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X波段高精度单片五位数字衰减器的研究

李冠男  
【摘要】: 本论文主要介绍了X波段高精度五位数字衰减器MMIC的原理电路的设计、仿真优化以及版图设计的结果。文章首先介绍了MMIC技术的概况,特点以及应用,其次陈述了MMIC衰减器的发展概况和研究意义。与此同时描述了微波单片集成电路中基本元件模型,工艺流程等,并且深入探讨了基本衰减结构的工作原理,最后根据不同的衰减量要求设计出了各衰减位的拓扑结构,并且在尽可能小的尺寸上实现了高精确度的要求。 该MMIC五位数字衰减器的工作频段为7GHz-11GHz,设计软件使用了ADS2005A系统,采用WIN公司的0.15 pHEMT工艺线实现,并用ADS WIN工艺线的设计套件进行仿真优化。在设计了合适的衰减拓扑结构后,针对衰减精确度、插入损耗、相对相移和输入输出驻波比一同进行仿真优化,输入输出均匹配到50Ω,待每位设计达到要求,再把五位级联进行总体优化布局。 最后设计实现的X波段单片五位数字衰减器在工作频带内的衰减范围为23dB、衰减步进为0.75dB、具有较高的衰减精确度(±0.2dB)、小的插入损耗(≤4dB)、低相移(≤20°),芯片尺寸仅为1.39mm×0.95mm,符合设计指标要求。


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