众所周知，功率放大器模块是微波通信发射机的重要组成部分，它完成对上行链路信号的放大发射功能，广泛的应用于各种地面设备和卫星转发器中。国内移动市场基本上被国外品牌所占领，移动通信系统属于器件密集型系统，没有器件的国产化，就不能算真正意义上的国产化。为提高民族信息领域的竞争力，研制自主的功率放大器模块势在必行。 为了更精确设计由SiGe异质结晶体管（HBT）管芯构成的微波功率放大器，本论文提出了一种新颖的从管壳封装器件的S参数中提取出管芯S参数方法。首先，测量出管壳封装器件和管壳的S参数，把管壳和键合线均表示为由电容、电感、电阻组成的等效电路，再用微波仿真软件（Microwave Office）优化出元件数值。之后，在有管壳封装器件的S参数模型中，加上负的寄生参量的等效电路，即可得到管芯的S参数。 针对LTCC基板布线附着性较差，贴装元器件等电路后续加工困难，布线容易脱落和管芯尺寸小，键合时各级之间容易短路的问题，进行LTCC基板后续贴装和管芯键合工艺实验。通过实验，探索出了合适的贴装方式（183℃焊膏贴装）和管芯键合工艺（直径18μm的金丝球焊）。使元件能稳固的贴装在基板上，管芯能稳定的工作。在解决了一系列工艺难题的基础上研制出了LTCC功放模块。 该功放模块采用三级放大结构，第一级采用一个管芯，第二级并联两个管芯，第三级并联四个管芯。先研制环氧基片的单层板微波功率放大器，为LTCC功率放大器研制提供参考。直流偏置网络采用无源电阻网络，通过由两个电阻组成的电阻分压器为基极提供直流电压，上偏电阻从电源串联到基极，下偏电阻从基极到地，集电极直接加电。下偏电阻要选取适中，过大会使射频信号推动集电极电流的能力过小，过小容易使放大器不稳定。最终经过调试，三级的下偏电阻分别选取为240Ω，220Ω和100Ω。第一级和第二级工作在A类状态，第三级工作在AB类状态。高频匹配网络主要采取集中参数低通形式，串联部分电感、电容参加匹配，并联部分对地电容参加匹配。用Microwave Office进行电路仿真，保证电路的基本性能。然后，依此基础进行电路装配。最后，进行电路调试，使电路达到良好的性能指标。仿真设计的结果与实际电路有差异，这是因为仿真软件是按照严格的电路模型仿真，不能涉及电路中的一些实际情况，如接地通孔、微波接头等因素的影响。此外，电容、电感的Q值也没有考虑进去。而随着输入信号的增大，增益压缩较快，大信号下增益较低。这是因为仿真设计是按照小信号S参数进行，没有考虑到大信号下管芯的参数变化。经过分析认为是因为大信号下第二级与第三级级间匹配、第三级输出匹配不是十分良好。经过调试第二级与第三级级间匹配、第三级输出匹配，放大器最终性能良好。 对于LTCC功率放大器，首先用Microwave Office仿真设计，然后参照设计结果和环氧基片的单层板微波功率放大器的研制结果，确定工作点和高频匹配网络。增益和效率比单层板微波功率放大器低，这是因为LTCC不能进行元件替换来调整匹配网络，所以依据仿真结果和环氧基片的单层板微波功率放大器研制结果进行元件的选择。而管芯之间存在一定的个体差异，并且两种功率放大器布线差异较大，而且LTCC是多层结构，环氧基片的单层板微波功率放大器的匹配网络并不是LTCC微波功率放大器的最佳匹配网络。 最终研制出的LTCC微波功率放大器结果如下：3层基片，4层布线结构。长19.3mm，宽7.5mm。在典型输入功率3dBm时，900MHz频率点上增益为20.7dB，增益平坦度ΔG<0.5dB，输入驻波为1.6，输出驻波为1.2，输出功率P_out=234mW，二次谐波为32.1dBC，三次谐波为48.8dBC，功率附加效率η_add=(P_out—P_in)/P_D=20％。