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摘要超宽带（UWB）技术是一种新型的无线通信技术，无载波通信技术。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的难题。超宽带低噪声放大器是超宽带系统接收机中的关键模块。本文在分析超宽带低噪声放大器的工作原理及各项设计指标的基础上，采用ADS软件利用ATF36077晶体管设计了工作频段为3.1GHz-5.2GHz的低噪声放大器，通过仿真分析完成了偏置，匹配的相关电路的设计,由于本课题做的是超宽带低噪声放大器，与普通窄带低噪声放大器的设计相比有所区别，本文除了介绍放大器设计的原理和基础理论，也会介绍到5种宽带匹配方法以及2种带宽展宽方法，最后实现噪声系数，增益，驻波比的设计要求。22960
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毕业论文关键词 超宽带；低噪声放大器；噪声系数；匹配
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Design of an Ultra-Wideband Low Noise Amplifier
Abstract
Ultra-Wideband technique is a new type of wireless communication technique , carrier communication .Broadband technology solves the puzzles about transmission that perplex the tradition wireless technology many years . Ultra-Wideband low noise amplifier is the key modules of the Ultra-wideband system receiver .In this paper , based on the analysis of the working principles of the Ultra-wideband low noise amplifier and the design indicators , low noise amplifier was designed using the ADS software with ATF36077 transistor , which has a frequency band from 3.1GHz to 5.2GHz , through the simulation analysis , biasing circuit and matching circuit were designed ,because the ulitra broadband low noise amplifier is different from the design of the ordinary narrow band low noise amplifier,so in this paper,beside the design principle and basic theory , 5 kinds of broadband matching circuits and 2 kinds of bandwidth broadening circuits will be introduced,finally,the design requirements of the NF,the gain and the standing wave ratio would be realized .
Keywords Ultra-Wideband ; LNA ; NF ; Matching
目 次
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展现状与趋势 2
1.3 ADS软件介绍 2
1.4 论文的主要工作 2
1.5 本章小结 2
2 低噪声放大器的基本理论 4
2.1 低噪声放大器的功能和设计指标 4
2.2 低噪声放大器的设计原则 7
2.3 本章小结 7
3 宽带匹配与带宽展宽技术 9
3.1 宽带匹配理论 9
3.2 带宽展宽技术13
3.3 本章小结 16
4 超宽带低噪声放大器的设计 17
4.1 芯片的选择 17
4.2 芯片直流工作点的扫描 19
4.3 偏置电路的设计 20
4.4 稳定性分析 22
4.5 匹配电路的设计 24
4.6 整体电路的仿真 32
4.7 本章小结 34
结论 35
致谢 36
参考文献 37
1 引言
1.1 研究背景
信息是无处不在的，人类历史也正逐渐步入信息社会，在日常生活中，打开电视机，收音机，手机，我们就能接受到各种各样的信息，至于涉及国民经济，军事，政治方面的领域，信息更是起到了至关重要的作用。为了高速度、高质量、准确、及时、安全可靠地传递和交换各种形式的信息，通信技术应运而生，近年来，通信技术飞速发展，其中发展最为惊人的就是无线通信，它的应用已经涉及生活的各个领域，包括蜂窝式个人通信与基地站、低轨道卫星移动通信、无线局域网、无线接入系统、无线视频传输、全球卫星定位系统、卫星直播电视、无线多媒体家域网、个域网、雷达定位和成像系统、智能交通系统等军事、公安、救援、医疗、测量等多个领域。由于多媒体技术和Internet技术的发展，无线通信对通信速率的要求也越来越高，超宽带（UWB）技术的出现，很好的实现了短距离内超宽带宽、高速的数据传输。为了解决需求与资源匮乏的矛盾，将UWB技术应用于无线数据通信成为近年来的一个研究热点。IEEE802.15.3标准将3.1GHz-5GHz和6GHz-10.6GHz频段作为WPAN的工作频段，第一段频段是现阶段发展的热点。超宽带无线通信按实现方式可以大致分为两类：脉冲无线电；多频带OFDM。UWB具有诸多的优势，为无线局域网和个人局域网的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽，相对简单的无线通信技术。超宽带的抗干扰性能很强，与IEEE802.11a、IEEE802.11b和蓝牙相比，在同等码速条件下，超宽带具有更强的抗干扰性；超宽带的传输速率高，甚至高于蓝牙100倍；超宽带的带宽极宽，不仅如此还可以与窄带通信系统同时工作互补干扰，开辟了一种新的时域无线电资源；超宽带的频谱利用率高，系统容量大；超宽带的发射功率低，超宽带信号产生的干扰理论上仅仅相当于一宽带的白噪声；超宽带的保密性好；超宽带的通信距离短；超宽带的多径分辨率极高，在红外通信中也是广泛使用的；超宽带适合便携型无线通信的使用。在超宽带无线接收机系统中，超宽带低噪声放大器是一个非常关键的模块，低噪声放大器作为超宽带接受系统最前端的一个模块，它的性能直接影响了整个系统信号检测的精度。