[发明专利]一种基于场效应管的低噪声源的电路设计方法

摘要

本发明提供了一种基于场效应管的低噪声源的电路设计方法，该电路设计方法从低噪声系数入手，在场效应管的漏极端接终端负载，从场效应管的栅极获得输出信号至外部系统，使得信号流方向为漏极入栅极出，同时通过设计输入输出偏置和匹配网络对系统和终端负载的阻抗进行变换，使之在场效应管的栅极和漏极呈现出原件需要的Γ_S和Γ_L，再通过适当的电路设计，获得噪声温度极低的信号。

主权项

一种基于场效应管的低噪声源的电路设计方法，其特征在于，包括：步骤1)将场效应管的漏极接终端负载，并从场效应管的栅极获得输出信号至外部系统，其栅极向系统方向入射的噪声温度表示为：T_S,1＝T_b+[(T₁(1‑|Γ_S|²)+T_a)G₂₁|Γ_L|²+T₂(1‑|Γ_L|²)]G₁₂    [K]其中，T₁是与场效应管输出端相连的系统的温度，T₂为终端负载温度，G₁₂和G₂₁是由场效应管S参数计算得到的功率增益，Γ_S和Γ_L分别表示场效应管的栅极反射系数和漏极反射系数，K表示温度量单位开尔文；步骤2)根据噪声温度的需求和电源模块的电压输出值，选择场效应管的偏置点，并查询场效应管在该偏置下的散射参数和噪声参数，然后将得到的场效应管电路模型代入ADS微波电路仿真软件中进行仿真；步骤3)根据Γ_in＝Γ_opt^*的输入功率匹配条件，场效应管输出端口反射系数计算公式：${\mathrm{\Γ}}_L=\frac{{{\mathrm{\Γ}}^{*}}_{opt}-S_{11}}{S_{12}{S}_{21}+S_{22}({{\mathrm{\Γ}}^{*}}_{opt}-S_{11})}$计算获得Γ_L，并通过调节源电感，直至|Γ_L|达到最小值，其中S₁₁、S₁₂、S₂₁、S₂₂表示S参数矩阵的四个参数，Γ_in表示自场效应管栅极看向噪声源输出端的反射系数，Γ_opt^*表示非匹配条件下的最佳噪声反射系数；步骤4)设计漏极匹配网络，以满足步骤3)中的|Γ_L|达到最小值；步骤5)设计栅极匹配网络，使得Γ_S＝Γ_opt，Γ_opt表示在终端匹配条件下的最佳噪声反射系数。