ka波段高精度mmic六位数字衰减器的分析与设计

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1、硕士论文．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67IV9271467345

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16、～～～硕士论文Ka波段高精度MMIC六位数字衰减器的研究与设计1．绪论高精度微波单片集成电路(MMIC)数字衰减器被广泛应用于相控阵雷达等电子设备。高精度MMIC数字衰减器实现对微波信号进行精确的定量衰减，其性能优劣对于电子设备的整体性能优劣有着很大的影响。【ls】衰减器通常分为模拟衰减器和数字衰减器，相应的控制器件有PIN管(--极管)、MESFET管(场效应晶体管)、PHEMT管(假赝高电子迁移率晶体管)等。【l‘7】相比PIN管及MESFET管

17、，PHEMT管具有许多优点，例如极快的速度、极低的功耗、更高的工作频率等等，因而近年来被迅猛的推广应用于众多应用领域。本章主要介绍了衰减器的研究意义以及国内外发展概况；其次介绍了国内外MMIC的发展概况以及MMIC在军事、民生中的重要应用；最后给出了本文设计的主要技术指标，并简单的叙述了本文预期解决的主要问题及总体方案。1．1衰减器概述t微波控制电路最初用于雷达系统中的天线收发开关，随着相控阵雷达、电子对抗、民用等技术应用领域的发展，微波控制电路逐渐成为通信、雷达等系统的关键部件。根据被控参量类型来划分

18、，微波控制电路有三种：一、控制微波信号的通断与路径切换，如微波开关；二、控制微波信号功率，如衰减器；三、控制微波信号相位，如移相器。【18】高精度微波单片集成电路(MMIC)数字衰减器被广泛应用于相控阵雷达等电子设备。高精度MMIC数字衰减器实现对微波信号进行精确的定量衰减，其性能优劣对于电子设备的整体性能优劣有着很大的影响。随着这些电子设备愈来愈深入的渗透进社会各个应用领域，各种高性能的衰减器被急切的需求以满足日益复杂的用户要求。高精度MMIC数字衰减器具有体积较小、重量较轻、开关迅速、温度稳定性优良

19、、衰减精度较高等优点，在相控阵雷达上被大量使用。衰减器通常分为模拟衰减器和数字衰减器，相比模拟衰减器，数字衰减器在高频段范围内拥有更多优良的性能。[161相应的控制器件有PIN管(--极管)、MESFET管(场效应晶体管)、PHEMT管(假赝高电子迁移率晶体管)等。【17】相比PIN管及MESFET管，PHEMT管具有许多优点，例如极快的速度、极低的功耗、更高的工作频率等等，因而近年来被迅猛的推广应用于众多应用领域。随着微波控制电路的要求越来越高，高精度GaAsPHEMTMMIC数字衰减器在多位步进、高

20、精度、小型化等方向得到了快速发展，其工艺也日趋成熟。从目前国内外发l1绪论硕士论文展趋势来看，高精度GaNPHEMTMMIC数字衰减器将会成为未来研究的重点。1．2MMIC概述1．2．1MMIC的发展概况70年代，GaAs材料制造工艺的愈发成熟以及GaAs材料的特性，促成了微波集成电路(MicrowaveIntegratedCircuit，MIC)向微波单片集成电路(MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit，MMIC)的转变。单片微波集成电路，有时也称射频集成电路(Rad

21、ioFrequencyIntegratedCircuit，I江IC)，即是使用半导体工艺方法和平面技术，把各种器件——包括有源器件和无源元件，制作在同一块半绝缘半导体衬底上的微波电路。【15】其工作频段可达毫米波，且与前两代微波电路相比，MMIC具有很多优点。MMIC通常针对微波信号的产生、放大、控制和信息处理等功能，根据具体要求和频段特点进行分别设计，因此具有很强的专用性。MMIC具有几个技术上的难点，分别如下：1．GaAs、InP大直径单晶和高性能HEMT、PHEMT、InPHEMT中材料制备。2．

22、深亚微米精细结构制备一3．CAD和CAT技术4．封装技术发达国家——包括美国、西欧和日本等，很重视MMIC的设计和制造工艺的研究，我国由于半导体材料和工艺水平等MMIC关键技术落后以及开发费用不足，研究水平相对于发达国家还是存在一定差距的。【15】我国在80年代开始研究GaAs微波单片集成电路和超高速集成电路，在90年代开拓了异质结器件为主的新型GaAs集成电路，并专门组成了材料、封装、设计、加工的科研队伍。在未来，如果抓住MMIC产业群的