卫星通信系统由于不受地形干扰,能够有效弥补地面移动通信带来的不足。相较低频系统,Ku、Ka频段卫星通信系统可获得更优性能,这对射频集成电路提出了更高要求。作为系统组成核心器件之一的功率放大器,除了需要满足高增益、大输出功率与高效率等性能指标外,还需要实现电路小型化。本文针对Ku/Ka频段卫星通信应用中的功率放大器小型化问题开展研究,主要内容包括:一、针对Ku频段卫星通信中功率放大器芯片的面积问题,使用了一种将匹配电路与偏置电路进行功能融合的设计方法。该方法通过在放大器的匹配电路设计过程中引入并联的电感接地结构。该结构尺寸远小于?/4,可以用作放大器的偏置电路,并且不会带来额外的信号损失,从而实现功率放大器芯片的小型化,降低芯片的研发成本。基于砷化镓(Gallium Arsenide,GaAs)工艺,研制了一种融合设计的Ku频段功率放大器芯片,面积仅有1.04mm~2,相较同类芯片面积减小16%。在探针台上测得在工作频带13~18GHz内,小信号增益大于17dB,输入反射系数小于-10dB,输出反射系数小于-11dB;在输入功率为7dBm时,饱和输出功率23.5dBm,功率附加效率26.5%。二、针对K/Ka频段卫星通信中全双工收发系统隔离度不足的问题,基于匹配电路与滤波电路共用的设计思路,提出了一种放大器与滤波器一体化设计的方法。该方法对放大器的匹配电路与带阻滤波电路进行功能融合,在输入匹配与级间匹配中引入两个可调的传输零点,能够实现对Ka频段信号进行放大,对K频段信号进行抑制,从而改善收发间隔离度,同时还减小了芯片面积、降低了成本。基于砷化镓工艺,研制了一种融合设计的Ka频段功率放大器芯片,面积仅有1.25mm~2,相较同类芯片面积减小14.3%。芯片实物在探针台上测出在工作频带27.5~31GHz内,小信号增益大于15dB,输入反射系数小于-16dB,输出反射系数小于-15dB。在抑制频带17.5~21GHz内,抑制度大于55dB。大信号测试中,在输入功率为9dBm时饱和输出功率21dBm,功率附加效率35%。在工作频带内,放大器的平均输出功率为20.5dBm,功率附加效率为34%,在抑制频带内,平均抑制度大于50dB。