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随着集成电路技术的快速发展,微波单片集成电路(MMIC)凭借体积小、稳定性高、成本低、寄生参量小等优异特点而被广泛应用于无线通信、导航定位以及电子信息对抗等系统。本文的主要研究工作是基于成都海威华芯科技有限公司的HW_PPA25001工艺设计平台,采用0.25μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(pHEMT)工艺,设计应用于导航终端系统的L波段低噪声放大器(LNA)和功率放大器(PA)芯片。主要研究工作包括以下几个方面: 首先,论文分析了低噪声放大器的基本结构和相关设计方案,结合经典的微波二端口网络理论与先进的射频EDA设计软件,设计并实验流片了一款工作频段:1.560~1.590 GHz,尺寸:2×1.5×0.1mm3的MMIC低噪声放大器芯片。测试结果显示,该低噪声放大器的噪声系数小于2 dB,增益大于24 dB,增益平坦度为±0.214 dB,输入电压驻波比小于1.5,输出电压驻波比小于2,基本达到了芯片的设计指标。测试结果与仿真曲线虽然存在偏差,但是为后续深入研究积累了宝贵的经验。 其次,论文介绍了功率放大器相关设计理论,采用负载牵引技术、灵活的匹配形式和LRC增益均衡网络,设计了一款高效率和平坦化高增益的MMIC功率放大器芯片。仿真结果表明,在1475~1675MHz工作频带内,小信号增益为42.6~43.1 dB,输入输出电压驻波比均小于2,功率增益为32.65~33.23 dB,功率增益平坦度为±0.29 dB,输出功率Pout为33.5~34.2 dBm,功率附加效率ηPAE为55%~62.3%。 最后,对低噪声放大器的仿真结果和实测数据进行对比分析,探讨了优化功率放大器芯片设计和提高性能的方法,为进一步完善北斗导航定位系统射频前端的设计奠定了基础。