星载C频段100W脉冲固态功率放大器设计

摘要

为了满足卫星系统对星载固放产品的小型化、高集成的要求,文章应用国产氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN high-electron mobility transistors,GaN HEMT),设计实现了一款星载C频段100W脉冲固态功率放大器(Solid state power amplifier,SSPA).针对系统对固放性能的要求,采用阶梯阻抗变换匹配的方法,应用ADS电路设计软件,对功率放大模块中输入/输出匹配电路进行了精确仿真及性能验证,以保证功率放大电路在稳定工作的前提下,其输出功率和效率均能满足指标要求,最后给出了固放整机的实际测试数据.该固放在40MHz工作频带、脉宽1.8ms、占空比18.7％的条件下,输出功率大于108W,发射链路增益大于57dB,整机直流功耗小于60W,实现了C频段星载大功率脉冲发射机的固态化.经环境试验考核和系统联试验证,在工作温度范围内,固放的输出功率大于100W,变化小于0.3dB,表明该固放可完全满足卫星雷达系统的使用要求和可靠性要求.