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激光放大器增益动态特性与自适应优化控制
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作者 胡元闯 陈醒基 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期215-220,共6页
提升激光放大器的信号放大效能关键在于优化其增益动态特性。鉴于激光放大器机制的复杂性及传统优化方法的低效,结合自适应控制与哈里斯鹰优化算法,提出激光放大器增益动态特性与自适应优化控制方法。剖析其工作原理,构建了精确的稳态... 提升激光放大器的信号放大效能关键在于优化其增益动态特性。鉴于激光放大器机制的复杂性及传统优化方法的低效,结合自适应控制与哈里斯鹰优化算法,提出激光放大器增益动态特性与自适应优化控制方法。剖析其工作原理,构建了精确的稳态与功率耦合方程,以量化增益与平坦度,得到增益动态特性。以最大化输出增益并最小化增益平坦度为目标,采用哈里斯鹰算法,凭借其高效的搜索机制,迅速找到最优参数配置,实现了对增益动态特性的精准调控。实验结果表明,所提方法对输出增益检测精度高,误差小于0.05%。优化后输出增益达23 dB,增益平坦度低于2 dB,信号光功率提升2.7倍,具有良好的增益动态特性优化与信号放大效果。 展开更多
关键词 激光放大器 输出增益 增益平坦度 增益动态特性 哈里斯鹰优化算法
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基于电鳗觅食算法的三阶拉曼放大器设计
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作者 巩稼民 路广文 +3 位作者 雷鸣 王宁 李宽 巩译 《激光与红外》 北大核心 2025年第9期1386-1394,共9页
为了满足全光通信网络对长距离大带宽和大容量传输的需求,本文以掺铒碲基光纤作为增益介质,提出了一种基于电鳗觅食优化算法的三阶多泵浦拉曼光纤放大器设计。对简化后的三阶拉曼耦合方程进行数值求解,采用电鳗觅食优化算法优化泵浦参数... 为了满足全光通信网络对长距离大带宽和大容量传输的需求,本文以掺铒碲基光纤作为增益介质,提出了一种基于电鳗觅食优化算法的三阶多泵浦拉曼光纤放大器设计。对简化后的三阶拉曼耦合方程进行数值求解,采用电鳗觅食优化算法优化泵浦参数,并对1530~1630nm带宽内一阶、二阶和三阶拉曼放大器信号光的输出增益、增益平坦度及噪声性能进行了数值模拟和对比分析。最终所设计的三阶拉曼放大器在在六路泵浦总功率仅为08850W的情况下实现了294468dB的高平均输出增益以及07467dB的低增益平坦度。 展开更多
关键词 三阶拉曼放大器 多泵浦 电鳗觅食优化算法 低增益平坦
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基于长周期光纤光栅的增益平坦滤波器的研制 被引量:3
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作者 刘俭辉 葛春风 +1 位作者 谈斌 李世忱 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期353-355,共3页
文中主要介绍了用长周期光纤光栅(LPFG)制作增益平坦滤波器(GFF)时要注意的一些技术性问题,其中包括光敏光纤的选择、光纤模式的选择、写光栅的曝光强度、波长漂移量的预留。
关键词 长周期光纤光栅 增益平坦滤波器 LPFG 光敏光纤 曝光强度 波长漂移
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增益平坦的多波长泵浦宽带拉曼光纤放大器 被引量:14
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作者 颜玢玢 王葵如 +6 位作者 余重秀 徐大雄 桑新柱 刘怡臻 忻向军 全升学 贾亚英 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期155-158,共4页
在分析拉曼光纤放大器(RFA)原理的基础上,采用遗传算法对5波长后向泵浦拉曼光纤放大器的波长和功率进行了优化设计。实验采用位于5个波长处的7个泵浦激光器和100.8 km的色散位移光纤,实现了带宽为90 nm、开关增益为15.55 dB、增益平坦度... 在分析拉曼光纤放大器(RFA)原理的基础上,采用遗传算法对5波长后向泵浦拉曼光纤放大器的波长和功率进行了优化设计。实验采用位于5个波长处的7个泵浦激光器和100.8 km的色散位移光纤,实现了带宽为90 nm、开关增益为15.55 dB、增益平坦度为0.87 dB的拉曼放大,其平均有效噪声系数为-3.5 dB,与理论分析结果一致。 展开更多
关键词 拉曼光纤放大器 色散位移光纤 开关增益 增益平坦 有效噪声系数
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喇曼光纤放大器的增益谱平坦技术 被引量:8
5
作者 巩稼民 左旭 +2 位作者 袁心易 徐军华 方健 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1408-1413,共6页
放大器的增益谱平坦性是波分复用系统设计中一项十分重要的参量.本文推导了N段光纤级联实现增益谱平坦的分析理论,得到每段光纤的有效作用距离和喇曼功率增益系数的约束条件.当喇曼增益谱拟合为线性时,简化了其实现增益谱平坦的条件,并... 放大器的增益谱平坦性是波分复用系统设计中一项十分重要的参量.本文推导了N段光纤级联实现增益谱平坦的分析理论,得到每段光纤的有效作用距离和喇曼功率增益系数的约束条件.当喇曼增益谱拟合为线性时,简化了其实现增益谱平坦的条件,并给出了两段光纤级联信号光获得增益的最优值.以纯石英光纤和掺磷石英光纤级联的模型为例,利用Matlab进行了数值分析验证,结果表明:随着第一段光纤长度的增加,信号光获得的增益先增加再减小;当第一段光纤取7.15km时,信号光获得了5.78dB的平均最大增益和0.45dB的增益平坦度,并得到泵浦光功率与信号光增益呈正相关性.最后,以三段不同材料光纤级联为例,利用Matlab进行了分析验证,信号光经过放大后获得了7.74dB的平均增益和0.57dB的增益平坦度,证明了理论分析的可行性.该方案为增益平坦化的喇曼光纤放大器设计提供了一种新的思路. 展开更多
关键词 喇曼光纤放大器 波分复用系统 级联光纤 增益谱平坦
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77 GHz汽车角雷达宽波束平坦增益阵列天线设计 被引量:7
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作者 姜兴 祝雪龙 +3 位作者 廖欣 孙靖虎 杨明 吴斌 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期43-48,共6页
设计了一款基于波束赋形技术的宽波束、平坦增益平面阵列天线,用于汽车角雷达系统.该阵列天线由三个1×10串馈线阵组成,串馈线阵采用单元不等间距分布的Dolph-Chebyshev天线综合法进行设计以降低副瓣.为了满足汽车角雷达宽视场角(fi... 设计了一款基于波束赋形技术的宽波束、平坦增益平面阵列天线,用于汽车角雷达系统.该阵列天线由三个1×10串馈线阵组成,串馈线阵采用单元不等间距分布的Dolph-Chebyshev天线综合法进行设计以降低副瓣.为了满足汽车角雷达宽视场角(field of view,FOV)的需求,对平面阵列天线采用波束赋形技术以展宽方位面的波束宽度并提高增益的平坦度.仿真与实测结果吻合较好,实测结果表明1×10线阵副瓣电平为−19.7 dB;3×10平面阵列天线的方位面3 dB波束宽度为106.4°,方位面增益平坦度可达−45°~45°,其最大增益为11.3 dBi. 展开更多
关键词 汽车角雷达 阵列天线 宽波束 平坦增益
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一种增益平坦的光子晶体拉曼光纤放大器(英文) 被引量:9
7
作者 巩稼民 郭翠 +3 位作者 沈一楠 刘建花 孟令贺 杨萌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期99-104,共6页
为解决传统拉曼放大器增益系数低和增益不平坦的问题,采用级联光子晶体光纤的设计方法设计了一种增益平坦的拉曼光纤放大器.采用受激拉曼散射效应的稳态分析理论,分析了光子晶体光纤的拉曼增益谱,建立了拉曼放大器的理论模型.通过解耦... 为解决传统拉曼放大器增益系数低和增益不平坦的问题,采用级联光子晶体光纤的设计方法设计了一种增益平坦的拉曼光纤放大器.采用受激拉曼散射效应的稳态分析理论,分析了光子晶体光纤的拉曼增益谱,建立了拉曼放大器的理论模型.通过解耦合方程,推导了实现增益平坦的约束条件,发现光纤长度和泵浦功率是影响拉曼光纤放大器增益平坦度的两个参数.仿真结果表明,在1 508~1 544nm的带宽范围内,实现了一个增益高达21dB,增益平坦度仅为0.14dB的光子晶体拉曼光纤放大器,可在光纤通信系统应用中发挥重要作用. 展开更多
关键词 拉曼放大器 光子晶体光纤 高非线性 增益平坦度 级联光纤
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增益平坦的喇曼光纤放大器的研究 被引量:2
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作者 巩稼民 李凯 +1 位作者 何轩 杨立春 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第10期31-32,共2页
提出了一种新型的喇曼光纤放大器,这种喇曼光纤放大器是由两种具有不同喇曼增益系数的光纤级联构成的。本文采用光子转换理论模型,利用龙格库塔的方法对这种级联结构的正向泵浦的喇曼光纤放大器进行了仿真。这种喇曼光纤放大器能够得到... 提出了一种新型的喇曼光纤放大器,这种喇曼光纤放大器是由两种具有不同喇曼增益系数的光纤级联构成的。本文采用光子转换理论模型,利用龙格库塔的方法对这种级联结构的正向泵浦的喇曼光纤放大器进行了仿真。这种喇曼光纤放大器能够得到较好的增益平坦性。 展开更多
关键词 喇曼光纤放大器 增益平坦 龙格库塔 增益系数
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高增益低噪声全光增益箝制EDFA 被引量:3
9
作者 宋英雄 李迎春 +1 位作者 陈健 林如俭 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期120-124,共5页
给出了一种新型全光增益平坦动态增益箝制EDFA的结构.通过采用两级放大,在输出端增加光栅和增益均衡滤波器,在获得高增益低噪声、C波段内平坦增益谱和动态增益箝制效果的同时又兼顾了经济性.仿真结果表明,该结构具有良好的增益箝制性能... 给出了一种新型全光增益平坦动态增益箝制EDFA的结构.通过采用两级放大,在输出端增加光栅和增益均衡滤波器,在获得高增益低噪声、C波段内平坦增益谱和动态增益箝制效果的同时又兼顾了经济性.仿真结果表明,该结构具有良好的增益箝制性能,在增加/移去波长时,剩余波长的增益保持不变. 展开更多
关键词 增益箝制 增益平坦 掺铒光纤放大器
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基于观测器的永磁同步电动机微分代数非线性控制 被引量:58
10
作者 王江 李韬 +1 位作者 曾启明 张宙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期87-92,共6页
永磁同步电动机(PMSM)是一个典型的非线性多变量耦合系统。微分代数采用动态反馈控制实现一类非线性系统的控制,平滑性是微分代数的重要概念。该文首先给出PMSM的(d,q)数学模型并利用平滑性将其线性化,在此基础上构造了前馈反馈控制... 永磁同步电动机(PMSM)是一个典型的非线性多变量耦合系统。微分代数采用动态反馈控制实现一类非线性系统的控制,平滑性是微分代数的重要概念。该文首先给出PMSM的(d,q)数学模型并利用平滑性将其线性化,在此基础上构造了前馈反馈控制器。利用位置可测的特点,构造了非线性高增益观测器,实现了电流和速度观测,得到了控制一观测器系统,并给出了系统稳定的条件。通过对系统的位置给定仿真试验,结果表明:该系统具有快速性、稳定性、 无超调、抗负载扰动以及无稳态误差观测等优点。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 微分代数 非线性控制 观测器 反馈控制 数学模型
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分布式宽带光纤喇曼放大器的研制 被引量:4
11
作者 周维军 王荣波 李泽仁 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期449-451,458,共4页
为了研究分布式光纤喇曼放大器研制过程关键技术,采用数值分析与实验相结合的方法,从理论上分析了受激喇曼散射耦合方程组,并对抽运光、信号光之间相互作用过程进行数值模拟,选择了满足增益要求的抽运源数目、波长和功率参量。实验上通... 为了研究分布式光纤喇曼放大器研制过程关键技术,采用数值分析与实验相结合的方法,从理论上分析了受激喇曼散射耦合方程组,并对抽运光、信号光之间相互作用过程进行数值模拟,选择了满足增益要求的抽运源数目、波长和功率参量。实验上通过调节抽运功率配置,得到了C+L波段信号净开关增益大于10dB,平坦度小于1.6dB,偏振相关增益小于0.4dB,偏振模色散小于0.16ps。实验结果表明,本系统选择的抽运源参量完全满足喇曼增益设计要求,系统技术指标达到通信使用标准。 展开更多
关键词 光纤放大器 抽运激光器 开关增益 增益平坦度
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微波和射频电路的增益均衡技术 被引量:2
12
作者 聂广琳 周洋舟 +2 位作者 戴梅生 陶毅 张华秀 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第5期624-626,共3页
从微波网络理论入手,依次分析了微波窄带增益均衡器和微波宽带增益均衡器的拓扑结构和基本理论。通过两个微波电路的实例,分别采用增益均衡技术后,增益平坦度获得了较大改善。
关键词 单片微波集成电路 增益均衡器 增益平坦度 宽带放大器
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分布式光纤喇曼放大器实验研究 被引量:5
13
作者 周维军 王荣波 李泽仁 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期373-376,共4页
为了对后向抽运分布式宽带光纤喇曼放大器的特性进行实验研究,采用多波长1426nm,1440nm,1460nm,1475nm和1495nm的半导体激光器作为抽运源,实现了C+L波段近80nm带宽的信号光放大,获得了比较好的平坦增益、偏振相关增益,系统平均开关增益... 为了对后向抽运分布式宽带光纤喇曼放大器的特性进行实验研究,采用多波长1426nm,1440nm,1460nm,1475nm和1495nm的半导体激光器作为抽运源,实现了C+L波段近80nm带宽的信号光放大,获得了比较好的平坦增益、偏振相关增益,系统平均开关增益为10.7dB,增益平坦度为1.5dB,最大噪声指数为-1.96dB,偏振相关增益小于0.4dB。结果表明,光纤喇曼放大器的抽运源波长、功率选择比较合理,系统所有技术指标均满足光纤通信使用要求。这一结果将对通信产业化发展有着重要的指导作用。 展开更多
关键词 光通信 光纤喇曼放大器 后向抽运 开关增益 增益平坦度 噪声指数
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基于阈值的平板探测器增益校正方法 被引量:2
14
作者 孝大宇 蔡鹏飞 +1 位作者 李宏 康雁 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期208-211,共4页
为了更好地提高平板探测器在齿科CT中采集图像的质量,去除由于探测器制造缺陷等因素而导致的CT重建切片中的条状和环状伪影,提出了一种基于阈值的平板探测器增益校正方法.利用采集的相同放射条件下的空气数据,通过归一化方法计算得到增... 为了更好地提高平板探测器在齿科CT中采集图像的质量,去除由于探测器制造缺陷等因素而导致的CT重建切片中的条状和环状伪影,提出了一种基于阈值的平板探测器增益校正方法.利用采集的相同放射条件下的空气数据,通过归一化方法计算得到增益系数矩阵.考虑到物体对射线的衰减性,先通过阈值区分出图像的不同部分,然后根据增益系数矩阵和阈值判断结果,对图像的每个像素逐一进行校正.实验结果表明:在校正后的图像中,由于探测器制造缺陷等因素所引起的重建切片中的大量条纹以及环状伪影被有效地清除,且未出现新引入的条纹,重建切片的图像质量得到明显改善. 展开更多
关键词 齿科CT 平板探测器 增益校正 环状伪影
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基于增益谱多项式拟合的双泵浦碲基光纤级联拉曼光纤放大器(英文) 被引量:3
15
作者 巩稼民 郭涛 +1 位作者 杨钰荃 柳华勃 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期154-159,共6页
光纤拉曼放大器的带宽、增益及增益平坦度直接影响了光纤通信系统的传输质量.针对这些参数的优化,根据碲基光纤的拉曼增益谱特性提出了一种双泵浦级联碲基光纤的拉曼放大器结构.并推导了实现增益谱平坦时光纤长度和泵浦参数满足的约束条... 光纤拉曼放大器的带宽、增益及增益平坦度直接影响了光纤通信系统的传输质量.针对这些参数的优化,根据碲基光纤的拉曼增益谱特性提出了一种双泵浦级联碲基光纤的拉曼放大器结构.并推导了实现增益谱平坦时光纤长度和泵浦参数满足的约束条件.经过对拉曼增益谱的5次多项式拟合,更准确地反映了拉曼增益谱的信息,同时也简化了其实现增益谱平坦的条件.通过Matlab仿真分析得到,当两段光纤分别取0.339km,0.16 km时,其最大增益为17.81 dB,增益平坦度为0.66 dB,放大带宽为48 nm.该方案为宽带宽、高增益、增益平坦度小的拉曼光纤放大器设计提供了一种新的思路. 展开更多
关键词 拉曼光纤放大器 碲基光纤 光纤级联 增益平坦 增益谱多项式拟合
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多波长抽运C+L波段喇曼放大器的数值模拟与分析 被引量:2
16
作者 周维军 李泽仁 王荣波 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期778-780,853,共4页
为了合理地设计出宽带分布式光纤喇曼放大器系统,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对前向抽运方式的喇曼耦合方程进行数值仿真,获得了合适的抽运源波长,从而实现了分布式喇曼光纤放大器的带宽为80nm(1530nm~1610nm)。在抽运功率均... 为了合理地设计出宽带分布式光纤喇曼放大器系统,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对前向抽运方式的喇曼耦合方程进行数值仿真,获得了合适的抽运源波长,从而实现了分布式喇曼光纤放大器的带宽为80nm(1530nm~1610nm)。在抽运功率均匀分配的情况下,对80个信道的信号进行分布式放大,分析了不同信号、抽运功率沿光纤的分布,以及输出端不同信道信号功率、增益分布特性。为了改善信号、增益平坦度,通过调整抽运功率获得了较好的增益平坦,信号经50km的G652单模光纤传输后,平均增益约为10dB,增益平坦度为1dB。该结果对于分布式宽带光纤喇曼放大器的研制有着重要的指导作用。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤放大器 喇曼增益 平坦度
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一种宽带直调RoF链路的模块化设计 被引量:2
17
作者 陈国帅 杨艳锋 +2 位作者 谢嘉威 蒋高健 郑锐 《光通信技术》 北大核心 2017年第6期31-33,共3页
提出了一种宽带直调RoF链路的模块化设计方案,对模块化设计中各个部件的参数和技术指标进行分析和点评,然后提出了一种改善RoF链路增益平坦度的方法,并做了相关设计和仿真,最后对搭建链路进行了性能指标测试。
关键词 直接调制 模块化 Ro F 增益平坦度
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WDM传输系统使用的光纤放大器 被引量:2
18
作者 黎全桃 易燕春 《电信科学》 EI 北大核心 1998年第9期26-28,共3页
WDM技术的开发已经成为通信领域的热点,而光纤放大器是WDM系统中的关键器件.本文介绍了WDM传输系统对其线路中使用的光纤放大器的各项技术指标要求,同时还介绍几种最近几年来研制的适合于WDM传输系统的光纤放大器.
关键词 WDM 光纤放大器 增益平坦 光纤通信
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光网络中掺铒光纤放大器增益平坦性研究 被引量:4
19
作者 曹毅 魏淮 +1 位作者 雷飞鹏 吕济根 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2011年第1期24-27,共4页
论述了EDFA增益平坦化的主要方法,全面介绍了国内外光纤放大器增益平坦化的研究进展和成果,并对其优劣势进行了分析比较,提出了EDFA增益平坦技术的发展趋势。另外,还介绍了一种利用全局搜索算法来优化设计自身增益平坦EDFA这一较为新颖... 论述了EDFA增益平坦化的主要方法,全面介绍了国内外光纤放大器增益平坦化的研究进展和成果,并对其优劣势进行了分析比较,提出了EDFA增益平坦技术的发展趋势。另外,还介绍了一种利用全局搜索算法来优化设计自身增益平坦EDFA这一较为新颖的方法。 展开更多
关键词 DWDM 掺铒光纤放大器 增益平坦滤波器
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UWB LNA的增益平坦化及稳定性的反馈技术 被引量:1
20
作者 张东晖 张万荣 +3 位作者 金冬月 谢红云 丁春宝 赵昕 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期218-222,共5页
从异质结晶体管(HBT)的小信号模型着手,得到了几种不同反馈形式下HBT的S参数解析表达式。通过对比不同反馈形式的仿真结果,分析了各种反馈形式对S参数的影响,并着重研究了反馈技术对电路稳定性以及对超宽带低噪声放大器(UWB LNA)增益平... 从异质结晶体管(HBT)的小信号模型着手,得到了几种不同反馈形式下HBT的S参数解析表达式。通过对比不同反馈形式的仿真结果,分析了各种反馈形式对S参数的影响,并着重研究了反馈技术对电路稳定性以及对超宽带低噪声放大器(UWB LNA)增益平坦度的影响。结果表明,采用串联电阻和电感或并联电阻和电容的电抗性负反馈,可以使S21的幅度随着频率的增大而逐渐上升,从而补偿了晶体管本身高频增益的下降,同时,也提高了整个电路的稳定性。采用这种反馈结构,设计了一款3~10 GHz超宽带低噪声放大器。仿真结果表明,该放大器在整个频带范围内无条件稳定,传输增益较高,增益平坦度较好,噪声系数较低,是一款无条件稳定并有着较好增益平坦度的超宽带低噪声放大器。 展开更多
关键词 电抗反馈 增益平坦化 稳定性 低噪声放大器 锗硅异质结晶体管
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