Ka頻段0.5W的毫米波功率放大器的設計

　　摘要：設計了一個工作在ka波段全頻段的毫米波功率放大器。采用MMIC裸片封裝，小型化設計，整個放大器尺寸小于40mm×40mm。采用兩級放大器結構，第一級采用驅動放大器芯片AMMC-5040，第二級放大器采用功率放大器芯片TPA2640。該功率放大器在26.5GHz~40GHz頻段內輸出功率大于+27dBm，即0.5W，帶內波動小于3dB。

　　引言

　　隨著現代通信技術的發展，功率放大器已成為無線通信系統中一個不可或缺的部分。寬頻帶高速跳轉技術、寬頻帶擴頻技術對固態發射機提出了更高的要求，即射頻功率放大器寬帶化。混合集成電路(MIC)是實現固態功率放大器模塊的重要方式，其具有體積小、重量輕、可靠性高、制作成本低、易于調試等諸多優點，經歷了40多年的發展，現已成為一門舉足輕重的獨立技術。

　　設計要求和方案確定

　　本文報道一個寬帶功率放大器，頻率范圍為整個Ka頻段(26.5GHz~40GHz)。該放大器采用兩級放大結構，第一級采用安華高公司的AMMC-5040 MMIC功率驅動放大芯片，第二級采用南京55所的TPA2640MMIC功率放大芯片。由于該放大器工作在毫米波頻段，整個電路采用銅制的小腔體內，通過高頻接頭引出。該放大器最終工作在Ka頻段、輸出功率為0.5W。

　　本設計采用兩節放大結構，第一級為增益驅動放大，采用高增益寬帶AMMC-5040MMIC芯片，該芯片工作在20~45GHz，最高增益為25dB，增益平坦度±1.5dB，輸出1dB壓縮點為21dBm@38GHz。該芯片的版圖如圖1，增益曲線為圖2。