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无线通信系统中的发射模块随着通信技术的迅速发展,市场需求有了很大的增加,当然在应用过程中对发射模块的性能也有了较高的要求,其中固态化也是功率放大器的应用需求之一。研究人员已经开始对新型的GaN材料制作的功率器件进行了比较深入的攻关。GaN材料具备以下几个突出的特性:漏源、栅源击穿电压高、频率特性好、噪声系数低、电流密度大等,因此其有广阔的应用市场。本文就是要对GaN材料的功率晶体管放大器特性进行研究,利用其大信号模型,通过负载牵引仿真得出它的输入输出阻抗,分析后进行阻抗匹配,实测出它的指标,验证GaN材料放大器的优良特性,为单位将来应用GaN功率放大器打好基础。首先,本文通过对半导体材料发展的介绍引出了现代无线通信中对功率放大器的需求。针对这些要求介绍了功率放大器在无线通信中比较关键的几个指标含义以及这些指标的优劣对无线通信的影响。阐述了本文主要工作。其次,通过对比几代半导体材料功率放大器的性能优劣,详细介绍了GaN HEMT的材料,物理特性以及作为功率放大器的主要材料对放大器的性能改善,从原理上进行了分析。然后,介绍了微波功率放大器的技术理论,通过对放大器设计流程、晶体管基础知识、S参数模型、偏置电路设计、稳定性分析、信号模型、阻抗匹配等的介绍,使大家了解了功放管的设计过程、理论;也对GaN材料以及它的信号模型有了一定的了解。接着,介绍了微波固态宽带功率放大器的设计,重点介绍了其利用大信号模型进行功率管仿真进行输入输出的阻抗匹配,同时利用负载牵引技术对功率放大器的输入输出阻抗进行计算仿真。最后,完成对微波固态宽带功率放大器的调试,给出测试数据和放大器照片,验证了固态宽带功率放大器的性能,总结了在整个设计、调试和实验过程中的经验。为单位在其他项目中应用GaN HEMT,打下了一定的基础。实测数据表明该微波固态宽带功率放大器参数:工作带宽1GHz~2GHz,增益?15dB,增益平坦度±2dB,输入输出驻波比?2,Pout?36dBm,达到指标要求。