Ka频段0.5W的毫米波功率放大器的设计

　　摘要：设计了一个工作在ka波段全频段的毫米波功率放大器。采用MMIC裸片封装，小型化设计，整个放大器尺寸小于40mm×40mm。采用两级放大器结构，第一级采用驱动放大器芯片AMMC-5040，第二级放大器采用功率放大器芯片TPA2640。该功率放大器在26.5GHz~40GHz频段内输出功率大于+27dBm，即0.5W，带内波动小于3dB。

　　引言

　　随着现代通信技术的发展，功率放大器已成为无线通信系统中一个不可或缺的部分。宽频带高速跳转技术、宽频带扩频技术对固态发射机提出了更高的要求，即射频功率放大器宽带化。混合集成电路(MIC)是实现固态功率放大器模块的重要方式，其具有体积小、重量轻、可靠性高、制作成本低、易于调试等诸多优点，经历了40多年的发展，现已成为一门举足轻重的独立技术。

　　设计要求和方案确定

　　本文报道一个宽带功率放大器，频率范围为整个Ka频段(26.5GHz~40GHz)。该放大器采用两级放大结构，第一级采用安华高公司的AMMC-5040 MMIC功率驱动放大芯片，第二级采用南京55所的TPA2640MMIC功率放大芯片。由于该放大器工作在毫米波频段，整个电路采用铜制的小腔体内，通过高频接头引出。该放大器最终工作在Ka频段、输出功率为0.5W。

　　本设计采用两节放大结构，第一级为增益驱动放大，采用高增益宽带AMMC-5040MMIC芯片，该芯片工作在20~45GHz，最高增益为25dB，增益平坦度±1.5dB，输出1dB压缩点为21dBm@38GHz。该芯片的版图如图1，增益曲线为图2。