大器的输入端口,限幅器单元的输出端连接前端电桥电路单元的输入端,所述前端电桥电路单元的输出端分别连接第一放大器电路单元和第二放大器电路单元的输入端,所述第一放大器电路单元和第二放大器电路单元的输出端分别连接后端电桥电路单元的输入端,所述后端电桥电路单元的输出端为本放大器的输出端口;第一放大器电路单元和第二放大器电路单元均与+6V电源相连接。

优选的,所述限幅器单元包括第一电感、第一防雷二极管、第一限幅管芯、第二限幅管芯、第二电感、第三限幅管芯;所述第一电感的一端为限幅器单元的输入端,其分别与第一限幅管芯的阳极、第二限幅管芯的阳极、第二电感的一端、第三限幅管芯的阴极相连接,第一电感的另一端与第一防雷二极管的阴极连接,所述第一防雷二极管的阳极、第一限幅管芯的阴极、第二限幅管芯的阴极、第二电感的另一端和第三限幅管芯的阳极均接地;第三限幅管芯的阴极为限幅器单元的输出端,其连接前端电桥电路单元的输入端。

进一步优选的,所述前端电桥电路单元包括前端耦合器和电阻,所述前端耦合器的第一端口与第三限幅管芯的阴极相连接,前端耦合器的第四端口经第一电阻接地,前端耦合器的第二端口和第三端口为前端电桥电路单元的两个输出端,前端耦合器的第二端口连接第一放大器电路单元的输入端,前端耦合器的第三端口连接第二放大器电路单元的输入端。

更进一步优选的,第一放大器电路单元包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第七电感、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第四场效应管;所述第一电容的一端与前端耦合器的第二端口相连,其另一端分别与第二电容的一端、第三电感的一端和第四场效应管的栅极相连接,第四场效应管的源极分别与第五电容的一端、第四电感的一端、第六电容的一端、第七电容的一端和第八电容的一端相连接,第七电容的另一端和第八电容的另一端均与第六电阻的一端相连接,第三电感的另一端分别与第三电容的一端、第二电阻的一端相连接,第二电阻的另一端分别与第四电容的一端、第三电阻的一端、第四电阻的一端、第五电阻的一端相连,第五电阻的另一端分别与第九电容的一端、第十电容的一端、第七电阻的一端、第六电感的一端和+6V电源相连,第四场效应管的漏极经第五电感与第七电阻的另一端、第六电感的另一端和第十一电容的一端相连接,第十一电容的另一端经第七电感与后端电桥电路单元的输入端相连接;所述第二电容的另一端、第三电容的另一端、第四电容的另一端、第五电容的另一端、第六电容的另一端、第九电容的另一端、第十电容的另一端、第三电阻的另一端、第四电阻的另一端、第六电阻的另一端和第四电感的另一端均接地。

更进一步优选的,第二放大器电路单元包括第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第八电感、第九电感、第十电感、第十一电感、第十二电感、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第五场效应管;所述第十二电容的一端与前端耦合器的第三端口相连,其另一端分别与第十三电容的一端、第八电感的一端和第五场效应管的栅极相连接,第五场效应管的源极分别与第十六电容的一端、第九电感的一端、第十七电容的一端、第十八电容的一端和第十九电容的一端相连接,第十八电容的另一端和第十九电容的另一端均与第十二电阻的一端相连接,第八电感的另一端分别与第十四电容的一端、第八电阻的一端相连接,第八电阻的另一端分别与第十五电容的一端、第九电阻的一端、第十电阻的一端、第十一电阻的一端相连,第十一电阻的另一端分别与第二十电容的一端、第二十一电容的一端、第十三电阻的一端、第十一电感的一端和+6V电源相连,第五场效应管的漏极经第十电感与第十三电阻的另一端、第十一电感的另一端和第二十二电容的一端相连接,第二十二电容的另一端经第十二电感与后端电桥电路单元的输入端相连接;所述第十三电容的另一端、第十四电容的另一端、第十五电容的另一端、第十六电容的另一端、第十七电容的另一端、第二十电容的另一端、第二十一电容的另一端、第九电阻的另一端、第十电阻的另一端、第十二电阻的另一端和第九电感的另一端均接地。

更进一步优选的,所述后端电桥电路单元包括后端耦合器和电阻,所述后端耦合器的第二端口连接第十二电感的一端,后端耦合器的第三端口连接第七电感的一端,后端耦合器的第四端口经第十四电阻接地,后端耦合器的第一端口为后端电桥电路单元的输出端。

更进一步优选的,所述限幅器单元、前端电桥电路单元、第一放大器电路单元、第二放大器电路单元和后端电桥电路单元均通过螺钉固定在壳体内,所述壳体通过激光封焊工艺进行密封封装。

更进一步优选的,所述第一限幅管芯和第二限幅管芯的型号均为CLA4606-000,第三限幅管芯的型号为MA4L022-134;所述第三限幅管芯的阴极与前端耦合器的第一端口之间通过金丝键合工艺相连。

更进一步优选的,所述前端电桥单元中的第一电阻和后端电桥单元中的第十四电阻的阻值均为50Ω。

本实用新型的有益效果在于:

1)本实用新型的低噪声放大器包括限幅器单元、前端电桥电路单元、第一放大器电路单元、第二放大器电路单元和后端电桥电路单元,所述限幅器单元的输入端为本放大器的输入端口,限幅器单元的输出端连接前端电桥电路单元的输入端,所述前端电桥电路单元的输出端分别连接第一放大器电路单元和第二放大器电路单元的输入端,所述第一放大器电路单元和第二放大器电路单元的输出端分别连接后端电桥电路单元的输入端,所述后端电桥电路单元的输出端为本放大器的输出端口;使得本放大器的覆盖频段宽为110MH~170MHz,增益高为19dB,抗饱和能力强,具有大于+5dBm的输入P-1,满足了接收机系统的动态范围要求。

2)本实用新型低噪声放大器的限幅器单元、前端电桥电路单元、第一放大器电路单元、第二放大器电路单元和后端电桥电路单元均通过螺钉固定在壳体内,且壳体通过激光封焊工艺进行密封封装;使得各单元部件之间能够合理、紧凑的布局,实现了微波器件的小型化,提高了放大器结构的集成度。

3)本实用新型的第三限幅管芯的阴极与前端耦合器的第一端口之间通过金丝键合工艺相连接,实现了微小部件之间的连接,提高了部件间连接的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的低噪声放大器的电路原理图。

附图标记:1-限幅器单元,2-前端电桥电路单元,3-第一放大器电路单元,4-第二放大器电路单元,5-后端电桥电路单元,D1-第一防雷二极管,V1~V3-第一限幅管芯~第三限幅管芯,V4-第四场效应管,V5-第五场效应管,C1~C22-第一电容~第二十二电容,L1~L12-第一电感~第十二电感,R1~R14-第一电阻~第十四电阻,N1-前端耦合器,N2-后端耦合器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,一种大动态宽带低噪声放大器,包括限幅器单元1、前端电桥电路单元2、第一放大器电路单元3、第二放大器电路单元4、后端电桥电路单元5,所述限幅器单元1的输入端为本放大器的输入端口,限幅器单元1的输出端连接前端电桥电路单元2的输入端,所述前端电桥电路单元2的输出端分别连接第一放大器电路单元3和第二放大器电路单元4的输入端,所述第一放大器电路单元3和第二放大器电路单元4的输出端分别连接后端电桥电路单元5的输入端,所述后端电桥电路单元5的输出端为本放大器的输出端口;第一放大器电路单元3和第二放大器电路单元4均与6V电源相连接。

所述限幅器单元1包括第一电感L1、第一防雷二极管D1、第一限幅管芯V1、第二限幅管芯V2、第二电感L2、第三限幅管芯V3;所述第一电感L1的一端为限幅器单元1的输入端,其分别与第一限幅管芯V1的阳极、第二限幅管芯V2的阳极、第二电感L2的一端、第三限幅管芯V3的阴极相连接,第一电感L1的另一端与第一防雷二极管D1的阴极连接,所述第一防雷二极管D1的阳极、第一限幅管芯V1的阴极、第二限幅管芯V2的阴极、第二电感L2的另一端和第三限幅管芯V3的阳极均接地;第三限幅管芯V3的阴极为限幅器单元1的输出端,其连接前端电桥电路单元2的输入端。

所述前端电桥电路单元2包括前端耦合器N1和电阻R1,所述前端耦合器N1的第一端口与第三限幅管芯V3的阴极相连接,前端耦合器N1的第四端口经第一电阻R1接地,前端耦合器N1的第二端口和第三端口为前端电桥电路单元2的两个输出端,前端耦合器N1的第二端口连接第一放大器电路单元3的输入端,前端耦合器N1的第三端口连接第二放大器电路单元4的输入端。

第一放大器电路单元3包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第四场效应管V4;所述第一电容C1的一端与前端耦合器N1的第二端口相连,其另一端分别与第二电容C2的一端、第三电感L3的一端和第四场效应管V4的栅极相连接,第四场效应管V4的源极分别与第五电容C5的一端、第四电感L4的一端、第六电容C6的一端、第七电容C7的一端和第八电容C8的一端相连接,第七电容C7的另一端和第八电容C8的另一端均与第六电阻R6的一端相连接,第三电感L3的另一端分别与第三电容C3的一端、第二电阻R2的一端相连接,第二电阻R2的另一端分别与第四电容C4的一端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端相连,第五电阻R5的另一端分别与第九电容C9的一端、第十电容C10的一端、第七电阻R7的一端、第六电感L6的一端和+6V电源相连,第四场效应管V4的漏极经第五电感L5与第七电阻R7的另一端、第六电感L6的另一端和第十一电容C11的一端相连接,第十一电容C11的另一端经第七电感L7与后端电桥电路单元5的输入端相连接;所述第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第九电容C9的另一端、第十电容C10的另一端、第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、第六电阻R6的另一端和第四电感L4的另一端均接地。

第二放大器电路单元4包括第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第八电感L8、第九电感L9、第十电感L10、第十一电感L11、第十二电感L12、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第五场效应管V5;所述第十二电容C12的一端与前端耦合器N1的第三端口相连,其另一端分别与第十三电容C13的一端、第八电感L8的一端和第五场效应管V5的栅极相连接,第五场效应管V5的源极分别与第十六电容C16的一端、第九电感L9的一端、第十七电容C17的一端、第十八电容C18的一端和第十九电容C19的一端相连接,第十八电容C18的另一端和第十九电容C19的另一端均与第十二电阻R12的一端相连接,第八电感L8的另一端分别与第十四电容C14的一端、第八电阻R8的一端相连接,第八电阻R8的另一端分别与第十五电容C15的一端、第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端、第十一电阻R11的一端相连,第十一电阻R11的另一端分别与第二十电容C20的一端、第二十一电容C21的一端、第十三电阻R13的一端、第十一电感L11的一端和+6V电源相连,第五场效应管V5的漏极经第十电感L10与第十三电阻R13的另一端、第十一电感L11的另一端和第二十二电容C22的一端相连接,第二十二电容C22的另一端经第十二电感L12与后端电桥电路单元5的输入端相连接;所述第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端、第十六电容C16的另一端、第十七电容C17的另一端、第二十电容C20的另一端、第二十一电容C21的另一端、第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的另一端、第十二电阻R12的另一端和第九电感L9的另一端均接地。

所述后端电桥电路单元5包括后端耦合器N2和电阻R14,所述后端耦合器N2的第二端口连接第十二电感L12的一端,后端耦合器N2的第三端口连接第七电感L7的一端,后端耦合器N2的第四端口经第十四电阻R14接地,后端耦合器N2的第一端口为后端电桥电路单元5的输出端。

所述限幅器单元1、前端电桥电路单元2、第一放大器电路单元3、第二放大器电路单元4和后端电桥电路单元5均通过螺钉固定在壳体内,所述壳体通过激光封焊工艺进行密封封装。

所述第一限幅管芯V1和第二限幅管芯V2的型号均为CLA4606-000,第三限幅管芯V3的型号为MA4L022-134;所述第三限幅管芯V3的阴极与前端耦合器N1的第一端口之间通过金丝键合工艺相连。

所述前端电桥单元2中的第一电阻R1和后端电桥单元5中的第十四电阻R14的阻值均为50Ω。

综上所述,本实用新型包括限幅器单元1、前端电桥电路单元2、第一放大器电路单元3、第二放大器电路单元4、后端电桥电路单元5,所述限幅器单元1的输入端为本放大器的输入端口,限幅器单元1的输出端连接前端电桥电路单元2的输入端,所述前端电桥电路单元2的输出端分别连接第一放大器电路单元3和第二放大器电路单元4的输入端,所述第一放大器电路单元3和第二放大器电路单元4的输出端分别连接后端电桥电路单元5的输入端,所述后端电桥电路单元5的输出端为本放大器的输出端口;第一放大器电路单元3和第二放大器电路单元4均与+6V电源相连接。使得本放大器的覆盖频段宽,增益高,抗饱和能力强,满足了接收机系统的动态范围要求。

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