CN217335549U - 用于提高平板天线gt值的双通道低噪声放大器 - Google Patents
用于提高平板天线gt值的双通道低噪声放大器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及通信天线技术领域，提出了用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，包括偏压电路和两路结构相同的低噪声放大电路，任一低噪声放大电路包括波导‑微带过度转换电路、第一级低噪声放大器和第二级低噪声放大器，波导‑微带过度转换电路输入端作为双通道低噪声放大器电路的输入端，波导‑微带过度转换电路输出端连接第一级低噪声放大器的输入端，第一级低噪声放大器的输出端连接第二级低噪声放大器的输入端，第二级低噪声放大器的输出端作为双通道低噪声放大器的输出端，通过在极化合成器前对水平分量和垂直分量的信号进行低噪声等幅等相放大，降低系统噪声系数从而进一步提高平板天线的GT值。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信天线技术领域，具体的，涉及用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器。
背景技术
移动通信凭借其覆盖范围广、不受地理条件影响等优势，与地面通信系统形成互补，广泛应用于地面通信系统不易覆盖或建设成本价过高的领域，平板天线作为通信天线的一种天线形式，由于其剖面低、易共形等优势，广泛应用于各种移动载体中。
现有的平板天线通信系统技术为了确保系统有较小的噪声，低噪声下变频器需要紧贴馈源安装；对于目前大部分系统集成厂家来说，低噪声变频器都是外购的，而且其尺寸较大，不利于系统集成；将其紧贴馈源安装，会占用馈源部分本就紧张的结构资源。
实用新型内容
本实用新型提出用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，设置在阻发滤波器和极化合成器之间，解决了现有技术中平板天线通信系统噪声处理不好的问题。
本实用新型的技术方案如下：
用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，包括偏压电路和两路结构相同的低噪声放大电路，任一所述低噪声放大电路包括波导-微带过度转换电路、第一级低噪声放大器和第二级低噪声放大器，所述波导-微带过度转换电路输入端作为双通道低噪声放大器的输入端，所述波导-微带过度转换电路输出端连接所述第一级低噪声放大器的输入端，所述第一级低噪声放大器的输出端连接所述第二级低噪声放大器的输入端，所述第二级低噪声放大器的输出端作为所述双通道低噪声放大器的输出端，所述偏压电路为第一级低噪声放大器和第二级低噪声放大器提供偏置电压。
进一步，本实用新型包括低噪声放大电路，任一所述低噪声放大电路还包括第一电容C5和第二电容C9，所述第一电容C5串联在所述第一级低噪声放大器的输出端和第二级低噪声放大器的输入端之间，所述第二电容C9设置在所述第二级低噪声放大器的输出端。
进一步，本实用新型任一所述低噪声放大电路还包括第一匹配电路、第二匹配电路、第三匹配电路和第四匹配电路，所述第一匹配电路串联在所述波导-微带过度转换电路与第一级低噪声放大器之间，所述第二匹配电路串联在所述第一级低噪声放大器的输出端和所述第一电容C5的第一端之间，所述第三匹配电路串联在所述第一电容C5的第二端和所述第二级低噪声放大器的输入端之间，所述第四匹配电路串联在所述第二级低噪声放大器的输出端和所述第二电容C9的第一端之间。
进一步，本实用新型所述第一级低噪声放大器包括场效应管U1和场效应管U2，所述第二级低噪声放大器包括场效应管U3和场效应管U4，所述第一匹配电路包括电感L1和电感L2，所述电感L2的第一端通过电容C1连接所述波导-微带过度转换电路的输出端，所述电感L2的第二端连接所述场效应管U1的栅极，所述电感L1的第一端连接所述电感L2的第一端，所述电感L1的第二端连接Vg2电源。
进一步，本实用新型所述第二匹配电路包括电感L3和电感L4，所述第三匹配电路包括电感L7和电感L8，所述电感L3的第一端连接所述场效应管U2的漏极，所述电感L3的第二端连接所述第一电容C5的第一端，所述电感L4的第一端连接所述电感L3的第二端，所述电感L4的第二端连接Vd1电源，所述电感L8的第一端连接所述第一电容C5的第一端，所述电感L8的第二端连接所述场效应管U3的栅极，所述电感L7的第一端连接所述电感L8的第一端，所述电感L7的第二端连接Vg3电源。
进一步，本实用新型所述第四匹配电路包括电感L11和电感L12，所述电感L11的第一端连接所述场效应管U4的漏极，所述电感L11的第二端连接所述第二电容C9的第一端，所述电感L12的第一端连接所述电感L1的第二端，所述电感L12的第二端连接Vd2电源，所述第二电容C9的第二端作为低噪声放大电路的输出端。
本实用新型的工作原理及有益效果为：
双通道低噪声放大器电路由波导-微带过度转换电路、低噪声放大器以及偏压电路组成，其中，波导-微带过度转换电路用于将输入的波导接口过度到适合于有源电路工作的平面电路；低噪声放大器用于对信号进行低噪声放大；偏压电路用于为各级放大器提供栅极和漏极偏压。
本实用新型中，将双通道低噪声放大器设置在阻发滤波器和极化合成器之间，可以有效改善平板天线通信系统的噪声问题。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型平板天线通信系统框图；
图2为本实用新型双通道低噪声放大器原理图；
图3为本实用新型低噪声放大电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提出了用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，包括双通道低噪声放大器电路，双通道低噪声放大器电路包括偏压电路和两路结构相同的低噪声放大电路，任一低噪声放大电路包括波导-微带过度转换电路、第一级低噪声放大器和第二级低噪声放大器，波导-微带过度转换电路输入端作为双通道低噪声放大器的输入端，波导-微带过度转换电路输出端连接第一级低噪声放大器的输入端，第一级低噪声放大器的输出端连接第二级低噪声放大器的输入端，第二级低噪声放大器的输出端作为双通道低噪声放大器的输出端，偏压电路为第一级低噪声放大器和第二级低噪声放大器提供偏置电压。
传统平板天线通信系统，其下行链路主要由天线、阻发滤波器、极化合成器、低噪声下变频器和解调部分组成；改进后在组发滤波器和极化合成器络之间加入双通道低噪声放大器电路。
该双通道低噪声放大器用于系统中后，传统平板天线通信系统中后级的低噪声下变频器可以更换成下变频器，该下变频器不用再紧贴馈源安装，更有利于系统集成；
通过在极化合成器前对水平分量和垂直分量的信号进行低噪声等幅等相放大，降低系统噪声系数从而进一步提高平板天线的GT值。
双通道低噪声放大器电路由波导-微带过度转换电路、低噪声放大器以及偏压电路组成，其中：
波导-微带过度转换电路：将输入的波导接口过度到适合于有源电路工作的平面电路；
低噪声放大器：对信号进行低噪声放大；
偏压电路：为各级放大器提供栅极和漏极偏压。
进一步，如图2所示，本实施例中任一低噪声放大电路还包括第一电容C5和第二电容C9，第一电容C5串联在第一级低噪声放大器的输出端和第二级低噪声放大器的输入端之间，第二电容C9设置在第二级低噪声放大器的输出端。
第一电容C5和第二电容C9为隔直电容，起到隔离直流信号的作用；第一电容C5用于隔离第一级低噪声放大器中产生的直流信号，第二电容C9第二级低噪声放大器中产生的直流信号。
进一步，如图2所示，本实施例中任一低噪声放大电路还包括第一匹配电路、第二匹配电路、第三匹配电路和第四匹配电路，第一匹配电路串联在波导-微带过度转换电路与第一级低噪声放大器之间，第二匹配电路串联在第一级低噪声放大器的输出端和第一电容C5的第一端之间，第三匹配电路串联在第一电容C5的第二端和第二级低噪声放大器的输入端之间，第四匹配电路串联在第二级低噪声放大器的输出端和第二电容C9的第一端之间。
匹配电路对低噪声放大电路而言起着很重要的作用，可以分为输入阻抗匹配、级间阻抗匹配和输出阻抗匹配，第一匹配电路作为该低噪声放大电路的输入阻抗匹配，第二匹配电路和第三匹配电路作为该低噪声放大电路的级间阻抗匹配，第四匹配电路作为该低噪声放大电路的输出阻抗匹配，通常情况下，第一级低噪声放大器的输入采用最优噪声匹配，确保整个链路有较好的噪声指标，后面各级采用最佳增益匹配。
进一步，如图3所示，本实施例中第一级低噪声放大器包括场效应管U1和场效应管U2，第二级低噪声放大器包括场效应管U3和场效应管U4，第一匹配电路包括电感L1和电感L2，电感L2的第一端通过电容C1连接波导-微带过度转换电路的输出端，电感L2的第二端连接场效应管U1的栅极，电感L1的第一端连接电感L2的第一端，电感L1的第二端连接Vg2电源。
第一匹配电路作为低噪声放大电路的输入阻抗匹配，由电感L1和电感L2组成，场效应管U1和场效应管U2组成第一级低噪声放大器，波导-微带过度转换电路的输出信号在进入第一级低噪声放大器之前要先经过第一匹配电路，电感L1和电感L2组成的L型匹配网络是噪声匹配的重要组成部分，它决定了第一级电路可能获得的最大增益和最小噪声，电感放在直流支路中可以对射频信号起到一定的隔离作用。
进一步，如图3所示，本实施例中第二匹配电路包括电感L3和电感L4，第三匹配电路包括电感L7和电感L8，电感L3的第一端连接场效应管U2的漏极，电感L3的第二端连接第一电容C5的第一端，电感L4的第一端连接电感L3的第二端，电感L4的第二端连接Vd1电源，电感L8的第一端连接第一电容C5的第一端，电感L8的第二端连接场效应管U3的栅极，电感L7的第一端连接电感L8的第一端，电感L7的第二端连接Vg3电源。
第二匹配电路和第三匹配电路作为低噪声放大电路的级间阻抗匹配，第二匹配电路由电感L3和电感L4组成，第三匹配电路由电感L7和电感L8组成，第二匹配电路通过第一电容C5连接第三匹配电路，此时由电感L3、电感L4、第一电容C5、电感L7和电感L8构成了π型匹配网络，π型匹配网络是提升低噪声放大器在带内增益平坦度的关键，除此之外，还有效地提高了第一级低噪声放大器的负载，改善了第一级低噪声放大器的增益。
进一步，如图3所示，本实施例中第四匹配电路包括电感L11和电感L12，电感L11的第一端连接场效应管U4的漏极，电感L11的第二端连接第二电容C9的第一端，电感L12的第一端连接电感L1的第二端，电感L12的第二端连接Vd2电源，第二电容C9的第二端作为低噪声放大电路的输出端。
第四匹配电路作为低噪声放大电路的输出阻抗匹配，第四匹配电路由电感L11和电感L12组成，场效应管U3和场效应管U4组成第二级低噪声放大器，第二级低噪声放大器的输出信号要经过第四匹配电路处理，然后通过第二电容C9输出，目的是为了让低噪声放大电路获得最大的功率增益。
偏压电路为第一级低噪声放大器和第二级低噪声放大器提供合适的偏置电压，偏置电压包括Vg1、Vg2、Vg3、Vg4、Vd1和Vd2。
电容C2、电容C3、电容C4、电容C6、电容C7和电容C8为旁路电容，可以隔绝小信号对直流电源的影响；电感L5和电感L10为噪声减小技术的中和电感，用于降低电路的噪声系数；电感L6和电感L9为源退化电感，不仅可以降低噪声系数，还可以提高电路的稳定性。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，其特征在于，包括偏压电路和两路结构相同的低噪声放大电路，任一所述低噪声放大电路包括波导-微带过度转换电路、第一级低噪声放大器和第二级低噪声放大器，所述波导-微带过度转换电路输入端作为双通道低噪声放大器的输入端，所述波导-微带过度转换电路输出端连接所述第一级低噪声放大器的输入端，所述第一级低噪声放大器的输出端连接所述第二级低噪声放大器的输入端，所述第二级低噪声放大器的输出端作为所述双通道低噪声放大器的输出端，所述偏压电路为第一级低噪声放大器和第二级低噪声放大器提供偏置电压。
2.根据权利要求1所述的用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，其特征在于，任一所述低噪声放大电路还包括第一电容C5和第二电容C9，所述第一电容C5串联在所述第一级低噪声放大器的输出端和第二级低噪声放大器的输入端之间，所述第二电容C9设置在所述第二级低噪声放大器的输出端。
3.根据权利要求2所述的用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，其特征在于，任一所述低噪声放大电路还包括第一匹配电路、第二匹配电路、第三匹配电路和第四匹配电路，所述第一匹配电路串联在所述波导-微带过度转换电路与第一级低噪声放大器之间，所述第二匹配电路串联在所述第一级低噪声放大器的输出端和所述第一电容C5的第一端之间，所述第三匹配电路串联在所述第一电容C5的第二端和所述第二级低噪声放大器的输入端之间，所述第四匹配电路串联在所述第二级低噪声放大器的输出端和所述第二电容C9的第一端之间。
4.根据权利要求3所述的用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，其特征在于，所述第一级低噪声放大器包括场效应管U1和场效应管U2，所述第二级低噪声放大器包括场效应管U3和场效应管U4，所述第一匹配电路包括电感L1和电感L2，所述电感L2的第一端通过电容C1连接所述波导-微带过度转换电路的输出端，所述电感L2的第二端连接所述场效应管U1的栅极，所述电感L1的第一端连接所述电感L2的第一端，所述电感L1的第二端连接Vg2电源。
5.根据权利要求4所述的用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，其特征在于，所述第二匹配电路包括电感L3和电感L4，所述第三匹配电路包括电感L7和电感L8，所述电感L3的第一端连接所述场效应管U2的漏极，所述电感L3的第二端连接所述第一电容C5的第一端，所述电感L4的第一端连接所述电感L3的第二端，所述电感L4的第二端连接Vd1电源，所述电感L8的第一端连接所述第一电容C5的第一端，所述电感L8的第二端连接所述场效应管U3的栅极，所述电感L7的第一端连接所述电感L8的第一端，所述电感L7的第二端连接Vg3电源。
6.根据权利要求4所述的用于提高平板天线GT值的双通道低噪声放大器，其特征在于，所述第四匹配电路包括电感L11和电感L12，所述电感L11的第一端连接所述场效应管U4的漏极，所述电感L11的第二端连接所述第二电容C9的第一端，所述电感L12的第一端连接所述电感L1的第二端，所述电感L12的第二端连接Vd2电源，所述第二电容C9的第二端作为低噪声放大电路的输出端。
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