[實用新型]一種Ka波段GaN高性能6W功率放大器芯片

有效

• 申請號: 201920774030.6
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN210120535U
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 黃登祥;羅力偉;王祁鈺
• 申請（專利權）人: 四川益豐電子科技有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/21
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本實用新型公開了一種Ka波段GaN高性能6W功率放大器芯片，包括輸入級電路、第一放大電路、第二放大電路、輸出級電路，所述第一放大電路和第二放大電路并聯后，左端接輸入級電路的輸出端，右端接輸出級電路的輸入端，所述輸入級電路的輸入端接射頻信號輸入端，輸出級電路的輸出端為射頻信號輸出端；所述第二放大電路與第一放大電路的結構、功能均相同，所述第一放大電路、第二放大電路關于射頻信號輸入端、射頻信號輸出端上下對稱。本實用新型采用三級放大電路依次相連，構成信號通路，射頻輸入信號均分為兩路，通過上下兩部分電路放大后在射頻輸出端功率合成輸出，以實現功率的放大，可應用于高功率、高效率、小型化、低駐波等應用場景。

技術領域

本實用新型涉及無線通信技術領域，具體的涉及一種Ka波段GaN高性能6W 功率放大器芯片。

背景技術

繼硅(Si)、砷化鎵(GaAs)之后，具有優良高溫、高壓、高頻特性的氮化鎵(GaN)材料被稱為第三代半導體的代表，以其為材料基礎的器件及電路已成為目前國際上研究的熱點和重點，GaN具有材料寬間隙、電子飽和速率高、擊穿場強大、耐高溫、耐高壓等特點，在國防軍事等領域具有至關重要的意義。根據頻率劃分，毫米波是波長介于1mm-10mm的電磁波，由于毫米波的波長短、頻帶寬和它自身特殊的大氣傳播特性，使得Ka波段在雷達系統中得到了廣泛的應用，從而推動Ka波段收發組件的快速發展，而功率放大器是收發組件中最為關鍵的組成部分，其輸出功率、效率以及帶寬等性能指標直接影響了整個收發組件的性能。目前，Ka波段微波單片集成電路已成為當前各種高科技武器的重點發展方向，可廣泛用于各種先進的戰術導彈、電子戰、衛星通信系統和陸海空基的先進相控陣雷達，特別是機載和星載雷達，因此研究該頻段的功率放大器芯片變得尤為重要。

對于Ka波段的雷達發射系統，發射端需要提供足夠大的發射功率，由于發射系統中采用多個功率放大器芯片進行功率合成以此來提供足夠的發射功率，因此單個功率放大器芯片具有較高的功率、效率和優秀的性能可以有效降低芯片個數，降低成本，減少功耗，保證工作的穩定性。所以如何設計Ka波段GaN 材料的高性能的功率放大器芯片是研究的熱點。針對該問題，YounSub Noh等學者設計了一款Ka波段GaN單片放大器，采用的是柵長為0.15um的GaN材料高電子遷移率晶體管，測試結果顯示在26GHz—29.5GHz頻帶內，功率附加效率 PAE>30％，最大PAE為34.5％，輸出功率為37.8dBm—39dBm，芯片大小為3.4mm ×3.3mm(YounSub Noh，Yoon-Ho Choi，Inbok Yom，Ka-band GaN Power Amplifier MMICChipset for Satellite and 5G Cellular Communications[C]. Asia-PacificConference on Antennas and Propagation，Korea，2015)，該功放芯片性能優異，具有較高的效率和功率，但是帶寬相對較窄，并且芯片末級采用八路合成，整個芯片的尺寸較大。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提供一種Ka波段GaN高性能6W功率放大器芯片，目的在于克服上述現有技術存在的不足，本實用新型提供一種以滿足Ka波段高功率、高效率、寬帶高增益、低駐波、小型化應用場景下保持高性能的功率放大器芯片。

本實用新型采用下述的技術方案：

一種Ka波段GaN高性能6W功率放大器芯片，包括輸入級電路、第一放大電路、第二放大電路、輸出級電路，所述第一放大電路和第二放大電路并聯后，左端接輸入級電路的輸出端，右端接輸出級電路的輸入端，所述輸入級電路的輸入端接射頻信號輸入端，輸出級電路的輸出端為射頻信號輸出端；