随着无线通信技术的发展,人们对通信速率的要求越来越高。毫米波频段拥有丰富的频谱资源,并且抗干扰能力强,已成为当前高速通信技术研究的热点。传统毫米波电路是采用III-V族工艺的单片微波集成电路(MMIC),其集成度较低并且造价高昂。随着硅基工艺的进步,在毫米波电路中逐渐用硅基工艺取代III-V族工艺。功率放大器作为毫米波通信系统中的关键模块,对整个系统的性能有着至关重要的影响。因此基于硅基工艺设计的毫米波功率放大器具有重要的理论意义和应用价值。本文基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计了两个Ka波段功率放大器,第一个为覆盖整个Ka波段的宽带功率放大器,第二个为工作在40GHz的窄带功率放大器。由于堆叠式功率放大器具有高功率和宽带的特点,因此采用堆叠式结构作为功率放大器的基本结构。第一个功率放大器为单级三层堆叠式放大器,采用多阶LC网络实现宽带的输入和输出匹配。为了进一步提高输出功率,采用两路Wilkinson功率分配器进行功率分配与合成。路场混合仿真结果表明,在26.5-40GHz范围内,单元电路饱和输出功率大于21.5dBm,效率大于22.7%,输出1dB压缩点大于17.5dBm,合成饱和输出功率大于24dBm,功率增益大于15.9dB,输入和输出反射系数均小于-10.2dB。第二个功率放大器采用两级放大器级联,驱动级为共射结构,输出级为两层堆叠结构,采用LC网络实现输入、级间和输出匹配,并加上了自适应偏置电路,同样采用两路Wilkinson功率分配器进行功率分配与合成。路场混合仿真结果表明,在40GHz实现了23.8dB的功率增益和23.6dBm的饱和输出功率。本文设计的功率放大器满足设计指标要求,可应用于卫星通信和相控阵雷达中。