刘传洋，蓝永海

(中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江嘉兴314033)

0 引言

随着有源相控阵系统在机载平台的应用，通信对抗系统不断向小型、轻便和节能方向发展，提高功放效率是迫切需要解决的问题。功放效率和半导体功率器件的发展密不可分，GaN高电子迁移率晶体管的诞生，因其具备高击穿场强、高饱和电子漂移速率等性能，使功放效率得到了很大的提高，已广泛应用于雷达和通信等领域［1，2］。

选用了一款高效GaN功率放大器件，为其设计匹配电路，使得该器件在L频段(0.96～1.25 GHz)内满足输出功率大于100 W，效率大于50%。

1 总体设计方案

1.1 功率管的选择

为了实现在 0.96～1.25 GHz频段内输出100 W的功率，对射频功率管有一定的要求。例如导通电阻要小、输出寄生电容要低等。常用的场效应晶体管输出功率有限，效率相对较低，不能满足高效率要求。因此，具有较高功率密度、低导通电阻、低寄生电容和高输出阻抗的宽禁带器件是实现设计的首选［3－5］。

经综合比较，选定CREE公司的GaN功率管CGH40120F，此功率管的P1db输出功率110 W，小信号典型增益20 dB，典型效率达到70%。

1.2 放大器电路设计

设计思路:首先对功率管进行直流分析确定功率管的静态工作电压和工作电流;再利用ADS软件进行仿真，得到输入、输出阻抗匹配电路并对其稳定性加以分析;最后加工印制板、调试及改版。

1.3 直流分析

对功率管进行直流分析的目的是通过功率管的电流－电压(I-V)曲线确定功率管的静态工作电压和电流。选择正确的直流工作点以及适当的直流偏置电路，对获得设计要求的交流特性也是十分重要的。……