【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 中吸收最大功率。 2） 行波狀態(tài)時(shí)傳輸線的傳輸效率最高。因反射波帶回的能量和入射波一樣 會(huì)在傳輸線中 產(chǎn)生損耗，固有反射時(shí)的損耗功率增大，傳輸效率低。 3） 行波狀態(tài)時(shí)傳輸線功率容量最大。因在駐波狀態(tài)時(shí)，沿線的高頻電場(chǎng)分 布出現(xiàn)波腹，波腹處的電場(chǎng)比傳輸同樣功率時(shí)的行波電場(chǎng)高得多，因此容易發(fā)生擊穿，從而限制了功率容量。 匹配方法 阻抗匹配的方法有二：一是在不匹配系統(tǒng)中適當(dāng)加入無功元件，稱為調(diào)配器，人為引入一個(gè)或多個(gè)反射并使之與原系統(tǒng)產(chǎn)生的反射相互抵消而達(dá)到匹配；二是兩不匹配系統(tǒng)間加接一阻抗變換器，其作用是化原不匹配系統(tǒng)內(nèi)的大反射為多級(jí)的或漸變的小反射乃至最終過渡到匹配狀態(tài) [5]。 微帶線簡(jiǎn)介 [11] 微帶線屬于敞開式部分填充介質(zhì)的雙導(dǎo)體傳輸線。它是由介質(zhì)基片上的導(dǎo)帶和基片底部的金屬接地板構(gòu)成的，整個(gè)微帶線用薄膜工藝制作而成，基片采用介電常數(shù)高、高頻損耗低的陶瓷、石英、藍(lán)寶石等介質(zhì)材料，導(dǎo)帶采用良導(dǎo)體材料。微帶線適合制作微波集成電路的平面結(jié)構(gòu)傳輸線，與金屬波導(dǎo)相比，其體積小、重量輕、使用頻帶寬、可靠性高和制造成本低等；但損耗稍大，功率容量小。 60 年代前期， 由于微波低損耗介質(zhì)材料和微波半導(dǎo)體器件的發(fā)展，形成了微波集成電路，使微帶線得到廣泛應(yīng)用，于是相繼出現(xiàn)了各種類型的微帶線。 微帶線的參數(shù)確定如下，微 帶線特性阻抗 Z0的大小由導(dǎo)體帶寬度 W和介質(zhì)板的厚度h以及有效介電常數(shù) rE 決定的，如下： ???????????????????1)hW( ))(4hWW8hl n (601)hW( )()1(hW120Z601WhWh? () reZZ ?010? () 式中 Z0為填充介電常數(shù)為 re? 的 介質(zhì)時(shí)微帶線 的特性阻抗； Z01為填充空氣時(shí)的同一尺寸微帶線的特性阻抗； W 為微帶線的導(dǎo)帶寬度； h 為微帶線的介質(zhì)基片厚度 [5]。 3 低噪聲放大器的基本性能指標(biāo) 中心頻率 f0[12][13] 中心頻率就是調(diào)諧放大電路的工作頻率，一般在幾百 KHz 到幾百 MHz，也有進(jìn)入微波頻段甚至毫米波頻段的。它是根據(jù)設(shè)備的整體指標(biāo)確定的，是調(diào)諧放大器的主要指標(biāo)。它是設(shè)計(jì)放大電路時(shí)選擇有源器件和計(jì)算調(diào)諧回路元件參數(shù)的依據(jù)。 放大器所能允許的工作頻率與晶體管的特征頻率 fT有關(guān)，由晶體管小信號(hào)模型可知，減小偏置電流的結(jié)果是晶體管的特征 頻率降低。在集成電路中，增大晶體管的面積使極間電容增加也降低了特性頻率 [6]。 帶寬 [12][13] 為保證頻帶信號(hào)無失真地通過放大電路，要求其增益頻率響應(yīng)特性必須有與信號(hào)帶寬相適應(yīng)的平坦寬度。放大電路電壓增益頻率響應(yīng)特性為最大值下降 3dB 時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率寬度為放大器的通頻帶，通常以 BW 表示，即帶寬。而低噪聲放大器的帶寬不僅是指功率增益滿足平坦度要求的頻帶范圍，而且還要求全頻帶內(nèi)噪聲要滿足要求。 帶寬又分為絕對(duì)帶寬和相對(duì)帶寬。 絕對(duì)帶寬定義如下： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 () 采用絕對(duì)帶寬表示時(shí)，帶寬 BW的量綱為 Hz。 相對(duì)帶寬常用的表示方法為百分比法。采用相對(duì)帶寬表示時(shí)，帶寬是無量綱的相對(duì)值。百分比法定義為絕對(duì)帶寬占中心頻率的百分?jǐn)?shù)，用 RBW表示為： %100%100RBW00LH ???? fBWf ff () 其中 0f 為中心頻率。 通常當(dāng)相對(duì)帶寬小于 10%時(shí)稱為窄帶放大器，相對(duì)帶寬大于 30%時(shí)稱為寬 帶放大器，而相對(duì)帶寬大于 100%時(shí)稱為超寬帶放大器，考慮到噪聲系數(shù)是主要指標(biāo)，但是在寬頻帶情況下難于獲得極低噪聲，所以低噪聲放大器的工作頻帶一般不寬，較多為 20%左右。 噪聲系數(shù) [12][13] 在電路某一特定點(diǎn)上的信號(hào)功率與噪聲功率之比，稱為信號(hào)噪聲比，簡(jiǎn)稱信噪比，用符號(hào) Ps/Pn(或 S/N)表示。放大器噪聲系數(shù)是指放大器輸入端信號(hào)噪聲功率比 Psi/Pni 與輸出端信號(hào)噪聲功率比 Pso/Pno 的比值。噪聲系數(shù)的物理含義是：信號(hào)通過放大器之后，由于放大器產(chǎn)生噪聲，使信噪比變壞；信噪比下降的 倍數(shù)就是噪聲系數(shù)。影響放大器噪聲系數(shù)的因素有很多，除了選用性能優(yōu)良的元器件外，電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否合理也是非常重要的。放大器的噪聲系數(shù)和信號(hào)源的阻抗有關(guān)，而與負(fù)載阻抗無關(guān)。當(dāng)一個(gè)晶體管的源端所接的信號(hào)源的阻抗等于它所要求的最佳信號(hào)源阻抗時(shí)，由該晶體管構(gòu)成的放大器的噪聲系數(shù)最小。實(shí)際應(yīng)用中放大器的噪聲系數(shù)可以表示為 ? ? 2m in 2204 11s op tn s op tRFF Z ? ? ??? ? ? ? ? （ ） Fmin 是當(dāng)源端為最佳源阻抗時(shí)放大器的最小噪聲系數(shù)， Rn 是噪聲阻抗， opt? 是放大器按最小噪聲系數(shù)匹配時(shí)的最佳源反射系數(shù)。由此可見放大器的輸入匹配電路應(yīng)該按照噪聲最佳來進(jìn)行設(shè)計(jì)，也就是根據(jù)所選晶體管的 opt? 來進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)輸出匹配電路時(shí)采用共軛匹配，以獲得放大器較高的功率增益和較好的輸出駐波比 [6]。 圖 多級(jí)放大電路示意圖 當(dāng)系統(tǒng)中有多級(jí)放大器相連時(shí)，其系統(tǒng)總噪聲系數(shù)和總增益表達(dá)式為 : 2311 2 1 2 3 1 2 31 2 31 1 11ntotalntotal nF F FFFG G G G G G G G GG G G G G? ? ?? ? ? ? ? ???? ?????? ???? ????? （ ） 式中 totalF 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表示多級(jí)放大器總的噪聲系數(shù) 。F1錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、 F2錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和 F3錯(cuò)誤 !未找到引用源。 分別表第一、第二和第三級(jí)的噪聲系數(shù) 。G1錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、 G2和 G3錯(cuò)誤 !未找到引用源。 分別表示第一、第二級(jí)和第三級(jí)放大器的功率增益。從上式知道，越后項(xiàng)分母越大，所以初級(jí)噪聲系數(shù) F1對(duì)總體噪聲系數(shù) totalF 的影響最大。只有 F1盡量低，前級(jí)增益 G1和 G2足夠大，整機(jī)的噪聲性能才能足夠小 [3]。 增益 [14][15] 根據(jù)線型網(wǎng)絡(luò)輸入、輸出端阻抗的匹配情況，有三種放大器增益：工作功率增益、轉(zhuǎn)換功率增益、資用功率增益。對(duì)于 實(shí)際的低噪聲放大器，功率增益通常是指信源與負(fù)載多為 50? 標(biāo)準(zhǔn)阻抗情況下實(shí)測(cè)的增益，一般用 dB 表示。其表達(dá)式為放大器輸出功率與輸入功率的比值： outinPG P? （ ） 低噪聲放大器的增益要適中，太大 會(huì)使下級(jí)混頻器輸入太大，產(chǎn)生失真。但為了抑制后面各級(jí)的噪聲對(duì)系統(tǒng)的影響，其增益又不能太小。放大器的增益首先與管子跨導(dǎo)有關(guān)，跨導(dǎo)直接由工作點(diǎn)的