Ku波段功率放大器的研制

在提取的ｌｉｐＲＯＯＴ模型的基础上对放大器电路１、２进行模拟、优化，在这过程中，根据ＨＰＲＯＯＴ模型的特点，对器件工作状态进行模拟，并由此调整匹配元件值。小信号和输出功率模拟结果如图４、５所示。

５制作工艺和器件选择

单片功率放大器采用０．５ｕｍＰＨＥＭＴ工艺，翻作的０．５ｍｍ栅宽器件ｆｍａｘ～６０ＧＨｚ左右·在Ｋｕ波段高端，器件频率特性比较临界，只能基本满足放大器对器件频率特性的需求。同时由于采用矩形栅工艺（未采用Ｔ形栅工艺），因此器件单指橱宽不宜过大．设计中放大器１前级器件单指栅宽３５ｕｍ．后级器件单指栅宽５０ｕｍ；放大器２器件单指栅宽５０ｕｍ。电容采用Ｓｉ，Ｎ‘和ＴａＯＩｖｌｌｌｖｌ电容，方块容值分别为２６０ｐｆ／ｍｍ２和６００ｐｆ／ｍｍ２。电阻采用ＴａＮ金属薄膜电阻，方块阻值２５ｏ。整个单片工艺在南京电子器件研究所中７６ｒａｍ工艺线上完成。

研制的放大器芯片如图６所示。

图６ａ放大器１芯片（芯片尺

寸：１，４￥ｍｍＸ２．３ｒａｍ）

研制结果

由于放大器工作

频率较高，常规的装

配测试将对放大器的

性能产生影响，不能

准确的反映放大器的

特性，较好的解决办

法是采用微波探针在

片测试。图７所示的

是微波探针测量的单

片放大器ｌ的小信号

特性。将放大器单片

装盒后测量的功率特

性结果如图８所示。

从圈７和圈８的测量

结果和模拟结果比较

图６ｂ放大器２芯片（芯片

尺寸：３．１５ｍｍＸ３．１４ｒａｍ）

图７单片放大器１小信号测试结果

图８ａ放大器１输出功率特性ｆＰｉｎ＝ｍｄＲｍｌ

·３８２·图８ｂ放大器２输出功率特性

（Ｐｉｎ－－－２４ｄＢｍ）

分析可以看出。实验结果与模拟结果比较吻合．这表明设计所采用的非线性模型ｌｉｐＲｏｏｔ＂模型在一定范围内准确、可用。

图９放大器电路框图图１０Ｋｕ波段功率放大器输出功率特性（Ｐｉｎ＝６ｄＢｍ）

根据需求，按照图９所示的电路框图进行放大器的组装，由于采用Ｌａｎｇｅ耦合器进行功率合成，放大器具有非常好的输出驻波性能，在所需要的频段内，输岱驻波比基本在１．５以内．最终放大嚣的输出功率特性如图ｌ驯养示，输出功率大于３２ｄＢｍ．由于采用ＧａＡｓＩｖＩＭＩＣ芯片，整个放大器尺寸为２０Ⅱ蛐×１８ｍｍ×７ｍｍ。效率≥１２％。

感谢：本课题在研制过程中得到南京电子器件研究所一中心３英寸ＧａＡｓ工艺线和设计部广大人员的大力协作，在此深衰感谢．

·３８３·

Ku波段功率放大器的研制

作者：钱峰， 蒋幼泉， 叶育红， 徐波

作者单位：南京电子器件研究所

1.黄艳.于洪喜Ku波段中功率放大器[会议论文]-1999

2.刘如青.高学邦.崔玉兴.张斌.Liu Ruqing.Gao Xuebang.Cui Yuxing.Zhang Bin基于GaAs PHEMT的Ku波段宽带单片中功率放大器[期刊论文]-微纳电子技术2011,48(4)

3.陈新宇.蒋幼泉.黄念宁.陈效建16.5～20 GHz PHEMT单片功率放大器[期刊论文]-固体电子学研究与进展2001,21(4)

4.王会智.吴思汉.何庆国.Wang Huizhi.Wu Sihan.He Qingguo Ku波段GaAs单片功率放大器[期刊论文]-微纳电子技术2010,47(7)

5.范宁松Ku波段固态功率放大器的研究[学位论文]2008

6.魏国强.宋开军.张波Ku波段三级功率放大器设计[会议论文]-2010

7.蔡昱.徐建华.成海峰.CAI Yu.XU Jianhua.CHENG Haifeng Ku波段固态功率放大器[期刊论文]-固体电子学研究与进展2009,29(4)

8.吴礼群.蔡昱.成海峰.徐建华.任重.WU Li-qun.CAI Yu.CHENG Hai-feng.XU Jian-hua.REN Zhong Ku波段600W固态合成功放设计[期刊论文]-电子与封装2011,11(4)

9.廖佳.于小军Ku波段多级功率放大器的研制[期刊论文]-电子工程师2003,29(4)

10.罗懿.王粲.廖秋平Ku波段30W固态功率放大器[会议论文]-2006

引用本文格式：钱峰.蒋幼泉.叶育红.徐波Ku波段功率放大器的研制[会议论文] 2002