太赫茲功率放大器是太赫茲前端的重要組成部分，與整機系統(tǒng)性能息息相關(guān)。如何完成太赫茲功率放大器S參數(shù)、P1dB壓縮點及飽和輸出功率等性能的完整測試對于太赫茲感知、通信等系統(tǒng)的研制至關(guān)重要。

典型的太赫茲功率放大器測試方法需要兩套不同的系統(tǒng)才能完成S參數(shù)、P1dB壓縮點及飽和輸出功率等性能的完整測試，例如太赫茲功率放大器的S參數(shù)測試需要太赫茲矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（如圖1所示），而P1dB壓縮點及飽和輸出功率等性能測試則需要太赫茲信號源及太赫茲功率計等測試儀器（如圖2所示）。整個測試系統(tǒng)非常復(fù)雜，儀器設(shè)備要求比較多，并且測試效率不高。在太赫茲功率放大器芯片測試過程中，這種問題更為突出。

圖1 S參數(shù)測試系統(tǒng)框圖

圖2 P1dB壓縮點及飽和輸出功率等性能測試系統(tǒng)框圖

針對典型太赫茲功率放大器S參數(shù)、P1dB壓縮點及飽和輸出功率等性能完整測試的效率低的問題，中電科思儀科技股份有限公司可提供一種基于太赫茲矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的功率放大器全參數(shù)高效測試解決方案。該系統(tǒng)由電科思儀自主研制的太赫茲矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀擴頻模塊及微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主機兩個部分組成，具備標準類和增益壓縮類兩大測試族。圖3為基于該系統(tǒng)搭建的200GHz GaN功率放大器現(xiàn)場測試照片。

圖3  200GHz GaN功率放大器現(xiàn)場測試照片

在標準類測試環(huán)境下，可以完成太赫茲功率放大器S參數(shù)的測試，如圖4所示；還可以完成固定頻率條件下，太赫茲功率放大器P1dB壓縮點及飽和輸出功率等性能的測試，如圖5所示，不同輸入功率條件下，（a）為太赫茲功率放大器220GHz增益測試結(jié)果，（b）為太赫茲功率放大器200GHz P1dB壓縮點測試結(jié)果。

圖 4  200GHz GaN太赫茲功率放大器S參數(shù)測試結(jié)果

圖5 標準類下，太赫茲功率放大器增益壓縮測試結(jié)果

增益壓縮類測試環(huán)境下，可以一次掃描就可以得到太赫茲功率放大器所有頻點的壓縮數(shù)據(jù)，同時壓縮點的查找方法支持相對增益壓縮、相對最大增壓壓縮、功率回退壓縮等多種壓縮特性搜索，測量結(jié)果還可以用3維顯示更直觀的呈現(xiàn)出來，如圖6所示，在180GHz-220GHz頻段內(nèi)，（a）為增益vs輸入功率的測試結(jié)果，（b）為P1dB壓縮點vs輸入功率的測試結(jié)果。大大提高了壓縮點的測試效率及測試精度。

圖6 標準類下，太赫茲功率放大器增益壓縮測試結(jié)果

基于太赫茲矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的功率放大器全參數(shù)高效測試解決方案不僅提高了太赫茲功率放大器的測試效率，還提升了測試精度；同時該解決方案不僅可以用于太赫茲放大器模組的測試，還可以用于管芯等芯片測試。