一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源*

梁勤金，石小燕，潘文武，黄吉金

一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源*

梁勤金**，石小燕，潘文武，黄吉金

（中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室，四川绵阳 621900）

介绍了一种新研制的W频段固态GaN功率放大器毫米波源，给出了系统组成与工作原理，提供了其主要部件W频段固态Gunn驱动源、W频段波导-微带转换器、主放大器芯片基本性能及实验测试结果。该固态毫米波源工作频率94 GHz，输出连续波功率大于300 mW，线性增益10 dB，附加效率（PAE）大于16%。在W频段固态毫米波源研制过程中，其单片微波集成电路（MMIC）功率放大器半导体材料选择经历了GaAs、InP到GaN演变，结果清楚表明，W频段毫米波源的GaN MMlC功率放大器输出功率、增益、效率、高温性能要优于其他固态MMIC功率放大器性能。W频段大功率固态GaN MMlC技术将在毫米波领域带来新的技术革命和应用。

毫米波源；GaN功率放大器；W频段；单片微波集成电路；连续波

1　引 言

目前及未来军民两用设备都需要几瓦、几十瓦W频段（75～110 GHz）固态功率源。W频段固态毫米波源以W频段固态功率放大器（Solid-state Power Amplifier，SSPA）为基础，因具有高可靠、低成本、宽带宽、长寿命、调试简便等特点而优于其他真空器件。使用传统的GaAs和InP单片微波集成电路（Monolithic Microwave Integrated Circuit，MMIC）技术，其输出连续波功率目前受限于百毫瓦水平［1］。近来发展迅速的宽禁带GaN技术已经实现W频段MMIC输出功率达到数百毫瓦［2-5］。要实现W频段固态化更高功率的输出，满足目前重大任务的应用需求，拟采用高效率的功率合成技术，其单元W频段功率放大器设计技术是基础。……