[发明专利]一种基于负反馈匹配网络的分布式低噪声放大器

说明书

本发明的目的在于提供一种低噪声的分布式放大器，属于低噪声放大器技术领。本发明将传统分布式低噪声放大器中的电阻‑电容并联输入匹配网络改进成一种电阻二极管串联负反馈匹配网络，该负反馈网络和放大器最后一级增益单元组成低噪声匹配放大单元，在提供低噪声输入匹配的同时，具有信号放大的作用，解决了传统电阻‑电容并联输入匹配网络结构中匹配电阻的热噪声导致放大器低频噪声较大的问题。同时，在反馈网络中加入二极管分压，从漏极传输线上分压对栅极传输线相连接的晶体管进行偏置，减少了供电端口，提升了电路的稳定性，实现了电路结构的小型化和低噪声。

技术领域

本发明属于低噪声放大器技术领域，具体涉及一种基于自偏置负反馈匹配网络的分布式低噪声放大器。

背景技术

无线通信技术在社会的各个领域被广泛使用，如4G、5G通讯网络、全球定位系统(GPS)、无线局域网(WLAN)、蓝牙技术、卫星通信等，不同领域的应用需要不同的频段，这对高速超宽带无线通信接收系统提出了更高的要求。宽带低噪声放大器位于整个超宽带接收系统的前端，对接收机的性能起到了非常重要的作用。

分布式低噪声放大器是一种常见的超宽带低噪声放大器结构。该结构由微带线和晶体管串联而成，利用晶体管的寄生电容构成人工传输线，解决了传统放大器因晶体管自身寄生电容导致带宽受到限制的问题，在很宽的频带上可以获得较大的平坦增益以及较低的噪声，并且其性能对工艺参数变化并不敏感。现有的分布式低噪声放大器结构的输入匹配网络主要由电阻-电容并联结构组成，但是这种结构中电阻的热噪声会经过增益单元放大后在输出端叠加导致放大器的噪声性能明显下降，特别是频率越低时，噪声越大，在1GHz以下，噪声会恶化到3dB到4dB左右，严重降低了接收机系统的灵敏度。

因此，有必要对现有的分布式低噪声放大器结构的匹配网络进行改进，以解决其低频段噪声性能较差的问题。

发明内容

针对背景技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于负反馈匹配网络的分布式低噪声放大器。本发明通过将传统分布式低噪声放大器中的电阻-电容并联输入匹配网络改进为由电阻和二极管串联构成的负反馈匹配网络，克服了传统分布式放大器结构在低频段(0.1-5GHz)噪声大的问题，实现了优异的噪声性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于负反馈匹配网络的分布式低噪声放大器，包括栅极传输线、漏极传输线、增益单元、负反馈匹配网络、漏极电阻和漏极电容；

所述栅极传输线由n条栅极传输线依次连接组成，漏极传输线由n+1条漏极传输线依次连接组成，第一条栅极传输线的一端为低噪声放大器的输入端，另一端连接第一个增益单元的输入端和第二条栅极传输线的一端，第n-1条栅极传输线的另一端连接第n-1个增益单元的输入端和第n条栅极传输线的一端，第n条栅极传输线的另一端连接第n个增益单元的输入端、负反馈匹配网络中二极管的一端、栅极到地电阻的一端，栅极到地电阻的另一端接地；

第一条漏极传输线的一端连接漏极电阻的一端，另一端连接第一个增益单元的输出端和第二条漏极传输线的一端，第n-1条漏极传输线的另一端连接第n-1个增益单元的输出端和第n条漏极传输线的一端，第n条漏极传输线的另一端连接第n个增益单元的输出端、负反馈匹配网络的另一端和第n+1条漏极传输线的一端，第n+1条漏极传输线的另一端作为输出端；

漏极电阻的另一端连接漏极电容的一端和电源，漏极电容的另一端接地；

所述负反馈匹配网络由反馈电阻、k个二极管和栅极到地电阻依次串联构成，反馈电阻的一端与第n个增益单元的输出端相连，另一端与第一个二极管的负极相连，第k个二极管的正极与第n个增益单元的输入端、栅极到地电阻的一端相连，栅极到地电阻的另一端连接到地。

进一步地，传输线和增益单元的数量n为大于1的正整数，其值根据电路实际所需要的输出功率及放大倍数进行确定。