[發明專利]一種低溫寬頻帶低噪聲放大器

在審

• 申請號: 201410735258.6
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104467691A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 郭國平;鄭智雄;李海鷗;曹剛;肖明;郭光燦
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

技術領域

本發明涉及微波放大器技術領域，尤其涉及一種低溫寬頻帶低噪聲放大器。

背景技術

微波放大器是現代射頻、微波系統中非常重要的組成部分，而低噪聲微波放大器屬于接收設備前端的重要組成部分，它的噪聲抑制能力對接收機的整體噪聲起決定性的作用。

隨著科技的發展，低噪聲微波放大器也對更寬的頻帶和更大更平坦的增益提出了要求。特別在半導體量子點領域，尤其對于通過腔來測量量子點信號的實驗中，要求系統電路人在極低溫環境下工作，同時由于量子點的信號非常微弱，這時就要求放大器能盡可能的抑制噪聲并提供足夠大的增益來放大量子點信號；而且由于不同腔的諧振頻率變化很大，就需要放大器有盡可能大的帶寬。

目前的低噪聲放大器由于功耗過大，不能在低溫下工作，或者工作頻帶過窄，或者噪聲抑制能力不能達到要求，或者增益不夠等原因而不能用于量子點測量實驗中。

發明內容

本發明的目的是提供一種低溫寬頻帶低噪聲放大器，能夠在低溫下寬頻帶內實現噪聲抑制和信號放大。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種低溫寬頻帶低噪聲放大器，包括：

用于降低場效應晶體管FET在寬頻帶內輸入回波損耗和噪聲的輸入匹配電路、用于使低溫寬頻帶低噪聲放大器產生平坦高增益的級間匹配電路，以及用于降低FET在寬頻帶內輸出回波損耗的輸出匹配電路；

其中，所述輸入匹配電路、級間匹配電路與輸出匹配電路依次串聯。

進一步的，所述輸入匹配電路包括：輸入信號源、電阻R5、朗格耦合器lange1與8個微帶線ML6-ML13；

其中，所述信號輸入源、微帶線ML6與朗格耦合器lange1的1端口依次串聯，電阻R5、微帶線ML7與朗格耦合器lange1的2端口依次串聯，朗格耦合器lange2的3端口與微帶線ML8串聯，朗格耦合器lange2的4端口與微帶線ML9串聯，微帶線ML8、ML10和ML11通過十字接口Cross1連接在一起，微帶線ML9、ML12和ML13通過Cross2連接在一起。

進一步的，所述級間匹配電路包括：6個偏置電路T1-T6與6個微帶線ML14-ML19；

其中，偏置電路T1、微帶線ML14、偏置電路T3與偏置電路T5依次串聯，偏置電路T2、微帶線ML15、偏置電路T4與偏置電路T6依次串聯，微帶線ML14、ML16與偏置電路T3通過丁字接口Tee3連接在一起，微帶線ML15、ML17與偏置電路T4通過Tee4連接在一起，微帶線ML18、偏置電路T3與T5通過Tee5連接在一起，微帶線ML19、偏置電路T4與T6通過Tee6連接在一起。

進一步的，所述偏置電路用于使晶體管工作在足夠低的功耗區間上以便在低溫下也能正常工作。

進一步的，所述偏置電路包括：4個電阻R1-R4、8個電容C1-C8、電感L1、負偏壓電壓源、正偏壓電壓源、5個微帶線ML1-ML5，以及HJ-FET晶體管；

其中，所述負偏壓電壓源、電阻R1與R2依次串聯，電容C1、微帶線ML1與HJ-FET晶體管的G極依次串聯；電阻R3的一端連接在電阻R1與R2之間，另一端與電容C1和微帶線ML1之間的Tee1相連；HJ-FET晶體管D極、微帶線ML2與電容C2依次串聯，電阻R4、微帶線ML3、電感L1依次串聯，電感L1還與微帶線ML2與電容C2之間的Tee2相連，電容C5、C6、C7、C8與正偏壓電壓源依次并聯接地，電容C3與C4并聯在電阻R4與微帶線ML3之間，并接地；微帶線ML4與ML5并聯，其一端接地，另一端接HJ-FET的S極。

進一步的，所述輸出匹配電路包括：信號輸出端、電阻R6、朗格耦合器lange2、2個扇形微帶線Stu1-Stu2，以及6個微帶線ML20-ML25；

其中，所述扇形微帶線Stu1、微帶線ML20與ML22通過Cross3連接在一起，微帶線ML22還與朗格耦合器lange2的1端口串聯；扇形微帶線Stu2、微帶線ML21與ML23通過Cross3連接在一起，微帶線ML23還與朗格耦合器lange2的2端口串聯；朗格耦合器lange2的3端口、微帶線ML24與電阻R6依次串聯，朗格耦合器lange2的4端口、微帶線ML25與信號輸出端依次串聯。

進一步的，信號輸入源與信號輸出端均采用SMA接頭。