CN114024511B - 一种数字控制的宽带高线性度可变增益放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数字控制的宽带高线性度的可变增益放大器，属于射频集成电路技术领域。本发明放大器包括高增益高线性度模式和低增益高线性度模式两条支路，采用开关进行支路切换，实现了宽带可变增益放大器在高低两种不同增益模式下具有较为一致的线性度和噪声系数，为信号提供更大的动态范围和不同增益下的良好的信噪比。本发明可变增益放大器电路工作在0.8‑4.5GHz，并实现了较低的4‑6dB的噪声系数；同时级间匹配网络级采用了匹配网络和变压器耦合形式实现级间匹配，通过变压器级间的耦合可实现输出的最大线性功率为13.75dBm。
Description
技术领域
本发明属于射频集成电路技术领域，具体涉及一种数字控制的宽带高线性度可变增益放大器。
背景技术
可变增益放大器是射频系统中将射频/中频信号功率控制在最佳水平的重要模块。由于受到信号路径和环境因素等多种因素的影响，发送信号和接收信号的幅度变化范围很大，可变增益放大器主要为信号提供合适的增益达到基带的处理水平。
在射频接收系统中，可变增益放大器的作用是在输入端大动态范围变化时保证在输出端较小的信号变化，使得在模数转换输入端有恒定的信号包络。由香农定理可知，信号的信道容量与信号带宽成正比，信号的传输速率与信道容量成正比，宽带的信号可提供更高的信号传输速率，现在无线系统应用的场景要求的信号处理能力越来越高，所以可变增益放大器的带宽需要更高的设计要求；同时，在很低的功率电平下，由于噪声效应，所有的实际元件是非线性的，在高功率电平下，有源器件三极管产生的增益压缩效应和寄生频率分量导致非线性。在宽频带的电路中，由于高阶谐波和交调量都在工作频带内，需要更高的线性度以满足系统指标要求。所以在收发系统中可变增益放大器作为接收链路的后级，要保证其在不同增益状态下的高线性输出，同时，作为射频系统的重要模块之一，应具有良好的带宽保证信号传输速率和良好的噪声系数保证信号传输质量。
可变增益放大器根据控制信号的类型分为模拟可变增益放大器和数字可变增益放大器，模拟可变增益放大器的模拟控制信号与电压增益呈现dB线性关系，需要构造伪指数控制电路，在GaAs工艺下很难实现。数字可变增益放大器采用开关控制方式实现离散的增益dB线性步进。与模拟可变增益放大器相比，数字可变增益放大器不需要额外的构造dB线性电路，降低电路复杂度，有利于各种工艺实现集成，成为射频链路中增益可变的主流方式。
随着对无线通信、毫米波成像系统、光纤通信等高速率通信系统的需求不断增长，宽带可变增益放大器越来越多地应用于射频前端电路和千兆级数据通信链路领域。传统的数字可变增益放大器在宽带应用中，面临在不同增益大小下电路的输出线性度差异较大的问题。在不同增益大小下电路的输出线性度的差异通常是在低增益状态下电路的输出1dB压缩点小于在高增益状态下电路的输出1dB压缩点，这会造成在输入较大幅值的信号时电路会提前进入非线性状态，信号被压缩而产生失真，而在输入较小幅值的信号通过大的增益放大电路使得输出信号幅值不被压缩有更大的幅值输出，所以在后端数字电路对输出信号的处理中会有信号失真和信号的幅度差异大的问题，信号的幅度差异大会对数字信号的阈值电压选取带来困难。目前数字可变增益放大器有放大器电路和衰减电路直接连接构成的电路结构或者级联不同的增益单元，用开关控制增益单元来得到不同的增益的电路结构。如果将衰减电路设置于放大器的前级，由于前级衰减电路的衰减将引入很大的噪声；把衰减电路直接设置于放大器的后级，后级衰减电路的衰减在低增益模式下将会恶化信号的输出线性度。级联增益单元的电路结构随着级联单元的增加电路的带宽会受到限制，且后级电路对输出线性度有更高的要求。上述两种电路结构均无法解决在宽带电路应用中高低两种不同增益下线性度和噪声系数不一致问题。
因此，设计一款工作频带宽、高低两种不同增益下线性度尽量保持一致和噪声系数尽量低的可变增益放大器是非常有必要的。
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数字控制的宽带高线性度可变增益放大器。该放大器包括高增益高线性度模式和低增益高线性度模式两条支路，采用开关进行支路切换，实现了宽带可变增益放大器在高低两种不同增益模式下具有较为一致的线性度和噪声系数，为信号提供更大的动态范围和不同增益下的良好的信噪比。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种数字控制的宽带高线性度可变增益放大器，包括依次连接的第一开关、第一分布式放大器、增益可变负反馈放大器、级间匹配网络级、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路；其中，第一开关和第二开关均为单刀双掷开关；
第一开关的输入端为射频输入端，衰减电路的输出端为射频输出端；第一开关的第一输出端与第一分布式放大器的输入端相连，第二输出端与第二开关的第一输入端相连；级间匹配网络级的输出端与第二开关的第二输入端相连，第二开关的输出端与第二分布式放大器的输入端相连；
第一开关、第一分布式放大器、增益可变负反馈放大器、级间匹配网络级、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路构成增益可调的高增益高线性度模式的第一支路；第一开关、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路构成低增益高线性度模式的第二支路。
进一步地，第一分布式放大器用于提供10～20dB的增益并保证小信号的噪声系数小于6dB；增益可变负反馈放大器通过负反馈网路的切换实现增益可调；第二分布式放大器用于为信号提供小于6dB噪声系数和大于12dBm的输出1dB压缩点，为信号提供较大的增益和良好的线性度，是两条支路的电路复用模块；衰减电路用于提供以1dB为步进、范围为0～15dB的小增益步进衰减；第一开关和第二开关共同用于实现两条支路的切换。
进一步地，小信号输入第一支路，大信号输入第二支路，因为小信号需要更高的增益得到更大的信号从而输出，大信号需要小的增益避免信号压缩而失真，所以通过第一支路和第二支路改变增益实现两条支路相同的幅度信号输出；当信号的输入幅度小于阈值，为小信号，小信号一般不考虑失真，但需要考虑尽可能的压制噪声；信号的输入幅度大于阈值，为大信号；所述阈值根据实际需求进行设定。
进一步地，所述第一分布式放大器为共源共栅分布式放大器，包括两个共源级晶体管、两个共栅级晶体管、三条漏极传输线、三条栅极传输线、一个输入隔直电容、一个输出隔直电容、一个栅极匹配电阻、一个漏极匹配电阻、一个电流源晶体管、两个RC偏置网络、栅极偏置电压、电流源、电源；
隔直电容的一端与第一开关的第一输出端相连，另一端与第一栅极传输线的一端相连，第一栅极传输线的另一端连接第一共源级晶体管的栅极和第二条栅极传输线的一端；第二栅极传输线的另一端连接第二共源极晶体管的栅极和第三栅极传输线的一端；第三栅极传输线的另一端连接栅极匹配电阻的一端，栅极匹配电阻的另一端连接电流源晶体管的栅极；电流源晶体管的栅极连接电流源晶体管的漏极和电流源，电流源晶体管的源极接地；第一共源级晶体管的漏极与第一共栅极晶体管的源极相连，第一共源级晶体管的源极接地，第一共栅极晶体管的栅极与第一RC偏置网络的一端相连，第一RC偏置网络的另一端与栅极偏置电压相连；第二共源级晶体管的漏极与第二共栅极晶体管的源极相连，第二共源级晶体管的源极接地，第二共栅极晶体管的栅极与第二RC偏置网络的一端相连，第二RC偏置网络的另一端与栅极偏置电压相连；漏极匹配电阻的一端连接电源，另一端连接第一漏极传输线的一端，第一漏极传输线的另一端连接第一共栅级晶体管的漏极和第二漏极传输线的一端，第二漏极传输线的另一端连接第二共栅级晶体管的漏极和第三漏极传输线的一端，第三漏极传输线的另一端连接输出隔直电容的一端；输出隔直电容的另一端连接增益可变负反馈放大器级的输入端；
共源共栅分布式放大器结构有很高的输出阻抗，增加了电路的隔离度，提高了电路的稳定性。
进一步地，所述增益可变负反馈放大器包括增益晶体管、栅极偏置电路、三个RC负反馈网络、两个网络切换开关、电感和电源；
增益晶体管的栅极为增益可变负反馈放大器级的输入端，同时增益晶体管的栅极连接栅极偏置电路的一端和三个RC负反馈网络的公共端，栅极偏置电路的另一端连接栅极偏置电压，第一个RC负反馈网络的另一端连接第一个网络切换开关的源极，第二个RC负反馈网络的另一端连接第二个网络切换开关的源极，增益晶体管的漏极连接第三个RC负反馈网络的另一端、两个网络切换开关的漏极、电感的一端和级间匹配网络级的输入端，增益晶体管的栅极接地，电感的另一端连接电源，两个网络切换开关的栅极连接控制电压。
进一步地，所述级间匹配网络级包括RC到地网络、两个串联电容、一个四端口变压器；
所述级间匹配网络级的输入端连接RC到地网络和第一个串联电容的一端，第一个串联电容的另一端连接第二个串联电容的一端和四端口变压器的第一端，四端口变压器的第二端连接第二个串联电容的另一端和第二开关的第一支路输入端，四端口变压器的另外两个端口接地。
进一步地，所述第二分布式放大器为共源共栅放大器分布式放大器，所述的第二分布式放大器的电路连接方式和第一分布式级的电路连接方式相同，但其作为输出后级需要更高的线性度要求，因此级数比第一分布式放大器多。
进一步地，所述衰减电路级为依次连接的多级π型或T型衰减电路，衰减电路的级数根据所需增益调节范围进行设定。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明提供的数字可变增益放大器，采用开关切换的方式，通过分布式放大器电路结构的复用，实现了两条支路的高线性输出，且两路的输出线性度相同，由于两条支路增益不同，可以输入不同幅度的信号来提高动态范围即可变范围；同时使得衰减在低增益模式下不会恶化信号的输出线性度。
2.本发明采用了共源共栅的第一分布式放大器级、第二分布式放大器级结构，拓宽了工作频带，电路工作在0.8-4.5GHz，并实现了较低的4-6dB的噪声系数；
3.本发明的级间匹配网络级采用了匹配网络和变压器耦合形式实现级间匹配，因为大增益可调步进下增益可变负反馈放大器的输出阻抗发生变化，通过变压器级间的耦合可实现输出的最大线性功率为13.75dBm；
4.本发明在高增益可调模式下，采用了开关切换电容电阻负反馈电路技术，实现大步进增益可变；并在不同增益状态下不改变电路的偏置，固定了电路静态工作点，使得电路工作在相对稳定的状态；同时采用多级衰减电路，实现了1dB小步进可调；
附图说明
图1为本发明数字可变增益放大器的结构框图。
图2为本发明实施例1数字可变增益放大器的电路结构图。
图3为本发明实施例1高低增益状态下的输出1dB压缩点仿真结果图。
图4为本发明实施例1高低增益状态下的噪声系数仿真结果图。
图5为对比例数字可变增益放大器的结构框图。
图6为对比例高低增益状态下的输出1dB压缩点仿真结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作进一步地详细描述。
一种数字控制的宽带高线性度可变增益放大器，其结构框图如图1所示，包括依次连接的第一开关、第一分布式放大器、增益可变负反馈放大器、级间匹配网络级、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路；其中，第一开关和第二开关均为单刀双掷开关；
第一开关的输入端为射频输入端RFIN，衰减电路的输出端为射频输出端RFOUT；第一开关的第一输出端与第一分布式放大器的输入端相连，第二输出端与第二开关的第一输入端相连；级间匹配网络级的输出端与第二开关的第二输入端相连，第二开关的输出端与第二分布式放大器的输入端相连；
第一开关、第一分布式放大器、增益可变负反馈放大器、级间匹配网络级、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路构成高增益高线性度模式的第一支路(即上行支路)；第一开关、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路构成低增益高线性度模式的第二支路(即下行支路)。
实施例1
一种数字控制的宽带高线性度可变增益放大器，其电路结构图如图2所示，包括依次连接的第一开关、第一分布式放大器、增益可变负反馈放大器级、级间匹配网络级、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路级。
第一开关包括四个栅极控制开关管：开关管M_sw1、开关管M_sw2、开关管M_sw3和开关管M_sw4；第二开关包括四个栅极控制开关管：开关管M_sw5、开关管M_sw6、开关管M_sw7和开关管M_sw8；Vc_up和Vc_down为第一开关和第二开关的两个控制电压；
其中，M_sw2的漏极和M_sw3的漏极相连，并连接到射频输入端；M_sw2的源级和M_sw1的漏极相连，并连接到第一分布式放大器的输入端；M_sw1和M_sw4的源极和地相连；M_sw3的源级和M_sw4的漏极相连，并连接到第二开关的一个输入端；M_sw7的漏极和M_sw8的漏极相连，并连接到第二开关的一个输入端；M_sw5的漏极和M_sw6的漏极相连，并连接到级间匹配网络级的输出端；M_sw6和M_sw7的源极和地相连；M_sw5的源级和M_sw8的源极相连，并连接到第二分布式放大器的输入端；M_sw1的栅极、M_sw3的栅级、M_sw6的栅极、M_sw8的栅级均与控制电压Vc_up连接，用于控制上行支路的通断；M_sw2的栅极、M_sw4的栅级、M_sw5的栅极、M_sw7的栅级均与控制电压Vc_down连接，用于控制下行支路的通断；
第一分布式放大器为共源共栅放大器分布式放大器，包括两个共源级晶体管M1和M3、两个共栅级晶体管M2和M4、三条漏极传输线Ld、三条栅极传输线Lg、一个输入隔直电容C1、一个输出隔直电容C4、一个栅极匹配电阻Rg1、一个漏极匹配电阻Rd1、一个电流源晶体管Ma、由R1、R2、C2和R3、R4、C3构成的两个RC偏置网络、栅极偏置电压Vb1、电流源Ig1和电源；第一级采用共源共栅分布式放大级主要实现良好的输入匹配和较低的噪声系数；
第一分布式放大器的输入端连接输入隔直电容C1的一端，第一栅极传输线的一端连接输入隔直电容C1的另一端，另一端连接第一共源级晶体管M1的栅极和第二栅极传输线的一端；第二栅极传输线的另一端连接第二共源极晶体管M3的栅极和第三栅极传输线的一端；第三栅极传输线的另一端连接栅极匹配电阻Rg1的一端，Rg1的另一端连接电流源晶体管Ma的栅极；电流源晶体管Ma的栅极连接电流源晶体管Ma的漏极和电流源Ig1，电流源晶体管的源极接地；第一共源级晶体管M1的漏极与第一共栅极晶体管M2的源极相连，第一共源级晶体管M1的源极接地，第一共栅极晶体管M2的栅极与第一RC偏置网络的一端相连，第一RC偏置网络的另一端与栅极偏置电压Vb1相连；所述的第二共源级晶体管M3的漏极与第二共栅极晶体管M4的源极相连，第二共源级晶体管M3的源极接地，第二共栅极晶体管M4的栅极与第二RC偏置网络的一端相连，第二RC偏置网络的另一端也与栅极偏置电压Vb1相连；漏极匹配电阻Rd1的一端连接电源VDD，Rd1另一端连接第一漏极传输线的一端，第一漏极传输线的另一端连接第一共栅级晶体管M2的漏极和第二漏极传输线的一端，第二漏极传输线的另一端连接第二共栅级晶体管M4的漏极和第三漏极传输线的一端，第三漏极传输线的另一端连接连接输出隔直电容C4的一端；输出隔直电容C4的另一端连接增益可变负反馈放大器级的输入端。
增益可变负反馈放大器级包括增益晶体管M5、栅极偏置电阻Rg2、由C5、R5和C6、R6和C7、R7构成的三个RC负反馈网络、两个网络切换开关晶体管M_sw9和M_sw10、栅极偏置电压Vb2、两个开关控制电压Vc_switch1和Vc_switch2、电感L和共用电源VDD；通过控制开关控制电压实现高增益模式下的大增益步进的增益可调，具体为：开关控制电压Vc_switch1和Vc_switch2都关断时实现电路20dB增益；开关控制电压Vc_switch1导通，Vc_switch2关断电路实现25dB增益；开关控制电压Vc_switch1关断，Vc_switch2导通电路实现30dB增益。
增益可变负反馈放大器级的输入端连接由增益晶体管M5的栅极、栅极偏置电阻Rg2的一端和三个RC负反馈网络的一端共同组成的节点，栅极偏置电阻Rg2的另一端连接栅极偏置电压Vb2，第一RC负反馈网络C5、R5的另一端连接网络切换开关M_sw9的源极，第二RC负反馈网络C6、R6的另一端连接网络切换开关M_sw10的源极，增益晶体管M5的漏极连接到第三RC负反馈网络C7、R7的另一端、两个网络切换开关M_sw9和M_sw10的漏极、电感L的一端和级间匹配网络级的输入端；增益晶体管的栅极接地；电感L的另一端连接共同电源VDD；两个网络切换开关M_sw9和M_sw10的栅极分别连接两个开关控制电压Vc_switch1和Vc_switch2。
级间匹配网络级包括RC到地网络R8和C8、两个串联电容C9和C10、一个四端口变压器TF；其中，级间匹配网络级的输入端连接RC到地网络和第一串联电容C9的一端，第一串联电容C9的另一端连接第二串联电容C10的一端和四端口变压器的第一端，四端口变压器TF的第二端连接第二串联电容C10的另一端和开关2的第一支路输入端，四端口变压器TF的另外两个端口接地。
第二分布式放大器为共源共栅放大器分布式放大器，包括三个共源级晶体管M6、M8和M10、三个共栅级晶体管M7、M9和M11、四条漏极传输线Ld、四条栅极传输线Lg、一个输入隔直电容C11、一个输出隔直电容C15、一个栅极匹配电阻Rg3、一个漏极匹配电阻Rd2、一个电流源晶体管Mb、由R9、R10、C12和R11、R12、C13和R13、R14、C13构成的三个RC偏置网络、共同栅极偏置电压Vb1、电流源Ig2和电源。所述的第二分布式放大器的电路连接方式和第一分布式放大器的电路连接方式相同。由于第二分布式和第一分布式两者要求的输出线性度不一样，第二分布式级需要更高的线性度，因此需要更多的级数来折中晶体管的寄生电容和带宽的限制，得到良好的线性度功率输出。
衰减电路级包括四个依次连接的T型衰减电路，第一级的T型衰减电路的一端连接第三分布式级的输出端，第四级T型衰减电路的一端为衰减电路级的输出端，也即为射频输出端；
第一级的T型衰减电路包括两个开关管M_sw11和M_sw15、三个电阻R15、R16和R17、两个开关控制电压VC1和VC2，两个开关控制电压VC1和VC2为互异值；所述的第二级的T型衰减电路包括两个开关管M_sw12和M_sw16、三个电阻R18、R19和R20、两个开关控制电压VC3和VC4，两个开关控制电压VC3和VC4为互异值；所述的第三级的T型衰减电路包括两个开关管M_sw13和M_sw17、三个电阻R21、R22和R23、两个开关控制电压VC5和VC6，两个开关控制电压VC5和VC6为互异值；所述的第四级的T型衰减电路包括两个开关管M_sw14和M_sw18、三个电阻R24、R25和R26、两个开关控制电压VC7和VC8，两个开关控制电压VC7和VC8为互异值；
开关管M_sw11的源极为T型衰减电路的输入端，连接电阻R15的一端，电阻R15的另一端连接电阻R16的一端和开关管M_sw15的漏极，电阻R16的另一端为T型衰减电路的输出端，连接下一级T型衰减电路的输入端，开关管M_sw11的栅极连接控制电压VC1，M_sw15的源极连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端接地，开关管M_sw15的栅极连接控制电压VC2；第二级、第三级和第四级T型衰减电路和第一级T型衰减电路的连接方式相同，四级通过级联形成总的衰减电路。衰减电路级实现0-15dB的小增益步进衰减。
本实施例高低增益状态下的输出1dB压缩点仿真结果图如图3所示，从图3可以看出，本发明数字可变增益放大器工作在0.8-4.5GHz频带的高增益状态下输出1dB压缩点为13-13.6dBm，工作频带在0.8-4.5GHz的低增益状态下输出1dB压缩点为13.2-13.75dBm，两种增益状态下，输出1dB压缩点波动小于1dB，输出的幅度变化小，即本发明可变增益放大器在两种增益状态下都有较高且相对稳定的输出1dB压缩点。
本实施例可变增益放大器高低增益状态下的噪声系数随频率变化曲线如图4所示。从图4中可以看出，工作在0.8-4.5GHz频带的高增益状态下噪声系数为4.7-5.1dB，工作频带在0.8-4.5GHz的低增益状态下噪声系数为5.1-6dB，低增益下的噪声系数稍高于高增益状态下的噪声系数，两种增益状态下，噪声系数都在6dB以下，即可变增益放大器在两种增益状态下都有较低的噪声系数。
本实施案例工作在0.8-4.5GHz频带内，仿真结果表明，增益范围在-4dB-31dB，最小步进为1dB，噪声系数在4dB-6dB，输出1dB压缩点为10-13.8dBm，功耗为280mW，S11和S22参数均小于-11dB，满足射频电路匹配要求的小于-10dB。
对比例
传统的数字可变增益放大器由固定放大器和衰减电路直接级联构成，结构框图如图5所示，射频输入信号依次通过固定放大器和衰减电路，由于前级放大器增益固定，增益的变化范围由后级的衰减电路决定，后级的衰减电路的衰减dB数等于级联电路的输出线性度减小的dB数，当大信号输入时，即衰减的dB数过大时，输出的线性度将恶化得很严重。
图6为对比例高低增益状态下的输出1dB压缩点仿真结果图，从图中可以看出，传统的数字可变增益放大器工作在0.8-4.5GHz频带的高增益状态下输出1dB压缩点为6.8-7.1dBm，而作频带在0.8-4.5GHz的低增益状态下输出1dB压缩点为-8.5-(-8.1)dBm，两种增益状态下，输出线性度相差15dB，使得输出的幅度变化大，严重的恶化了线性度输出。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。
Claims (5)
1.一种数字控制的宽带高线性度可变增益放大器，其特征在于，包括依次连接的第一开关、第一分布式放大器、增益可变负反馈放大器、级间匹配网络级、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路；其中，第一开关和第二开关均为单刀双掷开关；
第一开关的输入端为射频输入端，衰减电路的输出端为射频输出端；第一开关的第一输出端与第一分布式放大器的输入端相连，第二输出端与第二开关的第一输入端相连；级间匹配网络级的输出端与第二开关的第二输入端相连，第二开关的输出端与第二分布式放大器的输入端相连；
第一开关、第一分布式放大器、增益可变负反馈放大器、级间匹配网络级、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路构成增益可调的高增益高线性度模式的第一支路；第一开关、第二开关、第二分布式放大器和衰减电路构成低增益高线性度模式的第二支路；
所述第一分布式放大器为共源共栅分布式放大器，包括两个共源级晶体管、两个共栅级晶体管、三条漏极传输线、三条栅极传输线、一个输入隔直电容、一个输出隔直电容、一个栅极匹配电阻、一个漏极匹配电阻、一个电流源晶体管、两个RC偏置网络、栅极偏置电压、电流源、电源；
隔直电容的一端与第一开关的第一输出端相连，另一端与第一栅极传输线的一端相连，
第一栅极传输线的另一端连接第一共源级晶体管的栅极和第二条栅极传输线的一端；第二栅极传输线的另一端连接第二共源极晶体管的栅极和第三栅极传输线的一端；第三栅极传输线的另一端连接栅极匹配电阻的一端，栅极匹配电阻的另一端连接电流源晶体管的栅极；电流源晶体管的栅极连接电流源晶体管的漏极和电流源，电流源晶体管的源极接地；第一共源级晶体管的漏极与第一共栅极晶体管的源极相连，第一共源级晶体管的源极接地，第一共栅极晶体管的栅极与第一RC偏置网络的一端相连，第一RC偏置网络的另一端与栅极偏置电压相连；第二共源级晶体管的漏极与第二共栅极晶体管的源极相连，第二共源级晶体管的源极接地，第二共栅极晶体管的栅极与第二RC偏置网络的一端相连，第二RC偏置网络的另一端与栅极偏置电压相连；漏极匹配电阻的一端连接电源，另一端连接第一漏极传输线的一端，第一漏极传输线的另一端连接第一共栅级晶体管的漏极和第二漏极传输线的一端，第二漏极传输线的另一端连接第二共栅级晶体管的漏极和第三漏极传输线的一端，第三漏极传输线的另一端连接输出隔直电容的一端；输出隔直电容的另一端连接增益可变负反馈放大器级的输入端；
所述增益可变负反馈放大器包括增益晶体管、栅极偏置电路、三个RC负反馈网络、两个网络切换开关、电感和电源；
增益晶体管的栅极为增益可变负反馈放大器级的输入端，同时增益晶体管的栅极连接栅极偏置电路的一端和三个RC负反馈网络的公共端，栅极偏置电路的另一端连接栅极偏置电压，第一个RC负反馈网络的另一端连接第一个网络切换开关的源极，第二个RC负反馈网络的另一端连接第二个网络切换开关的源极，增益晶体管的漏极连接第三个RC负反馈网络的另一端、两个网络切换开关的漏极、电感的一端和级间匹配网络级的输入端，增益晶体管的栅极接地，电感的另一端连接电源，两个网络切换开关的栅极连接控制电压；
所述级间匹配网络级包括RC到地网络、两个串联电容、一个四端口变压器；
所述级间匹配网络级的输入端连接RC到地网络和第一个串联电容的一端，第一个串联电容的另一端连接第二个串联电容的一端和四端口变压器的第一端，四端口变压器的第二端连接第二个串联电容的另一端和第二开关的第一支路输入端，四端口变压器的另外两个端口接地；
所述第二分布式放大器为共源共栅放大器分布式放大器，其电路连接方式和第一分布式级的电路连接方式相同；
所述衰减电路级为依次连接的多级π型或T型衰减电路。
2.如权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，第一分布式放大器用于提供10～20dB的增益并保证信号的噪声系数小于6dB；增益可变负反馈放大器通过负反馈网路的切换实现增益可调；第二分布式放大器用于为信号提供良好的小于6dB噪声系数和大于12dBm的输出1dB压缩点；衰减电路用于提供以1dB为步进、范围为0～15dB的小增益步进衰减；第一开关和第二开关共同用于实现两条支路的切换。
3.如权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，小信号输入第一支路，大信号输入第二支路，通过第一支路和第二支路改变增益实现两条支路相同的幅度信号输出；其中，当信号的输入幅度小于阈值，为小信号，信号的输入幅度大于阈值，为大信号；所述阈值根据实际需求进行设定。
4.如权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，第二分布式放大器的级数比第一分布式放大器多。
5.如权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，衰减电路的级数根据所需增益调节范围进行设定。
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