[发明专利]Ku波段自偏置低噪声放大器

说明书

技术领域

本发明属于信号收发技术领域，特别涉及一种Ku波段自偏置低噪声放大器。

背景技术

低噪声放大器广泛运用于接收机中，一般作为高频或中频前置放大器。在放大微弱信号的情况下，放大器自身的噪声可能对信号的干扰比较严重。所以希望放大器自身的噪声系数尽可能小，以减小这种干扰。基于GaAs工艺，采用的晶体管为赝配高电子迁移率晶体管(pHEMT)。与普通的高电子迁移率晶体管(HEMT)相比，pHEMT具有更好的频率特性，其温度稳定性也更加稳定，而且改善了器件的输出伏安特性，使得器件具有更大的输出电阻、更高的跨导、更大的电流处理能力以及更高的工作频率、更低的噪声等。采用这种晶体管做的低噪声放大器，具有良好的高频性能以及良好的低噪声性能，在高频放大场合运用较多，但是其工作时，一般需要负的电压偏置，这样即会增加系统复杂度，增加成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带有自偏置电路的低噪声放大器，不需要另外为电路设计偏置电路，一方面降低了设计复杂度，另一方面回避了偏置电路设计时带来的其他问题的Ku波段自偏置低噪声放大器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：Ku波段自偏置低噪声放大器，包括基于同样的自偏置结构，并且依次相连的三级放大电路：

所述第一级放大电路包括第一电容C1、第一微带线TL1、第一晶体管M1、第一级自偏置电路和第二微带线TL2；电容C1的一端连接输入端口，电容C1的另一端分别与第一微带线TL1和第一晶体管M1的栅极相连；第一晶体管M1的源极通过第一级自偏置电路接地，第一晶体管M1的漏极通过第二微带线TL2连接到电源，第一晶体管M1的漏极还通过第一二级的匹配电路连接第二级放大电路；

第二级放大电路包括第二电阻R2、第二晶体管M2、第四微带线TL4和第二级自偏置电路；第二晶体管M2的栅极分别与第一二级匹配电路和第二电阻R2相连，第二晶体管M2的源极通过第二级自偏置电路接地，第二晶体管M2的漏极通过第四微带线TL4连接到电源，第二晶体管M2的漏极还通过第二三级匹配电路连接第三级放大电路；

第三级放大电路包括第四电阻R4、第三晶体管M3、第三级自偏置电路和第一电感L1；第三晶体管M3的栅极分别与第二三级匹配电路和第四电阻R4相连，第三晶体管M3的源极通过第三级自偏置电路接地，第三晶体管M3的漏极通过第一电感L1连接到电源，第三晶体管M3的漏极通过第六电容C6连接输出端。

进一步地，所述第一二级匹配电路由相连的第二电容C2和第三微带线TL3构成，第二电容C2的另一端与第一晶体管M1的漏极相连，第三微带线TL3的另一端与第二晶体管M2的栅极相连接。所述第二三级匹配电路由相连的第四电容C4和第五微带线TL5构成，第四电容C4的另一端与第二晶体管M2的漏极相连，第五微带线TL5的另一端连接第三晶体管M3的栅极。

进一步地，所述第一级自偏置电路由第一电阻R1和第三电容C3构成；第一电阻R1一端连接到第一晶体管M1的源极，另一端连接到地；第三电容C3并联在第一电阻R1的两端。第二级自偏置电路由第三电阻R3和第五电容C5构成；第三电阻R3一端连接到第二晶体管M2的源极，另一端连接到地；第五电容C5并联在第三电阻R3的两端。第三级自偏置电路由第五电阻R5和第七电容C7构成；第五电阻R5一端连接到第三晶体管M3的源极，另一端连接到地；第七电容C7并联在第五电阻R5的两端。

进一步地，所述第三晶体管M3的栅宽大于第一晶体管M1和第二晶体管M2。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种带有自偏置电路的低噪声放大器，不需要另外为电路设计偏置电路，一方面降低了设计复杂度，另一方面回避了偏置电路设计时带来的其他问题。本发明的低噪声放大器工作在Ku波段(12GHz到18GHz)，电路结构简单，能够在实现宽频带的条件下，获得较大的输出功率，同时满足良好的噪声要求，噪声系数(NF)小于1.5dB，输入输出驻波系数小于1.8，放大器增益27dB，带内波动小于1dB，输出P1dB压缩点大于14dBm。

附图说明

图1为本发明的Ku波段自偏置低噪声放大器电路图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，Ku波段自偏置低噪声放大器，包括基于同样的自偏置结构，并且依次相连的三级放大电路：