毕业论文--低噪声功率发大器

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1、第20页湖南大学毕业设计(论文)1绪论1.1背景及目的随着通信领域的快速发展，人们对通信工具的要求也在随之提高。现在人们追求的是功率辐射更小，作用的距离更远，覆盖的范围更大的通信设备。而这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求。在各种需要对微弱信号进行放大的情况下,放大器自身的噪声有可能会对信号造成严重的干扰,这常常会导致放大器的效果达不到理想的状态。由此，我们希望可以通过减小放大器本身的噪声，从而达到提高放大器输出的信噪比的目的。由于微波系统的噪声系数基本上是取决于前级放大器的噪声系数,因此，低噪声放大器的噪声系数的优劣情况会直接影响到整个系统性能的好坏。而低噪声放

2、大器基本要求是：足够的功率增益、噪声系数低、足够的带宽、工作稳定性好和较大的动态范围等。对于现在的情况而言，低噪声放大器的设计普遍是采用CAD来对其进行仿真。现在国内较为流行的是EESOF、MWOffice和ADS等软件。AdvancedDesignSystem(ADS)软件是Agilent（安捷伦）公司在HPEESOFEDA软件的基础上发展完善的大型综合设计软件，它具有功能强大，简明直观，应用范围广的特点，可以提供各种射频微波电路的仿真以及优化设计，被广泛应用于航天、通信等领域，是射频设计中较为常用的软件之一。其可以对S参数进行仿真，方便地得到电路的噪声系数、稳定

3、性、输入输出驻波比和增益等。而对于微带电路中所遇到的数学问题,不管它是多么的复杂，ADS都能在较短的时间内给出设计结果。同时，它还能实现多种设计方案的比较，择优选取其中最适合的方案，并对电路进行最优化设计；此外，ADS还可以对通信系统进行仿真、对CDMA、数字电视等进行设计。1.2低噪声功率发大器发展现状近年来，随着科技技术的发展，人们开始从更高的输出功率和效率方面改善器件的功能。这种新技术发展水平功率GaAsHFET器件拥有基于异质结化合物GaAsInGaP、AlGaAs、InAlAs、InGaAs、GaAs的结构。双极结型晶体管器件被引入异质结结构制成HBT。目

4、前微波HBT的截止频率为200GHz,因此在微波、超高速、低噪声和低功耗方面都具有很大的优势。异质结不但可以构成双极型晶体管,还能构成场效应晶体管,也就是异质结场效应管(HFET)。这种器件可以提供高栅漏以及第20页湖南大学毕业设计(论文)栅源击穿电压，使门偏压降低到夹断电压接近恒量的跨导，而适度高的最大沟道电流可以得到高效率的器件以推动高电子迁移率晶体管即HEMT的问世，其低噪声性能比场效应管更加的优越，并且大量投入商用。目前，国外8毫米以下的高电子迁移率晶体管己经商品化，在极低噪声的应用领域已较多地取代了GaAsMESFET，在微波/毫米波功率应用中也更加地引人

5、注目。随着科技的发展和技术的进步,人们对低成本高性能的高电子迁移率晶体管的需求量也越来越大。很多公司除了在技术方面投资外,还逐渐开始着力于提高高电子迁移率晶体管的性价比上增加投入。国外单片集成（MMIC）微波器件得到了较快的发展。这是一种在几平方毫米砷化镓基片上集成的微波放大器。1996年，研制出了S波段的高电子迁移率晶体管—HBT单片集成接收机。其包括一级高电子迁移率晶体管本征放大器、一个二级高电子迁移率晶体管低噪声射频放大器以及S波段的高电子迁移率晶体管双平衡混频器，这三者集成在同片材料上。其单片集成系统利用了HEMT—HBT选择性MBEIC技术，是当今最好的I

6、C技术的代表，充分展现了超越于单纯的MMIC以及混合集成技术的优点。并且我们可以发现，随着微波放大器件工艺技术的改进，微波晶体管低噪声放大器也同样发生了巨大的变革。相对于国外而言，国内的制作工艺起步较晚，有源电路技术指标的快速提高也受到了限制。但是就总体而言，除了高度集成工艺外，国内外总的设计手段相差得并不是特别大，而在研制方法的方面，国内与国外也基本相同。低噪声放大器具有抑制噪声、提高功率等作用。低噪声放大器被广泛应用于雷达定位、物联网、智能交通、无线短距离数据传送以及Wi-Fi等众多领域；并且，其低功耗的特点在个人便携设备上发挥了很好的功效。在当今的各种无线通信

7、技术中，低噪声放大技术已经成为了非常具有竞争力的一项技术。高增益、低噪声系数、低功耗的低噪声放大器已经成为当今通信系统设计中的重要环节之一。低噪声放大器对于提高整个接收系统的技术水平，起着关键性的作用。1.3设计和研究方法低噪声放大器位于接收机的前端，主要作用正如它的名称所表示的，对微弱的输入信号进行放大，使放大器引入的噪声得到减小。正因为其位于接收机前端，可见其对整个系统的重要性。而低噪声放大器的噪声系数、线性度和增益等指标影响着整个射频接收机系统的性能。其中，噪声系数更是对整个接收机的噪声性能第20页湖南大学毕业设计(论文)起着接近于决定性的作用。阅读大量文