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微波功率模块的发展状况和发展趋势详细说明
张强
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发射器件主要分为半导体固态器件和电真空器件两种形式。电真空器件作为功率放大器，在军事装备的发展历史上扮演了非常重要角色，直到现在仍是是雷达、通信、电子战等系统的核心元器件。GaAs晶体管问世之前，真空管是功率放大和发射的唯一解决方案。后来，晶体管半导体固态器件开始在低频段替代真空管，伴随着频率的增高，两者互有竞争，互相补充，在高频率段，一直是电真空器件的领地。电真空器件是实现大功率毫米波的必经之路。
1、微波功率模块的诞生背景
真空器件和固态器件各有特点：固态器件低电压、大电流，体积小，半导体工艺生产的一致性好，更适合密集有源阵列应用，但需要克服高频段单件功率小、效率低、温漂大和系统功耗大等问题。真空器件高电压、低电流，单个器件功率大、效率高、耐高温，系统成本低，但工艺生产一致性不如固态器件，而且存在单件体积大等需要克服的问题。自从半导体固态电子器件诞生以来，两者即开始竞争。竞争的同时，器件之间、技术之间的相互融合导致了微波功率模块的诞生，微波功率模块，简称MPM（Microwave Power Moudle）。MPM克服了行波管加电困难的弊病，将行波管和与之配套的高压电源集成为一体，极大方便了使用。用户直接面对的是28V、48V、115V和270V等不同平台的中低电压。MPM集合了真空电子器件与固态器件的优点，其性能超过了单独的固态放大器和单独的行波管所能达到的性能。MPM兼有固态器件的低噪声性能和行波管的高功率、高效率；并且它相对行波管减轻了对电源的要求，减轻了电源重量；与单独的行波管相比，改善了增益和相位匹配及控制。MPM在毫米波频段，称为毫米波功率模块，简称MMPM （Millimeterwave Power Module）。继续延伸，可以到太赫兹功率模块，简称TPM （Terahertz Power Module）。
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