作为射电天文望远镜接收机系统的第一级有源器件, 低噪声放大器（Low Noise Amplifier， LNA）不仅要放大天线接收到的来自遥远太空的微弱信号, 还要尽可能地抑制后级电路对接收信号产生的噪声干扰. 低噪声放大器的噪声、增益与带宽性能共同决定了接收机的噪声温度. 灵敏度是接收机系统的关键指标, 决定了接收机能接收的信号的最小强度, 接收机灵敏度与射电望远镜系统的噪声温度成反比. 只有研制出低噪声温度、高增益低噪声放大器, 才能提高射电天文望远镜接收机系统的灵敏度.

本文采用 100 nm 砷化镓赝配高电子迁移率晶体管（pHEMT）工艺，研制了一款可覆盖 C 波段（4-8 GHz）频率范围内的低噪声放大器. 该放大器采用三级共源级联放大拓扑、双电源供电结构. 常温下测试表明，该放大器在 4-8 GHz 频段内平均噪声温度为 60 K，在 5 GHz 处获得最低噪声温度 50 K，通带内增益 31±1.5 dB，输入输出回波损耗均优于 10dB，芯片面积为 2.1×1.1mm²，可以用于 C 波段射电天文接收机以及卫星通信系统等应用。

图1 C 波段宽带低噪声放大器芯片照片

图 2 C 波段宽带低噪声放大器仿真测试结果对比

该研究得到了国家自然科学基金重点项目（No.U1831201），国家重点研发计划（No. 2017YFE0128200），国家自然科学基金（No. 62171363），以及陕西省深空探测智能信息技术重点实验室基金（No. 2021SYS-04）的赞助。