[实用新型]一种用于卫星导航接收机的双频段低噪声放大器结构

说明书

技术领域：

本实用新型专利涉及双频段低噪声放大器的结构，提出了一种包含悬置微带线前置滤波器的双频段低噪声放大器的结构，该低噪声放大器主要应用于卫星导航接收机。

背景技术：

卫星导航技术在人们生活中的应用非常广泛，出于提高定位精度和接收机系统可靠性的考虑，兼容多种卫星导航系统的接收机的市场需求越来越大。目前比较主流的卫星导航系统包括GPS、GLONASS以及我国自主研发的北斗导航系统。这三种导航系统的工作频段主要集中在1.22GHz和1.57GHz附近。由于导航信号非常微弱，通常要求用于接收机的低噪声放大器的噪声系数非常低并且可以提供较高的增益；同时为了保证不受到带外干扰的影响，又要求该放大器有较高的带外抑制度，这就需要在放大器前接入前置滤波器。前置滤波器的插损将恶化放大器的噪声系数，因此要求其具有很小的插损。业界通常采用声表面波滤波器或介质滤波器实现前置滤波，这两种滤波器设计和加工要求都很高，通常只能由特定生产厂家制造，性能的灵活性很差。由于结构限制，以上两种滤波器在实现低插损的同时会牺牲滤波器的带外抑制度，导致一次滤波不能到达带外抑制的指标。因此，在高精度定位应用中第一级放大电路后通常还需再接入额外的滤波器，通过两次滤波实现很好的带外抑制，如附图1所示。在附图1中，自天线接收到的某一频段信号将通过相应频段的第一级滤波器1，之后通过第一级放大电路2，再通过该频段的第二级滤波器3，此时信号的带外抑制度已经符合要求，它将和另一频段的信号一同通过功率合成器4合成一路信号后，再通过两级放大电路5、6，得到最终的输出信号。

发明内容：

本实用新型专利提出了一种用于卫星导航接收机的双频段低噪声放大器结构，其特征在于，其由前置双工滤波器、有源放大器组成，所述的前置双工滤波器为采用悬置微带线结构实现的反向连接的双工器，所述双工器的两个输入端口连接不同频段的接收天线，公共输出端口连接有源放大电路的输入端。其中，有源放大器可以由三级放大器级联组成。悬置微带线结构的Q值比普通微带线和带状线高很多，在采用较低损耗的基板材料后，可以实现较低插损，高带外抑制的滤波器，而且它设计简单，加工工艺很成熟，与有源电路的兼容性很好，制造成本也比较低。本实用新型中悬置微带线结构双工滤波器的仿真结果如附图2所示，两个通带内的插入损耗为1dB左右，带外100MHz处的抑制度达到约30dB。通过这个双工滤波器后，信号的带外抑制度已经符合要求，后级只需一路放大电路即可。本实用新型只使用了一个前置滤波器，并且节省了两个级间滤波器和一个功率合成器，降低了电路的成本。同时，由于第一级滤波已经满足了带外抑制的要求，第一级放大电路的线性指标将放宽，而且由于有源部分只需要一路放大，本结构还省去了两个放大器，有源部分功耗将减小。整个结构符合射频接收系统低功耗的发展趋势。

附图说明：

附图1为现有的应用单频段滤波器的双频段低噪声放大器结构；

附图2为双工滤波器仿真结果；

附图3为悬置微带线结构；

附图4为本实用新型应用双工器的双频段低噪声放大器结构。

具体实施方式：

1、利用计算公式，推导出两个频段各自的低通滤波器原型。

2、根据公式将滤波器原型参数转换为悬置微带线的物理尺寸。悬置微带线的结构如附图3所示，图中7为悬置微带线的屏蔽壳，其需要接地。8为悬置在空气中的基板，9为基板上的微带线图案。计算悬置微带线的物理尺寸需要基板距离上下表面的高度h₁，h₂和介质板的厚度d，以及介质板自身的工艺参数。

3、滤波器设计完成后，根据同样的基板参数设计有源放大部分电路，最终得到的低噪声放大器结构如附图4所示，低噪声放大器的前置双工滤波器10的a和b两个端口分别接收来自两个频段天线的信号，通过双工滤波器后，信号的带外抑制度已经符合要求，信号从c端口输出，再通过三级放大器11、12、13即得到最终的信号。