小型化GaN微波高功率放大器研究.pdf

1、高功率微波固態(tài)放大器在通信和雷達(dá)設(shè)備中具有十分重要的地位，在許多實(shí)際應(yīng)用設(shè)備中，由于平臺(tái)的限制，對(duì)高功率微波放大器體積具有嚴(yán)格限制。因此，研制高功率，小體積，高穩(wěn)定性，寬頻帶微波放大器，是微波放大器研究領(lǐng)域的重要方向之一。GaN器件是近年來迅速發(fā)展的一類寬帶隙微波半導(dǎo)體器件，基于GaN的微波功率器件具有功率密度高，散熱效果好，電子遷移率高等特性，使用GaN晶體管管芯設(shè)計(jì)放大器可以有效減小電路尺寸，提高電路集成度，這使得基于GaN管芯的功

2、率放大器成為高功率小型化微波功率放大器的首選。
　　本文主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1、闡述了項(xiàng)目研究的背景與意義，描述了GaN管芯的優(yōu)越特性以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對(duì)功率放大器的分類、主要性能指標(biāo)等相關(guān)微波理論基礎(chǔ)進(jìn)行總結(jié)。
　　2、為實(shí)現(xiàn)小型化高功率微波放大器的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，需依據(jù)電路材料和工藝對(duì)管芯參數(shù)進(jìn)行提取。本文對(duì)微波器件測試的誤差原因、校準(zhǔn)方法等方面進(jìn)行分析總結(jié)，設(shè)計(jì)了一款用于提取GaN管芯參數(shù)的1-8GHz

3、TRL校準(zhǔn)件；對(duì)管芯鍵合金絲的長度進(jìn)行電路等效并進(jìn)行軟件仿真分析，確定鍵合金絲的最佳長度；通過對(duì)管芯測試支架的設(shè)計(jì)，改進(jìn)了放大器的散熱；對(duì)測試基板的選擇，鍵合工藝，鍍金工藝等問題進(jìn)行了分析。
　　3、分析總結(jié)了各種功率狀態(tài)下管芯參數(shù)提取方案，搭建測試系統(tǒng)，提取管芯EPA060B的小信號(hào)S參數(shù)，并對(duì)提取過程中存在的誤差進(jìn)行分析;使用提取的S參數(shù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的驗(yàn)證電路，并對(duì)電路進(jìn)行測試調(diào)試，驗(yàn)證了用TRL校準(zhǔn)提取管芯參數(shù)并設(shè)計(jì)電路的準(zhǔn)確性

4、和通用性。
　　4、搭建大功率晶體管的參數(shù)提取系統(tǒng)，提取了CGHV1J006D管芯在低功率狀態(tài)下的小信號(hào)S參數(shù)。通過提取的S參數(shù)，設(shè)計(jì)了一款C波段功率放大器，著重對(duì)放大器設(shè)計(jì)過程中的匹配電路，偏置電路，原理圖和版圖聯(lián)合仿真，電磁兼容，屏蔽盒設(shè)計(jì)等問題進(jìn)行分析和改進(jìn)；完成了電路的測試和調(diào)試工作，指出了存在的問題以及今后改進(jìn)的方向。
　　5、文章最后，針對(duì)項(xiàng)目開發(fā)需求，設(shè)計(jì)了一款X波段低噪聲放大器和一款適用于移動(dòng)終端的全網(wǎng)通天線