Diseño de un amplificador de bajo ruido de doble banda con una estructura de coincidencia novedosa

Área de la Ciencia:

• Ingeniería eléctrica
• Ingeniería de microondas
• Diseño del circuito de RF

Sus antecedentes:

• Los amplificadores de bajo ruido (LNA) son componentes críticos en los sistemas de comunicación inalámbrica.
• El funcionamiento de doble banda es cada vez más importante para los dispositivos multiestándar modernos.
• Los diseños de LNA de doble banda existentes a menudo enfrentan desafíos con la complejidad y el número de componentes.

Objetivo del estudio:

• Proponer y validar un nuevo método para el diseño de un amplificador de bajo ruido de doble banda (DB-LNA).
• Introducir un transformador de doble banda de impedancia complejo mejorado (IDBT) para mejorar el rendimiento de DB-LNA.
• Demostrar una solución DB-LNA simplificada, rentable y ajustable.

Principales métodos:

• Diseño de un nuevo transformador de doble banda de impedancia complejo mejorado (IDBT) utilizando líneas acopladas en paralelo y líneas de microstrips en serie.
• Integración del IDBT con un transistor BFP840ESD para un DB-LNA de una sola etapa.
• Fabricación y ensayo del prototipo de placa de circuito impreso (PCB) diseñado.

Principales resultados:

• El DB-LNA de 2.4/5.5 GHz diseñado logró una alta ganancia S21 de 20.3/14.7 dB.
• Se observó una excelente coincidencia de entrada y salida con S11 de -29.8/20.3 dB y S22 de -15.2/-16.4 dB.
• Se midió una cifra de bajo ruido (NF) de 1,6/1,6 dB, lo que indica una alta sensibilidad.

Conclusiones:

• El IDBT propuesto transforma efectivamente las impedancias complejas en frecuencias duales sin condensadores de bloqueo de CC.
• El DB-LNA desarrollado presenta una estructura simple, bajo costo y características de rendimiento superiores.
• El diseño es fácil de ajustar, ofreciendo ventajas prácticas para aplicaciones inalámbricas.