X波段GaN PA MMIC实现相位阵列雷达应用

主动式相位阵列雷达需要大量的功率放大器(PA)，它必须小巧、高效和低成本。本文介绍涵盖9~11.5GHz频段且能满足这些需求的X波段PA MMIC。

主动式相位阵列雷达需要大量的功率放大器(PA)，它必须小巧、高效和低成本。本文介绍涵盖9~11.5GHz频段且能满足这些需求的X波段PA单芯片微波积体电路(MMIC)。

X波段GaN PA MMIC能以42%的功率附加效率(PAE)，从29dBm驱动7W(38.5 dBm)的输出功率。该设计使用是德科技(Keysight Technologies)的ADS 2015，在UMS(GH25)的碳化矽(SiC)制程上实现0.25μm闸极长度的氮化镓(GaN)。该GaN裸晶的尺寸仅1.5mm×2mm，意味着可以在单个4吋直径的晶圆上制造出大约2,300个功率放大器。

相位阵列雷达使用许多并联操作的发射器，以产生较高的总传输射频(RF)功率水准。在每个发射器输出端的RF放大器必须能够以可接受的成本有效地产生所需的RF功率。这些元件必须紧密相隔(间隔通常约为波长的一半)，而这个要求加上潜在巨大的总耗散功率水准，可能对雷达设计团队构成巨大挑战。PA通常是功耗的关键因素，因此，具有高效率的PA非常值得期待。

每个发射元件所需的典型RF功率级大约在5W～10W范围。GaN技术可以轻松实现这一功率水准，实现起来也可以很高效。这里所描述的放大器被设计成可让输出级具有足够的增益以允许借由现成可用的技术提供输入驱动。