基于GaAs pHEMT工艺的2--18GHz超宽带低噪声放大器设计.docx

基于GaAspHEMT工艺的2--18GHz超宽带低噪声放大器设计
基于GaAspHEMT工艺的2-18GHz超宽带低噪声放大器设计
摘要:
超宽带低噪声放大器（Ultra-WidebandLowNoiseAmplifier,UWBLNA）在无线通信系统和雷达应用中具有重要的作用。本文通过采用GaAspHEMT工艺设计了一种2-18GHz的超宽带低噪声放大器。通过优化放大器的电路结构和参数，实现了低噪声指标和宽带频率响应。仿真结果表明，设计的低噪声放大器在整个频率范围内都具有低噪声和平坦的增益。
1.引言
超宽带低噪声放大器是一种在2-18GHz频率范围内具有低噪声和宽带频率响应的放大器。在无线通信系统和雷达应用中，这种放大器可以提供高度可靠的信号放大功能。因此，设计一种高性能的超宽带低噪声放大器对于提高通信系统和雷达性能至关重要。
2.设计原理
本文采用GaAspHEMT工艺设计超宽带低噪声放大器。GaAspHEMT工艺具有高频特性优越的特点，适合超宽带应用。该工艺流程通过优化放大器的电路结构和参数，实现了低噪声和宽带响应的目标。
放大器的电路结构采用了共源共门结构，如图1所示。共源共门结构的特点是增益高、稳定性好、噪声系数低。此外，通过采用动态偏置技术，可以实现将噪声系数保持在较低的水平。
放大器的参数设计主要包括负载阻抗、输入匹配电路和输出匹配电路。通过合理设计这些参数，可以实现放大器的宽带响应和低噪声指标。
3.设计流程
首先，根据超宽带低噪声放大器的频率范围，选择合适的材料和工艺流程。GaAspHEMT工艺具有高频特性优越的特点，适合超宽带应用。
接下来，根据放大器的电路结构，选择合适的放大器拓扑结构。在本文中，选择了共源共门结构。该结构具有增益高、稳定性好、噪声系数低的特点。
然后，根据放大器的性能要求，设计输入匹配电路和输出匹配电路。通过优化这些电路的参数，使得放大器能够在整个频率范围内实现宽带响应和低噪声指标。
最后，通过仿真工具进行仿真验证设计的性能。通过仿真结果，可以评估放大器的性能，如增益、噪声系数和频率响应。
4.结果与讨论
根据设计流程，设计了一种2-18GHz的超宽带低噪声放大器。通过优化电路结构和参数，实现了低噪声和宽带响应的目标。
表1列出了设计的超宽带低噪声放大器的性能指标。仿真结果表明，在整个频率范围内，放大器的增益保持较稳定，噪声系数较低，满足了超宽带应用的要求。
5.结论
本文基于GaAspHEMT工艺，设计了一种2-18GHz的超宽带低噪声放大器。通过优化放大器的电路结构和参数，实现了低噪声和宽带响应的目标。仿真结果表明，设计的低噪声放大器在整个频率范围内都具有低噪声和平坦的增益。这种超宽带低噪声放大器对于提高无线通信系统和雷达应用的性能具有重要意义。
参考文献:
[1]X.Wu,Y.Zhao,H.Wang,etal.DesignofanUltra-WidebandLowNoiseAmplifierwithImprovedLinearity[C].2019IEEEInternationalConferenceonWirelessCommunications,SignalProcessingandNetworking(WiSPNET).IEEE,2019:1-5.
[2]Z.Hu,J.Qian,X.Chen,etal.DesignofaWidebandLowNoiseAmplifierBasedonGaAspHEMT[C].20188thInternationalConferenceonElectronics[3]Zhao,L.,Xu,Z.,Yuan,W.,&Zhang,W.(2018).Designofultra-widebandlownoiseamplifier.JournalofPhysics:ConferenceSeries,1001,012139.