一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器的制作方法

1.本实用新型属于低噪声放大器技术领域，尤其涉及一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器。


背景技术：

2.低噪声放大器(lna)位于接收机的前端，是无线通信系统射频接收机关键的单元模块。随着无线通信不断快速发展，行业应用对射频接收机的噪声性能要求日益提高。现有北斗用户接收机前端为接收s频段信号，利用1 ghz～3 ghz射频晶体管的低噪放设计方案
2.，在满足功率增益情况下，实际测试噪声性能在1.5 db～1.7 db之间，相比最优噪声性能还有提高的可行性。
3.我国北斗有源定位卫星系统(rdss)和短报文通信主要应用于s频段内，北斗三号卫星信号到达地面时，最小功率电平为-163 dbw，最大信号带宽为20.46 mhz，信号中心频率为2 491.75 mhz。为捕获北斗三号主要信号，要求低噪声放大器工作带宽大，工作频率为2 492 mhz，带内增益要求达到30 db以上，噪声系数小于1.3 db，iip3@2.49 ghz》15 dbm，输入输出驻波比小于1.5 db。
4.现有北斗信号接收机在s频段上低噪放方案，满足增益条件下噪声系数在1.5 db～1.7 db，噪声性能仍可进一步优化。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器，其基于可高带宽传输的毫米波射频晶体管abs655进行低噪放设计，通过改善偏置电路的静态工作点，采用线性稳压电路来减小电源噪声干扰，并利用l-c匹配网络实现端口阻抗匹配，以及利用北斗声表滤波器进行选频从而稳定电路参数，减轻杂讯信号干扰。
6.本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
7.一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器，包含信号输入端、tdk高通滤波器、输入匹配电路、级间匹配电路、输出匹配电路、偏置电路、北斗带通滤波器、信号输出端、线性稳压器和电源模块；所述信号输入端连接tdk高通滤波器的输入端，所述tdk高通滤波器的输出端连接输入匹配电路的输入端，所述输入匹配电路的输出端连接级间匹配电路的输入端，所述级间匹配电路的输出端连接输出匹配电路的输入端，所述输出匹配电路的输出端连接北斗带通滤波器的输入端，所述北斗带通滤波器的输出端连接信号输出端，偏置电路的输出端分别连接输入匹配电路、级间匹配电路，所述电源模块通过线性稳压器分别连接tdk高通滤波器、输入匹配电路、级间匹配电路、输出匹配电路、偏置电路、北斗带通滤波器，用于提供所需电能；
8.所述线性稳压器包含3.6v电压输入端、3v电压输出端、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、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、芯片
tps79301，其中，3.6v电压输入端分别连接第一电容c1的一端、第二电容c2的一端、芯片tps79301的引脚1和芯片tps79301的引脚3，第一电容c1的另一端和第二电容c2的另一端连接并接地，芯片tps79301的引脚6分别连接第一电阻r1的一端、第四电容c4的一端、第五电容c5的一端和3v电压输出端，第四电容c4的另一端和第五电容c5的另一端连接并接地，第一电阻r1的另一端分别连接第二电阻r2的一端和芯片tps79301的引脚5，第二电阻r2的另一端连接第三电阻r3的一端，第三电阻r3的另一端接地，芯片tps79301的引脚4连接第三电容c3的一端，第三电容c3的另一端接地。
9.作为本实用新型一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器的进一步优选方案，所述tdk高通滤波器的芯片型号为dea162300ht。
10.作为本实用新型一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器的进一步优选方案，所述北斗带通滤波器的芯片型号为ndf9200。
11.作为本实用新型一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器的进一步优选方案，所述偏置电路包含电阻ra、电阻rb、电阻rc、npn三极管和电压vcc端，电压vcc端连接电阻ra的一端，电阻ra的另一端分别连接电阻rb的一端、电阻rc的一端，电阻rb的另一端连接npn三极管的基极，电阻rc的另一端连接npn三极管的集电极，npn三极管的发射极接地。
12.作为本实用新型一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器的进一步优选方案，所述npn三极管采用npn宽带硅锗射频晶体管abs655。
13.作为本实用新型一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器的进一步优选方案，所述输入电路采用双元件的l形匹配网络，用于降低回波损耗，并提高增益和频带内的稳定性。
14.本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
15.1、本实用新型基于可高带宽传输的毫米波射频晶体管abs655进行低噪放设计，通过改善偏置电路的静态工作点，采用线性稳压电路来减小电源噪声干扰，并利用l-c匹配网络实现端口阻抗匹配，以及利用北斗声表滤波器进行选频从而稳定电路参数，减轻杂讯信号干扰。
16.2、本实用新型电路增加tps79301低压降线性稳压器，其噪声低，电源电压抑制比高，能有效减少外部电源带给电路的干扰，且在一定程度上保护电源不受射频信号的反向伤害。
17.3、本实用新型匹配电路网络分输入匹配、级间匹配和输出匹配三部分，其中，输入匹配采用最佳源反射系数噪声匹配以得到最小噪声，输入电路采用双元件的l形匹配网络，其可以有效降低回波损耗，并提高增益和频带内的稳定性。
附图说明
18.图1是本实用新型一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器的结构原理图；
19.图2是本实用新型偏置电路电路图；
20.图3是本实用新型线性稳压器电路图。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
22.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
23.一种基于高带宽毫米波管芯的低噪声放大器，包含信号输入端、tdk高通滤波器、输入匹配电路、级间匹配电路、输出匹配电路、偏置电路、北斗带通滤波器、信号输出端、线性稳压器和电源模块；所述信号输入端连接tdk高通滤波器的输入端，所述tdk高通滤波器的输出端连接输入匹配电路的输入端，所述输入匹配电路的输出端连接级间匹配电路的输入端，所述级间匹配电路的输出端连接输出匹配电路的输入端，所述输出匹配电路的输出端连接北斗带通滤波器的输入端，所述北斗带通滤波器的输出端连接信号输出端，偏置电路的输出端分别连接输入匹配电路、级间匹配电路，所述电源模块通过线性稳压器分别连接tdk高通滤波器、输入匹配电路、级间匹配电路、输出匹配电路、偏置电路、北斗带通滤波器，用于提供所需电能。本实用新型基于可高带宽传输的毫米波射频晶体管abs655进行低噪放设计，通过改善偏置电路的静态工作点，采用线性稳压电路来减小电源噪声干扰，并利用l-c匹配网络实现端口阻抗匹配，以及利用北斗声表滤波器进行选频从而稳定电路参数，减轻杂讯信号干扰。在宽频带下实现增益gain》30 db，噪声系数nf《1.3 db，iip3》15 dbm，显著优化了北斗三号卫星导航接收机前端的指标设计要求，具有广阔的应用前景。
24.所述tdk高通滤波器的芯片型号为dea162300ht。控制2.3 ghz以上频率插损《0.4 db，基本抑制2.3 ghz频段以下信号，保留北斗信号主频段。
25.所述北斗带通滤波器的芯片型号为ndf9200，采用北斗带通滤波器ndf9200，在2 487 mhz～2 497 mhz之间最大插损仅为3 db，进一步降低干扰。
26.如图2所示，所述偏置电路包含电阻ra、电阻rb、电阻rc、npn三极管和电压vcc端，电压vcc端连接电阻ra的一端，电阻ra的另一端分别连接电阻rb的一端、电阻rc的一端，电阻rb的另一端连接npn三极管的基极，电阻rc的另一端连接npn三极管的集电极，npn三极管的发射极接地。
27.如图3所示，所述线性稳压器包含3.6v电压输入端、3v电压输出端、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、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、芯片tps79301，其中，3.6v电压输入端分别连接第一电容c1的一端、第二电容c2的一端、芯片tps79301的引脚1和芯片tps79301的引脚3，第一电容c1的另一端和第二电容c2的另一端连接并接地，芯片tps79301的引脚6分别连接第一电阻r1的一端、第四电容c4的一端、第五电容c5的一端和3v电压输出端，第四电容c4的另一端和第五电容c5的另一端连接并接地，第一电阻r1的另一端分别连接第二电阻r2的一端和芯片tps79301的引脚5，第二电阻r2的另一端连接第三电阻r3的一端，第三电阻r3的另一端接地，芯片tps79301的引脚4连接第三电容c3的一端，第三电容c3的另一端接地。
28.所述npn三极管采用npn宽带硅锗射频晶体管abs655。采用的npn宽带硅锗射频晶体管abs655，毫米波管芯覆盖0～12 ghz，高增益、低噪声、线性度好，可用于高速、低噪声应用。
29.所述输入电路采用双元件的l形匹配网络，用于降低回波损耗，并提高增益和频带内的稳定性。
30.本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
31.以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。