C波段GaN空间合成固态功率放大器

GaN功率器件具有高功率密度和高效率的优点,配合高合成密度和高合成效率的功率合成器,可以有效地提高功放的效率和减小功放的体积。开发了一种高密度、高效率的C波段空间功率合成技术,并且基于南京电子器件研究所自主研制的GaN功率器件进行了16路的功率合成,获得了800 W的输出功率和28%的功率附加效率,合成效率达到88%以上。     

采用GaN技术使功率放大器性能提高10倍

日前,在北京举行的2010年亚太区电磁兼容(APEMC)国际学术大会及展览会上,Milmega公司在中国率先推出一款领先于西欧和美国市场的固态高功率放大器产品,该新产品主要针对商用EMC测试IEC 61000-4-3标准(覆盖频率范围为80MHz至1GHz).     

1～2GHz宽带GaN功率放大器的设计与实现

针对GaN HEMT的自身特性,采用电抗匹配放大器结构,基于ADS谐波平衡仿真软件,设计了一个1～2 GHz宽带功率放大器.设计采用Cree公司提供的CGH400系列GaNHEMT大信号模型,并用混合集成电路工艺实现了功率放大器.测试结果显示,功率放大器在1～2 GHz频带内,饱和输出功率大于40.2 dBm,小信号增益大于14 dB,最大PAE大于70％.     

Ku波段宽带固态功率放大器

近年来,随着科学技术的发展,功率合成技术发展迅猛,多种合成方案被提出来,有微带线合成、波导腔合成、辐射线合成等等,但都有各自的优势和不足.文章介绍了一种Ku波段宽带固态功率合成放大器的工程实现.固放采用多芯片多级合成,根据工程应用的实际要求,每级合成采用了不同的合成方式.文章所研究合成功率放大器的基本单元模块由两个功率...     

Ka频段300 W固态功率放大器设计

基于国产GaN芯片研制了一款高线性度的Ka频段300 W固态功率放大器。采用混合功率合成的方式,通过32路功率合成,在毫米波频段实现连续波300 W的输出功率。针对GaN芯片多路功率放大器芯片合成时线性度恶化的情况,通过加入线性化器改善设备线性度,在200 W功率输出时,三阶互调指标优于-25 dBc;针对设备应用环境的需要进行了充分的热设计,使设备在200 W功率输出时温升小于26℃;针对系统对于设备健康管理的需求,对设备配置了完善的参数监控,提高了设备的可靠性和实用性,具有很好的工程应用价值。     

L频段GaN宽带功率放大器设计

针对宽带功放率放大器的设计难点,提出了一种负载牵引技术与Smith圆图匹配工具相结合,谐波平衡仿真与Momentum版图仿真相结合的方法,设计了一款应用于L频段的宽带功率放大器,该功率放大器采用Ga N HEMT设计制作。经测试,功率放大器在L频段内输出功率大于150W,功率增益大于10d B,效率大于50%。     

6～18 GHz宽带GaN功率放大器MMIC

报道了一款采用三级拓扑结构的6～18 GHz宽带单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,减小输出匹配电路的损耗和提高效率.经匹配优化后放大器在6～18 GHz整个频带内脉冲输出功率大于6 W,小信号增益达到25 dB,在14 GHz频点处峰值输出功率达到10 w,对应的功率附加效率为21%...     

S波段35W GaN功率MMIC

报道了一款采用两级拓扑结构的2～4 GHz宽带高功率单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,重点在于宽带功率效率平坦化设计.经匹配优化后放大器在2～4 GHz整个频带内脉冲输出功率大于35 W,小信号增益达到22 dB,在2.4 GHz频点处峰值输出功率达到40 W,对应的功率附加效率为3...     

基于GaN工艺的3.3～3.6 GHz Doherty功率放大器MMIC设计北大核心

基于GaN工艺设计了一款饱和输出功率为44 dBm、功率回退为9 dB的非对称Doherty功率放大器。为了提高增益，在Doherty功率放大器前方增加驱动级。通过对主放大器的输出匹配电路进行阻抗匹配优化设计，去掉λ/4阻抗变换线；辅助功放输出阻抗采用RC网络等效代替，控制输出匹配电路相位为0°,确保关断时为高阻状态；合路点的最佳阻抗直接选取50Ω,从而去掉λ/4阻抗变换线。芯片仿真结果表明，在3.3～3.6 GHz时，Doherty功率放大器的饱和输出功率达到44 dBm以上，功率增益达到25 dB以上，功率附加效率(PAE)达到50%以上；功率回退为9 dB时，PAE达到34.7%以上。Doherty功率放大器的版图尺寸为3.4 mm*3.3 mm,驱动级功率放大器的版图尺寸为1.5 mm*1.7 mm。     

Ka波段22dBm氮化镓单片集成放大器

设计了CPW式Ka波段氮化镓单片集成放大器,并基于国内的GaN外延片和工艺完成了芯片的制备。据我们所知,这是国内首次报道的Ka波段氮化镓单片集成放大器。该单级集成放大器使用了一个栅长0.25μm,栅宽275μm的AlGaN/GaN HEMT。在Vds=10V连续波测试条件下,放大器的工作带宽为1.5GHz。其中在26.5GHz的线性增益为6.3dB,最大输出功率22dBm,最大附加效率9.5%。该MMIC所使用的AlGaN/GaN HEMT在Ka波段、Vds=10V条件下的输出功率密度达到1W/mm。     

一种C波段E类GaN MMIC功率放大器设计

基于0.25μm GaN HEMT设计了一种工作于C波段、结构简单、宽带高效的E类功率放大器。针对单片微波集成电路(MMIC)功率放大器设计中射频扼流圈所占面积较大且难以实现的问题,采用有限元直流馈电电感替代扼流圈电感,抑制晶体管寄生参数C_ds对最高工作频率的影响,并采用低Q值混合参数匹配网络,将功率放大器电路输入输出的最佳阻抗匹配到标准阻抗50Ω。版图后仿真结果表明,在4.1～4.9 GHz工作频段内,功率附加效率为51.309%～58.050%,平均增益大于11 dB,输出功率大于41 dBm。版图尺寸为2.7 mm×1.4 mm。     

A Ka-band 22 dBm GaN amplifier MMIC

A Ka-band GaN amplifier MMIC has been designed in CPW technology,and fabricated with a domestic GaN epitaxial wafer and process.This is,to the best of our knowledge,the first demonstration of domestic Kaband GaN amplifier MMICs.The single stage CPW MMIC utilizes an AlGaN/GaN HEMT with a gate-length of 0.25μm and a gate-width of 2×75μm.Under V_ds=10 V,continuous-wave operating conditions,the amplifier has a 1.5 GHz operating bandwidth.It exhibits a linear gain of 6.3 dB,a maximum output power of 22 dBm and a peak PAE of 9.5%at 26.5 GHz.The output power density of the AlGaN/GaN HEMT in the MMIC reaches 1 W/mm at Ka-band under the condition of V_ds=10 V.     

GaN HEMT工艺的X波段发射前端多功能MMIC

采用0.25 μm GaN HEMT 工艺,研制了一款X 波段发射前端多功能MMIC,片上集成了一个单刀双掷(SPDT)开关和一个功率放大器电路。其中SPDT 开关采用对称的两路双器件并联结构,功率放大器采用三级放大拓扑结构设计,电路采用电抗匹配方式兼顾输出功率和效率。测试结果表明,在8～12 GHz 频带内,芯片发射通道饱和输出功率为38.6～40.2 dBm,功率附加效率为29%～34.5%,其中开关插入损耗约为0.8 dB,隔离度优于-45dB。该芯片面积为4 mm×2.1 mm。     

86.5GHz下输出功率257mW的 W波段GaN MMIC放大器

我们报道了一个三级W波段GaN MMIC功率放大器。考虑到W波段MMIC的耦合效应,所有的匹配电路和偏置电路都是先进行电路仿真以后,再用3D电磁场仿真软件进行系统的仿真。此MMIC功率放大器在频率为86.5GHz下输出功率能达到257mW,相应的功率附加效率(PAE)为5.4%,相应的功率增益为6.1dB。功率密度为459 mW/mm。另外,此MMIC功率放大器在83 GHz到90 GHz带宽下有100mW以上的输出功率。以上特性都是在漏极电压为12V时测试得到。     

具有平坦增益的X波段GaN单片功率放大器

A flat gain two-stage MMIC power amplifier with a 2.8 GHz bandwidth is successfully developed for X band frequency application based on a fully integrated micro-strip Al Ga N/Ga N HEMT technology on a semiinsulating Si C substrate. Designed with a binary-cluster matching structure integrated with RC networks and LRC networks, the developed power MMIC gets a very flat small signal gain of 15 d B with a gain ripple of 0.35 d B over 9.1–11.9 GHz at the drain bias of 20 V. These RC networks are very easy to improve the stability of used Ga N HEMTs with tolerance to the MMIC technology. Inside the frequency range of 9–11.2 GHz where the measurement system calibrated, the amplifier delivers a pulsed output power of 39 d Bm and an associated power added efficiency of about 20% at 28 V without saturation, as the available RF power is limited.     

基于GaN HEMT的高线性星载Doherty功率放大器设计北大核心CSCD

在射频通信链路中,功率放大器决定了发射通道的线性、效率等关键指标。卫星通信由于是电池供电,对功率放大器的工作效率要求比较高。文章基于GaN HEMT晶体管采用对称设计完成了一款高效率的Doherty功率放大器。测试结果表明:该Doherty功放的功率增益大于29 dB;1 dB压缩点功率(P_(1 dB))大于35 dBm;在35 dBm输出时,其功率附加效率(PAE)大于47.5%,三阶交调失真(IMD3)大于35 dBc;在功率回退3 dB时,其PAE大于37%,IMD3大于32 dBc。     

X波段GaN单片电路低噪声放大器

采用0.25μm GaN HEMT制备工艺在AlGaN/GaN异质结材料上研制了高性能X波段GaN单片电路低噪声放大器.GaN低噪声单片电路采取两级微带线结构,10V偏压下芯片在X波段范围内获得了低于2.2 dB的噪声系数,增益达到18 dB以上,耐受功率达到了27 dBm.在耐受功率测试中发现GaN低噪声HEMT器件...