论文部分内容阅读
微波单片集成电路(MMIC)数字移相器是现代相控阵雷达系统中收发(T/R)组件的核心组成部分,其性能的优劣对相控阵雷达的性能有着直接的影响。本文针对多频段宽带MMIC数字移相器进行了研究。根据本课题研究的单片多倍频程数字移相器的要求,从电路原理、结构特点、指标要求、尺寸要求等方面综合考虑,重点针对高/低通滤波器拓扑与反射型拓扑做了分析和研究。依据分析、比较的结果确定最佳方案,最后对6～18GHz的多频段数字移相器进行了设计。本文还对MMIC电路中元器件的建模进行了简要介绍。MMIC电路中无源元件和有源器件形式多样,需要采用合适的方法对相关元器件进行建模,即电路模型参数提取。设计过程中,采用工程建模方法对电路中的元器件和控制器件(PHEMT)建立了等效电路模型。整个建模过程是紧密结合MMIC工艺线提供的有关参数进行的,从而保证了设计的可信性和准确性。本文首先对移相器、MMIC等概念以及应用背景进行了简单的介绍。然后对各种类型的移相器进行了分析,根据上述结果确定了5.625°/11.25°/22.5°相移位采用高/低通滤波器型拓扑,45°/90°/180°采用反射型拓扑的设计方案。接着,利用Agilent公司的ADS软件,分别对各个相移位的原理图电路进行了的优化。然后根据电性能优化结果进行版图设计,并结合版图进行仿真优化。最后,我们选取了最优的方案对6～18GHz工作频段内5位MMIC数字移相器进行了流片和测试。测试结果表明,设计与测试结果基本吻合。本课题设计的多倍频程5位MMIC数字移相器实物测试结果显示:在6～18GHz的工作频率内,11.25°相移位的相移误差＜1.65°;22.5°相移位的相移误差＜2.4°;45°相移位的相移误差＜4.1°;90°相移位的相移误差＜9.2°;180°相移位的相移误差＜8°。插入损耗保持在7.5dB～11.8dB的范围内,输入端与输出端的驻波比均小于2.5。五位数字移相器的芯片面积为3.555 mm×4.055 mm×0.1 mm。