中文引用格式： 董一方，劉俊峰，邵煜偉，等. X波段負載不敏感高效率非對稱式放大器MMIC[J]. 電子技術應用，2026，52(5)：80-85.
英文引用格式： Dong Yifang，Liu Junfeng，Shao Yuwei，et al. X-band load-insensitive high-efficiency power amplifier MMIC using asymmetric matching network[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(5)：80-85.
引言
功率放大器（Power Amplifier,PA）作為電子發射系統的核心器件，其性能直接影響整個系統的技術指標。X波段（8~12 GHz）因其獨特的頻段特性，在衛星通信、雷達系統和深空探測等高端應用領域具有不可替代的作用[1]。特別是在國防軍事應用中，X波段雷達系統憑借其優異的性能參數占據著戰略地位。在發射鏈路中，PA不僅是主要的能耗單元，其阻抗匹配狀態更直接關系到系統能效：當出現級聯阻抗失配時，不僅會造成顯著的能源損耗，還會加劇系統的散熱負擔，進而威脅系統的長期可靠運行[2]。
現代通信系統中，發射鏈路阻抗變化主要來源于多天線系統（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）的互耦效應以及波束掃描時的相位變化。特別是在采用多天線陣列的終端設備中，天線間的強互耦效應會導致阻抗特性發生顯著變化[3-4]，這使得功率放大器經常工作在失配狀態下。因此，提升功率放大器的負載不敏感特性具有重要的工程價值。
針對功率放大器的負載失配問題，現有研究提出了多種解決方案。傳統方法采用基于Lange耦合器的平衡式放大器結構，雖然能有效改善負載不敏感特性[5]，但其較大的物理尺寸和固有的插入損耗限制了整體性能。文獻[6]提出了一種基于CMOS工藝的數字Doherty PA設計方案，通過動態調節載波和峰值放大器的幅度相位來補償阻抗失配，但受限于CMOS工藝的功率處理能力。文獻[7]報道的SiGe工藝可重構拓撲結構雖然實現了阻抗自適應，同樣面臨輸出功率不足的局限。目前，平衡式放大器結構因其可靠性仍是主流商業應用選擇。
基于上述分析，本研究采用0.25 μm GaN HEMT工藝，創新性地提出了一種雙支路非對稱阻抗匹配結構。通過在輸入輸出端設計互補的相移網絡，實現了兩支路失配位置的優化分布。測試結果表明，該X波段功率放大器在8~12 GHz頻帶內實現了42.1~43.3 dBm的飽和輸出功率，功率附加效率為46.8%~55.5%。在僅3 mm×3 mm的芯片面積內，同時實現了高功率輸出和優異的負載不敏感特性。
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作者信息：
董一方1，劉俊峰2，邵煜偉1，2，余旭明2，郭潤楠2，王酉楊1，顧文華1
（1.南京理工大學 微電子學院，江蘇 南京 210094；
2.南京電子器件研究所，江蘇 南京 210016）
