中国北斗卫星导航系统提供全球范围的自主地理空间定位业务,第一代和第三代北斗卫星导航系统除了无源卫星导航功能外,还提供了短报文通信和位置报告业务的卫星无线电测定业务（RDSS,Radio Determination Satellite Service）,其中功率放大器是RDSS卫星通信导航终端中关键器件。RDSS卫星通信导航终端具有与卫星的通信距离远、电池供电寿命长、RDSS信号保真度高等要求,对RDSS功率放大器输出功率、效率、线性度提出了更高的要求,研究实现高功率高效率线性化RDSS功率放大器有重要科学意义和工程应用需求。本文采用In Ga P/Ga As HBT MMIC工艺,设计出一款5瓦级RDSS功率放大器芯片。本文的主要研究工作和贡献如下:1.采用电流镜结构设计出自适应线性化偏置电路,路-场仿真得到三级放大式5瓦RDSS功率放大器中第一级HBT的基极-发射极电压变化率在-20d Bm～4d Bm射频输入功率范围内为8%,第二级HBT的基极-发射极电压变化率在-10d Bm～10d Bm射频输入功率范围内为4%,第三级HBT的基极-发射极电压变化率在-10d Bm～20d Bm射频输入功率范围内为10%;各级HBT的集电极偏置电流在-25℃～70℃温度范围内的变化率分别为11.25%、1.4%和4.3%。仿真结果表明HBT偏置电路的温度/输入射频功率稳定性高,显著地降低了温度上升、输入射频功率增大导致的直流偏置点飘移量。2.设计出输入信号功率增大时增益扩张、相位超前的射频预失真电路,并用于改善功率放大器的线性度,路-场仿真得到射频预失真式功率放大器芯片的P1d B较无射频预失真功放芯片的P1d B提高了2 d B。3.设计出二次、三次、五次谐波高抑制度的末级HBT输出匹配电路,路-场仿真获得该输出匹配电路的二次、三次和五次谐波损耗分别为37 d B、50 d B和32d B,其使功放芯片的功率附加效率提高了1.375%。4.设计出功率放大器芯片的LGA封装结构,对4 mm×4 mm×1 mm封装式5瓦功放芯片进行了电路、电磁、热学等特性仿真,路-场-热多物理场协同仿真得到射频预失真式5瓦RDSS功放芯片在1.6GHz～1.65 GHz频段内,线性增益高于38.02 d B、增益平坦度小于0.08 d B,输入\输出驻波比分别优于1.22:1和1.98:1,P1d B、饱和输出功率分别高于37.28d Bm和37.84 d Bm,饱和输出功率时功率附加效率高于36.5%,二次/三次/五次谐波的抑制度皆优于62.5 d Bc;在70℃环境温度下,HBT的结温小于193.74℃,具有较长的使用寿命,偏置及输出匹配电路PCB的温度小于128℃,远低于PCB许可的最高工作温度,热稳定性高。本文研究设计的5瓦RDSS功放芯片具有高线性度、高效率、高热稳定性等优势,为高性能RDSS终端功率放大器研制提供了一个有价值的技术方案。