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基于负反馈的微波小信号宽带放大器的设计

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作及内容安排

第2章 射频电路理论基础

2.1 传输线理论与微波网络基础

2.2 宽频带放大器的技术指标

2.2.1 功率增益与增益平坦度

2.2.2 噪声特性

2.2.3 输出功率1dB压缩点(P1dB)及三阶互调截断点(IP3)

2.2.4 端口驻波比(VSWR)

2.2.5 稳定性

2.2.6 工作频带宽度

第3章 宽带放大器的设计理论

3.1 平衡放大器

3.2 负反馈放大器

3.3 分布放大器

3.4 有损匹配放大器

第4章 基于负反馈的1GHz~4GHz小信号放大器的设计

4.1 1GHz~4GHz小信号放大器的设计与ADS仿真

4.1.1 晶体管的选择

4.1.2 偏置电路的设计

4.1.3 反馈网络的设计

4.1.4 匹配及单级放大器电路的拓扑结构

4.1.5 两级级联与原理图-版图联合仿真

4.2 放大器的加工与测试

4.2.1 电路板的加工与焊接

4.2.2 1GHz~4GHz小信号放大器S参数的测试

4.2.3 1GHz~4GHz小信号放大器噪声的测试

4.3 本章小结

第5章 带有功率门限的300MHz~3GHz可调增益放大器的设计

5.1 原理图的仿真与设计

5.1.1 设计思路

5.1.2 40dB宽带放大器的设计

5.1.3 可调最低功率门限的实现

5.1.4 宽带衰减器的设计

5.2 300MHz~3GHz小信号放大器的测试

5.2.1 电路板的加工与焊接

5.2.2 最低功率门限的测试

5.2.3 放大器S参数的测量

5.2.4 衰减器S参数的测量

5.2.5 可调增益的测试

5.3 可靠性测试

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介

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摘要

随着现代无线技术的发展,射频宽带放大器已经成为无线通讯系统中十分重要的一环,它的功能指标直接影响整个通讯系统的质量。如今无线通信系统主要占用的频率在300MHz~4GHz,如果能有一款放大器的工作频率能覆盖这些频段,那么将会极大节省系统的成本,同时也提高工作效率,本文的工作正是基于这样的需求下展开的。另外,高速数字信号在时域上的脉冲时间很短,决定了信号在频域内所占带宽很宽,这也对宽带技术提出了更高的要求。
  本文设计了两款宽带小信号放大器。第一款放大器采用负反馈与微带多枝节匹配的理论设计出频带为1GHz~4GHz、增益在23dB水平的宽带放大器。第二款放大器是基于芯片设计的频带在300MHz~3GHz、增益在40dB水平的宽带放大器,放大器前端加入了检波管、运算比较器和PMOS管,用来实现放大器可选择的最低功率门限分别为-65dBm、-55dBm和-45dBm,放大器后端还加入了10dB、20dB和30dB的宽带衰减器,以实现放大器输出增益可以在10dB、20dB、30dB和40dB之间进行选择。最后对放大器进行了版图设计和加工,利用矢量网络分析仪等测量工具对放大器各指标实测,对不合理的地方又进行大量调试,最终两款放大器的各项指标都达到预期要求。还对放大器进行长时间连续工作的检测,确保放大器的可靠性。

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