本文關鍵詞：pHEMT通用導航低噪聲放大器設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著無線通信技術的發(fā)展,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)成為全球發(fā)展最快的信息產(chǎn)業(yè)之一。全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以提供全天候、全空域、連續(xù)性及實時性的定位、導航和授時服務。具有非常重要的軍事意義和社會經(jīng)濟價值,在過去十幾年中,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)成為了世界各國爭相發(fā)展的技術焦點。導航接收機系統(tǒng)作為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的主要組成部分,其性能的優(yōu)劣直接影響到整個全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)能效的發(fā)揮。本文詳細介紹了一款應用于通用導航接收機系統(tǒng)的射頻前端低噪聲放大器芯片的設計。首先從導航接收機射頻前端應用背景出發(fā),對比了兩種當前射頻前端低噪聲放大器芯片所采用的工藝,調(diào)研了幾種現(xiàn)有商用市場的產(chǎn)品。然后基于噪聲模型的理論分析,論述了低噪聲放大器的主要性能參數(shù),包括噪聲系數(shù)、S參數(shù)及線性度等相關指標。并探討分析了幾種基本的低噪聲放大器拓撲結(jié)構(gòu)的性能。根據(jù)導航接收機的指標需求和干擾分析,基于0.25μm柵長的pHEMT工藝設計了一款集成聲表面(SAW)濾波器的兩級放大器架構(gòu)的低噪聲放大器,包括源極反饋的共源共柵的放大器設計,帶溫度補償?shù)钠秒娐吩O計,源極反饋的共源放大器設計,同時針對噪聲系數(shù)、增益及線性度等指標分別進行優(yōu)化設計,本架構(gòu)的設計可提供足夠低噪聲系數(shù)及高增益的同時抑制帶外的干擾信號。最后完成了整體低噪聲放大器芯片的基板設計和調(diào)試優(yōu)化。實際測試結(jié)果表明,本設計低噪聲放大器芯片在1580MHz-1620MHz頻段內(nèi),小信號增益可達到30dB以上；噪聲系數(shù)可低至0.7dB以下；輸入三階交調(diào)點達到-lOdBm；輸入回波損耗保持在-10dB以下；并且?guī)庖种七_到-35dBc以下；整體功耗電流保持在10mA。滿足了全部預設指標的需求,并在一些指標上超過了現(xiàn)有商用市場上的產(chǎn)品。
【關鍵詞】：導航接收機 射頻前端 低噪聲放大器 噪聲系數(shù) 增益 線性度
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.3;TN967.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究意義及現(xiàn)狀分析12-16
• 1.2.1 導航接收機前端應用簡析12-13
• 1.2.2 低噪聲放大器芯片工藝介紹13-15
• 1.2.3 通用導航低噪聲放大器芯片現(xiàn)狀分析15-16
• 1.3 研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)16-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容16
• 1.3.2 本文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 低噪聲放大器基本設計理論18-43
• 2.1 噪聲模型及理論分析18-27
• 2.1.1 噪聲類型19-20
• 2.1.2 噪聲系數(shù)20-22
• 2.1.3 線性網(wǎng)絡二端口噪聲模型分析22-24
• 2.1.4 pHEMT二端口網(wǎng)絡噪聲分析24-27
• 2.2 低噪聲放大器的主要性能指標27-37
• 2.2.1 增益27-28
• 2.2.2 穩(wěn)定性28-29
• 2.2.3 輸入端口阻抗匹配29-30
• 2.2.4 線性度30-35
• 2.2.5 靈敏度35
• 2.2.6 動態(tài)范圍35-37
• 2.3 低噪聲放大器基本拓撲結(jié)構(gòu)37-43
• 2.3.1 輸入端并聯(lián)電阻的共源放大器37-39
• 2.3.2 電阻反饋共源放大器39-41
• 2.3.3 共柵放大器41-43
• 第3章 集成SAW濾波器的低噪聲放大器芯片設計與仿真43-75
• 3.1 設計方案及架構(gòu)分析43-48
• 3.1.1 集成SAW濾波器的低噪聲放大器芯片設計目標44-45
• 3.1.2 接收機系統(tǒng)干擾分析45-47
• 3.1.3 集成SAW濾波器的低噪聲放大器設計架構(gòu)47-48
• 3.2 集成SAW濾波器的低噪聲放大器芯片單級電路設計48-69
• 3.2.1 管芯拓撲架構(gòu)設計48-58
• 3.2.2 靜態(tài)工作點仿真分析58-60
• 3.2.3 偏置電路設計及仿真60-62
• 3.2.4 小信號S參數(shù)匹配及噪聲匹配網(wǎng)絡設計及仿真62-67
• 3.2.5 線性度仿真及分析67-69
• 3.3 集成SAW濾波器的低噪聲放大器芯片總體電路設計69-75
• 3.3.1 完整級聯(lián)電路設計69-71
• 3.3.2 總體電路小信號S參數(shù)匹配及噪聲匹配網(wǎng)絡設計及仿真71-72
• 3.3.3 線性度仿真及分析72-75
• 第4章 集成SAW濾波器的低噪聲放大器芯片SIP封裝及測試75-94
• 4.1 芯片基板封裝設計75-79
• 4.1.1 SIP(System In Package)封裝技術75-76
• 4.1.2 芯片基板設計76-79
• 4.2 測試方法及裝配79-84
• 4.2.1 噪聲系數(shù)測試方法79-82
• 4.2.2 測試裝配82-84
• 4.3 性能參數(shù)測試與調(diào)試84-92
• 4.3.1 S參數(shù)調(diào)試84-88
• 4.3.2 噪聲系數(shù)調(diào)試88-89
• 4.3.3 線性度調(diào)試89-92
• 4.4 測試總結(jié)92-94
• 第5章 總結(jié)和展望94-96
• 5.1 論文研究總結(jié)94-95
• 5.2 工作展望95-96
• 參考文獻96-101
• 作者簡介101
• 發(fā)表的學術論文101

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本文編號：350039