[發明專利]用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器

在審

• 申請號: 201710599125.4
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107508562A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 謝生;楊晶;毛陸虹
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/34
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 劉國威

1.一種用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器，其特征是，由第一級放大電路、第二級放大電路、級間匹配單元及偏置電路組成，其中，第一級放大電路采用并聯電容的源電感反饋型共源共柵結構，提供輸入阻抗和噪聲阻抗匹配的設計自由度；第二級放大電路采用噪聲消除技術；級間匹配單元實現兩級放大電路的匹配，而偏置電路為整體電路提供偏置。

2.如權利要求1所述的用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器，其特征是，第一級放大電路中反饋電阻R_f和反饋電容C_f構成并聯負反饋的等效阻抗，MOS管M₁的柵源電容C_gs形成開環輸入阻抗；通過開環輸入阻抗和阻性負反饋等效阻抗的并聯，實現輸入阻抗匹配。

3.如權利要求1所述的用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器，其特征是，采用噪聲消除技術具體是，采用低噪聲放大器。

4.如權利要求1所述的用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器，其特征是，第二級放大電路由一個源跟隨器和一個共源電路組成。

5.如權利要求1所述的用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器，其特征是，在一個實例中，電路具體結構是，MOS管M₁的柵極偏置電路由二極管連接的MOS管M₃組成，M₃的漏極通過電阻R_ref連接至電源VDD，M₃的柵漏極連接電阻R_bias到MOS管M₁的柵極；電源V_in連接電容C₁、電感L_g至MOS管M₁的柵極，MOS管M₁的柵源極通過電容C_gs相連接，MOS管M₁的源極串聯電感L_S到地線，漏極連接MOS管M₂的源極，MOS管M₂的柵極直接連接VDD，漏極串聯電感L_D1到VDD；MOS管M₂的漏極串接電阻R_f、電容C_f到輸入管M₁的柵極；MOS管M₂的漏級通過電容C₂、電阻R₁組成的高通濾波器連接到MOS管M₄的柵極；MOS管M₄的漏級直接連接VDD，MOS管M₄的源級連接到MOS管M₅的漏級；MOS管M₅的柵極連接到M₁的柵極進行偏置，MOS管M₅的源級直接連接至地線；MOS管M₄的源級與MOS管M₅的漏級連接處連接電容C₃到V_out。

6.如權利要求1所述的用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器，其特征是，電感L_g與MOS管M₁的柵源電容C_gs1在中心頻點諧振，進行噪聲匹配。

7.如權利要求1所述的用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器，其特征是，二極管連接的MOS管M₃與電阻R_ref以串聯分壓的方式提供偏置電壓；在偏置電路和MOS管M₁的柵極之間串聯阻值為2KΩ的電阻R_bias，以避免輸入的射頻信號進入偏置電路；合理選擇MOS管M₁和M₂的柵寬比，使電路工作在理想靜態工作點，在保證增益的前提下，盡量選擇較小的柵寬，以降低功耗和寄生參數對電路性能的影響。

8.如權利要求1所述的用于全球定位導航系統的L波段寬帶低噪聲放大器，其特征是，所述低噪聲放大器的輸入阻抗表示為：

Z_in＝s(L_S+L_g)+1/(sC_gs+sC_gs1)+g_m1L_S/(C_gs+C_gs1)(3)

Z_S＝R_S(4)

式中，R_S為源阻抗，s為復頻域，g_m1為MOS管M₁的跨導，C_gs1為MOS管M₁的柵源電容；

通過調節輸入電感和電容的大小，使其在1.5GHz附近發生諧振，此時，式(3)的前兩項之和為零，且

Z_S＝g_m1L_S/(C_gs+C_gs1)(5)。