CN100428625C - 射频频段低温低噪声放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于射频技术放大器领域中的一种射频低温低噪声放大器。其放大电路按照连接晶体管的不同管脚分为输入匹配网络、输出匹配网络和负反馈网络。本发明可以降低超导接收机前端的整体噪声，实现超导接收机前端的高灵敏度，并且具有驻波比小，体积小，在整个频段，真空低温下长期稳定工作。应用于CDMA频段放大器指标为：输入电压驻波比＜1.3，输出电压驻波比＜2.5，噪声系数＜0.3dB，并在72K下长期稳定工作。

Description

射频频段低温低噪声放大器
技术领域
本发明属于射频技术中的放大器领域，特别涉及一种射频频段低温低噪声放大器。
背景技术
放大电路是一种主要的微波电路，它实现从噪声和干扰中放大所需要的微波信号，送后级电路处理。处理增益是放大电路的一个重要指标，同时必须应尽量减少混杂在信号中的无用成分。噪声是一种时域统计指标，噪声系数用以度量电路加性噪声在整体噪声的比例的一个指标，定义为输入信噪比和输出信噪比的比值。噪声系数一般是相对值用dB标度。良好的放大电路需要极低的噪声系数，实现无噪声放大。目前已有的放大电路是为常温环境设计，由于在放大器管子的S参数会随温度变化，导致放大器在低温下偏离了工作点而不能正常工作。
发明内容
本发明的目的是为了实现高温超导接收机前端系统的超高灵敏度，在超导环境下达到极低噪声系数和低输入电压驻波比的一种射频低温低噪声放大器。其特征在于：所述放大器采用一端接地的微带线作为源极负反馈电路2连接到晶体管源极，改善放大器的稳定性，同时使电路具有低的噪声和输入驻波比。第一电容21一端和第一电感22一端连接，第一电感22的另一端和第二电容23与第一电阻24的结点连接，构成第一T型网络1，第一电容21一端和第一电感22一端连接的结点12连接到连接到晶体管控制极，第一T型网络1为放大器的输入-输出电路的匹配电路，起到输入噪声匹配作用，在输入最佳噪声匹配的情况下，放大器的噪声最小，为管子的最低噪声，同时在低温下管子的最低噪声会显著降低，从而使放大器有很低的噪声，同时第一电感22、第二电容23和第一电阻24起到增加低频稳定性的作用；采用集总参数的电感线圈-第一电感22使电路尺寸极小化，降低制冷功耗，同时加大了频带宽度；在第三电容41、第四电容43之间连接第二电感42、第四电容43再和第二电阻44并联，第四电容43、第二电阻44并联后和第五电容45的一端连接，第三电容41和第五电容45的另一端连接后再和及第三电感46连接，第三电感46再和第三电阻47连接后共同组成有损输出匹配的第二T型网络3，连接到晶体管收集极，使放大器具有更好的输出驻波，同时便于调节放大器增益，而不影响放大器的射频特性。采用微调直流工作点的方法，可以简化低温状态下放大器的调整工作，同时放宽对微波晶体管参数变化的要求，使放大器的在低温时具有最佳性能，同时提高了成品率。
本发明的有益效果是可以降低超导接收机前端的整体噪声，实现超导接收机前端的高灵敏度，并在整个频段低温下稳定工作。同时本发明在噪声上远远小于常规放大电路，本发明的CDMA频段放大器指标为：输入电压驻波比＜1.3，输出电压驻波比＜2.5，噪声系数＜0.3dB，并在72K下长期稳定工作。本电路的噪声系数较常规电路低1-3dB，并且具有驻波比小，体积小，真空低温长期稳定工作等特点。
附图说明
图1为射频低温低噪声放大器原理图。
图2为图1中的1部分原理图。
图3为图1中的2部分原理图。
图4为图1中的3部分原理图。
具体实施方式
本发明是为了实现高温超导接收机前端系统的超高灵敏度，在超导环境下达到极低噪声系数和低输入电压驻波比的一种射频低温低噪声放大器。图1所示为射频低温低噪声放大器原理图。其放大电路按照连接晶体管的不同管脚分为输入匹配网络1、输出匹配网络3、负反馈网络2。其中13、14、16、17、19、111点表示电路的接地点；11、12、15、18、110表示各网络连接的信号点。
本放大器采用一端接地的微带线作为源极负反馈电路2(如图3所示)，改善放大器的稳定性，同时使电路具有低的噪声和输入驻波比。在图2中，第一电容21一端和第一电感22一端连接，第一电感22的另一端和第二电容23与第一电阻24的结点连接，构成第一T型网络1，第一电容21一端和第一电感22一端连接的结点12连接到连接到晶体管控制极，第一T型网络1为放大器的输入-输出电路的匹配电路，起到输入噪声匹配作用，在输入最佳噪声匹配的情况下，放大器的噪声最小，为管子的最低噪声，同时在低温下管子的最低噪声会显著降低，从而使放大器有很低的噪声。同时，第一电感22、第二电容23和第一电阻24起到增加低频稳定性的作用(如图2所示)；采用集总参数的电感线圈-第一电感22使电路尺寸极小化，降低制冷功耗，同时加大了频带宽度。如图4所示，在第三电容41、第四电容43之间连接第二电感42、第四电容43再和第二电阻44并联，第四电容43、第二电阻44并联后和第五电容45的一端连接，第三电容41和第五电容45的另一端连接后再和及第三电感46连接，第三电感46再和第三电阻47连接后共同组成有损输出匹配的第二T型网络3，使放大器具有更好的输出驻波，同时便于调节放大器增益，而不影响放大器的频带特性。采用微调直流工作点的方法。可以简化低温状态下放大器的调整工作，同时放宽对微波晶体管参数变化的要求，使放大器的在低温时具有最佳性能，同时提高了成品率。

Claims (1)

1.一种射频低温低噪声放大器，其特征在于：所述放大器包括一端接地的微带线作为源极负反馈电路(2)连接到晶体管源极，改善放大器的稳定性，同时使电路具有低的噪声和输入驻波比；由第一电容(21)和第一电感(22)构成第-T型网络(1)连接到晶体管控制极，为放大器的输入-输出电路的匹配电路，起到输入噪声匹配作用，在输入最佳噪声匹配的情况下，放大器的噪声最小，为管子的最低噪声，同时在低温下管子的最低噪声会显著降低，从而使放大器有很低的噪声，同时第一电感(22)、第二电容(23)和第一电阻(24)起到增加低频稳定性的作用；采用集总参数的电感线圈-第一电感(22)使电路尺寸极小化，降低制冷功耗，同时加大了频带宽度；在第三电容(41)、第四电容(43)之间连接第二电感(42)、第四电容(43)再和第二电阻(44)并联，第四电容(43)、第二电阻(44)并联后和第五电容(45)的一端连接，第三电容(41)和第五电容(45)的另一端连接后再和第三电感(46)连接，并且第三电感(46)和第三电阻(47)连接后共同组成有损输出匹配的第二T型网络(3)，连接到晶体管收集极，使放大器具有更好的输出驻波，同时便于调节放大器增益，而不影响放大器的射频特性。
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