随着相控阵技术的发展和成熟,其在军事领域和通信领域方面的重要性越来越受到人们的重视。移相器作为相控阵系统中的关键部件,其性能直接决定相控阵系统的性能。然而,移相器研究的重点和难点在于高宽带、低插损和高集成度的发展要求。本文采用IBM 0.18μm SiGe BiCMOS工艺,基于矢量调制技术,设计了一种应用于X波段相控阵系统的五位有源移相器,其包括正交信号产生电路、矢量加法器和DAC幅度控制电路以及片上巴伦。其中,正交信号产生电路采用正交全通滤波器结构;矢量加法器采用两个吉尔伯特增益控制单元,每个单元由单刀双掷开关控制,通过改变开关状态来获得输出相位对应的象限;DAC幅度控制电路采用五个共源共栅电流镜阵列,每个阵列由单刀双掷开关控制,通过控制每个阵列上的开关状态,可以实现控制I通路和Q通路上的电流比例,从而获得所需要的输出相位;使用HFSS软件,采用层叠绕线结构设计X波段片上巴伦,来完成单端信号与差分信号的转换并实现阻抗匹配功能,是本文的主要创新性所在。对所设计的有源移相器进行版图设计及后仿真,仿真结果为:移相器在X波段内各项指标满足设计要求,具体为:插损小于-1.75dB,相位误差小于5.35°,输入1dB压缩点大于2.96dBm,输入端口VSWR小于1.59,输出端口VSWR小于1.26。本文的设计在节省芯片面积的前提下实现了移相器的低插损、高带宽和良好的平坦度及稳定性。