[发明专利]一种带旁路功能的低噪声放大模块及控制方法

说明书

本发明公开了一种带旁路功能的低噪声放大模块及控制方法，属于单片射频/微波集成电路技术领域；所述一种带旁路功能的低噪声放大模块包括第一单刀双掷射频开关、第二单刀双掷射频开关以及低噪声放大器；第一单刀双掷射频开关的第一输出端与低噪声放大器输入端相连；第一单刀双掷射频开关的第二输出端与第二单刀双掷射频开关的第一输入端相连；低噪声放大器输出端与第二单刀双掷射频开关的第二输入端相连；本发明在低噪声放大器的基础上集成了两个射频开关，从而实现旁路功能。对于输入信号范围影响明显，本发明可以处理信号幅度低于低噪声放大器输入1dB压缩点信号外，也可以处理幅度大于输入1dB压缩点的信号，有效提升了系统的动态范围。

技术领域

本发明公开了一种带旁路功能的低噪声放大模块及控制方法，属于单片射频/微波集成电路技术领域。

背景技术

低噪声放大器是无线收发系统中的关键元器件，广泛应用于无线通信、广播电视、点对点通信等领域。低噪声放大器处于接收机的第一级，其噪声系数对系统的噪声系数起决定作用。在系统中，传统低噪声放大器在接收信号时处于工作状态，在发射信号时处于关闭状态。在接收信号时，受到低噪声放大器自身信号处理能力的限制，其输出信号不能太大，否则低噪声放大器将被推至饱和，而信号太大可能会烧毁低噪声放大器。

在现代无线收发系统中，低噪声放大器除能够处理小信号放大外，同时需要具备大信号传输能力；但目前仍缺少相关技术。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明基于GaAs PHEMT工艺实现了一种带旁路功能的低噪声放大模块及控制方法，其目的旨在提升低噪声放大器的信号动态范围。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种带旁路功能的低噪声放大模块，所述低噪声放大模块包括第一单刀双掷射频开关、第二单刀双掷射频开关以及低噪声放大器；第一单刀双掷射频开关的第一输出端与低噪声放大器输入端相连；第一单刀双掷射频开关的第二输出端与第二单刀双掷射频开关的第一输入端相连；低噪声放大器输出端与第二单刀双掷射频开关的第二输入端相连。

优选的，所述第一单刀双掷射频开关与所述第二单刀双掷射频开关为相同开关。

可选的，所述开关包括用于导通和关断的多个晶体管，用于隔离外部直流电压的多个电容以及用于控制信号串入射频端的多个电阻。

优选的，所述开关包括两个晶体管、三个电容和三个电阻；晶体管M1的源极连接电容C1；晶体管M1的漏极连接电容C3；晶体管M1的栅极连接电阻R1；晶体管M2的源极连接电容R3；晶体管M2的漏极连接电容C2；晶体管M2的栅极连接电阻R2；其中，电阻R1和电阻R3均连接电压VC；电阻R2接地。

进一步的，所述低噪声放大器包括偏置网络、放大网络以及负反馈网络；所述偏置网络为放大网络的晶体管提供直流偏置；所述放大网络用于实现射频信号放大功能；所述负反馈网络用于实现阻抗匹配。

优选的，所述偏置网络包括一个晶体管M3、五个电阻R4、R5、R6、R7、R8，两个电容C3、C4、一个电感L1；电阻R4一端连接电源，另一端连接晶体管M3的漏极；晶体管M3的漏极与栅极连接；电容C4一端连接地，另一端连接晶体管M3的栅极；电阻R5的一端连接晶体管M3的栅极，另一端为放大网络提供偏置；电阻R6一端连接电源，另一端连接电阻R7和R8；电阻R8另一端连接地；电阻R7另一端为放大网络的晶体管提供直流偏置；电容C5一端连接R8一端，另一端接地；电感L1一端连接电源，另一端为放大网络的晶体管供电。

优选的，所述放大网络包括两个晶体管，即晶体管M4和M5，晶体管M4的源极连接地，晶体管M4的漏极连接晶体管M5的源级。

优选的，所述负反馈网络包括电容C6和电阻R9，其中电容C6一端连接放大网络的晶体管漏极，另一端连接电阻R9；电阻R9另一端连接放大网络的晶体管栅极。

在本发明的第二方面，本发明还提供了一种带旁路功能的低噪声放大控制方法；所述方法包括：