题目：带有谐波抑制结构的低噪声放大器研究与设计

本文针对现有有源集成接收天线的某些不足，重点着眼于改进分析低噪声放大器系统性能，利用射频微波电路理论和电磁场理论对低噪声放大器、微带滤波器以及缺陷接地结构等实现在介质基板上的微带电路的设计进行了深入的研究。主要研究了低噪声放大器的原理，关键性能指标以及设计理论和方法；“直接匹配”设计方法在低噪声放大器设计中的应用；谐波的产生以及抑制方法等问题。具体包括以下内容：1）基于严格的电磁场、晶体管放大器和微波网络理论，采用电磁算法结合电路网络建模的分析方法，将“场”和“路”这两个既有区别又有紧密联系的理论领域综合运用，分析了以低噪声放大器为核心的接收天线后端电路系统的各项性能指标。设计完成工作于2.4GHz频率，增益大于25dB，噪声系数低于1dB的二级级联低噪声放大器。2）分析了射频微带电路的匹配条件，证实了“直接匹配”作为一种设计方法在理论和实际中的可行性，研究了低噪声放大器的级间和输入输出阻抗特性，用设计实例验证了放大器的级间直接匹配设计方法，使二级级联低噪声放大器增益提高3dB。3）分析了有源集成接收天线系统中的微带天线谐波特性，研究了高次谐波辐射和耦合现象的产生机制，通过对现有的谐波抑制结构例如微带线滤波器和常规缺陷接地结构的分析，提出了一种新型的缺陷接地结构——蜂窝状缺陷接地结构；分析了新型缺陷接地结构对低噪声放大器谐波抑制特性的影响；采用新型蜂窝状缺陷接地结构的DGS微带滤波器作为谐波抑制结构对二次谐波的抑制可以达到20dB以上。