超宽带高效率大功率放大器技术研究

作者：李东林; 杨飞^*

来源：中国空间科学技术, 2023, 1-7.

• 超宽带
• 功率放大器
• GaN HEMT
• 切比雪夫变换器
• 负载牵引

宽带功率放大器是宽带通信、电子对抗以及雷达系统中核心、通用和高附加值部件。随着通信系统需求的不断提升，对于带宽更宽、效率更高、功率更大的功率放大器的需求已经迫在眉睫。文章基于氮化镓(Gallium Nitride， GaN)高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor， HEMT)设计了一款工作频率在0.46 GHz～3.9 GHz的超宽带功率放大器。首先对输入匹配进行优化设计，实现全频带内绝对稳定以及高增益放大；其次通过对目标频带内不同频点进行多次负载牵引设计，提取出高功率、高效率输出匹配阻抗空间，并应用四段切比雪夫阻抗变换器作为输出匹配拓扑，实现宽频带内的高效率和高功率输出。测试结果表明：在0.46 GHz～3.9 GHz的工作频带内，输出功率Pout>13.8W，最高输出功率为24.1W;全频带漏极效率(Drain Efficiency，DE) DE>50.1%，最高漏极效率为67.2%。仿真与实测结果吻合，与国内外文献对比，性能优良，设计思路直观明了，为设计目前所需超宽带功率放大器提供了方向。

• 单位
  中国空间技术研究院