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随着通信技术的高速发展,人们对于通信传输速率的提升,频带资源日益短缺以及复杂电磁干扰等问题越来越重视,宽带化的通信系统自然成为了研究的主流方向。作为宽带通信系统中的核心组件,超宽带功率放大器的性能至关重要,具备较高的研究价值。本文结合国内外研究发展现状,设计实现了一款2-14GHz超宽带脉冲功率放大器。首先,针对超宽带功率放大器的发展现状进行了充分的调研分析,根据指标要求本设计采用了两级放大器级联形式。驱动级功率放大器采用氮化镓(GaN)芯片WFDN020180-P40-2;末级功率放大器选用GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)裸管芯TGF2023-2-05完成单路超宽带高功率分布式放大器的设计,并结合多阶超宽带Wilkinson功率合成网络实现高功率输出。该分布式放大器基于渐变漏极传输线和平衡相速结构的设计思路,在电路仿真软件ADS中完成了直流分析、小信号S参数、大信号和原理图-版图联合仿真;在电磁场仿真软件HFSS中对超宽带功分器、功合器进行了设计仿真;最终在ADS软件中实现了超宽带功率合成放大器的联合仿真优化。其次,根据GaN脉冲功率放大器高电压大电流情况下实现快速脉冲调制的设计难点,采用N沟道金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)双驱动器MAX15019B,在电路板软件AD中完成了高性能脉冲调制电路的原理图和版图设计。考虑系统的可靠性,对实际装配的功率放大器芯片进行建模,在有限元分析软件ANSYS中完成了实物结构的热稳态仿真,结果显示散热性能良好。最后,基于微组装工艺完成了超宽带脉冲功率放大器的实物。调试测试结果表明:在2-14GHz带宽内,本设计的平均峰值功率为35W,最大在45W以上,效率最低可达14%,在全频带内小信号增益大于30dB,其中2-12GHz内增益达到34±1.5dB,脉冲沿小于20ns,脉冲顶降为5%,具备一定的实际应用价值。