L波段220W高效率固态功率放大器

为满足某系统高功率高效率固态功率放大器的需求,研制了L波段220 W高效率固态功率放大器。基于GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)芯片,通过器件的内部匹配网络和外部匹配电路的优化,在C类工作状态下,实现了高效率的L波段160 W GaN功率器件;通过对多层结构宽边耦合器的仿真和介质材料的选用,设计了低损耗、高效率、大功率的合成器;通过对隔离变换电路和整流电路的改进,电源效率达到92%以上。该放大器末级器件采用功率合成的方式,最终饱和输出功率达到238.8 W(53.78 dBm),功率增益88 dB以上,功率附加效率达到60.9%。热仿真结果显示,在70℃壳温下,GaN功率器件结温为106℃,满足产品高可靠长寿命的需求。

一种宽带微带线-悬置微带线过渡电路设计

基于悬置微带电路的应用需求,设计了一种新型的宽频带微带线-悬置微带线过渡电路,过渡结构采用"V型开槽地"结构实现微带线到悬置微带线电场方向的过渡转换,并使用渐变信号线进行阻抗匹配以拓展带宽。最终的仿真结果表明:该结构在0~40 GHz的频带范围内回波损耗优于15 dB,插入损耗小于0.165 dB,并且电路性能对电路尺寸的敏感性较低。该设计将具有超低损耗的悬置线与最常用的微带线电路相结合,并且具有宽频带、插损低、易于加工、结构紧凑等优势,改善了悬置微带电路的应用范围,可以更好地同其它电路或系统进行综合应用。

C波段固态功率放大器的研制及其可靠性验证

为了满足卫星通信大功率、高线性的特殊需求,研制了一款C波段70 W高线性大功率固态功率放大器(SSPA)。通过改进芯片材料结构、器件的匹配状态及工作状态,建立了器件的非线性模型,在满足功率和效率的基础上,实现了功率器件线性指标的提高。在SSPA中设计了场效应晶体管(FET)预失真电路,改善了SSPA的线性化指标,在输入功率回退2~10 dB区间实现了5~7 dB的三阶互调改善,满足了系统的使用要求。预失真电路在长寿命航天器中应用较少,同时C波段70 W SSPA输出功率较大,存在输出功率降低的风险,为此进行了等效在轨工作15年加速寿命试验验证。在整个寿命试验周期内,输出功率大于70 W,三阶互调优于-20 dBc,验证了SSPA长期工作的可靠性。