基于谐波调谐的Ku波段高效率GaN功率放大器设计OA

为提升功率放大器的功率附加效率,本研究聚焦Ku波段应用场景,研制一款宽带高效率单片微波集成电路(MMIC)功率放大器,以满足相控阵雷达射频前端芯片集成需求。研究采用0.15μm SiC基氮化镓高电子迁移率晶体管工艺,搭建三级级联电路结构,依托二次谐波调谐原理,将输出级管芯源漏电容整合至LC调谐电路,设计出可同时匹配基频与二次谐波阻抗的输出匹配网络,通过双频调谐实现宽频带高效率输出。后续对该功放架构完成仿真与实测验证。结果显示,其在14~18 GHz频带内,饱和输出功率为36.4~36.9 dBm,功率附加效率为55%~59.7%,小信号增益为30~31.9 dB,输入及输出回波损耗均小于-10 dB,性能表现优异。综上,该放大器可适配相控阵雷达系统应用,为同类功放设计提供参考。此外,所用工艺具备耐高温抗辐射特性,匹配网络设计亦利于芯片小型化与高集成化发展。