高功率ka波段功率放大器芯片设计

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1、论文题目高功率Ka波段功率放大器芯片设计学科专业通信与信息系统指导教师文光俊教授博导作者姓名杨维波班学号200520106048分类号密级注1UDC学位论文高功率Ka波段功率放大器芯片设计（题名和副题名）杨维波（作者姓名）指导教师姓名文光俊教授博导电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称通信与信息系统论文提交日期2008.10论文答辩日期2008.12学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2008年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究

2、成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应

3、遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要单片微波集成电路（MMIC）具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高等一系列优点，并可缩小电子设备的体积、减轻重量、价格也可降低不少，这些优点对军用电子装备和民用电子产品都十分重要。本文所讨论的高功率Ka波段微波放大器芯片采用MMIC的方式来实现，主要应用于机载相控阵雷达的T/R组件上，是构成机载相控阵雷达T/R组件的重要部件。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了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，包括对制造工艺的有源器件和无源元件的介

4、绍分析、晶体管热设计、电路拓扑的选取、匹配电路和偏置电路的形式。最后在版图调整规则下，对电路进行了仿真，确定了最终电路版图。论文实际利用0.13μmGaAspHEMT工艺实现了一个频带宽度为2GHz的单片高功率放大器的仿真设计。设计好的电路分为三级，每级单路pHEMT的尺寸都是14×50μm，芯片版图面积为3mm×6.2mm。放大器都采用Vds=6V，Vgs=-0.5V正负偏压A类工作方式，以获得最小的线性失真和最优化的输出功率。在30GHz－32GHz工作频段内，小信号增益大于13dB，输入输出驻波系数都小于3，功率附加效率PAE的值大于15%，1dB压缩点输出功率达到

5、31dBm，饱和输出功率达到33dBm。关键词：MMIC，pHEMT，HPA，功率合成，热设计IABSTRACTABSTRACTTheMMIC(MicrowaveMillimeterIntegratedCircuit)hasmanyadvantages,suchasthelowcircuitloss,widefrequencyrange,lownoise,largedynamicrange,greatoutputpowerandhighPAE(PowerAddedEfficiency).Plus,themilitaryandcommercialproductsalsobe

6、nefitfromthesmallersizeandlighterweightandlesscost.TheKabandhighpoweramplifier(HPA)discussedinthisthesisisrealizedbyMMICmethod.TheHPAismainlyusedinphasedarrayradarT/RmoduleandismostimportantpartofthephasedarrayradarT/Rmodule.AccordingthedevelopmentoftheMMIC,theprojectadoptsthemethodofmult

7、i-stageandmulti-waytodesignthepoweramplifier.TheresearchoftheKa-BandMMICpoweramplifierispresentedinthepaper,includingtheintroductionofthemodelandthepassivecomponent,thermalcharacteristicoftheFET,theselectiveofthetopology,matchingnetwork,thetypeofthebiascircuit,andth