[发明专利]一种基于CMOS实现的Ka频段低噪声放大器

说明书

本发明公开一种基于CMOS实现的Ka频段低噪声放大器，由补偿型场效应晶体管M2组成的放大级；电感L1、电感L2以及电感L3通过电磁耦合形成的无源器件变压器P1组成的匹配级；电流源Ibias和晶体管M0组成的给共源晶体管M1提供栅极电压的电流偏置级以及由二极管D0、二极管D1与二极管D2组成静电保护级构成；静电保护级用于提供正向和负向的电荷泄放通路。本发明在实现射频信号放大的同时，通过内嵌静电防护电路，避免大的寄生电容对射频性能的影响，易于降低成本，实现大规模量产。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于CMOS实现的Ka频段低噪声放大器。

背景技术

下一代无线通信网络期望是随时随地都可以获取的非陆基网络。Ka频段上行和下行频率分别是26.5-31GHz以及17.3-21.2GHz，其带宽近4GHz非常适合大数据传输，加之无线载波高天线尺寸比较小，特别适合非陆基卫星通讯。

由于卫星距离远，载波高衰减大，卫星信号较弱，要求接收前端系统增益大噪声小。低噪声放大器是接收前端系统天线后的第一个模块，它决定了整个系统的噪声。低噪声放大器要连接上外部的天线，这样需要具有静电保护电路，静电防护电路寄生大会严重影响射频电路性能。

因此，在Ka频段设计一个既保证性能，又具有静电保护的低噪声放大器是非常困难的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于CMOS实现的Ka频段低噪声放大器，用于射频微波系统中低噪声放大和Ka频段卫星通信中接收通道中射频信号放大。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于CMOS实现的Ka频段低噪声放大器，包括：

由补偿型场效应晶体管M2组成的放大级；电感L1、电感L2以及电感L3通过电磁耦合形成的无源器件变压器P1组成的匹配级，电流源Ibias和晶体管M0组成的给共源晶体管M1提供栅极电压的电流偏置级以及由二极管D0、二极管D1与二极管D2组成静电保护级构成；静电保护级用于提供正向和负向的电荷泄放通路；

节点N1分别与晶体管M0的栅漏端、电流源Ibias的一端、二极管D0正极、二极管D2负极、电感L2的正端相连接，二极管D0负极连接二极管D1正极，射频输入端口RFIN通过电感L1和L2分别连接到晶体管M1的栅端与节点N1，晶体管M1的源端通过电感L3连接到地，晶体管M1的漏端与补偿型场效晶体管M2的源端连接，补偿型场效晶体管M2的栅端和漏端分别连接到流源Ibias的另一端和负载阻抗ZL的一端；射频输出端口RFOUT与补偿型场效晶体管M2的漏端连接。

本发明在实现射频信号放大的同时，通过内嵌静电防护电路，避免大的寄生电容对射频性能的影响，易于降低成本，实现大规模量产。

附图说明

图1是现有技术中有线收发机常用的带宽扩展技术Tcoil线圈原理示意图。

图2是图1的基础上改进型Tcoil线圈原理示意图。

图3本发明实现的低噪声射频放大器电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图3所示，本发明的一种基于CMOS实现的Ka频段放大器，由补偿型场效应晶体管组成的放大级、无源器件组成的匹配级、电流偏置级以及静电保护级四个部分构成，包括：