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超宽带微波单片集成电路(MMIC)数字衰减器在相控阵雷达、智能天线、GSM、PCS、3G等应用领域有着广泛的应用。微波数字衰减器通过一定的电路结构和控制信号实现对信号幅度的步进控制,是有源相控阵雷达系统中收发(T/R)组件的核心组成部分之一,与数字移相器结合控制着雷达波束的方向,波束数量,主旁瓣比等,从而实现波束的电控扫描。其性能的优劣将直接影响相控阵雷达的性能指标。本文对多倍频程(2-18GHz)MMIC数字衰减器进行了研究与设计。MMIC数字衰减器的基本要求是:衰减精度高、插入相移小、结构简单、尺寸小、成本低、可靠性高、批量电性能一致性好等。本论文首先对微波数字衰减器进行理论分析,综合各项指标要求,详细分析了MMIC元器件模型,深入探讨了各位数字衰减器的电路拓扑结构;其次根据六个衰减位不同的衰减量要求计算出拓扑结构中的电阻初值,并针对附加相移、衰减精确度、插入损耗和输入输出驻波比等指标要求一同进行优化,完成六个衰减位的单独设计;最后将六位数字衰减器级联进行总体优化、并结合加工工艺进行版图的设计与优化,以实现综合电性能最佳。本文所采用的设计软件是Advanced Design System 2008(ADS2008),MMIC工艺流程选择的是WIN公司的0.5μm的GaAs PHEMT工艺。结合工艺线所提供的设计元件库包,设计完成了符合工艺线加工要求的MMIC数字衰减器芯片版图文件。最后交由WIN公司进行工艺流片,完成了MMIC六位数字衰减器的设计和制作,样品的测试结果基本与设计吻合。在2-18GHz的工作频带范围内,六位数字衰减器芯片的最大衰减量为31.5dB,衰减步进为0.5dB,各主要衰减态测试结果如下:0.5dB衰减态误差＜0.17dB;1dB衰减态误差＜0.16dB;2dB衰减态误差＜0.25dB;4dB衰减态误差＜0.65dB;8dB衰减态误差＜0.61dB;16dB衰减态误差＜1.11dB;31.5dB衰减态误差＜2.31dB;附加相移小于+6.28°/-1.53°;插入损耗＜-5.71dB;输入输出端口驻波＜2.32;芯片尺寸为2.89mm×1.22mm×0.1mm。