2-6GHz混合集成功率放大器
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通常的放大器需要多 级级联以获得较高的增益，级间采用５ Ｑ ０ 传澎戈 容招合级联，多次合成输出 和电 较
１２ ９
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小于２ ．
关 健 词 功率合成；
０ 引言 微 大器 波功率放 在雷达、 通讯及电 对抗 子 等方面有着广泛的 应用。随着电 抗技术的 子对 发展， 迫切需要 多倍频程带宽、 高增益、小体积的 微波功率放大器。 我们研制了 ２ ６ － 微波功率放大 该功率放 － ＱＩ ｚ的 器。 大 器是多 和相控阵雷 波束 达电 抗 子对 系统所必需 的重要部件。 用行波电 及平 采 路 衡放大电 计， 路设 混合集 成工 艺技术， 具有良 钓 平坦变 的 合成效 低的 ｆ 增益 ，高 功率 率， 反射系 数和良 稳定 好的 性。 １ ２作原理
１３ ９
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图９ 刁 号 唁 增益曲 线
图ｔ 输Ｘ渝 驻披曲 ｏ ， 出 线
图 １ 饱和功率曲线 １
参考文献
１ ＷＳ ｃｖｌ＂ ｅ ｉ ｉ ｖｌｅ ｃｉｓ Ｂｉｉ Ｐｔｎ ４０ ， ５１ ７ ． ｒｉａ， ｒ ｃ ｃ ｖ ｃｒｕｔ， ｔｓ ａｅｔ ５２Ｊｎ ， ． Ｐ ｅ Ｉ ｍ ｎ ａ ｈ ｉ ＂ｒ ｈ ６ ６ ａ ２ ９ ３
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图３ 单级放力澳 块增益 胜波曲 第 线
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图４ 喇Ｊ 曲 Ｃ 线增益 波麒戈 和驻
图５ ２ 个翻Ｉ合成功 冷性曲 ‘ 众 Ｃ 牢 争 线 含２ 旧衰减）
２ 功 配 合 设 ．２ 率分 与 成的 计
考虑 倾远 至 率带宽 及单个Ｎ 兀 Ｄ 吃功率 较小， 此必 进行功率分 因 须 配和合 采用兰格锅合器， 作原 成， 其」 理
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为了力 大 在 频带 内 现彩 子 增益 驻波 性， ］ 放大 洲门 用了 任玫 路， 器 宽的 范围 实 吵 的 和 特 在／ 号 级 采 行 幻 大电 城效 、 信 利用 合集 １ 和砸 ＦＴ 芯 设 哮 路采 三 相同 芯 的子 路。单 放大 的设 混 成 艺 Ｓ 管 进行 计。 蛆电 用了 个 管 组成 ｊ Ｅ 被电 级 器 计， 具 必须 有好的 性 波 性， 便于 现多 级 偏置电 设 须 稳定 和驻 特 以 实 级 联， 路的 计必 确保放大 器在ｒ 频 ＿ 带内 作 稳 可 又 大包 所用 源 件 用单 少 定 靠。 做 １ 路 无 元 值 级放 摧欺的‘ 及 数利 Ｐ Ｅ 月软 娜各 参 用Ｈ 以 件州 了 优 图２ 了 化， 给 出 单 放大 了 级 豁凳丸 优 计 的 化设 结果。 ３ 了 ． 大 块的 和驻 特 实 诊 占 从 中 图 给出 单 级放 模 增益 波 性的 验测 胜 果， 图
在 著 ’ 中 所１述 在实 方式 用薄 路， 载采 薄 阻。 个桥的 剖 寺 线 许多 作［ 有 仑 。 现的 上采 膜电 其负 用 膜电 单 ］ 祸 性曲 如图６无 ， 个交 Ｊ示 将两 指电桥级联 起测出 损耗特性 到一 的 如图７ 所示。 从图中 看出 桥级联的 可以 两个 损耗在 ２ 〕 频率范围内 一区Ｆ 匕 小于Ｉ ， 值为０《 而 特性小于１。 Ｂ ｄ 典型 ７ 犯， 驻波 ２ ２ ３功率 大器的 ． 放 设计
可 看增 以 出 敬于； ， 入输 摊 小 ：右 大 块 构 计 面 合 地 局 姗 了 Ｂ ｄ Ｚ 输 和 出 于。效 模 结 设 力 ，理 布 诚， 黔
的 型 模块化 具有良 可 联 实际电 用 瓷 片 小 化、 ， 好的 级 性。 潞采 陶 基 微带电 运 薄 路， 用 膜加工 激光 形 、 切异 用 微电 焊接 等先 〔 手 电 片 在 于蛾 ， 路 块大 、 ６ ｘｌ Ｓ Ｉ ，。 斗 子 组装 进 艺 段， 路 焊接 可 娜 体上 电 模 刁 卜 ２ Ｘ ． 功幸 灭 为 ３ ５ ． ２
八个１１， １ Ｃ 功率分配级和功率合成级采用了三次功率分配和合成进行设计。 ６ ［
正电压供电单
功率放大级
射勇．入 小信号放大级 １－ ｛租动放大级 －－ 功牟分配级
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功皋放大级 电压供 电单
图ｔ 功率放人器原理图
设计
．， 单级放大器模块的设计
可靠性。
图ｓ 给出了 器的 放大 托扑
３ 试验结果 ２ ６ ｚ 放 器 全 用模 化设计， 根据不同的增益和 － Ｇ 功率 大 完 采 块化 计， －Ｈ 设 可以 功率要求 组合。对 ２ － Ｈ 功率 进行 ＾６ ｚ Ｇ 放大器 进行了 试， 测 其增益 大于４ｄ， ０Ｂ 如图９ 所示， 输出 输入 驻波小于２ 如图１所示， 闭 ＇出功率大于 ， ０ ｎ ｉ ３ Ｂ， ６ｍ 如图１所 ｄ １ 示。电 压＋ Ｖ 电流３ ０Ａ ２，电 ０ｍ ， 源电 １ ， ２ ２ ｍ，－１ ０ Ｖ 流３０Ａ 最大承受输入功率十０Ｂ ｏ ２ｄ ｏ ｒ ４ 结论 剩 月 彼ｔ 进 前 计， 用兰 祸 器 Ａ 络 行 级设 利 格 合 对 ＭＩ 进行多 功率 ４ 囚 ｉ Ｌ 级 合成， 用 子Ｉ 技 研 应 微电 艺 术 制出 的２ －Ｈ 功率放 ＾ Ｇｚ ６ 大器， 实现了 增益大于４Ｃ， 饱和 功率 ０ 输出 功率大于 ：ｄ ， 输出 ３ Ｂ 输入 驻波小于 ２ 有 ６ｍ ，具 可 性高 体积 加 简单、 本 模 便于 白待 ， 于各 军 及民 子 统。 靠 、 小、 工 成 低、 块化 集成 铡 点 适用 种 用 用电 系
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圈 ２ 单级放大翔以兑隘 和驻波计算曲线
众从Ｐｙｅ＂ｉｔｉｕｅ ａｐｉｉｒ ｅｒ， ｘ Ｉ ，ｏ－ ＝ ７９７２Ｊｎ １５ ａｎ， ｓｒｂｔｄ ｌｆｅ ｔ ｏ ＂ｎ ． ｖｌ４． ５ －６， ｅ ３ Ｄ ｍ ｈｙ Ｐ Ｒ １ Ｅ ｕ ９
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《 徽波固态电路设计》南京十．ｄ究所 开
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图６单个 的辐合特性曲 桥 线
图了 两个桥 的损耗 性曲 特 线
大的 率． 成 上 兰格 合器以 现多 带 为了 放 获 大于姗的 和 率 于《 ３ 功 在合 方式 采用 藕 实 倍程 宽。 使 大器 得 饱 功 和大 ） ｄ 的 益， 增 采用了 个 模 级 三 放大 块 联，图８给出 放大 的 扑图 功 放 器是 匹 ， 是多 频 了 器 拓 。 率 大 很难 配的 尤其 倍 带 就更 配。 计时 考 率 宽 难匹 设 既要 虑功 增益匹 又 考虑 率 的 配， ． 放 器 ， 增 配， 要 功 输出 匹 与１ 唁号 大 相比 大大 加了 计难 功 放 设 度。 率 大器的 性和 靠 尤 要 为 在 放大 加 稳 路， 免了 稳定 可 性 其重 的， 此 功率 器中 入了 压电 避 外 部电 波动 成的 影响， 采 电 兼容 波器， 避 汐部电 号的 晌， 高了 放 器的 源 造 不良 馈电 用了 磁 涟 以 卜 信 形 提 功率 大
该功率放大器主 要由Ｉ 号放大级、 ． 唁 驱动放夕吸 功率分配级和功率 级及 舀、 放大 功率合 成级组成， 理 其原
图 如图１ 示。 中 唁 号 大级 用的 币 所 其 刁 放 采 是蒯
大电 利用ＧＡＦｆ 路， ａｓ 管芯， 用 合 成 〔 进 计。 Ｅ 采 混 集 艺 行设
有关 蒯激大 原 在 １ ５ 普 维尔 提出１， 后的 币 器的 理 ９ 年由 赛 最初 ３ － 在随 几年中 许多 者 ｌ 波战戈 的 论 １ ， 作 ｍ－ 器 理
２ Ｇｚ －６Ｈ 混合集成功率放大器
胡昌洪
（ 产业部电子第二 研，ｗ成都 ６０ ６ 信息 十九 ； ｒ １ ３） ０
【 要】 用多 推动 率合 耘ｋ 摘 采 级 及功 蒯走 计出２ ６ ｚ 集 功 放大 ． 功 放大 采用 一Ｇ Ａ合 成 率 器 该 率 器 三 Ｈ ， 级放大 路，实 电 现饱和愉出 率大于４， 功 ｗ 增益大 ０ ， 益波动小于士 ． ， 于４ Ｂ 增 ｄ ２ ｄ， 输入愉出 ＳＢ 驻波
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和 验 果 行 论 ，５ 行 放 电 具 频 响 宽 轴 愉 驻 好 特 。 虑 频 较 及 实 结 进 了 述 １。 波 大 路 有 带 应 、 入 出 波 等 点 考 到 带 宽 － １ １
设 成本 驱 级 率 级 用 １１ 片 计 ， 动 和功 放大 采 Ａ Ｃ芯 进行设 ， 驱 级 ｍ 计 功率 动 采用了 个 １１ 功 放大 采 一 Ａ Ｃ 率 级 用了 １，
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图６单个 的辐合特性曲 桥 线
图了 两个桥 的损耗 性曲 特 线
大的 率． 成 上 兰格 合器以 现多 带 为了 放 获 大于姗的 和 率 于《 ３ 功 在合 方式 采用 藕 实 倍程 宽。 使 大器 得 饱 功 和大 ） ｄ 的 益， 增 采用了 个 模 级 三 放大 块 联，图８给出 放大 的 扑图 功 放 器是 匹 ， 是多 频 了 器 拓 。 率 大 很难 配的 尤其 倍 带 就更 配。 计时 考 率 宽 难匹 设 既要 虑功 增益匹 又 考虑 率 的 配， ． 放 器 ， 增 配， 要 功 输出 匹 与１ 唁号 大 相比 大大 加了 计难 功 放 设 度。 率 大器的 性和 靠 尤 要 为 在 放大 加 稳 路， 免了 稳定 可 性 其重 的， 此 功率 器中 入了 压电 避 外 部电 波动 成的 影响， 采 电 兼容 波器， 避 汐部电 号的 晌， 高了 放 器的 源 造 不良 馈电 用了 磁 涟 以 卜 信 形 提 功率 大
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和 验 果 行 论 ，５ 行 放 电 具 频 响 宽 轴 愉 驻 好 特 。 虑 频 较 及 实 结 进 了 述 １。 波 大 路 有 带 应 、 入 出 波 等 点 考 到 带 宽 － １ １
设 成本 驱 级 率 级 用 １１ 片 计 ， 动 和功 放大 采 Ａ Ｃ芯 进行设 ， 驱 级 ｍ 计 功率 动 采用了 个 １１ 功 放大 采 一 Ａ Ｃ 率 级 用了 １，