低噪声放大器电路及无线通信系统的制作方法

本发明涉及射频通信，尤其是指一种低噪声放大器电路及无线通信系统。

背景技术：

1、射频低噪声放大器广泛应用于无线通信领域，射频低噪声放大器用于将加载于载波信号上的传输信息的调制信号功率放大，或将天线接收的射频信号进行功率放大，形成具有一定带宽的射频信号。例如，导航通信和手机通信。射频低噪声放大器的噪声系数和频带宽度直接影响无线通信的信号完整性和误码率。

2、传统的射频低噪声放大器，如美国专利us10608590b2提出的低噪声放大器电路，其使用电感、电容等无源器件进行输入、输出阻抗匹配设计。但是电感、电容等无源元件及其寄生电阻限制了低噪声放大器的噪声系数和工作带宽，同时增加了低噪声放大器的面积。目前主要的带宽增加方式是反馈技术，如专利cn109474243a提出的低噪声放大器电路，该方法将低噪声放大器的输出信号反馈回输入端，增加工作带宽，且改善输入输出阻抗匹配。但是反馈闭环会降低低噪声放大器的增益，同时使输入阻抗偏离最佳噪声阻抗点，增加低噪声放大器的噪声系数，难以实现小于1db的噪声系数。

3、因此，迫切需要提出一种同时兼顾解决噪声系数、工作带宽、增益的低噪声放大器电路。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术放大器无法同时兼顾解决噪声系数、工作带宽、增益的技术缺陷。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种低噪声放大器电路，包括：

3、射频放大模块，其包括输入节点、射频放大晶体管、反馈电路和阻抗变换电路，所述阻抗变换电路包括至少一个传输线阻抗变换器和输出节点，所述射频放大晶体管的第一栅极与所述输入节点耦合，所述射频放大晶体管的漏极与所述传输线阻抗变换器耦合，所述传输线阻抗变换器耦合至所述输出节点，所述输出节点通过所述反馈回路耦合至所述射频放大晶体管的第一栅极；

4、偏置模块，其包括采样晶体管、控制电路和偏置节点，所述采样晶体管的漏极耦合至所述控制电路的输入端，所述控制电路的输出端耦合至所述采样晶体管的第一栅极，所述采样晶体管的第一栅极通过所述偏置节点耦合至所述射频放大晶体管的第一栅极。

5、在本发明的一个实施例中，所述反馈电路包括至少一个电容和/或电阻，至少一个电容和/或电阻将所述射频放大晶体管的漏极射频信号反馈至所述射频放大晶体管的第一栅极。

6、在本发明的一个实施例中，当所述阻抗变换器的数量为多个时，多个所述阻抗变换器串联和/或并联构成所述阻抗变换电路。

7、在本发明的一个实施例中，使用多个不同的传输线阻抗变换器进行相互切换，用于实现频带切换和/或阻抗比切换。

8、在本发明的一个实施例中，所述控制电路包括至少一个fet管和电阻分压器，所述fet管的栅极通过电阻分压器耦合到所述采样晶体管的漏极，所述fet管的源极耦合到所述采样晶体管的第一栅极。

9、在本发明的一个实施例中，所述电阻分压器包括串联的至少两个电阻，至少两个电阻耦合位置的电压为电阻分压器的输出电压，该电阻分压器的输出电压耦合到所述fet管的栅极。

10、在本发明的一个实施例中，所述射频放大晶体管和采样晶体管为共源共栅晶体管。

11、在本发明的一个实施例中，还包括第一电源输入端，所述射频放大晶体管的第二栅极和所述采样晶体管的第二栅极均耦合至所述第一电源输入端。

12、在本发明的一个实施例中，还包括第二电源输入端，所述采样晶体管的漏极耦合至所述第二电源输入端。

13、此外，本发明还提供一种无线通信系统，其特征在于：包括如上述所述的一种低噪声放大器电路。

14、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

15、1.本发明所述的一种低噪声放大器电路及无线通信系统，其具有高带宽、高增益以及极低噪声的特性，克服了现有放大器无法同时兼顾解决噪声系数、工作带宽、增益的技术缺陷；

16、2.本发明所述的一种低噪声放大器电路及无线通信系统，其通过采样晶体管将射频放大晶体管的电流变化反馈至射频放大晶体管的第一栅极，实现了远优于传统放大器及偏置电路的静态电流稳定性，简化了现有的放大器偏置电路结构，节省了电路面积，降低了设计难度，能够同时兼顾解决静态偏置电流稳定性和差异性问题。

技术特征：

1.一种低噪声放大器电路，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种低噪声放大器电路，其特征在于：所述反馈电路包括至少一个电容和/或电阻，至少一个电容和/或电阻将所述射频放大晶体管的漏极射频信号反馈至所述射频放大晶体管的第一栅极。

3.根据权利要求1或2所述的一种低噪声放大器电路，其特征在于：当所述阻抗变换器的数量为多个时，多个所述阻抗变换器串联和/或并联构成所述阻抗变换电路。

4.根据权利要求3所述的一种低噪声放大器电路，其特征在于：使用多个不同的传输线阻抗变换器进行相互切换，用于实现频带切换和/或阻抗比切换。

5.根据权利要求1所述的一种低噪声放大器电路，其特征在于：所述控制电路包括至少一个fet管和电阻分压器，所述fet管的栅极通过电阻分压器耦合到所述采样晶体管的漏极，所述fet管的源极耦合到所述采样晶体管的第一栅极。

6.根据权利要求5所述的一种放大器偏置电路，其特征在于：所述电阻分压器包括串联的至少两个电阻，至少两个电阻耦合位置的电压为电阻分压器的输出电压，该电阻分压器的输出电压耦合到所述fet管的栅极。

7.根据权利要求1所述的一种放大器偏置电路，其特征在于：所述射频放大晶体管和采样晶体管为共源共栅晶体管。

8.根据权利要求1所述的一种放大器偏置电路，其特征在于：还包括第一电源输入端，所述射频放大晶体管的第二栅极和所述采样晶体管的第二栅极均耦合至所述第一电源输入端。

9.根据权利要求4所述的一种放大器偏置电路，其特征在于：还包括第二电源输入端，所述采样晶体管的漏极耦合至所述第二电源输入端。

10.一种无线通信系统，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的一种低噪声放大器电路。

技术总结
本发明涉及一种低噪声放大器电路及无线通信系统，放大器电路包括射频放大模块，其包括输入节点、射频放大晶体管、反馈电路和阻抗变换电路，阻抗变换电路包括至少一个传输线阻抗变换器和输出节点，射频放大晶体管的第一栅极与输入节点耦合，射频放大晶体管的漏极与传输线阻抗变换器耦合，传输线阻抗变换器耦合至输出节点，输出节点通过反馈回路耦合至射频放大晶体管的第一栅极。本发明具有高带宽、高增益以及极低噪声的特性，克服了现有放大器无法同时兼顾解决噪声系数、工作带宽、增益的技术缺陷。

技术研发人员：王源清,陈俊,夏睿
受保护的技术使用者：宜确半导体（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13