中文引用格式： 張能波，李凱，胡順勇，等. C波段2 000 W氮化鎵線性固態(tài)功放研制[J]. 電子技術應用，2024，50(9)：42-47.
英文引用格式： Zhang Nengbo，Li Kai，Hu Shunyong，et al. Development of C-band 2 000 W GaN linear solid-state power amplifier[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(9)：42-47.
引言
功率放大器是微波毫米波發(fā)射系統(tǒng)中的核心部件之一。隨著半導體材料和工藝的不斷發(fā)展，固態(tài)功率器件以較寬的工作頻帶、較高的可靠性、較大的安全系數(shù)、較長的使用壽命等突出優(yōu)點，使其在雷達、通信、測控等領域得到越來越廣泛的應用。隨著航天測控、衛(wèi)星通信、廣播電視等技術的不斷提升，對具有高線性度的大功率固態(tài)功放的需求越來越迫切[1]。
隨著第三代半導體氮化鎵技術的迅猛發(fā)展，與傳統(tǒng)基于砷化鎵材料的第二代半導體器件相比，氮化鎵功率器件具有輸出功率大、效率高、頻帶寬、耐高溫等特點，得到了越來越多的應用，是當代功率半導體技術最重要的發(fā)展前沿之一[2]。
長期以來行波管功放具有輸出功率大、工作帶寬范圍寬、效率高等特點，一直占據(jù)著高功率功放市場。但行波管功放與固態(tài)功放相比，其平均無故障工作時間短、工作電壓高，可靠性、穩(wěn)定性不如固態(tài)功率放大器。近年來隨著GaN器件的成熟，固態(tài)器件在單管的功率和效率都取得較大的發(fā)展。目前，GaN功率器件結合各類高效的固態(tài)功率合成技術已可以實現(xiàn)kW量級的微波、毫米波固態(tài)功放。隨著各種技術的成熟，近年來國內很多地面、機載、艦載等大功率設備都在逐步取代傳統(tǒng)的真空器件放大器。
本文介紹了一種C波段2 000 W氮化鎵高功率固態(tài)功放的工程實現(xiàn)。采用微帶Gysel功分器與波導結構構成的混合功分/合成網絡[3]將32個高功率GaN HMET管芯芯片加以合成，在所需的工作頻段5.85~6.75 GHz內，固態(tài)功放連續(xù)波輸出功率可達2 000 W；采用射頻預失真線性化技術，提出了一種新穎的預失真結構，可根據(jù)GaN功率芯片的非線性特性進行匹配，三階互調可達-29 dBc；功放安裝于44U標準19英寸機柜，具有完善監(jiān)控保護功能，并采用熱插拔設計，可保證發(fā)射系統(tǒng)連續(xù)不間斷工作，工程實用性強。
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作者信息：
張能波，李凱，胡順勇，楊萍
（中國電子科技集團公司第十研究所，四川 成都 610036）
