S波段GaN功放组件设计

介绍了运用GaN功率封装管设计S波段双通道100 W固态功放组件的方法,对功放组件的射频链路,馈电网络,过流过热保护电路以及热设计进行了详细阐述。测试结果表明,组件在S波段输出功率100 W,效率达到40%以上,通过单片机和FPGA对功放组件进行实时过热保护以及过流保护,适应电子战系统的健康管理要求。

一种具有温度补偿的GaN功放线性化器

为改善氮化镓固态功率放大器的非线性失真,利用模拟预失真线性化技术,设计出一款新型线性化器,将其用于氮化镓固态功率放大器的线性化驱动模块,并增加温度补偿方案。通过使用多管级联方式增强二极管非线性特性,并对二极管管座电路进行优化设计,将射频接地与直流接地分离,使用电磁仿真软件对线性化器进行仿真验证。仿真结果表明,实物加工后进行测试,可实现增益幅度补偿范围0.9~7.6 dB,相位补偿范围9°~40°,对比相关文献,分别提高了1.2 dB和12°。线性化驱动模块与目标放大器级联测试,在29 GHz饱和功率回退7 dB时,三阶互调改善7.07 dB,性能优异。所设计的预失真器可改善功率放大器的非线性特性,提高卫星通信系统性能,对卫星通信系统具有重要意义。

低谐波S波段GaN功放设计

针对功放输出中的谐波问题,介绍了一种采用谐波抑制技术的S波段GaN功放。通过对谐波抑制技术原理进行分析,确定整体结构方案及大致电路原理图。设计中采用ADS软件进行仿真优化设计,通过负载牵引法求解出负载阻抗线并选取合适的特性阻抗点。采用谐波抑制技术进行输入输出阻抗匹配,对电路版图进行电磁仿真并对整版进行联合仿真及整体优化,以减小误差。经实际加工验证,功放具备优异的谐波抑制特性,具有较强的可移植性及一定的市场应用价值。

一种应用于GaN功放的高压电源调制器设计

电源调制器是雷达发射机系统中脉冲功率放大器的重要组成部分,用于实现脉冲调制功能。对GaN功率放大器的脉冲调制工作原理进行了介绍,并根据设计指标要求提出了一种应用于GaN功放的电源调制器设计。该设计线路上采用高速MOSFET驱动器后接P沟道MOSFET的线路结构,同时具有负压掉电保护功能和电流泄放功能,有效解决了电流拖尾现象。工艺封装上采用混合电路封装,并基于HTCC材料设计了一款一体化陶瓷外壳,大大缩小了器件尺寸。最后样品的上升时间测试为16.0ns,下降时间为84.0ns,导通延迟时间为80.8ns,关断延迟时间479.2ns,导通电阻27.5mΩ。

基于负载牵引测试的X波段GaN功放设计

文中介绍了X波段Ga N功率放大器的设计。通过负载牵引测试的方式找到了Ga N器件SGK7785-30A的最佳工作阻抗,并基于该阻抗值完成了电路的匹配设计。文中首先给出了X波段Ga N功放的整体设计方案,其次详细介绍了负载牵引测试系统和测量过程中的关键技术,最后介绍了单级电路的设计要点。功放在8.0 GHz连续波情况下,输出30.77 W功率,功率附加效率超过30%,7.9~8.1 GHz范围内增益平坦度小于0.5 d B。

一种塔台用高压宽脉冲GaN功放设计与实现

本文根据塔台用高压宽脉冲功放工作的特点,提出了一种高压宽脉冲功放的设计方法并设计了一款L波段高压宽脉冲GaN功率放大器。采用金属陶瓷管壳和PCB匹配电路相结合的方式,相较于传统的陶瓷匹配电路,有效的减少了趋附效应的影响。放大器在脉宽为10ms、占空比为30%脉冲调制信号输入,Vds=48V时,峰值输出功率>200W,功率增益为15dB,功率附加效率可达67%。

基于GaN管芯的宽带高效功放设计

基于GaN HEMT管芯开展宽带高效功放的设计,利用负载牵引技术获得管芯的最佳输出阻抗,结合小信号S参数开展电路设计;采用多节阻抗匹配技术设计输入、输出匹配网络,实现宽带特性;采用超高介电常数基材实现小型化。样件测试结果表明:在2~6 GHz频带内,输出功率大于30瓦,增益大于12 dB,附加效率大于45%。

GaN固态功放功率均衡技术研究

氮化镓(GaN)固态功放已在现代雷达中广泛应用。为了保证某S波段GaN固态功放的全频带、全温度范围技术指标,文中采用频带功率均衡、端口功率均衡、温度功率均衡等功率均衡技术,优化了频带、端口、工作温度范围内的功率起伏特性,使功放组件的可靠性得以提升,指标达到一流水平,对提高固态雷达发射机的技术水平具有重要意义。

一种C波段全固态大功率GaN微波源研制

采用带6位移相器功能、输出功率大于30W、增益45d B带6位移相器功能的C波段固态单元Ga N功放模块,通过高效率同轴波导径向空间功率合成方法,研制高功率高效率固态C波段Ga N微波源,该微波源具有高频、高功率、高效率、高热导率、高可靠、体积小、重量轻等优点。设计举例:研制一种新型大功率C波段全固态Ga N微波源,其输出功率(CW)1.2k W、总效率30%、谐波抑制-54.8d Bc、杂散-63.69d Bc、相位噪声-94.03d Bc/Hz@1k Hz、移相精度5.6o、同轴波导径向空间功率合成效率95%。

1.2kW C波段固态高效率GaN微波源研制

针对传统大功率Si,GaAs固态微波源效率低和高温度性能差的不足,采用导热系数优良的宽禁带GaN单元功放模块集成、低损耗同轴波导径向空间功率合成方法,研制出一种1.2kW全固态C波段高效率宽禁带GaN微波源。实验结果表明:该方法实现了大功率固态微波源高效率及连续长时间高温风冷散热运行,系统安全可靠。单路功放模块集成6位移相器,移相精度5.6°,增益35dB,输出功率大于31W。系统连续波输出功率1.2kW,总效率30%,谐波抑制-54.8dBc;杂散-63.69dBc,相位噪声-94.03dBc/Hz@1kHz。

C波段高集成高功率GaN T/R模块研究

采用ADS软件仿真设计了一种基于GaAs小信号单片微波集成电路(MMIC)、GaN大功率MMIC和多层复合介质板的C波段小型化发射/接收(T/R)模块,实现了微波信号的放大、收发控制、数字幅相控制及+28V高压电源调制的一体化,具有小体积、轻量化、低噪声、高功率、高效率等特点。TR模块尺寸为33mm×65mm×10mm,在C波段实现指标为:发射功率50 W,功率附加效率28%,接收增益37dB,噪声系数3dB。