一种低驻波比的低噪声放大器电路的制作方法

1.本实用新型涉及接收机前端的低噪声放大器模块技术领域，尤其是涉及一种低驻波比的低噪声放大器电路。


背景技术：

2.在雷达和通信电路中，接收机前端都会有低噪声放大器模块，其主要功能是对天线收到的微弱信号进行放大，因为处于信号最微弱的前端，所以其噪声系数直接决定能接收到的最低信号功率，即决定系统灵敏度；同时，当空间信号很大时，噪声系数不再重要，线性度则成为关键指标，所以一个既能保证小信号时具有高灵敏度，又能保证大信号时线性度的模块非常重要，因此，有必要提供一种低驻波比的低噪声放大器电路。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种低驻波比的低噪声放大器电路，以满足上述需求。
4.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种低驻波比的低噪声放大器电路，包括：第一射频开关电路，其定端用于接收天线信号；第一混合电桥电路，其输入端与所述第一射频开关电路的第一动端连接，其隔离端通过电阻接地；第一低噪声放大器电路，其输入端与所述第一混合电桥电路的耦合端连接；第二低噪声放大器电路，其输入端与所述第一混合电桥电路的直通端连接；第二混合电桥电路，其耦合端与所述第一低噪声放大器电路的输出端连接，其直通端与所述第二低噪声放大器电路的输出端连接，其输入端通过电阻接地；第二射频开关电路，其第一动端与所述第二混合电桥电路的隔离端连接，其定端用于输出放大信号；隔离器电路，一端与所述第一射频开关电路的第二动端连接，另一端与所述第二射频开关电路的第二动端连接。
6.本实用新型公开的一个实施例中，低驻波比的低噪声放大器电路还包括比较器，所述比较器的同相端与所述第二射频开关电路的定端连接，所述比较器的反相端用于接收参考电压，所述比较器的输出端分别与所述第一射频开关电路的开关控制端和所述第二射频开关电路的开关控制端连接。
7.本实用新型公开的一个实施例中，低驻波比的低噪声放大器电路还包括第一线性稳压器，所述第一线性稳压器的引脚vin和引脚en均与所述第二射频开关电路的定端连接；所述第一线性稳压器的引脚vout用于输出第一电路电压。
8.本实用新型公开的一个实施例中，低驻波比的低噪声放大器电路还包括第二线性稳压器，所述第二线性稳压器的引脚vin与所述第二射频开关电路的定端连接；所述第二线性稳压器的引脚en分别与所述第一射频开关电路的开关控制端和所述第二射频开关电路的开关控制端连接，所述第二线性稳压器的引脚vout用于输出第二电路电压。
9.本实用新型公开的一个实施例中，所述第一射频开关电路包括射频开关u1、电阻r13、电阻r14、电容c28、电容c29、电容c30和电容c31，所述射频开关u1的引脚rfc用于接收天线信号，所述射频开关u1的引脚vdd通过接地的所述电容c30和接地的所述电容c31外接
电压，所述射频开关u1的引脚ls通过所述电阻r14外接电压，所述射频开关u1的引脚v1均与所述电阻r13的一端和接地的所述电容c29连接，所述电阻r13的另一端作为开关控制端，所述射频开关u1的引脚rf2与所述第一混合电桥电路的输入端连接，所述射频开关u1的引脚rf1通过所述电容c28与所述隔离器电路连接。
10.本实用新型公开的一个实施例中，所述第一混合电桥电路包括电桥x1、电阻r2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c14、电容c15和电容c16，所述电桥x1的引脚in与所述射频开关u1的引脚rf2连接，所述电桥x1的引脚iso通过所述电阻r2接地，所述电桥x1的引脚cou均与所述电容c3的一端和接地的所述电容c4连接，所述电容c3的另一端通过接地的所述电容c5与所述第一低噪声放大器电路的输入端连接，所述电桥x1的引脚dir均与所述电容c16的一端和接地的所述电容c15连接，所述电容c16的另一端通过接地的所述电容c14与所述第二低噪声放大器电路的输入端连接。
11.本实用新型公开的一个实施例中，所述第一低噪声放大器电路与所述第二低噪声放大器电路集成为双低噪声放大器电路。
12.本实用新型公开的一个实施例中，所述双低噪声放大器电路包括双低噪声放大器u3、电阻r1、电阻r3、电阻r4、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电容c1、电容c2、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c11、电容c13、电容c22、电容c21、电容c22、电容c23、电容c25和电容c26，所述双低噪声放大器u3的引脚rfin1均与所述电感l1的一端和所述电容c3的另一端连接，所述电感l1的另一端均与所述电阻r1的一端和接地的所述电容c1连接，所述双低噪声放大器u3的引脚bias_out1均与所述电阻r1的另一端和接地的所述电容c2连接，所述双低噪声放大器u3的引脚vsd1均与接地的所述电容c6、接地的所述电容c25和接地的所述电阻r11连接，所述双低噪声放大器u3的引脚bias_in1与所述电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端均与所述电阻r9的一端、接地的所述电容c23、接地的所述电容c8和所述电阻r4的一端连接，所述电阻r9的另一端外接电压，所述电阻r4的另一端均与所述电感l3的一端和接地的所述电容c7连接，所述双低噪声放大器u3的引脚rfout1均与所述电感l3的另一端和所述第二混合电桥电路的耦合端连接，所述双低噪声放大器u3的引脚rfin2均与所述电感l2的一端和所述电容c16的另一端连接，所述电感l2的另一端均与所述电阻r6的一端和接地的所述电容c12连接，所述双低噪声放大器u3的引脚bias_out2均与所述电阻r6的另一端和接地的所述电容c13连接，所述双低噪声放大器u3的引脚vsd2均与接地的所述电容c20、接地的所述电容c26和接地的所述电阻r12连接，所述双低噪声放大器u3的引脚bias_in2与所述电阻r8的一端连接，所述电阻r8的另一端均与所述电阻r10的一端、接地的所述电容c24、接地的所述电容c22和所述电阻r7的一端连接，所述电阻r10的另一端外接电压，所述电阻r7的另一端均与所述电感l4的一端和接地的所述电容c21连接，所述双低噪声放大器u3的引脚rfout2均与所述电感l4的另一端和所述第二混合电桥电路的直通端连接。
13.本实用新型公开的一个实施例中，所述第二混合电桥电路包括电桥x2、电阻r5、电容c9、电容c10、电容c11、电容c17、电容c18和电容c19，所述电桥x2的引脚in通过所述电阻r5接地，所述电桥x2的引脚iso与所述第二射频开关电路的第一动端连接，所述电桥x2的引脚cou均与所述电容c9的一端和接地的所述电容c11连接，所述电容c9的另一端通过接地的所述电容c10与所述双低噪声放大器u3的引脚rfout1连接，所述电桥x2的引脚dir均与所述
电容c19的一端和接地的所述电容c17连接，所述电容c19的另一端通过接地的所述电容c18与所述双低噪声放大器u3的引脚rfout2连接。
14.本实用新型公开的一个实施例中，所述第二射频开关电路包括射频开关u2、电阻r15、电阻r29、电容c32、电容c33、电容c34、电容c35、电容c36、电容c37、电容c38、电容c39、电容c40、电感l5、磁珠fb3和连接器j1，所述射频开关u2的引脚vdd通过接地的所述电容c39和接地的所述电容c40外接电压，所述射频开关u2的引脚ls通过所述电阻r15外接电压，所述射频开关u2的引脚v1均与所述电阻r29的一端和接地的所述电容c38连接，所述电阻r29的另一端作为开关控制端，所述射频开关u2的引脚rf1与所述电桥x2的引脚iso连接，所述射频开关u2的引脚rf2与所述隔离器电路连接，所述射频开关u2的引脚rfc均与接地的所述电容c32和所述电容c33的一端连接，所述电容c33的另一端均与所述电感l5的一端、接地的所述电容c36和连接器j1连接，所述电感l5的另一端均与接地的所述电容c37和所述磁珠fb3的一端连接，所述磁珠fb3的另一端均与接地的所述电容c34和接地的所述电容c35连接后作为rx_out_dc端。
15.综上所述，本实用新型至少具有以下有益效果：
16.本实用新型中，当天线信号小时，通过第一射频开关电路和第二射频开关电路配合，使得天线信号通过第一射频开关电路输入，经第一混合电桥电路分为两路信号，两路信号分别通过第一低噪声放大器电路和第二低噪声放大器电路放大，提高总体线性度，放大信号通过第二混合电桥电路，经第二射频开关电路输出；第一混合电桥电路和第二混合电桥电路可以分别降低天线信号输入端口的驻波比和放大信号输出端口的驻波比；当天线信号大时，通过第一射频开关电路和第二射频开关电路配合，使得天线信号通过第一射频开关电路输入，通过隔离器电路后，经第二射频开关电路输出；隔离器电路有效降低输入输出的驻波系数（低驻波比）；从而实现不管处于小信号还是大信号状态，本低驻波比的低噪声放大器电路都具有很好的驻波指标（低驻波比）。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型一些实施例中所涉及的低驻波比的低噪声放大器电路的原理示意图。
19.图2为本实用新型一些实施例中所涉及的第一射频开关电路和第一混合电桥电路的电路示意图。
20.图3为本实用新型一些实施例中所涉及的第一低噪声放大器电路和第二低噪声放大器电路的电路示意图。
21.图4为本实用新型一些实施例中所涉及的第二射频开关电路和第二混合电桥电路的电路示意图。
22.图5为本实用新型一些实施例中所涉及的隔离器电路的电路示意图。
23.图6为本实用新型一些实施例中所涉及的比较器的电路示意图。
24.图7为本实用新型一些实施例中所涉及的第一线性稳压器的电路示意图。
25.图8为本实用新型一些实施例中所涉及的第二线性稳压器的电路示意图。
具体实施方式
26.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
27.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。
28.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
30.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型实施例的不同结构。为了简化本实用新型实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型实施例。此外，本实用新型实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
32.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
33.如图1所示，本实施例提供了一种低驻波比的低噪声放大器电路，包括：第一射频开关电路，其定端用于接收天线信号；第一混合电桥电路，其输入端与第一射频开关电路的第一动端连接，其隔离端通过电阻接地；第一低噪声放大器电路，其输入端与第一混合电桥电路的耦合端连接；第二低噪声放大器电路，其输入端与第一混合电桥电路的直通端连接；第二混合电桥电路，其耦合端与第一低噪声放大器电路的输出端连接，其直通端与第二低噪声放大器电路的输出端连接，其输入端通过电阻接地；第二射频开关电路，其第一动端与第二混合电桥电路的隔离端连接，其定端用于输出放大信号；隔离器电路，一端与第一射频
开关电路的第二动端连接，另一端与第二射频开关电路的第二动端连接。
34.在一些实施例中，低驻波比的低噪声放大器电路还包括比较器，比较器的同相端与第二射频开关电路的定端连接，比较器的反相端用于接收参考电压，比较器的输出端分别与第一射频开关电路的开关控制端和第二射频开关电路的开关控制端连接。
35.在一些实施例中，低驻波比的低噪声放大器电路还包括第一线性稳压器，第一线性稳压器的引脚vin和引脚en均与第二射频开关电路的定端连接；第一线性稳压器的引脚vout用于输出第一电路电压。
36.在一些实施例中，低驻波比的低噪声放大器电路还包括第二线性稳压器，第二线性稳压器的引脚vin与第二射频开关电路的定端连接；第二线性稳压器的引脚en分别与第一射频开关电路的开关控制端和第二射频开关电路的开关控制端连接，第二线性稳压器的引脚vout用于输出第二电路电压。
37.在一些实施例中，如图2所示，第一射频开关电路包括射频开关u1、电阻r13、电阻r14、电容c28、电容c29、电容c30和电容c31，射频开关u1的引脚rfc用于接收天线信号，射频开关u1的引脚vdd通过接地的电容c30和接地的电容c31外接电压，射频开关u1的引脚ls通过电阻r14外接电压，射频开关u1的引脚v1均与电阻r13的一端和接地的电容c29连接，电阻r13的另一端作为开关控制端，射频开关u1的引脚rf2与第一混合电桥电路的输入端连接，射频开关u1的引脚rf1通过电容c28与隔离器电路（隔离器g1的引脚p1）连接。
38.在一些实施例中，如图2所示，第一混合电桥电路包括电桥x1、电阻r2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c14、电容c15和电容c16，电桥x1的引脚in与射频开关u1的引脚rf2连接，电桥x1的引脚iso通过电阻r2接地，电桥x1的引脚cou均与电容c3的一端和接地的电容c4连接，电容c3的另一端通过接地的电容c5与第一低噪声放大器电路的输入端连接，电桥x1的引脚dir均与电容c16的一端和接地的电容c15连接，电容c16的另一端通过接地的电容c14与第二低噪声放大器电路的输入端连接。
39.在一些实施例中，第一低噪声放大器电路与第二低噪声放大器电路集成为双低噪声放大器电路。
40.在一些实施例中，如图3所示，双低噪声放大器电路包括双低噪声放大器u3、电阻r1、电阻r3、电阻r4、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电容c1、电容c2、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c11、电容c13、电容c22、电容c21、电容c22、电容c23、电容c25和电容c26，双低噪声放大器u3的引脚rfin1均与电感l1的一端和电容c3的另一端连接，电感l1的另一端均与电阻r1的一端和接地的电容c1连接，双低噪声放大器u3的引脚bias_out1均与电阻r1的另一端和接地的电容c2连接，双低噪声放大器u3的引脚vsd1均与接地的电容c6、接地的电容c25和接地的电阻r11连接，双低噪声放大器u3的引脚bias_in1与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端均与电阻r9的一端、接地的电容c23、接地的电容c8和电阻r4的一端连接，电阻r9的另一端外接电压，电阻r4的另一端均与电感l3的一端和接地的电容c7连接，双低噪声放大器u3的引脚rfout1均与电感l3的另一端和第二混合电桥电路的耦合端连接，双低噪声放大器u3的引脚rfin2均与电感l2的一端和电容c16的另一端连接，电感l2的另一端均与电阻r6的一端和接地的电容c12连接，双低噪声放大器u3的引脚bias_out2均与电阻r6的另一端和接地的电容c13连接，双低噪声放大器u3的引脚vsd2均与接地的电容c20、接地的电容c26和接地的电阻
r12连接，双低噪声放大器u3的引脚bias_in2与电阻r8的一端连接，电阻r8的另一端均与电阻r10的一端、接地的电容c24、接地的电容c22和电阻r7的一端连接，电阻r10的另一端外接电压，电阻r7的另一端均与电感l4的一端和接地的电容c21连接，双低噪声放大器u3的引脚rfout2均与电感l4的另一端和第二混合电桥电路的直通端连接。
41.在一些实施例中，如图4所示，第二混合电桥电路包括电桥x2、电阻r5、电容c9、电容c10、电容c11、电容c17、电容c18和电容c19，电桥x2的引脚in通过电阻r5接地，电桥x2的引脚iso与第二射频开关电路的第一动端连接，电桥x2的引脚cou均与电容c9的一端和接地的电容c11连接，电容c9的另一端通过接地的电容c10与双低噪声放大器u3的引脚rfout1连接，电桥x2的引脚dir均与电容c19的一端和接地的电容c17连接，电容c19的另一端通过接地的电容c18与双低噪声放大器u3的引脚rfout2连接。
42.在一些实施例中，如图4所示，第二射频开关电路包括射频开关u2、电阻r15、电阻r29、电容c32、电容c33、电容c34、电容c35、电容c36、电容c37、电容c38、电容c39、电容c40、电感l5、磁珠fb3和连接器j1，射频开关u2的引脚vdd通过接地的电容c39和接地的电容c40外接电压，射频开关u2的引脚ls通过电阻r15外接电压，射频开关u2的引脚v1均与电阻r29的一端和接地的电容c38连接，电阻r29的另一端作为开关控制端，射频开关u2的引脚rf1与电桥x2的引脚iso连接，射频开关u2的引脚rf2与隔离器电路（隔离器g1的引脚p2）连接，射频开关u2的引脚rfc均与接地的电容c32和电容c33的一端连接，电容c33的另一端均与电感l5的一端、接地的电容c36和连接器j1连接，电感l5的另一端均与接地的电容c37和磁珠fb3的一端连接，磁珠fb3的另一端均与接地的电容c34和接地的电容c35连接后作为rx_out_dc端。
43.综上，其他没有描述到的器件及没有描述到的连接关系如图2至图8所示；各个器件的型号和参数设置参考如图2至图8所示；
44.其中，上述外接电压可以根据实际需求设置即可，如图2至图8所示，可以外接3v电压、外接4.8v电压；射频开关u1和射频开关u2的型号可以为pe42422；
45.清楚的是，当天线信号小时，通过射频开关u1和射频开关u2配合，使得天线信号通过射频开关u1输入，经电桥x1分为两路信号，两路信号分别通过双低噪声放大器u3放大，提高低噪声的总体线性度，双低噪声放大器u3的反射信号则由电桥x1的50ω匹配电阻（电阻r2）吸收，从而降低了天线信号输入端口的驻波比；放大信号通过电桥x2，经射频开关u2输出，输出端的反射波被电桥x2的50ω匹配电阻（电阻r5）吸收，从而降低了放大信号输出端口的驻波比；
46.当天线信号大时，通过射频开关u1和射频开关u2配合，使得天线信号通过射频开关u1输入，通过隔离器g1后，经射频开关u2输出，隔离器g1有效降低输入输出的驻波系数（低驻波比）；从而实现不管处于小信号还是大信号状态，本低驻波比的低噪声放大器电路都具有很好的驻波指标（低驻波比）。
47.其中，可以通过比较器u4来进行射频开关u1和射频开关u2的开关切换，可以通过第一线性稳压器u5和第二线性稳压器u6来提供工作电压，同时当信号切换至隔离器g1所在的支路时，双低噪声放大器u3的电源会同时关闭，所以也同时控制双低噪声放大器u3的电源。
48.本实用新型提出了一种创新思路，通过开关切换实现高动态范围，通过隔离器、电
桥加双路放大器的方式提高驻波比。当信号小时，信号切换至低噪声放大器路，信号被低噪声放大器放大，同时通过电桥分路合路方式提高驻波比性能；信号大时，信号被切换至直通路，同时通过隔离器提高驻波比性能。同时低驻波比特性能提高低噪声放大器模块和天线及后续电路的匹配度，进一步减少信号损失，提高灵敏度和产品的一致性。
49.以上实施例描述了本实用新型的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本实用新型原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围内。