雷达接收机X波段低噪声放大器的设计与研究

论文摘要

低噪声放大器是雷达接收机前端组件的一部分,是减小整个接收系统噪声系数的重要环节,也是提高雷达系统灵敏度的关键件。本文根据设计指标提出了X波段低噪声放大器的设计方案,主要完成前后部件的阻抗匹配、低噪声放大。设计试制过程中,以自身现有技术、材料、工艺为基础,并借鉴了国内先进的技术走向。设计目标是实现结构可行、性能可用X波段低噪声放大器。在此次设计中,采用的是NEC公司的HEMT低噪管,此低噪管易于匹配实现低噪声。为实现高的增益平坦度,在低噪放输出端,加了一个有耗匹配电路,增强了低噪声放大器的可调性。此设计方案首先是通过Agilent公司的Advanced Design System(ADS)软件进行仿真设计。增加了设计的可靠性,减小了设计风险和成本。根据仿真结果制板,装配成模块,经过试验测试结果显示,基本达到了指标要求。本文介绍了雷达接收机的发展简况、低噪声放大器的功能概况、走向及技术现状。对雷达接收机的噪声特性、低噪声的实现方法及HEMT器件特性给了一定的分析。介绍了放大器的噪声、非线性特性及低噪声放大器的基本理论及匹配形式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 雷达接收机发展简况
• 1.3 雷达接收机低噪声放大器功能概述及走向
• 1.4 低噪声放大器的技术现状
• 1.5 本人工作
• 第二章 雷达接收机噪声特性分析
• 2.1 噪声特性
• 2.1.1 接收机中噪声的概率特性
• 2.1.2 接收机的噪声和噪声系数
• 2.1.2.1 接收机的噪声
• 2.1.2.2 接收机的噪声系数
• 2.2 接收系统低噪声实现方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 HEMT 器件特性
• 3.1 HEMT 模型
• 3.2 噪声特性
• 3.3 本章小结
• 第四章 噪声与非线性特性
• 4.1 噪声
• 4.1.1 热噪声
• 4.1.2 闪烁噪声
• 4.2 非线性特性
• 4.2.1 线性定义
• 4.2.2 产生非线性的原因
• 4.2.3 非线性造成的后果
• 4.2.3.1 谐波失真
• 4.2.3.2 1-dB 压缩点
• 4.2.3.3 互调失真
• 4.2.4 系统的非线性
• 4.3 本章小结
• 第五章 低噪声放大器的基本特性及匹配形式
• 5.1 功率增益
• 5.2 噪声特性
• 5.3 稳定性
• 5.4 动态范围
• 5.5 匹配网络的基本形式
• 5.5.1 绝对稳定情况下的设计
• 5.5.2 潜在不稳定情况下的设计
• 5.6 多级放大器的设计
• 5.7 本章小结
• 第六章 低噪声放大器的设计与仿真
• 6.1 低噪声放大器的设计
• 6.1.1 低噪声放大器设计步骤
• 6.1.2 低噪声放大器的特点及设计指标要求
• 6.1.3 晶体管及微带电路衬底的选择
• 6.1.4 稳定性分析
• 6.1.5 增益设计
• 6.1.6 低噪声设计
• 6.1.7 X 波段低噪声放大器的输入匹配电路设计
• 6.1.8 X 波段低噪声放大器的级间匹配电路设计
• 6.1.9 X 波段低噪声放大器的输出匹配电路设计
• 6.2 低噪声放大器的设计仿真及优化
• 6.2.1 晶体管S 参数的测量并确定工作点
• 6.2.2 匹配网络设计
• 6.3 低噪声放大器的版图
• 6.4 调试过程及遇到的问题
• 6.5 测试结果
• 6.6 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表的论文