频段可重构低噪声放大器及接收机、频段切换方法

1.本发明涉及射频集成电路技术领域，特别涉及频段可重构低噪声放大器及接收机、频段切换方法。


背景技术：

2.随着近年来移动通信技术的高速发展，无线通信系统需要适用于不同的应用场景和不同的通信制式，这对无线通信设备工作带宽和带外抑制能力的要求越来越高。低噪声放大器作为无线通信系统接收机中的关键模块，能够在放大微弱信号的同时抑制噪声干扰，其噪声性能对接收机的灵敏度起着决定性作用。在满足低噪声放大器的噪声系数、增益、平坦度和线性度等性能，同时不增加面积和功耗的情况下，研究既能覆盖更多频段又有较强带外抑制能力的低噪声放大器对移动通信领域的发展具有重大的意义。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种频段可重构低噪声放大器及接收机、频段切换方法。
4.本发明用于解决传统低噪声放大器工作频段范围小、功耗大以及镜像频率干扰等问题；频段可重构低噪声放大器适用于微波、毫米波、太赫兹等工作频段。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：
6.一种频段可重构低噪声放大器，包括依次连接的宽带输入匹配电路、第一放大器、可重构级间匹配电路、第二放大器及可重构输出匹配电路，所述第二放大器与三阶效应互补抵消电路并联，所述宽带输入匹配电路与射频信号输入端连接，所述可重构输出匹配电路与射频信号输出端连接；
7.所述可重构级间匹配电路与所述可重构输出匹配电路均包含可重构电容和可重构变压器，用于匹配网络的阻抗可重构，实现匹配电路分别在不同频段的阻抗匹配，达到频段可重构低噪声放大器工作频段在不同频段之间切换的目的。
8.进一步，所述可重构电容包括定值电容和晶体管开关，所述定值电容与所述晶体管开关串联；当所述晶体管开关导通，则可重构电容处于高容值状态，用于低噪声放大器的低频段；当所述晶体管开关截止，所述可重构电容处于低容值状态，用于所述频段可重构低噪声放大器的高频段。
9.进一步，所述可重构变压器包括初级线圈电感、次级线圈电感、两个接地电感和晶体管开关；所述初级线圈电感与所述次级线圈电感耦合；
10.一个接地电感一端接地，另一端与所述晶体管开关源极连接；
11.另一个接地电感一端接地，另一端与所述晶体管开关漏极连接；
12.当所述晶体管开关导通，所述一个接地电感分别与所述初级线圈电感、所述次级线圈电感耦合；所述另一个接地电感分别与所述初级线圈电感、所述次级线圈电感耦合；此时所述初级线圈电感与所述次级线圈电感感值均较小，所述可重构变压器耦合系数较小，
用于所述频段可重构低噪声放大器的高频段；
13.当所述晶体管开关截止，所述两个接地电感由于开路不起作用，此时所述初级线圈电感与所述次级线圈电感感值均较大，所述可重构变压器耦合系数较大，用于所述频段可重构低噪声放大器的低频段。
14.进一步，所述宽带输入匹配电路包括第一电容、第二电容、第一电感及第二电感；
15.所述第一电容一端连接射频信号输入端，另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地；
16.所述第一电感一端连接电源，另一端连接所述第一电容与所述第二电容连接端；
17.所述第二电感一端连接所述第一电容与所述第二电容连接端，另一端连接所述第一放大器；
18.其中，所述第一电感与所述第二电感存在耦合。
19.进一步，所述第一放大器包括第一共源晶体管、第一共栅晶体管、第三电感和第四电感；
20.所述第一共源晶体管的栅极连接所述宽带输入匹配电路，漏极连接所述第一共栅晶体管的源极，源极连接所述第三电感的一端，所述第三电感的另一端接地；
21.所述第一共栅晶体管的漏极连接所述可重构级间匹配电路，栅极连接所述第四电感的一端，所述第四电感的另一端连接电源。
22.进一步，所述可重构级间匹配电路包括第一可重构电容和第一可重构变压器；
23.所述第一可重构电容包括第三电容和第一晶体管开关；
24.所述第一可重构变压器包括第五电感、第六电感、第七电感、第八电感和第二晶体管开关；
25.所述第三电容一端连接所述第一放大器，另一端连接所述第一晶体管开关的漏极，所述第一晶体管开关的栅极连接控制信号，源极连接所述第二放大器；
26.所述第五电感一端连接所述第一放大器，另一端接电源；
27.所述第六电感一端连接所述第二放大器，另一端接电源；
28.所述第七电感一端接地，另一端与所述第二晶体管开关源极连接；
29.所述第八电感一端接地，另一端与所述第二晶体管开关漏极连接；
30.所述第二晶体管开关栅极连接经反相器处理的反相控制信号；
31.其中，所述第五电感与所述第六电感存在耦合；所述第七电感分别与所述第五电感、所述第六电感存在耦合；所述第八电感分别与所述第五电感、所述第六电感存在耦合。
32.进一步，所述可重构输出匹配电路包括第二可重构电容、第三可重构电容、第四可重构电容及第二可重构变压器；
33.所述第二可重构电容包括第五电容及第三晶体管开关；
34.所述第二可重构变压器包括第九电感、第十电感、第十一电感、第十二电感和第四晶体管开关；
35.所述第三可重构电容包括第六电容及第五晶体管开关；
36.所述第四可重构电容包括第七电容及第六晶体管开关；
37.所述第五电容一端连接所述第二放大器，另一端连接所述第三晶体管开关漏极，所述第三晶体管开关栅极连接控制信号，源极接地；
38.所述第九电感一端连接所述第二放大器，另一端连接电源；
39.所述第十电感一端接地，另一端连接所述第六电容的一端，所述第六电容另一端连接所述第四晶体管开关的漏极，所述第四晶体管开关栅极连接控制信号，源极接地；
40.所述第七电容一端连接所述第十电感与所述第六电容的连接端，另一端连接所述第五晶体管开关的漏极，所述第五晶体管开关栅极连接控制信号，源极连接射频信号输出端；
41.所述第十一电感一端接地，另一端与所述第六晶体管开关源极连接；
42.所述第十二电感一端接地，另一端与所述第六晶体管开关漏极连接；
43.所述第六晶体管开关栅极连接经反相器处理的反相控制信号；
44.其中，所述第九电感与所述第十电感存在耦合；所述第十一电感分别与所述第九电感、所述第十电感存在耦合；所述第十二电感分别与所述第九电感、所述第十电感存在耦合。
45.进一步，所述第二放大器包括第二共源晶体管、第二共栅晶体管；
46.所述第二共源晶体管的栅极连接所述可重构级间匹配电路，源极接地，漏极连接所述第二共栅晶体管的源极，所述第二共栅晶体管的栅极连接电源，漏极连接所述可重构输出匹配电路。
47.进一步，所述三阶效应互补抵消电路包括第三共源晶体管、第三共栅晶体管、第四电容和第一电阻；
48.所述第四电容一端连接可重构级间匹配电路，另一端连接所述第三共源晶体管的栅极；
49.所述第一电阻一端连接电源，另一端连接所述第三共源晶体管的栅极；
50.所述第三共源晶体管的源极接地，漏极连接所述第三共栅晶体管的源极；
51.所述第三共栅晶体管的栅极连接电源，漏极连接所述可重构输出匹配电路。
52.一种频段切换方法，基于所述频段可重构低噪声放大器实现，所述方法包括：
53.所述第一晶体管开关、所述第三晶体管开关、所述第五晶体管开关及所述第六晶体管开关的栅极均接收所述控制信号；
54.所述第二晶体管开关和所述第四晶体管开关的栅极均接收所述反相控制信号；
55.所述控制信号置于高电位，所述第一晶体管开关、所述第三晶体管开关、所述第五晶体管开关及所述第六晶体管开关均导通，所述第二晶体管开关和所述第四晶体管开关均截止，所述频段可重构低噪声放大器工作于低频段；
56.所述控制信号置于低电位，所述第一晶体管开关、所述第三晶体管开关、所述第五晶体管开关及所述第六晶体管开关均截止，所述第二晶体管开关和所述第四晶体管开关均导通，所述频段可重构低噪声放大器工作于高频段；
57.一种接收机，包括所述频段可重构低噪声放大器。
58.与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
59.1、本发明提供的频段可重构低噪声放大器，级间匹配电路和输出匹配电路采用可重构电容和可重构变压器切换电路的工作频段，在不增大电路面积和不增加功耗的情况下拓展低噪声放大器的工作频段。与超宽带技术相比，具有更强的带外抑制能力。
60.2、本发明提供的频段可重构低噪声放大器，其级间匹配电路采用混合磁电耦合电
路，由于磁电相互抵消在通带外产生传输零点，提高低噪声放大器对抗镜像频率干扰的能力。
61.3、本发明提供的频段可重构低噪声放大器，在输出级加入了三阶效应互补抵消电路，由于放大器的乙类工作状态，其三阶效应与第二放大器的三阶效应极性相反而相互抵消，从而提高低噪声放大器的线性度。
附图说明
62.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
63.图1为本发明实施例1的频段可重构低噪声放大器的结构框图。
64.图2为本发明实施例1的频段可重构低噪声放大器的原理图。
65.图3为本发明实施例1的频段可重构低噪声放大器的低频段的增益和回波损耗仿真结果图。
66.图4为本发明实施例1的频段可重构低噪声放大器的高频段的增益和回波损耗仿真结果图。
67.图5为本发明实施例1的频段可重构低噪声放大器的噪声系数仿真结果图。
68.图6为本发明实施例1的频段可重构低噪声放大器的低频段的输出1db压缩点仿真结果图。
69.图7为本发明实施例1的频段可重构低噪声放大器的高频段的输出1db压缩点仿真结果图。
具体实施方式
70.下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
71.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
72.实施例1：
73.如图1所示，本实施例提供了一种频段可重构低噪声放大器，具体适用于双频段，该低噪声放大器包括：宽带输入匹配电路、第一放大器、可重构级间匹配电路、第二放大器、三阶效应互补抵消电路和可重构输出匹配电路；所述宽带输入匹配电路可同时完成宽带范围内的阻抗匹配和噪声匹配，连续覆盖多个频段，使频段可重构低噪声放大器实现较好的噪声性能。
74.在本实施例中，宽带输入匹配电路、第一放大器、可重构级间匹配电路、第二放大器、可重构输出匹配电路依次连接；第二放大器与三阶效应互补抵消电路并联；宽带输入匹配电路与射频信号输入端连接，可重构输出匹配电路与射频信号输出端连接。
75.在本实施例中，可重构级间匹配电路与可重构输出匹配电路均包含可重构电容和
可重构变压器，用于匹配网络的阻抗可重构，实现匹配电路分别在低频段和高频段的阻抗匹配，以此达到低噪声放大器工作频段在低频段与高频段之间切换的目的。
76.在本实施例中，可重构电容包括定值电容和晶体管开关，定值电容与晶体管开关串联；当晶体管开关导通，可重构电容处于高容值状态，用于低噪声放大器的低频段；当晶体管开关截止，可重构电容处于低容值状态，用于低噪声放大器的高频段。
77.在本实施例中，可重构变压器包括初级线圈电感、次级线圈电感、两个接地电感和晶体管开关；初级线圈电感与次级线圈电感耦合；一个接地电感一端接地，另一端与晶体管开关源极连接；另一个接地电感一端接地，另一端与晶体管开关漏极连接。
78.进一步地，当晶体管开关导通，第一接地电感分别与初级线圈电感、次级线圈电感耦合；第二接地电感分别与初级线圈电感、次级线圈电感耦合；此时初级线圈电感与次级线圈电感感值均较小，可重构变压器耦合系数较小，用于低噪声放大器的高频段；当所述晶体管开关截止，第一接地电感与第二接地电感由于开路不起作用，此时初级线圈电感与次级线圈电感感值均较大，可重构变压器耦合系数较大，用于低噪声放大器的低频段。
79.具体地，如图2所示，本实施例中的宽带输入匹配电路包括第一电容c1、第二电容c2、第一电感l1、第二电感l2；第一电容c1一端连接射频信号输入端vin，另一端连接第二电容c2的一端，第二电容c2的另一端接地；第一电感l1一端连接电源vg1，另一端连接第一电容c1与第二电容c2连接端；第二电感l2一端连接第一电容c1与第二电容c2连接端，另一端连接第一放大器；
80.进一步地，第一电感l1与第二电感l2存在耦合。
81.具体地，如图2所示，本实施例中的第一放大器包括第一共源晶体管m1、第一共栅晶体管m2、第三电感l3和第四电感l4；第一共源晶体管m1的栅极连接宽带输入匹配电路，漏极连接第一共栅晶体管m2的源极，第一共源晶体管m1的源极连接第三电感l3的一端，第三电感l3的另一端接地；第一共栅晶体管m2的漏极连接可重构级间匹配电路，第一共栅晶体管m2的栅极连接第四电感l4的一端，第四电感l4的另一端连接电源vg2。
82.具体地，如图2所示，本实施例中的可重构级间匹配电路包括第一可重构电容和第一可重构变压器；第一可重构电容包括第三电容c3和第一晶体管开关m3；第三电容作为定值电容。第一可重构变压器包括第五电感l5、第六电感l6、第七电感l7、第八电感l8和第二晶体管开关m4。
83.其中，第七电感及第八电感作为接地电感，第五电感作为初级线圈电感，第六电感作为次级线圈电感。
84.第三电容c3一端连接第一放大器，另一端连接第一晶体管开关m3的漏极，第一晶体管开关m3的栅极连接控制信号vctrl，源极连接第二放大器；第五电感l5一端连接第一放大器，另一端接电源；第六电感l6一端连接第二放大器，另一端接电源；第七电感l7一端接地，另一端与第二晶体管开关m4源极连接；第八电感l8一端接地，另一端与第二晶体管开关m4漏极连接；第二晶体管开关m4栅极连接经反相器处理的反相控制信号vinv。
85.进一步地，第五电感l5与第六电感l6存在耦合；第七电感l7分别与第五电感l5、第六电感l6存在耦合；第八电感l8分别与第五电感l5、第六电感l6存在耦合。
86.本实施例中，可重构级间匹配电路采用混合磁电耦合电路，由于磁电相互抵消在通带外产生传输零点，提高低噪声放大器对抗镜像频率干扰的能力。
87.具体地，如图2所示，本实施例中的第二放大器包括第二共源晶体管m5及第二共栅晶体管m6；第二共源晶体管m5的栅极连接可重构级间匹配电路，源极接地，漏极连接第二共栅晶体管m6的源极，第二共栅晶体管m6的栅极连接电源vg3，漏极连接可重构输出匹配电路。
88.具体地，如图2所示，本实施例中的三阶效应互补抵消电路包括第三共源晶体管m7、第三共栅晶体管m8、第四电容c4和第一电阻r1；第四电容c4一端连接可重构级间匹配电路，另一端连接第三共源晶体管m7的栅极；第一电阻r1一端连接电源，另一端连接第三共源晶体管m7的栅极；第三共源晶体管m7的源极接地，漏极连接第三共栅晶体管m8的源极；第三共栅晶体管m8的栅极连接电源，漏极连接可重构输出匹配电路。
89.本实施例中，输出级加入了三阶效应互补抵消电路，由于放大器的乙类工作状态，其三阶效应与第二放大器的三阶效应极性相反而相互抵消，从而提高低噪声放大器的线性度。
90.具体地，如图2所示，本实施例中的可重构输出匹配电路包括第二可重构电容、第三可重构电容、第四可重构电容及第二可重构变压器；第二可重构电容包括第五电容c5及第三晶体管开关m9；第二可重构变压器包括第九电感l9、第十电感l10、第十一电感l11、第十二电感l12和第四晶体管开关m10；第三可重构电容包括第六电容c6、第五晶体管开关m11；第四可重构电容包括第七电容c7、第六晶体管开关m12；其中第五电容c5、第六电容c6及第七电容c7作为定值电容。
91.第九电感电感l9、第十电感l10分别作为初级线圈电感及次级线圈电感，第十一电感l11及第十二电感l12作为接地电感。
92.第五电容c5一端连接第二放大器，另一端连接第三晶体管开关m9漏极，第三晶体管开关m9栅极连接控制信号vctrl，源极接地；第九电感l9一端连接第二放大器，另一端连接电源；第十电感l10一端接地，另一端连接第六电容c6的一端，第六电容c6另一端连接第五晶体管开关m11的漏极，第五晶体管开关m11栅极连接控制信号vctrl，源极接地；第七电容c7一端连接第十电感l10与第六电容c6的连接端，另一端连接第六晶体管开关m12的漏极，第六晶体管开关m12栅极连接控制信号vctrl，源极连接射频信号输出端vout；第十一电感l11一端接地，另一端与第四晶体管开关m10源极连接；第十二电感l12一端接地，另一端与第四晶体管开关m10漏极连接；第四晶体管开关m10栅极连接经反相器处理的反相控制信号vinv。
93.进一步地，第九电感l9与第十电感l10存在耦合；第十一电感l11分别与第九电感l9、第十电感l10存在耦合；第十二电感l12分别与第九电感l9、第十电感l10存在耦合。
94.本实施例中，级间匹配电路和输出匹配电路采用可重构电容和可重构变压器切换电路的工作频段，在不增大电路面积和不增加功耗的情况下拓展低噪声放大器的工作频段。与超宽带技术相比，具有更强的带外抑制能力。
95.本实施例中的频段可重构低噪声放大器的低频段工作在24～34ghz，高频段工作在36～44ghz。
96.本实施例中的频段可重构低噪声放大器的低频段的增益与回波损耗仿真结果，如图3所示；低频段的增益为16.6～18.3db，s
11
和s
22
均小于-10db。
97.本实施例中的频段可重构低噪声放大器的高频段的增益与回波损耗仿真结果，如
图4所示；高频段的增益为19.6～21.2db，s
11
和s
22
均小于-10db。
98.本实施例中的频段可重构低噪声放大器的噪声系数仿真结果，如图5所示；低频段的噪声系数为2.87～3.3db；高频段的噪声系数为2.88～3.36db；
99.本实施例中的频段可重构低噪声放大器的低频段的输出1db压缩点仿真结果，如图6所示；低频段的输出1db压缩点为-1.8～0.6dbm。
100.本实施例中的频段可重构低噪声放大器的高频段的输出1db压缩点仿真结果，如图7所示；高频段的输出1db压缩点为-1.2～1.1dbm。
101.实施例2：
102.本实施例提供了一种接收机，包括实施例1所述的频段可重构低噪声放大器。
103.实施例3：
104.本实施例提供了一种频段切换方法，基于实施例1所述的频段可重构低噪声放大器实现，所述方法包括：
105.s1、第一晶体管开关m3、第三晶体管开关m9、第五晶体管开关m11及第六晶体管开关m12的栅极均接收控制信号vctrl；
106.s2、第二晶体管开关m4和第四晶体管开关m10的栅极均接收反相控制信号vinv；
107.s3、控制信号vctrl置于高电位，第一晶体管开关m3、第三晶体管开关m9、第五晶体管开关m11及第六晶体管开关m12均导通，第二晶体管开关m4和第四晶体管开关m10均截止，频段可重构低噪声放大器工作于低频段；
108.s4、控制信号vctrl置于低电位，第一晶体管开关m3、第三晶体管开关m9、第五晶体管开关m11及第六晶体管开关m12均截止，第二晶体管开关m4和第四晶体管开关m10均导通，频段可重构低噪声放大器工作于高频段。
109.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
110.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种频段可重构低噪声放大器，其特征在于，包括依次连接的宽带输入匹配电路、第一放大器、可重构级间匹配电路、第二放大器及可重构输出匹配电路，所述第二放大器与三阶效应互补抵消电路并联，所述宽带输入匹配电路与射频信号输入端连接，所述可重构输出匹配电路与射频信号输出端连接；所述可重构级间匹配电路与所述可重构输出匹配电路均包含可重构电容和可重构变压器，用于匹配网络的阻抗可重构，实现匹配电路分别在不同频段的阻抗匹配，达到频段可重构低噪声放大器工作频段在不同频段之间切换的目的。2.根据权利要求1所述的频段可重构低噪声放大器，其特征在于，所述可重构电容包括定值电容和晶体管开关，所述定值电容与所述晶体管开关串联；当所述晶体管开关导通，则可重构电容处于高容值状态，用于低噪声放大器的低频段；当所述晶体管开关截止，所述可重构电容处于低容值状态，用于所述频段可重构低噪声放大器的高频段。3.根据权利要求1所述的频段可重构低噪声放大器，其特征在于，所述可重构变压器包括初级线圈电感、次级线圈电感、两个接地电感和晶体管开关；所述初级线圈电感与所述次级线圈电感耦合；一个接地电感一端接地，另一端与所述晶体管开关源极连接；另一个接地电感一端接地，另一端与所述晶体管开关漏极连接；当所述晶体管开关导通，所述一个接地电感分别与所述初级线圈电感、所述次级线圈电感耦合；所述另一个接地电感分别与所述初级线圈电感及所述次级线圈电感耦合；当所述晶体管开关截止，所述两个接地电感由于开路不起作用。4.根据权利要求3所述的频段可重构低噪声放大器，其特征在于，所述宽带输入匹配电路包括第一电容、第二电容、第一电感及第二电感；所述第一电容一端连接射频信号输入端，另一端连接所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端接地；所述第一电感一端连接电源，另一端连接所述第一电容与所述第二电容连接端；所述第二电感一端连接所述第一电容与所述第二电容连接端，另一端连接所述第一放大器；其中，所述第一电感与所述第二电感存在耦合。5.根据权利要求4所述的频段可重构低噪声放大器，其特征在于，所述第一放大器包括第一共源晶体管、第一共栅晶体管、第三电感和第四电感；所述第一共源晶体管的栅极连接所述宽带输入匹配电路，漏极连接所述第一共栅晶体管的源极，源极连接所述第三电感的一端，所述第三电感的另一端接地；所述第一共栅晶体管的漏极连接所述可重构级间匹配电路，栅极连接所述第四电感的一端，所述第四电感的另一端连接电源。6.根据权利要求1所述的频段可重构低噪声放大器，其特征在于，所述可重构级间匹配电路包括第一可重构电容和第一可重构变压器；所述第一可重构电容包括第三电容和第一晶体管开关；所述第一可重构变压器包括第五电感、第六电感、第七电感、第八电感和第二晶体管开关；所述第三电容一端连接所述第一放大器，另一端连接所述第一晶体管开关的漏极，所
述第一晶体管开关的栅极连接控制信号，源极连接所述第二放大器；所述第五电感一端连接所述第一放大器，另一端接电源；所述第六电感一端连接所述第二放大器，另一端接电源；所述第七电感一端接地，另一端与所述第二晶体管开关源极连接；所述第八电感一端接地，另一端与所述第二晶体管开关漏极连接；所述第二晶体管开关栅极连接经反相器处理的反相控制信号；其中，所述第五电感与所述第六电感存在耦合；所述第七电感分别与所述第五电感、所述第六电感存在耦合；所述第八电感分别与所述第五电感、所述第六电感存在耦合。7.根据权利要求6所述的频段可重构低噪声放大器，其特征在于，所述可重构输出匹配电路包括第二可重构电容、第三可重构电容、第四可重构电容及第二可重构变压器；所述第二可重构电容包括第五电容及第三晶体管开关；所述第二可重构变压器包括第九电感、第十电感、第十一电感、第十二电感和第四晶体管开关；所述第三可重构电容包括第六电容及第五晶体管开关；所述第四可重构电容包括第七电容及第六晶体管开关；所述第五电容一端连接所述第二放大器，另一端连接所述第三晶体管开关漏极，所述第三晶体管开关栅极连接控制信号，源极接地；所述第九电感一端连接所述第二放大器，另一端连接电源；所述第十电感一端接地，另一端连接所述第六电容的一端，所述第六电容另一端连接所述第四晶体管开关的漏极，所述第四晶体管开关栅极连接控制信号，源极接地；所述第七电容一端连接所述第十电感与所述第六电容的连接端，另一端连接所述第五晶体管开关的漏极，所述第五晶体管开关栅极连接控制信号，源极连接射频信号输出端；所述第十一电感一端接地，另一端与所述第六晶体管开关源极连接；所述第十二电感一端接地，另一端与所述第六晶体管开关漏极连接；所述第六晶体管开关栅极连接经反相器处理的反相控制信号；其中，所述第九电感与所述第十电感存在耦合；所述第十一电感分别与所述第九电感、所述第十电感存在耦合；所述第十二电感分别与所述第九电感、所述第十电感存在耦合。8.根据权利要求1所述的频段可重构低噪声放大器，其特征在于，所述第二放大器包括第二共源晶体管、第二共栅晶体管；所述第二共源晶体管的栅极连接所述可重构级间匹配电路，源极接地，漏极连接所述第二共栅晶体管的源极，所述第二共栅晶体管的栅极连接电源，第二共栅晶体管的漏极连接所述可重构输出匹配电路。9.根据权利要求1所述的频段可重构低噪声放大器，其特征在于，所述三阶效应互补抵消电路包括第三共源晶体管、第三共栅晶体管、第四电容和第一电阻；所述第四电容一端连接可重构级间匹配电路，另一端连接所述第三共源晶体管的栅极；所述第一电阻一端连接电源，另一端连接所述第三共源晶体管的栅极；所述第三共源晶体管的源极接地，第三共源晶体管的漏极连接所述第三共栅晶体管的源极；
所述第三共栅晶体管的栅极连接电源，第三共栅晶体管的漏极连接所述可重构输出匹配电路。10.一种频段切换方法，基于权利要求1-9任一项所述的频段可重构低噪声放大器实现，其特征在于，所述方法包括：所述第一晶体管开关、所述第三晶体管开关、所述第五晶体管开关及所述第六晶体管开关的栅极均接收所述控制信号；所述第二晶体管开关和所述第四晶体管开关的栅极均接收所述反相控制信号；所述控制信号置于高电位，所述第一晶体管开关、所述第三晶体管开关、所述第五晶体管开关及所述第六晶体管开关均导通，所述第二晶体管开关和所述第四晶体管开关均截止，所述频段可重构低噪声放大器工作于低频段；所述控制信号置于低电位，所述第一晶体管开关、所述第三晶体管开关、所述第五晶体管开关及所述第六晶体管开关均截止，所述第二晶体管开关和所述第四晶体管开关均导通，所述频段可重构低噪声放大器工作于高频段。11.一种接收机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的频段可重构低噪声放大器。

技术总结
本发明公开了一种频段可重构低噪声放大器及接收机、频段切换方法。该频段可重构低噪声放大器包括：宽带输入匹配电路、第一放大器、可重构级间匹配电路、第二放大器、三阶效应互补抵消电路和可重构输出匹配电路；所述可重构级间匹配电路和所述可重构输出匹配电路均采用晶体管开关参与构成可重构电容和可重构变压器，以实现匹配电路中电容值、电感值及变压器的耦合系数的改变，从而达到对低噪声放大器的工作频段进行切换的目的。本发明可以实现单个电路具有可以切换的工作频段的功能，在不增加电路所占用的面积情况下，极大提高了频带利用率。用率。用率。


技术研发人员：章秀银 孙宁政 徐金旭 李慧阳 高立
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/9/20