中文引用格式: 徐舒,豆興昆,方志明,等. X波段60 W高功率高效率功率放大器設計[J]. 電子技術(shù)應用,2025,51(8):93-97.
英文引用格式: Xu Shu,Dou Xingkun,F(xiàn)ang Zhiming,et al. Design of X-band 60 W high power and high efficiency power amplifier[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(8):93-97.
引言
隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展,高功率高效率放大器作為射頻前端系統(tǒng)的關鍵模塊,廣泛應用于衛(wèi)星通信及雷達等系統(tǒng),其輸出功率及效率特性決定了整個系統(tǒng)的性能。GaN功率放大器因有較高功率密度,更高的輸出功率、工作帶寬及可靠性而被廣泛使用[1-4]。Dani等人[5] 2014年使用引入輸出端二次諧波匹配枝節(jié)的方式設計了一款X波段GaN功放。該放大器在引入二次諧波匹配枝節(jié)后,在10.5 GHz頻段處的效率從48.5%提升至70%。然而采用輸出端二次諧波調(diào)諧的方式對輸出功率有較大損失,并且工作頻帶受限。2020年,Kamioka等人使用0.15 μm柵長的GaN工藝,設計了一款輸出功率達60 W的功率放大器,頻段覆蓋8.5~10 GHz,效率達50%[6],然而功率增益過低,僅為11 dB,芯片尺寸較大。本文基于0.25 μm GaN工藝設計了一款8~12 GHz高功率高效率放大器,該放大器采用輸入二次諧波調(diào)諧技術(shù),在保證輸出功率的前提下,實現(xiàn)X波段工作頻帶內(nèi)功率附加效率的提升,在8~12 GHz范圍內(nèi)達到60 W飽和輸出功率和38%效率。輸出級功率合成網(wǎng)絡在Bus-bar合成網(wǎng)絡的基礎上添加并聯(lián)LC到地枝節(jié)優(yōu)化各路平衡度,同時使芯片整體結(jié)構(gòu)緊湊且易于匹配,最終芯片面積僅為3.97 mm×5 mm。
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作者信息:
徐舒,豆興昆,方志明,譚小媛
(中國電子科技集團公司第五十八研究所,江蘇 無錫 214072)