[发明专利]一种提高射频接收系统低噪声放大器增益的调节方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及低噪声放大器增益调节领域。

背景技术

信号的衰减和反射现象的存在造成了接收器前端信号功率的变化，接收机的输入信号变化范围可以达到90dB以上，如从几个微伏的小信号到几百毫伏的大信号。低噪声放大器LNA作为射频接收系统的第一级电路，是射频接收机前端的主要部分。为了抑制后面各级噪声对系统的影响，低噪声放大器需要有一定的增益，但是过大的增益会使低噪声放大器后面的混频器发生过载，产生非线性失真。因此低噪声放大器应具备接受处理大动态范围射频信号的能力。增益可控既能有效地避免接收机元件的饱和，同时也可以使射频收发机工作在低增益、低功耗的模式下。

增益控制技术主要有以下几种：1返回电流法。信号可以从有源器件旁的另一条通路通过，并返回到射频输入的另一端。此方法可以一定程度上降低LNA的增益，但是增益扩大范围有限。2开关负载法。主要优点是增益调节不会严重影响电路噪声系数，但是，增益调节步长对于负载链上的寄生阻抗变化十分敏感，同时可能影响电压偏置。

发明内容

本发明提供一种用于提高射频接收系统低噪声放大器增益的调节电路及其调节方法，目的在于解决现有低噪声放大器增益调节范围宽度小、电路设计过于复杂的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种提高射频接收系统低噪声放大器增益的调节方法，所述调节方法包括：

S1、检测输入的低噪声信号的幅值；

S2、将外部电路输入的低噪声信号的幅值与阈值进行比较；

S3、根据比较结果对低噪声信号进行高增益处理或低增益处理。

本发明的有益效果是：本发明所提出的低噪声放大器增益的调节方法能够根据外部电路输入的低噪声信号的幅值大小进行有针对性的增益处理增益效果更为显著，在不影响输入噪声的情况下能够实现更大的增益变化，增益变化范围可达到-20dB至30dB。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述S3中当外部电路输入的低噪声信号的幅值小于第一阈值时，对低噪声信号进行高增益处理并经过cascode MOS管进行进一步的放大处理；当外部电路输入的低噪声信号的幅值大于第一阈值且小于第二阈值时，对低噪声信号仅进行高增益处理；当外部电路输入的低噪声信号的幅值大于第二阈值时，对低噪声信号进行低增益处理。

采用上述进一步方案的有益效果是：当输入信号幅度较小时，cascode MOS管与高增益处理模块相互配合实现双层增益效果，使低噪声放大器获得较大的增益，增益范围能够达到30dB以上。

进一步，所述外部电路输入的低噪声信号的幅值的第一阈值为-20dBm，第二阈值为-5dBm。

为了解决上述技术问题，本发明还提出一种提高射频接收系统低噪声放大器增益的调节系统，所述调节系统包括：

幅值检测模块，用于检测外部电路输入的低噪声信号的幅值；

处理模块，用于将外部电路输入的低噪声信号的幅值与阈值进行比较，根据比较结果控制高增益处理模块、cascode MOS管和低增益处理模块工作；

高增益处理模块，用于对低噪声信号进行高增益处理；

低增益处理模块，用于对低噪声信号进行低增益处理。

上述方案的有益效果是：所述低噪声放大器增益的调节系统结构简单，能够根据外部电路输入的低噪声信号的幅值大小进行有针对性的增益处理增益效果更为显著。

进一步，所述高增益处理模块包括高增益通路模块、cascode MOS管和第一开关S1，所述第一开关S1串联在高增益处理模块与负载之间且与cascode MOS管并联，处理模块通过控制第一开关S1的工作状态进而控制高增益处理模块和cascode MOS管的工作状态。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过第一开关S1能够对高增益通路模块和cascode MOS管的工作状态进行控制，进而实现对不同情况下的低噪声信号增益处理。

进一步，当外部电路输入的低噪声信号的幅值小于第一阈值时，处理模块控制高增益处理模块为导通的工作状态，并经过cascode MOS管进行进一步的放大处理；当外部电路输入的低噪声信号的幅值大于第一阈值且小于第二阈值时，处理模块控制高增益处理模块为导通的工作状态，并将第一开关S1设为导通状态；当外部电路输入的低噪声信号的幅值大于第二阈值时处理模块控制低增益处理模块为导通的工作状态。