超寬帶低相移單片六位微波數(shù)字衰減器的設(shè)計與研究.pdf

1、超寬帶低相移單片微波數(shù)字衰減器在寬帶電子對抗、相控陣雷達系統(tǒng)和寬帶微波合成掃頻信號發(fā)生器等儀器儀表中都有著廣泛的應(yīng)用。本文研究的超寬帶單片六位微波數(shù)字衰減器插入相移小、衰減精度高，采用該電路將使相應(yīng)的系統(tǒng)省去為校準幅度和相位所增加的額外電路，降低成本，提高可靠性，并且這種電路可以編程控制，易與計算機技術(shù)兼容。 本論文主要介紹了2～18GHz超寬帶低相移六位MMIC數(shù)字衰減器的原理、電路的設(shè)計、仿真優(yōu)化及版圖設(shè)計。文中首先探討了微

2、波單片集成電路中控制器件GaAsPHEMT開關(guān)的工作機理，模型的建立及電路模型參數(shù)的提取。然后介紹了數(shù)字衰減器的基本理論，并分析了幾種典型數(shù)字衰減器電路拓撲結(jié)構(gòu)(如T型、PI型、橋T型、開關(guān)路徑型等)的工作原理。 設(shè)計工具采用了Advanced Design System 2004(ADS2004)，首先根據(jù)不同的衰減量確定合適的數(shù)字衰減器的電路拓撲結(jié)構(gòu)，根據(jù)衰減量計算出該拓撲結(jié)構(gòu)中的電阻初值，然后聯(lián)接實際的微帶電路對衰減精度、

3、插入損耗、相對插入相移和輸入/輸出駐波比進行優(yōu)化。每一位優(yōu)化達到設(shè)計指標后，再將每位級聯(lián)構(gòu)成六位數(shù)字衰減器，進行總體仿真優(yōu)化。完成電路仿真優(yōu)化后初步生成每個衰減位的版圖，最后進行版圖的級聯(lián)和設(shè)計，使其結(jié)構(gòu)緊湊、占用芯片面積小、使用方便。 最后設(shè)計的超寬帶單片六位數(shù)字衰減器參考態(tài)插入損耗低、衰減精度高、插入相移小、輸入/輸出駐波低、尺寸小。在工作頻帶2～18GHz內(nèi)，最大衰減量為31.5dB、衰減步進為0.5dB；參考態(tài)插入損耗：