氮化镓(GaN)宽禁带半导体作为第三代半导体材料,具有高热导率、高击穿电压、高电子漂移率、耐高温、耐高压等优势,特别适合应用在毫米波数字雷达系统中。T/R组件是雷达系统的核心部件,其性能的优劣直接影响雷达系统的发展,基于实验室项目中已经设计出的基于GaN HEMT单片微波集成功率放大器,为了设计出单片微波集成T/R组件,本论文拟讨论基于GaN HEMT单片微波单刀双掷开关的研究及设计。主要研究内容如下。本论文首先分析了设计所采用的有源器件GaN HEMT的物理结构及其工作原理;分析了单片微波集成电路设计中常用的微带线、电阻、电容等无源器件,利用HFSS进行建模与仿真,分析得到无源器件的物理尺寸与器件取值、品质因数Q的关系。在以上研究的基础上,完成了Ka波段GaN HEMT单片微波集成单刀双掷开关的设计。主要通过ADS软件进行了开关拓扑结构的设计,设计采用了并联对称结构提高了开关的隔离度,采用了并联谐振电感降低了插入损耗,采用了阻抗匹配拓展了带宽。其次进行了版图拓扑结构的设计。最后,进行了版图优化、仿真和电磁场联合仿真。经过仿真优化,结果显示在30GHz~40GHz工作频带内,开关的插入损耗小于2dB,隔离度大于25dB,功率容量为7.94W,开关速度小于1ns,回波损耗大于22dB。