GaN材料具有宽禁带宽度、高耐受电压、高功率密度等特性,能够很好地满足功率器件在耐高温、大功率、高效率等方面的性能要求。本文依托于卫星通信、雷达探测、电子对抗等通信系统对功率放大器的高功率和高效率的实际工程应用需求,研制了一款小型化C波段GaN内匹配功率放大器,并集成了功率检波功能。功率放大器电路拓扑为3级级联放大拓扑,末级输出匹配网络基于GaN HEMT器件的物理等效电路模型,采用LC级联匹配电路拓扑,实现基波阻抗实部到实部的变换,同时调整二次谐波与基波处于反相状态,增大基波电压的最大摆幅,以提高功放输出性能,为减小匹配网络插耗,输出匹配网络以薄膜电路的方式实现。为进一步减小器件面积,级间匹配网络和输入匹配网络集成在被动无源集成电路上,在末级功率管胞的输入端加入二次谐波调谐网络通过改善电压波形失真以提升器件效率,级间基波匹配电路拓扑为Chebyshev带通匹配电路,实现了20W至1.8W的阻抗变换。为减小带内增益的起伏,在输入匹配电路中加入均衡网络。将二极管单端检波电路并联在末级输出匹配网络输出端口,进一步提高了功率放大器的集成度。最后设计了功率放大器的定制化测试夹具,采用自动化测试平台,针对末级输出匹配网络进行调试优化,漏极脉冲电压为28V时,放大器的饱和输出功率达到49d Bm,附加效率超过50%,功率增益大于29d B,检波电压不低于4.5V,具有高饱和输出功率、高效率、高功率增益的输出特性,在雷达探测、电子对抗等领域有着广阔的市场前景。