多倍頻程MMIC六位數(shù)字衰減器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、超寬帶微波單片集成電路(MMIC)數(shù)字衰減器在相控陣?yán)走_(dá)、智能天線、GSM、PCS、3G等應(yīng)用領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。微波數(shù)字衰減器通過(guò)一定的電路結(jié)構(gòu)和控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)幅度的步進(jìn)控制，是有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)中收發(fā)(T/R)組件的核心組成部分之一，與數(shù)字移相器結(jié)合控制著雷達(dá)波束的方向，波束數(shù)量，主旁瓣比等，從而實(shí)現(xiàn)波束的電控掃描。其性能的優(yōu)劣將直接影響相控陣?yán)走_(dá)的性能指標(biāo)。
　　 本文對(duì)多倍頻程(2-18GHz)MMIC數(shù)字衰減器進(jìn)行

2、了研究與設(shè)計(jì)。MMIC數(shù)字衰減器的基本要求是：衰減精度高、插入相移小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、成本低、可靠性高、批量電性能一致性好等。本論文首先對(duì)微波數(shù)字衰減器進(jìn)行理論分析，綜合各項(xiàng)指標(biāo)要求，詳細(xì)分析了MMIC元器件模型，深入探討了各位數(shù)字衰減器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；其次根據(jù)六個(gè)衰減位不同的衰減量要求計(jì)算出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的電阻初值，并針對(duì)附加相移、衰減精確度、插入損耗和輸入輸出駐波比等指標(biāo)要求一同進(jìn)行優(yōu)化，完成六個(gè)衰減位的單獨(dú)設(shè)計(jì)；最后將六位數(shù)字衰減器

3、級(jí)聯(lián)進(jìn)行總體優(yōu)化、并結(jié)合加工工藝進(jìn)行版圖的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)綜合電性能最佳。
　　 本文所采用的設(shè)計(jì)軟件是Advanced Design System2008(ADS2008)，MMIC工藝流程選擇的是WIN公司的0.5μm的GaAsPHEMT工藝。結(jié)合工藝線所提供的設(shè)計(jì)元件庫(kù)包，設(shè)計(jì)完成了符合工藝線加工要求的MMIC數(shù)字衰減器芯片版圖文件。最后交由WIN公司進(jìn)行工藝流片，完成了MMIC六位數(shù)字衰減器的設(shè)計(jì)和制作，樣品的測(cè)試結(jié)果

4、基本與設(shè)計(jì)吻合。
　　 在2-18GHz的工作頻帶范圍內(nèi)，六位數(shù)字衰減器芯片的最大衰減量為31.5dB，衰減步進(jìn)為0.5dB，各主要衰減態(tài)測(cè)試結(jié)果如下：0.5dB衰減態(tài)誤差＜0.17dB;1dB衰減態(tài)誤差＜0.16dB;2dB衰減態(tài)誤差＜0.25dB;4dB衰減態(tài)誤差＜0.65dB;8dB衰減態(tài)誤差＜0.61dB;16dB衰減態(tài)誤差＜1.11dB;31.5dB衰減態(tài)誤差＜2.31dB;附加相移小于+6.28°/-1.53°;插入