Ka频段单片集成功率放大器电路设计

摘要

本论文课题来源于国防科技重点实验室基金项目。课题要求研制Ka频段单片功率放大器，指标要求为：f0±1GHz，小信号增益15dB，输出功率32dBm。 根据MMIC发展趋势以及国内实际情况，论文采用多级、多路合成的方法设计Ka频段MMIC功率放大器，并针对Ka频段单片功率放大器展开了研究，包括有源器件模型的验证、无源元件分析、电路拓扑的选取、匹配电路和偏置电路的形式，然后在版图调整规则下，对电路进行了电磁仿真，确定了最终电路版图，最后利用国内现有GaAs 0.25μm工艺对Ka频段MMIC功率放大器进行了流片。 本课题设计了两种电路结构，进行了三次流片。利用自行设计的测试夹具对功放单片进行了测试，测试结果为：在频率f0±1GHz范围内，输出功率均大于30dBm，在频率f0处获得了最高输出功率31.2dBm，输入驻波比小于2.5:1，小信号增益大于15dB。虽然测试结果显示与预期目标还有一定的差距，但该结果还是令人满意的。

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声明

第一章绪论

1.1 MMIC的特点及应用

1.2 MMIC国内外发展动态

1.3课题背景及意义

1.4本论文研究的主要内容

第二章Ka频段单片功率放大器电路设计

2.1功率放大器概述

2.1.1功率放大器主要参数

2.1.2功率放大器设计方法

2.2 Ka频段单片功率放大器电路设计

2.2.1有源器件模型

2.2.2无源元件模型

2.2.3 Ka频段单片功率放大器拓扑选择

2.3Ka频段单片功率放大器电路优化和仿真结果

2.3.1单片功率放大器优化设计

2.3.2电路仿真结果

2.4小结

第三章Ka频段单片功率放大器电磁场仿真和流片

3.1ka频段单片功率放大器电磁仿真

3.1.1 电磁仿真和版图调整

3.1.2 电磁仿真结果

3.2ka频段单片功率放大器第一次流片

3.2.1 MMIC工艺过程

3.2.2第一次流片结果

3.3第二次流片

3.3.1电路改进设计

3.3.2电路改进后流片结果

3.4第一次和第二次流片分析

3.5小结

第四章Ka频段单片功率放大器新电路设计和流片

4.1新电路设计

4.1.1 新电路拓扑

4.1.2新电路版图和仿真结果

4.2新电路流片结果

4.2.1新电路流片测试结果

4.2.2新电路流片结果分析

4.3小结

第五章结束语

致 谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果