[实用新型]一种用于液氦温区输入端口可外匹配的单片低噪声放大器

说明书

本实用新型涉及一种用于液氦温区输入端口可外匹配的单片低噪声放大器，包括输入端匹配电路、宽频带的单片低噪声放大电路。输入端匹配电路与单片低噪声放大电路级联，主要通过电容C1、C2，电感L1和电阻R1对单片放大电路输入端口进行匹配进而优化放大器的噪声和端口回波损耗等性能；单片低噪声放大电路包括三级应变高电子迁移率晶体管、匹配电路和偏置电路组成。通过采用本实用新型公开的低噪声放大器，能够稳定用于超低温的液氦温区，在2GHz～15GHz的宽频带范围内，增益大于32dB，噪声温度小于10K，通过改变外输入端匹配电路可以实现更为优异的窄带性能，器件具有噪声低、体积小、匹配方便等特点，能够应用于深空探测、射电天文等领域的接收系统中。

技术领域

本实用新型涉及微波器件技术领域，具体涉及一种用于液氦温区输入端口可外匹配的单片低噪声放大器。

背景技术

接收机系统的灵敏度被系统噪声所限制，而系统噪声由使用器件噪声与环境背景噪声共同决定，在一般的微波接收系统中对噪声指标的要求不是很高，常规的微波放大器就能够满足其需求，但是对于射电天文、深空探测以及低温物理等系统，其接收信号的背景噪声仅有几K，这情况就对系统本身的噪声要求是非常严格的，必须采用以超低温低噪声放大器为核心的致冷接收前端最大程度降低器件产生的噪声，才能发挥接收机系统的最佳性能。

应变高电子迁移率晶体管(mHEMT)具有最优异的噪声和卓越的高频特性，在较低漏极电压时就能获得很高的载流子速度，此外在超低温度下由于量子阱势能变大激发出电子所需要的能量必然要高于常温，而mHEMT技术在超低温下电子迁移时能够不遭受载流子冻析效应的影响，在液氦(-269℃左右)温区下仅需要略微提升一点栅极电压就能确保器件的正常工作。

噪声性能是低噪声放大器最为关注的指标，由输入端电路与第一级mHEMT器件的噪声阻抗匹配性决定，常规单片低噪声放大器的匹配电路与其他电路一起集成至片上，在液氦温区工作出现工作频带漂移时无法调试，甚至更为严重出现自激振荡。本实用新型正是基于mHEMT器件的低温特性和单片电路的特点设计了一种用于液氦温区输入端口可外匹配的单片低噪声放大器。

实用新型内容

本实用新型提出的一种用于液氦温区输入端口可外匹配的单片低噪声放大器，可解决射电天文、深空探测以及低温物理等领域对宽带低噪声放大器的需求，同时输入端的外匹配电路可以根据实际使用频段做优化调整，最大程度的扩展放大器使用范围。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于液氦温区输入端口可外匹配的单片低噪声放大器包括输入端匹配电路、单片低噪声放大电路，所述输入端匹配电路与单片低噪声放大电路级联；

其中，所述输入端匹配电路包括通过电容C1、电容C2，电感L1、电阻R1、微带线TL7、微带线TL8和栅极偏置电路，微带线TL8和单片电路PAD1通过一条直径25μm长度350μm至400μm的金丝连接。可以对单片放大电路输入端口进行匹配，进而优化放大器的噪声和端口回波损耗等性能，也有利于液氦环境中电路性能的优化调试。