随着半导体技术的不断发展,射频功率放大器已经可以集成于雷达测距芯片中。雷达测距芯片包含收发天线、射频收发机前端、数字信号处理等模块。对于雷达测距芯片而言,收发天线和射频收发机前端工作在厘米波或毫米波波段,是雷达芯片的核心组件,而射频功率放大器作为整个收发前端的核心模块,常是设计时的一大难点。射频功率放大器承担着将雷达芯片内部锁相环产生的微波信号放大后传输给天线的任务,是整个收发芯片中最耗能的模块,也是非线性最强的模块。在雷达测距芯片中,性能好且面积小的功率放大器电路是符合市场需求的产品。通常来说,射频功率放大器的性能和成本与制造工艺息息相关,不同工艺对功率放大器来说具有不同的特点。消费电子产品类的成本是设计以及量产首要考虑的因素。近年来,随着CMOS工艺水平的提高,特征尺寸不断减小,截止频率不断提高,完全满足射频集成电路设计的要求,并且易与高集成密度、低功耗的数字和模拟系统进行一体化集成,使得系统具有成本低廉、集成度高、应用范围广的优势。本文设计了基于SMIC 0.13μm CMOS标准工艺的射频功率放大器模块,该放大器采用AB类工作模式工作于C波段（5725MHz-5875MHz）,并集成于调频连续波雷达的收发前端系统中。由于调频连续波雷达发射信号包络恒定,因此对功率放大器的线性度没有太高的要求,功率放大器无需工作在功率回退区。整个功率放大器模块主要包括驱动级电路、偏置电路、功率放大器核心电路及片上巴伦等。采用自偏置的驱动级电路减小芯片的面积并降低功耗,输出级电路采用共源共栅差分结构以提升晶体管的耐压能力及相比共源级更高的反向隔离度,再由片上巴伦将差分射频信号转换为单端输出信号传输到天线接收端,同时巴伦还承担了功率合成以及一定的输出阻抗变换作用。在Cadence软件环境下对射频功率放大器进行了前仿真、版图设计和后仿真,并最终在中芯国际集成电路制造有限公司进行了流片,功率放大器模块芯片面积为0.4*0.26mm2。后仿真结果表明:驱动级电路工作于1.2V电源电压下,输出级电路工作于2.5V电源电压下,RF输出信号频率范围5725MHz-5875MHz,增益10d B,输出功率在-10d Bm-5d Bm范围内可调,最大发射功率下消耗电流11m A,发射信号谐波抑制大于47d Bc。流片后测试结果符合指标要求。