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X波段MMIC六位数字移项器的研究

沈利江  
【摘要】: 单片微波集成电路(MMIC)以其尺寸小、重量轻、可靠性高、生产重复性好等优点,在各种军用和民用系统中得到了广泛的应用,提高了系统的性能。 作为相控阵雷达发射/接收(T/R)组件的重要组成部分,数字式移相器也已经不断向着以GaAs工艺为基础的MMIC数字式移相器方向发展。但是,由于相控阵雷达在军事领域的重要地位,美国、日本等MMIC技术发达的国家,对我国实行严格的技术封锁和产品禁运。近几年来,我国在各类MMIC研制发面也投入了大量的人力、物力,但是由于MMIC研究限制太多以及我国的工艺水平相对落后等原因,生产的MMIC性能还是不能满足应用需要,MMIC数字式移相器也是一样,所以开展对MMIC数字式移相器以及MMIC工艺技术的研究,有着重大的现实意义。 本论文首先对用于单片微波集成电路的无源器件和有源器件进行了分析,介绍了其各种等效模型,然后研究了各种移相器结构,并在此基础上选择了合适的结构,用ADS设计软件设计了X波段MMIC六位数字移相器。 MMIC六位数字移相器采用UMS公司的0.25 PHEMT工艺线实现,对各个移相位选择合适的移相网络,并用ADS UMS工艺线的设计套件进行仿真优化,控制每个移相位在所需频段内的移相精度、插入损耗和输入输出驻波比,最后将六位级联,再对移相器进行整体仿真优化。该移相器工作频率在8.5~10.5GHz,32个移相态均方根移相误差(RMS)小于5°,输入驻波比小于2,输出驻波比小于1.7,插入损耗为5.5±1.5dB,基本达到设计指标要求。


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