用于相控陣?yán)走_T-R模塊的寬帶移相器和開關(guān)電路設(shè)計.pdf

1、隨著無線電技術(shù)水平的不斷提升和射頻集成電路的發(fā)展，相控陣?yán)走_在諸多方面得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在軍事國防領(lǐng)域。移相器和T/R開關(guān)電路作為應(yīng)用于相控陣?yán)走_T/R模塊的前級電路，其性能直接影響了整個T/R模塊的功能實現(xiàn)。而隨著相控陣?yán)走_的發(fā)展，同時覆蓋多個頻段的寬帶移相器和T/R開關(guān)電路對多標(biāo)準(zhǔn)收發(fā)系統(tǒng)也顯得尤為重要。
　　首先，本文闡述了移相器和T/R開關(guān)的理論基礎(chǔ)，介紹了各種常見類型移相器結(jié)構(gòu)，比較了各種拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，同時介紹開

2、關(guān)設(shè)計的電路基礎(chǔ)及設(shè)計方法。
　　其次，在進行電路對比分析后，本文設(shè)計了應(yīng)用于相控陣?yán)走_T/R模塊的覆蓋L/S(1.0～4.0GHz)波段和L/S/C(1.0～8.0GHz)波段的兩種寬帶移相器和T/R開關(guān)電路。覆蓋L/S波段的六位數(shù)字移相器和開關(guān)電路與覆蓋L/S/C波段的六位數(shù)字移相器和開關(guān)電路設(shè)計分別采用不同的結(jié)構(gòu)。其中L/S波段移相器采用無源移相器，基于開關(guān)網(wǎng)絡(luò)移相器結(jié)構(gòu)，并設(shè)計了一個共源補償放大器來對180°大相移電路的插

3、入損耗和相位誤差進行微調(diào)。L/S/C波段移相器采用有源矢量合成移相器，包含正交信號發(fā)生器，增益放大電路和信號合成器，分別設(shè)計了各部分電路并對總體電路進行補償優(yōu)化。L/S波段和L/S/C波段的T/R開關(guān)電路均基于串并聯(lián)單刀雙擲開關(guān)結(jié)構(gòu)，分別加入了匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和可變阻抗設(shè)計，并提出了不同的改進方法。
　　最后，本文采用Cadence軟件，在SMIC130nm1P8M CMOS工藝下進行了電路原理圖仿真、版圖設(shè)計和提取寄生參數(shù)后仿真，完

4、成了同時覆蓋L/S波段的六位數(shù)字移相器和開關(guān)電路以及覆蓋L/S/C波段的六位數(shù)字移相器和開關(guān)電路設(shè)計。移相器電路能在全頻帶范圍內(nèi)獲得需要的相移，相移RMS精度誤差不超過2.5°，插入損耗小于2dB，兩個移相器的版圖面積分別為3.1×1.7mm2和1.77×1.27mm2。開關(guān)的設(shè)計兼顧了插入損耗和隔離度，能夠保證一定的功率處理能力和線性度，T/R開關(guān)電路的1dB壓縮點大于10dBm，隔離度大于30dB，插入損耗小于2dB，兩個開關(guān)的版圖