X波段GaN收发前端芯片设计

刘福海，鲁丽丽，陈南庭

（中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄，050051）

X波段GaN收发前端芯片设计

刘福海，鲁丽丽，陈南庭

（中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄，050051）

本文设计了一款基于0.25 um 氮化镓PHEMT工艺的8.5-10.5GHz MMIC收发前端芯片，该收发前端由一个功率放大器和一个单刀双掷开关组成。经仿真优化后，在工艺线上进行了流片，并载片测试了其性能参数。测试结果显示，发射路的功率放大器饱和输出功率大于33dBm，功率附加效率39%。接收路开关插入损耗0.6dB，开关隔离度大于37dB。

前端芯片；测试

0 引言

相控阵雷达因其优点成为新一代武器装备的必要装备，T/R组件成本及体积却成为相控阵雷达技术推广应用的制约因素。本文采用高耐受功率开关代替传统环形器，通过开关与功率放大器单片集成的方式，代替T/R前端传统的环形器与功率放大器分立装配模式，极大的减小了T/R组件体积及成本。

收发前端芯片中功率放大器的一般要求是：足够高的输出功率和功率附加效率，以及可靠的稳定性。其设计难点在于输出端的功率输出。功率管在大信号的驱动下，进入非线性工作区，输出端的共轭匹配就逐渐不再匹配，此时功率管就无法得到最大的功率输出，这时可以利用负载牵引原理找出最大输出功率时的最佳负载阻抗[1]，进而设计出相应的输出匹配网络。

收发前端芯片中开关设计的难点在于获得很高隔离度的同时，具备很低的插入损耗。设计困难的原因在于随着工作频率的上升，开关FET在关态时的电容会导致隔离特性的恶化[2]。……