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L1频段卫星导航射频前端低噪声放大器芯片AT2659

L1频段卫星导航射频前端低噪声放大器芯片AT2659
L1频段卫星导航射频前端低噪声放大器芯片AT2659

图一、噪声系数与供电电压的曲线

图二、噪声系数与工作频率的曲线图三、功率增益与供电电压的曲线

射频低噪声放大器电路设计详解

射频低噪声放大器电路设计详解 射频LNA 设计要求:低噪声放大器(LNA)作为射频信号传输链路 的第一级,它的噪声系数特性决定了整个射频电路前端的噪声性能,因此作为 高性能射频接收电路的第一级LNA 的设计必须满足:(1)较高的线性度以抑 制干扰和防止灵敏度下降;(2)足够高的增益,使其可以抑制后续级模块的噪 声;(3)与输入输出阻抗的匹配,通常为50Ω;(4)尽可能低的功耗, 这是无线通信设备的发展趋势所要求的。 InducTIve-degenerate cascode 结构是射频LNA 设计中使用比较多的结构之一,因为这种结构能够增加LNA 的增益,降低噪声系数,同时增加输入级 和输出级之间的隔离度,提高稳定性。InducTIve-degenerate cascode 结构在输入级MOS 管的栅极和源极分别引入两个电感Lg 和Ls,通过选择适当的电感 值,使得输入回路在电路的工作频率附近产生谐振,从而抵消掉输入阻抗的虚部。由分析可知应用InducTIve-degenerate cascode 结构输入阻抗得到一个50Ω的实部,但是这个实部并不是真正的电阻,因而不会产生噪声,所 以很适合作为射频LNA 的输入极。 高稳定度的LNA cascode 结构在射频LNA 设计中得到广泛应用,但是当工作频率较高时 由于不能忽略MOS 管的寄生电容Cgd,因而使得整个电路的稳定特性变差。 对于单个晶体管可通过在其输入端串联一个小的电阻或在输出端并联一个大的 电阻来提高稳定度,但是由于新增加的电阻将使噪声值变坏,因此这一技术不 能用于低噪声放大器。 文献对cascode 结构提出了改进,在其中ZLoad=jwLout//(jwCout)-

雷达射频集成电路的发展及应用

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/c416147618.html, 雷达射频集成电路的发展及应用 作者:黄林锋 来源:《山东工业技术》2017年第24期 摘要:本文概述了雷达射频集成电路技术的特点,是一种以半导体和射频电路技术为基础,一种集信号放大、数据传输和转化功能为一体的技术,并从其发展与演变切入进行研究,探讨了目前常用的几种雷达射频集成电路的发展成果及其应用状况。 关键词:雷达射频集成电路;发展;应用 DOI:10.16640/https://www.wendangku.net/doc/c416147618.html,ki.37-1222/t.2017.24.099 现代的雷达系统越来越注重高精度的距离探测与跟踪,还要求较强的抗干扰性、目标识别作用和气象探测功能。由此,要求完整一套的现代雷达系统包含近万个信号接收器和信号发射装置,这也极大提高了系统的复杂性和设备的成本造价。雷达系统的现代化除保留上述基本功能,还应减少设备的造价,这推进了射频集成电路在现代雷达领域的研发 [1]。由无线天线、电磁信号处理器、显示屏幕、控制面板、信号的发射和接收器所组成的现代雷达系统。目前,射频集成系统已经应用于信号的发射和接收器,下文从射频集成电路在雷达系统的研发入手,通过深入研究,介绍雷达系统目前的几种应用现状。 1 雷达射频集成电路的发展概述 随射频集成技术和信息化在雷达系统中的深入发展,射频集成电路已经演变了好几个架构形态[2]。以信号接收系统为例,在三十年内演化出三种不同的形态。在此过程,雷达系统的 数字化不断提高,实现某些频段的完全数字化,使射频集成电路向混合集成电路的方向不断发展。 2 雷达系统射频集成电路的发展及应用研究 2.1 射频集成SOC 以单片作为射频电路的集成基板,SiGe和CMOS作为集成射频与数字化特点的技术平台。技术的快速发展极大提高了射频电路的集成化程度,上部集混合频率、放大频率和合成信号功能为一体,下部集增频、分贝放大功能的器件。雷声公司(美国)研发的最新设备——X 波段应用了上述技术 [3],其在实际中具有高性能、减小雷达体积和节约造价的应用优势。 2.2 射频多通道集成电路 在一个集成芯片上集多通道于一体,这种集成电路没有射频集成电路那么多的器件,应用系统的封装工艺,以高度集成化的多通道芯片,实现射频混合电路的性能优化和结构简化。采

GPS低噪声放大器的设计

低噪声放大器的设计 姓名:#### 学号:################ 班级:1######## 一、设计要求 1. 中心频率为1.45GHz ,带宽为50MHz ,即放大器工作在1.40GHz-1.50GHz 频率段; 2. 放大器的噪声系数NF<0.8dB , S11<-10dB ,S22<-15dB ,增益Gain>15dB 。 二、低噪声放大器的主要技术指标 低噪声放大器的性能主要包括噪声系数、合理的增益和稳定性等。 1. 噪声系数NF 放大器的噪声系数(用分贝表示)定义如下: ()10lg in in out out S N NF dB S N ??= ??? 式中NF 为射频/微波器件的噪声系数;in S ,in N 分别为输入端的信号功率和噪声功率;out S ,out N 分别为输出端的信号功率和噪声功率。 噪声系数的物理含义是,信号通过放大器后,由于放大器产生噪声,使得信噪比变坏,信噪比下降的倍数就是噪声系数。 2. 放大器的增益Gain 在微波设计中,增益通常被定义为传输给负载的平均功率与信号源的最大资用功率之比: S L P P Gain = 增益的值通常是在固定的频率点上测到的,低噪声放大器都是按照噪声最佳匹配进行设计的。噪声最佳匹配点并非最大增益点,因此增益Gain 要下降。噪声最佳匹配情况下的增益称为相关增益。通常,相关增益比最大增益大概低2~4dB. 3.稳定性 一个微波管的射频绝对稳定条件是2 2 1112212212211,1,1K S S S S S S ><-<-。只有当3个条件都满足时,才能保证放大器是绝对稳定的。

三、低噪声放大器的设计步骤 1.下载并安装晶体管的库文件 (1)由于ADS2008自带的元器件库里并没有ATF54143的元器件模型,所以 需要从Avago公司的网站上下载ATF54143.zap,并进入ADS主界面,点击【File】——【Unarchive Project】进行安装。 (2)新建工程ATF54143_LNA_1_prj,执行菜单命令【File】——【Include/Remove Projects】将ATF54143_prj添加到新建工程中,这样新建工程就能使用器件ATF54143了。 2.确定直流工作点 低噪声放大器的设计的第一步是设置晶体管的直流工作点。 (1)在ADS中执行菜单【File】——【New Design】,在弹出的对话框中的 Schematic Design Templates下拉列表中选择“DC_FET_T”模板,在Name 文本框中输入DC_FET_T,单击【OK】,这样DC_FET控件就被放置在原理图中了。 (2)在原理图中放置器件ATF54143,设置DC_FET控件的参数并连接原理图如 图1所示。 图1 完整DC_FET_T原理图 (3)仿真得到ATF54143的直流特性图如图2所示。

集成电路与系统

集成电路与系统 集成电路设计与集成系统专业工资待遇 截止到 2013年12月24日,57740位集成电路设计与集成系统专业毕业生的平均薪资为4639元,其中应届毕业生工资3701元,0-2年工资4104元,10年以上工资5104元,3-5年工资6069元,8-10年工资10494元,6-7年工资11198元。 集成电路设计与集成系统专业就业方向 集成电路设计与集成系统专业学生毕业后可到国内外各通信、雷达、电子对抗等电子系统设计单位和微电子产品的单位从事微电子系统的研发设计。。 集成电路设计与集成系统专业就业岗位 硬件工程师、电气工程师、模拟集成电路设计工程师、研发工程师、射频集成电路设计工程师、设计工程师、等。 集成电路设计与集成系统专业就业地区排名 集成电路设计与集成系统专业就业岗位最多的地区是上海。薪酬最高的地区是肇庆。 就业岗位比较多的城市有:上海[36个]、北京[30个]、深圳[28个]、苏州[11个]、西安[10个]、武汉[9个]、广州[7个]、成都[6个]、无锡[6个]、济南[6个]等。 就业薪酬比较高的城市有:肇庆[8065元]、信阳[6999元]、北京[6279元]、上海[6194元]、佛山[5265元]、厦门[5231元]、杭州[5024元]、南京[5013元]、惠州[4999元]、沈阳[4867元]、大连[4799元]等。 集成电路设计与集成系统专业在同类专业排名

集成电路设计与集成系统专业在专业学科中属于工学类中的电气信息类,其中电气信息类共34个专业,集成电路设计与集成系统专业在电气信息类专业中排名第28,在整个工学大类中排名第95位。 在电气信息类专业中,就业前景比较好的专业有:计算机科学与技术,自动化,软件工程,信息工程,电气工程及其自动化,网络工程,计算机软件,电子信息工程,通信工程等。

射频前端国内主要企业市场情况梳理

Ii:] 核心观点-:射频前端市场由滤波器、PA、开关、LNA等组件构成射频前端市场2019年规模在170亿美元,2025年有望达到250亿美元。当前滤波器所占份额超过50°o/,P A超过30°o/,开关、LNA以及调谐器等真他组件所占份额在15°/o左右。 Ii:] 核心观点二:射频前端市场CR4超过90°/o,被日美广商垄断全球四大射频半导体巨头分别为Skyworks、Qor vo、Broadcom 以及Murata , 均为综合性器件以及模组生产厂商F 占据市场份额自守9 0°/o以上。全球射频前端市场为日本、美国厂商所基本垄断。 Ii:] 核心观点三:SG需求推动射频前端器件量价齐升 随着SG通信标准的使用p 频段数量的增加以及频率提升使得射频前端器件的数量和单价均有所提升,这使得分立器件市场快速发展。另一方面?由于终端轻薄化需求量模组化的趋势也愈发明显。

建议关注: ?卓胜微:国内射频开关、LNA龙头,国产替代+5G需求驱动模组化发展 ?立昂微:国内半导体硅片龙头,射频器件衬底空间巨大 ?经纬辉开(诺思微):BAW技术全球领先,有望突破日美厂商高端滤波技术垄断?信维通信:国内天线龙头,射频开关/SAW稳步发展 ?韦尔股份:全球领先CIS公司,积极布局射频前端业务 ?三安光电:国内化合物代工龙头,射频材料业务有望深度受益国产替代进程 ?麦捷科技:SAW滤波器已量产出货,有望打开国产滤波器市场

5.1、射频前端厂商产业链示意图 分立器件厂商 终端品牌厂商 模组化及制造、封装厂商 华为OPP O Vivo 小米苹果代工厂

5.2、射频前端产业链厂商

低噪声放大器

低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)广泛应用于射电天文、卫星接收、雷达通信等收信机灵敏度要求较高的领域,主要作用是放大所接收的微弱信号、降低噪声、使系统解调出所需的信息数据。而噪声系数(Noise Figure,NF)作为其一项重要的技术指标直接反映整个系统的灵敏度,所以LNA设计对整个系统的性能至关重要。 1 GPS接收机低噪声放大器的设计 设计的LNA主要指标为:工作频率为1 520~1 600 MHz;噪声系数NF16.0 dB;输入驻波比<2;输出驻波比<1.5。 1.1 器件选择 选择合适的器件,考虑到噪声系数较低、增益较高,所以选择PHEMT GaAsFET低噪声晶体管。在设计低噪声放大器前,首先要建立晶体管的小信号模型,一般公司都会提供具有现成模型的放大器件。这里选择Agilent公司的生产的ATF-54143。1.52~1.60 GHz频带内,设计反τ型匹配网络,该匹配网络由集总元件电感、电容构成。选择电感时,要选择高Q 电感。为了在模拟仿真中能够与实际情况相符合,选用Murata公司的电感和电容模型。这里选用贴片电感型号为LQWl8,贴片电容型号为GRMl8,电感LQWl8在1.6 GHz典型Q值为80。 1.2 直流偏置 在设计低噪声放大器中,设计直流偏置的目标是选择合适的静态工作点,静态点的好坏直接影响电路的噪声、增益和线性度。由电阻组成的简单偏置网络可以为ATF-54143提供合适的静态工作点,但温度性较差。可用有源偏置网络弥补温度性差的缺点,但有源偏置网络会使电路尺寸增加,加大了电路板排版的难度以及增加了功率消耗。在设计实际电路中,要根据具体情况选择有源偏置网络,或是电阻偏置网络。就文中的LNA而言,考虑到结构和成本,这里选择电阻无源偏置网络。采用Agilenl的ATF54143,根据该公司给出的datasheet 指标,设计Vds=3.8 V、Ids=ll mA偏置工作点。因为在电流为llmA时ATF-54143性能较好。电阻R3为100 Ω;R2为680 Ω;R1为60 Ω,如图1所示。

低噪声放大器设计指南

低噪声放大器设计指南 1.低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展,人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高,功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求,这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求,我们知道,系统接收灵敏度的计算公式如下: S = -174+ NF+10㏒BW+S/N (1) min 由上式可见,在各种特定(带宽、解调S/N 已定)的无线通讯系统中,能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF,而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。 低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号,降低噪声干扰,以供系统解调出所需的信息数据,所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。 2. 低噪声放大器的主要技术指标: 2.1 噪声系数NF 噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值,即: out out in in N S N S NF //= 对单级放大器而言,其噪声系数的计算为: 222min |1)||1(||4opt s opt s n R NF NF Γ?Γ?Γ?Γ+= 其中 F min 为晶体管最小噪声系数,是由放大器的管子本身决定的, Γopt 、Rn 和Γs分 别为获得 F min 时的最佳源反射系数、 晶体管等效噪声电阻、以及晶体管输入端的源反射系数。 对多级放大器而言,其噪声系数的计算为: NF=NF 1+(NF -1)/G 1+(NF -1)/G 1G +…… (4) 232其中NF n 为第n级放大器的噪声系数,G n 为第n级放大器的增益。 在某些噪声系数要求非常高的系统,由于噪声系数很小,用噪声系数表示很不方便,常常用噪声温度来表示,噪声温度与噪声系数的换算关系为: T e = T 0 ( NF – 1 ) (5) 其中T e 为放大器的噪声温度,T 0 =2900 K,NF为放大器的噪声系数。 NF(dB) = 10LgNF (6) 2. 2 放大器增益G: 放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值: G=P out / P in (7) 从式(4)中可见,提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利,但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态范围。 所以,一般来说低噪声放大器的增益确定应与系统的整机噪声系数、接收机动态范围等结合起来考虑。

2020半导体射频行业竞争现状分析

2020半导体射频行业竞 争现状分析 2020年

从2011 年至2018 年全球射频前端市场规模以年复合增长率13.10%的速度增长,2018 年达149.10 亿美元。受到5G 网络商业化建设的影响,自2020 年起,全球射频前端市场将迎来快速增长。2018 年至2023 年全球射频前端市场规模预计将以年复合增长率16.00%持续高速增长。 2020 年初以来,全球范围内发生了新型冠状病毒(COVID-19)肺炎重大传染性疫情,在疫情的影响下,消费者对智能终端的需求减弱或有所延迟,从而为5G 手机的普及带来一定的不确定性。预计2020 年全球智能手机出货量预计为12 亿部,相较2019 年下滑11.9%,智能手机终端市场的萎缩将有可能带来射频前端市场规模的整体增速的放缓。

然而,随着包括中国在内的部分国家及地区疫情逐渐得到控制,上述不利因素影响将逐步减弱,多数手机厂商的5G 新品发布节奏未受到显著影响,且5G网络的建设速度有所恢复,因此,全球射频前端市场所受到的抑制程度相对可控。 行业内主要芯片设计厂商一般同时向市场提供射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器等多种产品。行业内主要竞争厂商包括欧美传统大厂Broadcom、Skyworks、Qorvo、NXP、Infineon、Murata 等,及国内竞争厂商紫光展锐、飞骧科技、唯捷创芯、韦尔股份等。 现阶段,全球射频前端芯片市场主要被Broadcom、Skyworks、Qorvo 等国外企业占据。其中Broadcom、Skyworks、Qorvo、Murata、Infineon、NXP、韦尔股份为上市公司,根据其年报披露的公开信息,其基本信息、收入情况、技术水平如下。

低噪声功率放大器设计

微波电子线路大作业 ——低噪声功率放大器设计 班级:021013班 学号:02011268 姓名:

低噪声放大器的设计 一、设计要求: 已知GaAs FET 在4 GHz 、50 Ω系统中的S 参数和噪声参量为 S11=0.6∠-60°,S21=1.9∠81°, S12=0.05∠26°,S22=0.5∠-60° Fmin=1.6 dB Γout=0.62∠100°RN=20 Ω 设计一个低噪声放大器,要求噪声系数为2 dB ,并计算相应的最大增益。 若按单向化进行设计,则计算GT 的最大误差。 二、低噪声放大器设计原理及思路 1.1低噪声放大器功能概述 低噪声放大器是射频/微波系统的一种必不可少的部件,它紧接接收机天线,放大天线从空中接收到的微弱信号。低噪声放大器在对微弱信号放大的同时还会产生附加于扰信号,因此它的设计目标是低噪声,足够的增益,线性动态范围宽。低噪声放大器影响整机的噪声系数和互调特性,分析如下 (1) 系统接收灵敏度: (2) 多个级连网络的总噪声系数 1.2 放大器工作组态分类 A 类放大器(导通角360度,最大理论效率50%)用于小信号、低噪声,通常是接收机前端放大器或功率放大器的前级放大。 B 类(导通角180度,最大理论效率78.5%)和 C 类(导通角小于180度,最大理论效率大于78.5% )放大器电源效率高,愉出信号谐波成分高,需要有外部混合电路或滤波电路.由B 类和C 类放大器还可派生出 D 类、 E 类、P 类等放大器。 min 114(dBm/Hz)NF 10log BW(MHz)/(dB) S S N =-+++321112121 11n tot A A A A A An F F F F F G G G G G G ---=+ +++L L

低噪放大器的原理应用及其常用规格

低噪放大器定义: 噪声系数很低的放大器。一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器,以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合,放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重,因此希望减小这种噪声,以提高输出的信噪比。由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。理想放大器的噪声系数 F=1(0分贝),其物理意义是输入信噪比等于输出信噪比。现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管;微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器,常温参放的噪声温度Te可低于几十度(绝对温度),致冷参量放大器可达20K以下,砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛,其噪声系数可低于 2 分贝。放大器的噪声系数还与晶体管的工作状态以及信源内阻有关。为了兼顾低噪声和高增益的要求,常采用共发射极一共基极基联的低噪声放大电路。 低噪放大器的原理: 地球站的品质因数(G/T)主要取决于天线和低噪声放大器(LNA)的性能。接收系统的噪声温度Ts是指折算到LNA输入端的系统等效噪声温度,它主要由天线噪声温度TA、馈线损耗LALA 和低噪声接收机噪声三个部分组成。 低噪放大器的应用: 低噪放大器(LNA)主要面向移动通信基础设施基站应用,例如收发器无线通信卡、塔顶放大器(TMA)、组合器、中继器以及远端/数字无线宽带头端设备等应用设计,并为低噪声指数(NF, Noise Figure)立下了新标竿。目前无线通信基础设施产业正面临必须在拥挤的频谱内提供信号质量和覆盖度的挑战,接收器灵敏度是基站接收路径设计中最关键的要求之一,合适的LNA选择,特别是第一级LNA可以大幅度改善基站接收器的灵敏度表现,低噪声指数也是关键的设计目标,Avago提供了1900MHz下0.48dB同级产品的噪声指数。另一个关键设计为线性度,它影响了接收器分辨紧密接近信号和假信号分别的能力,三阶截点OIP3可以用来定义线性度,在1900MHz和5V/51mA的典型工作条件下,Avago特有的GaAs增强模式pHEMT工艺技术可以带来0.48dB的噪声指数和35dBm的OIP3,在2500MHz和5V/56mA的典型工作条件下,噪声指数为0.59dB,OIP3则为35dBm。通过低噪声指数和高OIP3,这些Avago的新低噪声放大器可以提供基站接收器路径比现有放大器产品更大的设计空间。 LNA经历了早期液氦致冷的参量放大器、常温参量放大器的发展过程,随着现代科学技术的高速发展,近几年已被微波场效应晶体管放大器所取代,此种放大器具有尺寸小、重量轻和成本低的优异特性。特别是在射频特性方面具有低噪声、宽频带和高增益的特点。在C、Ku、Kv 等频段中已被广泛的使用,目前常用的低噪声放大器的噪声温度可低于45K。 在雷达射频接收系统中,对系统性能指标的要求越来越高,其中低噪声放大器是影响着整个接收系统的噪声指标的重要因素。与普通的放大器相比,低噪声放大器作用比较突出,一方面可以减少系统的杂波干扰,提高系统的灵敏度;另一方面可以放大系统的射频信号,保证系统正常工作。因此,低噪声放大器的性能制约着整个接收系统的性能,对整个接收系统性能的提高起了决定性的作用。因此,研制宽频带、高性能、更低噪声的放大器,已经成为微波技术中发展的核心之一。 由放大器所引起的信噪比恶化程度通常用噪声系数F来表示。理想放大器的噪声系数F=1(0分贝),其物理意义是输出信噪比等于输入信噪比。现代的低噪声放大器大多采用晶体管、场效应晶体管;微波低噪声放大器则采用变容二极管参量放大器,常温参放的噪声温度Te可低于几十度(绝对温度),致冷参量放大器可达20K以下,砷化镓场效应晶体管低噪声微波放大器的应用已日益广泛,其噪声系数可低于2分贝。

低噪声放大器设计 论文

低噪声放大器设计 摘要:微弱信号检测就是利用近代电子学和信号处理方法从噪声中提取有用信号,其关键在于抑制噪声。恢复、增加和提取有用信号。与普通放大器相比,低噪声放大器应具有低得多的噪声系数。欲使放大器获得良好的低噪声特性,除使用好的低噪声器件外,还要有周密的设计。本文将从低噪声放大器在通讯系统中的作用,低噪声放大器的主要技术指标以及低噪声放大器的设计方法来论述低噪声放大器,以获得最佳噪声性能的低噪声放大器。重点介绍了低噪声放大器的设计方法。 关键词:低噪声,微弱信号检测,噪声系数,放大器 0.引言 随着现代科学研究和技术的发展,人们越来越需要从强噪声中检测出有用的微弱信号,于是逐渐形成了微弱信号检测这门新兴的科学技术学科,其应用范围遍及光学、电学、磁学、声学、力学、医学、材料等领域。微弱信号检测技术是利用电子学、信息论、计算机及物理学的方法,分析噪声产生的原因和规律,研究被测信号的特点与相关性,检测被噪声淹没的微弱有用信号,或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比,从而提取有用信号。微弱信号检测所针对的检测对象,是用常规和传统方法不能检测到的微弱量。对它的研究是发展高新技术,探索及发现新的自然规则的重要手段,对推动相关领域的发展具有重要的应用价值。目前,微弱信号检测的原理、方法和设备已经成为很多领域中进行现代科学技术研究不可缺少的手段。显然,对微弱信号检测理论的研究,探索新的微弱信号检测方法,研制新的微弱信号检测设备是目前检测技术领域的一大热点。 1.低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展,人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高,功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的

RF 设计与应用----射频集成电路封装

RF设计与应用----射频集成电路封装 关键词:射频,多层电路板,电路封装 摘要:针对无线通信产品业者所面临的课题,本文试着从封装技术在射频集成电路上应用的角度,来介绍射频集成电路封装技术的现况、现今封装技术对射频集成电路效能的影响,以及射频集成电路封装的未来发展和面临的挑战。 在行动通讯质量要求的提高,通讯带宽的需求量大增,因应而生的各项新的通讯规范如GPRS、W-CDMA、CDMA-2000、Bluetooth、 802.11b纷纷出笼,其规格不外乎:更高的数据传输速率、更有效的调变方式、更严谨的噪声规格限定、通讯功能的增强及扩充,另外再加上消费者对终端产品“轻、薄、短、小、久(包括产品的使用寿命、维护保固,甚至是手机的待机时间)”的诉求成了必要条件;于是乎,为了达成这些目的,各家厂商无不使出混身解数,在产品射频(Radio Frequency)、中频(Intermediate Frequency)与基频(Base Band)电路的整合设计、主动组件的选择应用、被动组件数目的减少、多层电路板内线路善加运用等,投注相当的心血及努力,以求获得产品的小型化与轻量化。 针对这些无线通信产品业者所面临的课题,我们试着从封装技术在射频集成电路上应用的角度,来介绍射频集成电路封装技术的现况、现今封装技术对射频集成电路效能的影响,以及射频集成电路封装的未来发展和面临的挑战。 射频集成电路封装技术的现况 就单芯片封装(Single Chip Package)的材质而言,使用塑料封装( P l a s t i c Pac kage)的方式,是一般市面上常见到的高频组件封装类型,低于3GHz工作频率的射频集成电路及组件,在不严格考虑封装金属导线架(Metal Lead Frame)和打线(Wire Bond)的寄生电感(Parasitic Inductance)效应下,是一种低成本且可薄型化的选择。由于陶瓷材料防水气的渗透性特佳及满足高可靠度的需求,故也有采用陶瓷封装技术;对于加强金属屏蔽作用及散热效果的金属封装,可常在大功率组件或子系统电路封装看到它的踪迹。

射频集成电路综述

射频集成电路低噪声放大器研究前景

摘要 近年来,随着无线通信技术在移动通信、全球互联接入以及物联网等领域越来越广泛的应用。对于现代通信系统往往要求提供两个甚至更多的无线服务,因此就要求射频电路前端中的关键部件低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)能在多个频带下具有放大能力。因此如何能够放大多个频带的宽带低噪声放大器成为研究热点。 低噪声放大器是现代无线通信、雷达、电子对抗系统等应用中的十分重要的部分,常用于接收系统的前端,在放大信号的同时降低噪声干扰,提高系统灵敏度。如果在接受系统的前端连接高性能的低噪声放大器,在低噪声放大器增益足够大的情况下,就能抑制后级电路的噪声,则整个接收机系统的噪声系数将主要取决于放大器的噪声。如果低噪声放大器的噪声系数降低,接收机系统的噪声系数也会变小,信噪比得到改善,灵敏度大大提高。由于可见噪声放大器的性能制约了整个接收系统的性能,对于整个接收系统技术水平的提高,也起了决定性的作用。 宽带低噪声放大器是一种需要有良好的输入匹配的部分。输入匹配是要求兼顾阻抗匹配和噪声系数的,对于这两个指标一般来说是耦合在一起的。现有的宽带匹配技术需要反复协调电路各部分参数,通过对阻抗匹配和噪声系数这两个指标的折中设定来达到输入匹配的要求,因此给设计增大了难度。 噪声抵消技术是一种可以有效的将上述两个重要参数进行分离的方法,对降低设计复杂度、缩短设计周期、降低设计成本具有重要意义。现有的噪声抵消电路结构基本上都是基于CMOS工艺的。近年来,随着SiGe 技术的发展,SiGe BiCMOS工艺逐渐成为射频集成电路工艺的主流。然而,基于 SiGe工艺的采用噪声抵消结构的设计方法还未见报道。因此,本文基于SiGe工艺,开展对工作于0.8-5.2GHz频段低噪声放大器的噪声抵消电路结构的设计研究。

2020年射频行业分析报告

2020年射频行业分析 报告 2020年2月

目录 一、射频领域两个核心矛盾 (4) 5 1、射频:国产替代深水区 .................................................................................... 2、射频龙头扩产陆续启动,中期供需预计紧张 (7) 3、射频前端:5G必争之地,量价齐升 (8) (1)射频前端模组化趋势驱动SiP/AiP (13) 4、5G时代来临,化合物前景广阔 (14) 二、射频相关公司 (16) 1、三安光电:全工艺平台布局,持续加码化合物半导体 (16) 2、卓胜微:进击的射频龙头,从LNA、Switch向SAW/分级模组拓展 (18) 3、天和防务/成都通量:环形器之外,射频芯片有望加速放量 (20) 4、麦捷科技:切入SAW滤波器赛道 (21) 5、和而泰/铖昌科技:布局毫米波已久,有望率先产业化 (23)

2020年,射频领域重点关注两个核心矛盾:1、5G基站建设、5G 手机、5G CPE设备等放量带来的需求大幅提升与目前有限产能的矛盾;2、中高端国产化迫切需求与现有国产厂家亟待提升的矛盾。 随着后续正常复工、换机潮开启,2020年起射频行业有望迎来量价齐升,部分产品不排除出现涨价。同时由于目前射频赛道是国产化深水区,以华为为代表的龙头企业产业转移需求迫切,有望孕育出一批快速发展的优质射频公司! 对行业代工龙头稳懋跟踪来看,受益于非A供应链崛起,去年8月份以来单月营收占比持续维持55%以上高速增长,同时率先开启新一轮资本开支,但是考虑A系射频代工产能从美国本土向亚洲地区外溢、同时考虑射频芯片核心材料RF-SOI硅片供需格局,我们预计射 频整体中期供给增加有限,2020年大概率会出现供需紧张情况。 5G射频前端用量大幅提升,RF-SOI产能预计紧张!射频前端芯片市场规模主要受移动终端需求的驱动。近年来,随着移动终端功能的逐渐完善,手机、平板电脑等移动终端的出货量保持稳定。而移动 数据传输量和传输速度的不断提高主要依赖于移动通讯技术的变革, 及其配套的射频前端芯片的性能的不断提高。 5G手机射频前端模组化趋势催生SiP、AiP等封装方式渗透率提升。随着频段增多及载波聚合的应用,分离式多模多频已无法满足要求,射频模组PAMiD渐成主流,即将PA和滤波器封装到一个模组里,这样可以降低频段之间的相互干扰。这要求PA供应商加深同滤波器供应商的合作,因此同时具备PA和滤波器产线厂商具备优势。

GPS低噪声放大器的设计

NF(dB)=10lg ? 一个微波管的射频绝对稳定条件是K>1,S 11<1-S12S21,S22<1-S12S21。 低噪声放大器的设计 姓名:####学号:################班级:1######## 一、设计要求 1.中心频率为1.45GHz,带宽为50MHz,即放大器工作在1.40GHz- 1.50GHz频率段; 2.放大器的噪声系数NF<0.8dB,S11<-10dB,S22<-15dB,增益 Gain>15dB。 二、低噪声放大器的主要技术指标 低噪声放大器的性能主要包括噪声系数、合理的增益和稳定性等。 1.噪声系数NF 放大器的噪声系数(用分贝表示)定义如下: ?S in N in? ?S out N out? 式中NF为射频/微波器件的噪声系数;S in ,N in 分别为输入端的信号功率和噪 声功率;S out ,N out 分别为输出端的信号功率和噪声功率。 噪声系数的物理含义是,信号通过放大器后,由于放大器产生噪声,使得信噪比变坏,信噪比下降的倍数就是噪声系数。 2.放大器的增益Gain 在微波设计中,增益通常被定义为传输给负载的平均功率与信号源的最大资用功率之比: Gain=P L P S 增益的值通常是在固定的频率点上测到的,低噪声放大器都是按照噪声最佳匹配进行设计的。噪声最佳匹配点并非最大增益点,因此增益Gain要下降。噪声最佳匹配情况下的增益称为相关增益。通常,相关增益比最大增益大概低2~4dB. 3.稳定性 22

只有当3个条件都满足时,才能保证放大器是绝对稳定的。 三、低噪声放大器的设计步骤 1.下载并安装晶体管的库文件 (1)由于ADS2008自带的元器件库里并没有ATF54143的元器件模型,所以 需要从Avago公司的网站上下载A TF54143.zap,并进入ADS主界面,点击【File】——【Unarchive Project】进行安装。 (2)新建工程A TF54143_LNA_1_prj,执行菜单命令【File】—— 【Include/Remove Projects】将A TF54143_prj添加到新建工程中,这样新建工程就能使用器件A TF54143了。 2.确定直流工作点 低噪声放大器的设计的第一步是设置晶体管的直流工作点。 (1)在ADS中执行菜单【File】——【New Design】,在弹出的对话框中的 Schematic Design Templates下拉列表中选择“DC_FET_T”模板,在Name文本框中输入DC_FET_T,单击【OK】,这样DC_FET控件就被 放置在原理图中了。 (2)在原理图中放置器件A TF54143,设置DC_FET控件的参数并连接原理图 如图1所示。 图1完整DC_FET_T原理图 (3)仿真得到A TF54143的直流特性图如图2所示。

2017年射频前端芯片市场分析报告

2017年射频前端芯片市场分析报告

目录 第一节射频前端芯片是移动通信发展过程中最受益领域 (6) 一、手机射频前端模块简介 (6) 二、从“五模十七频”说起,回溯2G 到4G 手机频段发展 (7) 三、2G 到4G,射频前端芯片数量和价值均明显增长 (8) 第二节射频前端模块市场分析:3 年内突破200 亿美元规模 (12) 一、市场整体规模和变化趋势 (12) 二、市场占有率分析,巨头企业优势难以撼动 (13) 三、深入财务数据分析,揭秘寡头企业核心竞争力 (14) 四、只待捅破窗户纸,国内射频前端企业竞争力分析 (17) 五、射频前端芯片企业竞争新趋势 (20) 第三节商用倒计时—5G 的脚步声近了 (22) 一、性能全面提升,5G 通信网络概述 (22) 二、5G 标准演进路线图 (23) 三、5G 射频空口关键技术分析 (25) 第四节5G 技术推动射频前端芯片的发展 (30) 一、Sub-6GHz 先行,更多频谱资源将投入使用 (30) 二、载波聚合数量成倍增长给射频前端芯片设计带来了新的挑战 (30) 三、推动高频滤波器向BAW 方向技术升级 (32) 四、基站射频前端芯片市场,三大技术营造氮化镓PA 风口 (34) 五、IoT 市场将成为驱动增长新引擎 (37) 第五节射频前端芯片产业链分析 (39) 一、全球终端功率放大器产业链概貌 (39) 二、全球终端功率放大器产业链分析——晶圆制造企业 (41) 三、全球终端功率放大器产业链分析——芯片封装企业 (42) 四、全球终端功率放大器产业链分析——芯片测试企业 (44) 五、全球终端功率放大器产业链分析——外延片企业 (45) 六、全球射频开关产业链分析 (46) 七、全球射频滤波器产业链分析 (48)

低噪声放大器设计指南

低噪声放大器设计指南 文件标识:基础知识 当前版本: 1.0 作者:刘明宇 日期:2006.12.2 审阅\修改: 修改日期: 文件存放: 版本历史 版本作者日期修改内容 盖受控章 除非加盖文件受控章,本文一经打印或复印即为非

1.低噪声放大器在通讯系统中的作用 随着通讯工业的飞速发展,人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高,功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求,这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求,我们知道,系统接收灵敏度的计算公式如下: S = -174+ NF+10㏒BW+S/N (1) min 由上式可见,在各种特定(带宽、解调S/N 已定)的无线通讯系统中,能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF,而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。 低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号,降低噪声干扰,以供系统解调出所需的信息数据,所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。 2. 低噪声放大器的主要技术指标: 2.1 噪声系数NF 噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值,即: out out in in N S N S NF //= 对单级放大器而言,其噪声系数的计算为: 222min |1)||1(||4opt s opt s n R NF NF Γ?Γ?Γ?Γ+= 其中 F min 为晶体管最小噪声系数,是由放大器的管子本身决定的, Γopt 、Rn 和Γs分别为获得 F min 时的最佳源反射系数、晶体管等效噪声电阻、以及晶体管输入端的源反射系数。 对多级放大器而言,其噪声系数的计算为: NF=NF 1+(NF -1)/G 1+(NF 3-1)/G 1G + (4) 22其中NF n 为第n级放大器的噪声系数,G n 为第n级放大器的增益。 在某些噪声系数要求非常高的系统,由于噪声系数很小,用噪声系数表示很不方便,常常用噪声温度来表示,噪声温度与噪声系数的换算关系为: T e = T 0 ( NF – 1 ) (5) 其中T e 为放大器的噪声温度,T 0 =2900 K,NF为放大器的噪声系数。 NF(dB) = 10LgNF (6) 2. 2 放大器增益G: 放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值: G=P out / P in (7) 从式(4)中可见,提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利,但低噪

(完整版)24G射频低噪声放大器毕业设计

以下文档格式全部为word格式,下载后您可以任意修改编辑。 摘要 近年来,以电池作为电源的电子产品得到广泛使用,迫切要求采用低电压的模拟电路来降低功耗,所以低电压、低功耗模拟电路设计技术正成为研究的热点。本文主要讨论电感负反馈cascode-CMOS-LNA(共源共栅低噪声放大器)的噪声优化技术,同时也分析了噪声和输入同时匹配的SNIM技术。以噪声参数方程为基础,列出了简单易懂的设计原理。为了实现低电压、低噪声、高线性度的设计指标,在本文中使用了三种设计技术。第一,本文以大量的篇幅推导出了一个理想化的噪声结论,并使用Matlab分析了基于功耗限制的噪声系数,取得最优化的晶体管尺寸。第二,为了实现低电压设计,引用了一个折叠式的共源共栅结构低噪声放大器。第三,通过线性度的理论分析并结合实验仿真的方法,得出了设计一个高线性度的最后方案。另外,为了改善射频集成电路的器件参数选择的灵活性,在第四章中使用了一种差分结构。所设计的电路用CHARTER公司0.25μm CMOS 工艺技术实现,并使用Cadence的spectre RF 工具进行仿真分析。本文使用的差分电路结构只进行了电路级的仿真,而折叠式的共源共栅电路进行了电路级的仿真、版图设计、版图参数提取、电路版图一致性检查和后模拟,完成了整个低噪声放大器的设计流程。 折叠式低噪声放大器的仿真结果为:噪声系数NF为1.30dB,反射参数S11、S12、S22分别为-21.73dB、-30.62dB、-23.45dB,正向增益S21为14.27dB,1dB压缩点为-12.8dBm,三阶交调点IIP3 为0.58dBm。整个电路工作在1V电源下,消耗的电流为8.19mA,总的功耗为8.19mW。

低噪声放大器的设计

低噪声放大器的设计 参数: 低噪声放大器的中心频率选为2.4GHz,通带为8MHz 通带内增益达到11.5dB,波纹小于0.7dB 通带内的噪声系数小于3 通带内绝对稳定 通带内输入驻波比小于1.5 通带内的输出驻波比小于2 系统特性阻抗为50欧姆 微带线基板的厚度为0.8mm,基板的相对介电常数为4.3 步骤: 1.打开工程,命名为dzsamplifier。 2.新建设计,命名为dzsamplifier。设置框如下: 点击OK后,如下图。

模板为BJT_curve_traver,带有这个模板的原理图可以自动完成晶体管工作点扫描工作。 3.在ADS元件库中选取晶体管。单击原理图工具栏中的, 打开元件库,然后单击,在 搜索“32011”。其中sp开头的原件是S参数模型,可以用来作S参数仿真,但这种模型不能用来做直流工作点扫描。以pb开头的原件是封装原件,可以做直流工作点扫描,此处选择pb开头的。 4.按照下图进行连接

5.将参数扫描控制器中的 【Start】项修改为Start=0. 6.点击进行仿真,仿真结束后,数据显示窗自动弹出。 如下图: 7.晶体管S参数扫描。 (1)重新新建一个新的原理图S_Params,进行S参数扫描。如下图:

点击OK后,出现: (2)在ADS元件库中选取晶体管。单击原理图工具栏中 的,打开元件库,然后单击,在 搜索“32011”。此处选择sp 开头的。 (3)以如图的形式连接。 (4)双击S参数仿真空间SP,将仿真控件修改如下。

(5)点击仿真按钮,进行仿真。数据如下图所示: (6)双击S参数的仿真控件,选中其中的【Calculate Noise】,如图 执行后:

射频电路和射频集成电路线路设计

射频电路和射频集成电路线路设计(9天) 培训时间为9天 课程特色 1)本讲座总结了讲演者20多年的工作,报告包括 o设计技术和技巧的经验, o获得的美国专利, o实际工程设计的例子, o讲演者的理论演译。 o 【主办单位】中国电子标准协会 【协办单位】智通培训资讯网 【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司 o 2)本讲座分为三个部分: A. 第一部分讨论和強调在射频电路设计中的设计技术和技巧, 着重论述设计中关鍵性 的技术和技巧,譬如,阻抗匹配,射频接地, 单端线路和差分线路之間的主要差別,射频集成电路设计中的难题……可以把它归类为橫向论述. 到目前为止,这种着重于设计技巧的論述是前所未有的,也是很独特的。讲演者认为,作为一位合格的射频电路设计的设计者,不论是工程师,还是教授,应当掌握这一部分所论述的基本的设计技术和技巧,包括: ?阻抗匹配; ?接地; ?射频集成电路设计; ?测试 ?画制版图; ? 6 Sigma 设计。 B. 第二部分: 描述射频系统的基本参数和系统设计的基本原理。

C. 第三部分: 提供个别射频线路设计的基本知识。这一部份和现有的有关射频电路和 射频集成电路设计的书中的论述相似, 其內容是讨论一个个射频方块,譬如,低噪声放大器,混频器,功率放大器,壓控振蕩器,頻率综合器……可以把它归类为纵向论述,其中的大多数内容来自本讲座的讲演者的设计 ?在十几年前就已经找到了最佳的低噪声放大器的设计方法但不曾经发表过。在低噪声放大器的设计中可以同时达到最大的增益和最小的噪 声; ?获得了可调谐濾波器的美国专利; ?本讲座的讲演者所建立的用单端线路的设计方法来进行差分对线路的设计大大简化了设计并缩短了线路仿真的时间; ?获得了双线巴伦的美国专利。 学习目标在本讲座结束之后,学员可以了解到 o比照数码电路,射頻电路设计的主要差別是什麼? o什么是射频设计中的基本概念? o在射频电路设计中如何做好窄带的阻抗匹配? o在射频电路设计中如何做好宽带的阻抗匹配? o在射频线路板上如何做好射频接地的工作? o为什么在射频和射频集成电路设计中有从单端至双差分的趋势? o为什么在射频电路设计中容许误差分析如此重要? o什么是射频和射频集成电路设计中的主要难题?射频和射频集成电路设计师如何克服这些障碍?

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