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在微波射频技术快速发展的时代背景下,微波单片集成电路(MMIC)由于其体积小、成本低、可靠性高和性能一致性好等优点而被广泛应用于军事电子对抗和民用通讯系统中。本论文研究设计的宽带砷化镓(Ga As)数字移相器和数字衰减器是构成有源相控阵雷达T/R组件的重要组成部分,其性能直接决定了雷达的综合性能。本文首先总结了国内外数字移相器和数字衰减器的研究现状,并分析了MMIC相关理论知识,包括Ga As工艺衬底,无源和有源器件模型以及p HEMT作为开关控制器件的原理和模型。然后从数字移相器和数字衰减器的工作原理、技术指标、电路拓扑结构方面,深入研究了MMIC数字移相器和数字衰减器的设计。根据最优拓扑选择理论,采用高低通移相网络和开关型衰减拓扑提高了移相、衰减平坦度,并有效降低了寄生调幅和附加相移。为了降低级联后出现整体指标恶化的情况,根据各基本位的端口阻抗特性,确定6位基本位的最优级联顺序。最后,考虑版图布局的耦合效应对电路性能的影响,采用电磁EM仿真优化版图性能,达到芯片设计指标要求。6位数字移相器和6位数字衰减器芯片基于0.15?m Ga As p HEMT工艺设计和制造,并对芯片进行在片测试。6位数字移相器芯片的测试结果为:在10～18GHz频带,64态移相输入输出驻波比均小于1.8:1,基态插入损耗小于8.6 d B,移相均方根误差(RMS)小于4.4°,寄生调幅RMS小于0.6 d B,移相器芯片尺寸为3.5 mm×1.4 mm。6位数字衰减器芯片的测试结果为:在10～18 GHz频带,64态衰减输入输出驻波比均小于1.7:1,基态插入损耗小于4.2 d B,衰减误差RMS小于0.5 d B,附加相移RMS小于4.2°,衰减器芯片尺寸为2.7 mm×0.8 mm。本文设计的宽带10～18 GHz数字移相器和数字衰减器芯片具有宽带性能、低插损特性,以及高精度的相位、幅度特性,可广泛应用于微波相控阵雷达T/R组件中。