【经验】通过外置匹配将低噪声放大器CHA2069-QDG工作频段由K波段和Ka波段扩展至Ku波段
UMS公司推出的CHA2069-QDG是一款工作在K波段和Ka波段的自偏置三级低噪声放大器，典型的应用场合包括移动通信及军事等。当作为宽带低噪声放大器运用时，在18-30GHz频段内，它的具有良好的小信号特性（噪声系数不超过3dB，增益不低于20dB），也具有较好的线性度（在大电流配置下，三阶交调点大于20dBm），同时还具有低功耗（直流功耗不超过65mA），和较小的尺寸（4x4）。
此外，当简单增加一些外置匹配网络以后，则可将此款低噪声放大器的运用范围从K波段和ka波段拓展到Ku波段。本文将介绍一种运用在17-20GHz范围内的推荐外置匹配设计方法。
通过观察UMS公司提供的测试板95958上的测试结果，可以看到原本设计工作在K波段和ka波段（18-30GHz）的低噪声放大器CHA2069-QDG，经过外置匹配网络后在Ku波段（17-20GHz）频段范围内同样有着优异的射频性能。小信号方面，整体增益大于20dB（高电流配置下），并且在此配置下20-30GHz范围内增益下降不超过5dB。线性度方面，输出1dB压缩点分别大于14dbm（高电流配置）和10dbm（低电流配置），输出三阶交调点分别大于23dBm（高电流配置）和21dBm（低电流配置）。优良的小信号性能和线性度表明可以工作在此频段内。
在本文中，我们的测试和验证都选用的罗杰斯RO4003来进行验证。此款高频PCB的一些特征参数如下：介电常数er=3.38，厚度H=200um(8mil)，铜箔选择1/2oz甚至更小。并计算出以上选型时的50Ohm特征阻抗线的宽度应设计为460um（约18mils）。
当将CHA2069-QDG这款低噪声放大器运用在较窄的频段，例如17-20GHz时，我们将运用一些微带线来进行外置匹配设计。而这些微带线的形状可以通过下表中的Sij参数，利用软件自动生成。以下数据和结果均由UMS公司提供。
低电流配置时的Sij（无外置匹配网络）
（环境温度=+25℃，Vd=+4,5V，pads：B,D,E接地。）
（请参考下文中的“Sij参考面定义”）
高电流配置时的Sij（无外置匹配网络）
（环境温度=+25℃，Vd=+4,5V，pads：B,D,E接地。）
（请参考下文中的“Sij参考面定义”）
Sij参考面定义
参考面是根据UMS公司推荐的样板95541中的引脚图来定义的（详见datasheet）。
参考线设为封装的对称轴，输入和输出参考面则分别位于距参考线（即对称轴）±3.18mm的位置上（分别在输入侧和输出侧）。接下来，运行软件将文中所给的Sij文件生成微带线。
推荐测试板“95958”以验证17-20GHz的性能
l 与推荐的引脚图兼容（详见datasheet）；
l 基于典型的RO4003/8mil选项；
l 运用微带线或共面波导来完成这个封装；
l 模块中推荐这种设计
测试板“95958”的维度表
典型的PCB测试结果
（环境温度=+25℃，Vd=+4,5V）
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产品型号
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品类
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产品系列
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介电常数（Dk）
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正切角损耗（Df）
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介质厚度(mm)(mil)
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导热系数W/(m·K)
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铜箔类型
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铜箔1厚度
|
铜箔2厚度
|
尺寸(inch)
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5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI
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层压板
|
RT/duroid® 5880LZ
|
2
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0.0027
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0.254mm(10mil)
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0.33
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电解铜
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H1
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H1
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24X18
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产品型号
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品类
|
RF Bandwidth (GHz)min
|
RF Bandwidth (GHz)max
|
Gain(dB)
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IP3(dBm)
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P-1dB OUT(dBm)
|
Sat. Output Power(dBm)
|
PAE(%)
|
Bias(mA)
|
Bias(V)
|
Case
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CHA1008-99F
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低噪声放大器
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80
|
105
|
17
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DC
|
5
|
DC
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DC
|
115
|
2.5
|
Die
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选型表 - UMS 立即选型
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授权代理品牌：电源及模块
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