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在科学研究当中，人们越来越多的需要在低温环境下进行测量和实验，同时射频和微波电路也开始越来越多的应用到这些低温测量系统当中。量子芯片的射频测量系统即为工作于低温环境下的射频电路，在该测量系统当中低噪声放大器和定向耦合器都是重要的电子器件，低噪声放大器主要起到放大信号并抑制后级噪声的作用，定向耦合器主要起到信号分配和隔离等作用。
本文介绍了低噪声放大器的基础理论，以及设计低温低噪声放大器的基本方法和过程，包括偏置电路的选择、负反馈方案、匹配电路的设计等，并选择高电子迁移率晶体管作为核心设计低温低噪声放大器。然后利用ADS仿真软件对电路进行原理图仿真及版图仿真，确定电路设计参数并进行优化。本文实现了一款175MHz-300MHz的低温低噪声放大器，其带内增益值G＞15dB，输入驻波比VSWR＜2，且能够适用于4.2K的极低温环境，正常工作的标准功耗仅为120mW，不会破坏所处的极低温环境。
此外，本文介绍了定向耦合器的基础理论，以及不同形式和结构的定向耦合器的分类和特点，继而进一步较详细的介绍了平行微带线结构定线耦合器的设计方式。然后利用ADS仿真软件进行平行微带线定向耦合器的设计和优化，同时使用折叠和级联等方式使定向耦合器小型化并获得较高的方向性和较宽的使用带宽，并选用合适的结构及材料以确保其适用于极低温环境。本文实现了一款150MHz-500MHz的低温定向耦合器，其带内耦合度15dB＜C＜17dB，定向性D＞15dB，隔离度I＞17dB，输入驻波比VSWR＜4.2，且适用于极低温环境。