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目前,单片微波集成电路(MMIC)发展迅速,各种体积小、功耗低、高可靠性和高集成度的产品不断问世,MMIC一旦设计成型以后可以大批量不断重复生产,而且不需要进行调试,这使得它的稳定性和可靠性相比传统电路而言更高,成本也更低。因此,MMIC成为现代各种民用通信系统和军事武器通信系统中最具发展前景的项目之一,特别是应用在微波T/R组件和相控阵雷达系统中。 本文结合国家国民经济和国防建设的需要,展开了Ka波段MMIC功率放大器的研究和设计。首先通过大量资料调研了MMIC的研究背景和国内外研究动态,探寻了MMIC的发展历程,找出了我国在MMIC方面与欧美等发达国家的差距所在,从而指出了本研究的现实意义;然后系统介绍了MMIC设计的基本理论和设计流程,包括pHEMT模型、工艺和CAD设计等,再结合放大器的基本设计理论,则构成了MMIC功率放大器的设计理论;最后则是本次设计的核心内容,详细阐述了单级电路的设计过程,然后通过逐步合成与优化仿真,得到了整体电路。 本次设计最终所定型的芯片版图面积为3.8×3.2mm2,工作频带为34GHz-36GHz,端口的驻波比基本都小于2.5,P1dB达到了30dBm,饱和输出功率在30dBm以上,小信号增益为24±0.6dB。通过与国外同类研究和设计成果对比,本次设计的各项设计主要指标均已接近或者达到国际先进水平。