2.45 GHz微波大功率信号源设计*

王子岳，刘多伟，程 飞，黄卡玛

（四川大学电子信息学院，成都 610065）

1 引言

微波大功率信号源是指可以产生瓦级以上功率的微波信号源，通常工作在2.45 GHz等ISM频段，可以应用于微波医疗、微波炉、消毒灭菌、微波等离子体灯等领域[1-4]。产生大功率微波的来源主要有2种：电真空器件（磁控管、行波管等）和微波固态器件。电真空器件的直流到微波的转换效率较高，输出功率一般可以达到上百瓦，但是具有使用寿命有限、可靠性差、占用体积较大等问题。虽然相较于传统的电真空器件，微波固态功率源的输出功率和效率较低，但随着LDMOS和GaN等技术的日益发展，这些问题都在逐步解决。此外，微波固态功率源使用寿命长、可靠性高、体积小、易于集成[5-7]。为了解决固态器件的单器件输出功率较低的问题，可以利用功率合成技术，使用多个固态器件的并联放置实现高功率输出[7]。

微波大功率信号源的核心器件包括锁相环电路与功率放大器电路。目前锁相环技术很成熟，使用单片机控制能产生高精度、稳定的微波小信号输出。功率放大器在民用通信及军用雷达方面有着巨大的需求，LDMOS、GaN-HFET、MOSFET等放大器发展迅猛，功率与效率均在不断提升。文献[8]利用LDMOS器件，采用三级放大电路，在S波段获得了240 W的功率输出；文献[9]利用不平衡耦合谐振器反馈电路，设计了一款在S波段工作的MOSFET大功率微波源，在2.45 GHz处的输出功率可达203 W；文献[10]利用锁相环和压控衰减器设计了一款频率和功率均可调节的固态微波源，在400～500 MHz频段输出功率范围为-7～36 dBm。……