Ka波段高功率开关芯片研究

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本文所讨论的高功率Ka波段开关采用单片微波集成电路实现,是构成通行雷达系统T/R组建的重要部分,本文在介绍了场效应晶体管微波开关的工作原理及其单片微波集成电路实现技术的基础上,全面综述了单片微波开关技术的研究进展、微波开关芯片在带宽、插入损耗、隔离度、速度、功率处理容量等性能方面的最新技术水平,总结了微波开关芯片的设计方法及关键技术,展望了单片微波开关技术的发展趋势。本论文的主要工作是基于0.13um GaAs pHMET单片微波集成电路工艺,设计和研制了Ka波段MMIC开关芯片。该开关芯片使用四分之一波长线提升开关带宽,使用并联谐振电感降低插入损耗,使用并联对称结构提升隔离度,并用层叠结构提升功率。设计时使用Advance Design System(ADS)软件进行电路模拟及版图仿真。本论文设计的MMIC开关工作在28-38GHz,插入损耗小于2dB,隔离度高于25 dB,可承受1W功率,开关速度小于10ns,回波损耗小于-10dB,并在1.6×1.6um2的芯片面积上实现,满足了设计指标,本学位论文的研究有利于促进国内毫米波单片开关的发展。
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