TRL校准技术的低噪声放大器研究与设计

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低噪声放大器作为终端接收设备中最靠近接收天线的部分,它的性能会直接影响终端接收设备的性能。然而,在设计低噪声放大器的过程中会出现这样的情况:仿真结果很好,但是在实际加工以后测试的结果和仿真的结果出入比较大,或者中间调试过程占用大量时问,最后实际用的电感、电容值和仿真中的差别很大。TRL(Thru-Reflection-Line)校准技术在低噪声放大器中的应用,有利于提高低噪声放大器性能,减轻射频工程师调试难度,提高设计效率。  TRL校准技术是一种不仅可以校准矢量网络分析仪端口误差的校准件,而且可以用于设计包含简单外围电路的芯片量测PCB板。首先,文章中对TRL校准原理做了详细的介绍。其次,在根据TRL校准技术和射频理论知识,设计了TRL校准件,以及芯片量测板,并对芯片的参数进行了量测和对比。最后,在量测芯片参数和比对参数的基础上分别设计了GPS-L1/BD2-B1(1559MHz~1577MHz、BD2-B3(1258MHz~1278MHz)频段的单级的和多级的低噪声放大器。文章中对设计低噪声放大器中稳定性、最佳噪声点和增益点的选取,以及输入输出匹配等关键技术做了详细的阐述。  本文引入TRL校准技术,设计了两款单级和两款多级低噪声放大器,分别应用于GPS-L1/BD2-B1和BD2-B3频段,并给出了仿真和测试的结果。测试和仿真结果在史密斯圆图巾对比一致性比较理想,测试得到的输入输出驻波以及三阶交调线性都满足设计指标要求,噪声系数小于1dB,多级低噪放的增益大于37dB。结果表明该方法使得设计低噪声放大器的可靠性、一致性和效率都得到了提高。
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