一种高增益低噪声放大器的制作方法

1.本实用新型涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种高增益低噪声放大器。


背景技术：

2.在卫星信号的接收和发送过程中，低噪声放大器（lna）的使用必不可少。低噪声放大器即噪声系数很低的放大器，一般用作各类接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。低噪声放大器是接收机的关键组成部分，在整个通信系统的射频前端设计中占据重要地位。
3.综上，现需要设计一种高增益低噪声放大器来解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种高增益低噪声放大器，可应用于多款卫星接收机设备中。
5.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种高增益低噪声放大器，包括：
7.放大芯片，包括第一放大芯片和第二放大芯片，依次对输入信号进行放大；
8.滤波器芯片，其设于两个所述放大芯片之间；
9.隔离电路，其连接于所述放大芯片和所述滤波器芯片的两端；
10.π型衰减器，其设于所述第二放大芯片的两端；
11.其中，所述滤波器芯片采用带通滤波器芯片。
12.在本实用新型的一些实施例中，所述隔离电路包括第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，其中，所述第一电容和所述第二电容分别与所述第一放大芯片的输入端和输出端连接；所述第三电容和所述第四电容分别与所述第二放大芯片的输入端和输出端连接。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述π型衰减器包括第一衰减器和第二衰减器；所述第一衰减器设于所述滤波器芯片与所述第三电容之间；所述第二衰减器与所述第四电容串联后与所述第二放大芯片的输出端连接。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述第一衰减器包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中，所述第一电阻串联接入电路；所述第二电阻与所述第三电阻均并联接入电路。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述第二衰减器包括第四电阻、第五电阻和第六电阻，其中，所述第四电阻串联接入电路；所述第五电阻与所述第六电阻均并联接入电路。
16.在本实用新型的一些实施例中，所述第二电阻和所述第三电阻的阻值相同；所述第五电阻与所述第六电阻的阻值相同。
17.在本实用新型的一些实施例中，随着所述第一衰减器的衰减量的减小，所述第一电阻的阻值增加，所述第二电阻与所述第三电阻的阻值减小。
18.在本实用新型的一些实施例中，随着所述第二衰减器的衰减量的减小，所述第四电阻的阻值增加，所述第五电阻与所述第六电阻的阻值减小。
19.本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
20.本实用新型提供的一种高增益低噪声放大器，采用两级低噪声放大器芯片串联方式，通过调整两芯片输入输出端口阻抗匹配网络，调整整个链路阻抗匹配，消除自激效应；使用声表面波滤波器来实现放大功率的选择，使其在通带内达到较高的增益，在通带外实现较高的隔离；使用π型衰减器来实现模块增益的可调性能。另外该放大器体积小、重量轻、增益高、增益可调节、频率范围可调节，性能指标优异。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为所述高增益低噪声放大器的结构示意图。
23.图2为所述高增益低噪声放大器的电路原理图。
24.附图标记：100-第一放大芯片；200-滤波器芯片；300-第二放大芯片；410-第一电容；420-第二电容；430-第三电容；440-第四电容；510-第一衰减器；511-第一电阻；512-第二电阻；513-第三电阻；520-第二衰减器；521-第四电阻；522-第五电阻；523-第六电阻。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
27.参照图1所示，一种高增益低噪声放大器，包括：
28.放大芯片，包括第一放大芯片100和第二放大芯片300，依次对输入信号进行放大；
29.滤波器芯片200，其设于两个所述放大芯片之间；
30.隔离电路，其连接于所述放大芯片和所述滤波器芯片200的两端；
31.π型衰减器，其设于所述第二放大芯片300的两端；
32.其中，所述滤波器芯片200采用带通滤波器芯片。
33.具体地，滤波器芯片200使用带通声表面波滤波器来完成低噪声放大器的放大频率的选择，另外，若无需选择放大频率，该放大器可以实现0.5ghz-4.0ghz的宽带放大。该滤波器芯片200是是决定该放大器通带性能好坏的核心芯片，可以通过使用不同中心频率以
及通带带宽范围的saw带通滤波器芯片来实现较好的窄带性能和较高的带外抑制。声表面波滤波器的优点是插入损耗低、带外抑制高，广泛应用于射频微波电路中。
34.在本实用新型的一些实施例中，关于第一放大芯片100和第二放大芯片300，其为型号相同的两个低噪声放大器芯片，具体地，型号采用x110d。该第一放大芯片100和第二放大芯片300具有较低的噪声系数和较高的信号增益，参照图2所示，外围匹配电路可以最大程度提高该低噪放芯片的性能，确保整体电路性能最优。
35.在本实用新型的一些实施例中，所述隔离电路包括第一电容410、第二电容420、第三电容430和第四电容440，其中，所述第一电容410和所述第二电容420分别与所述第一放大芯片100的输入端和输出端连接；所述第三电容430和所述第四电容440分别与所述第二放大芯片300的输入端和输出端连接。隔离电路中的各个电容用于隔离掉输入信号中的直流成分，避免直流成分对低噪声放大器芯片，即第一放大芯片100和第二放大芯片300的性能产生影响。
36.在本实用新型的一些实施例中，所述π型衰减器包括第一衰减器510和第二衰减器520；所述第一衰减器510设于所述滤波器芯片200与所述第三电容430之间；所述第二衰减器520与所述第四电容440串联后与所述第二放大芯片300的输出端连接。
37.在本实用新型的一些实施例中，对于所述第一衰减器510包括第一电阻511、第二电阻512和第三电阻513，其中所述第一电阻511串联接入电路；所述第二电阻512与所述第三电阻513均并联接入电路。所述第一电阻511、第二电阻512和第三电阻513组成了π型衰减器网络，能够调节第一放大芯片100和第二放大芯片300之间的阻抗匹配，消除两个芯片之间的自激效应。另外，因为该第一衰减器510的衰减量无需太大，达到阻抗匹配效果即可。
38.在本实用新型的一些实施例中，所述第二衰减器520包括第四电阻521、第五电阻522和第六电阻523，所述第四电阻521串联接入电路；所述第五电阻522与所述第六电阻523均并联接入电路。所述第四电阻521、第五电阻522和第六电阻523组成了π型衰减器网络，该π型衰减器网络是用于调节整个低噪放电路的增益，通过使用不同的阻值，可以实现目标增益效果。
39.在本实用新型的一些实施例中，所述第二电阻512和所述第三电阻513的阻值相同；所述第五电阻522与所述第六电阻523的阻值相同。
40.在本实用新型的一些实施例中，随着所述第一衰减器510的衰减量的减小，所述第一电阻511的阻值增加，所述第二电阻512与所述第三电阻513的阻值减小。同样地，随着第二衰减器520的衰减量的减小，所述第四电阻521的阻值增加，所述第五电阻522与所述第六电阻523的阻值减小。
41.在本实用新型的一些实施例中，关于本实用新型的具体电路图参照图2所示，输入信号经过第一电容410后，进入第一放大芯片100的输入端即端口2；其中第一放大芯片100的端口1、端口8和端口9接入外围匹配电路；端口6接入一阻值为20kω的电阻后与端口3、端口4和端口5均接地。电信号由第一放大芯片100的输出端即端口7输出后经第二电容420进入滤波器芯片200的输入端即端口2，再由输出端即端口5输出；其中，滤波器芯片200的其他端口均接地。电信号由滤波器芯片200的输出端输出后依次经过第一衰减器510和第三电容430后进入第二放大芯片300的输入端即端口2；同样地，第二放大芯片300的端口1、端口8和端口9接入外围匹配电路；端口6接入一阻值为20kω的电阻后与端口3、端口4和端口5均接
地。电信号由第二放大芯片300的输出端即端口7输出后经第四电容440进入第二衰减器520后输出。
42.其中，第一电容410、第二电容420、第三电容430和第四电容440的大小均为100pf。
43.本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
44.本实用新型提供的一种高增益低噪声放大器，采用两级低噪声放大器芯片串联方式，该低噪声放大器芯片是该低噪声放大器模块中的核心芯片，其噪声系数及增益直接影响到整个模块的性能指标。本技术所使用的低噪声放大器芯片的增益在0.5ghz-4.0ghz频率范围内均大于21db；该低噪声放大器芯片的平均噪声系数为0.6db。通过调整两芯片输入输出端口阻抗匹配网络，调整整个链路阻抗匹配，消除自激效应；使用声表面波滤波器来实现放大功率的选择，使其在通带内达到较高的增益，在通带外实现较高的隔离；使用π型衰减器来实现模块增益的可调性能。另外该放大器体积小、重量轻、增益高、增益可调节、频率范围可调节，性能指标优异。
45.本实用新型所提供的低噪声放大器增益最大约为35.2db，噪声系数约为0.8db。该低噪声放大器的外形尺寸约为41mm
×
24mm
×
10mm（不包含射频及供电接头）。
46.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
47.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。