S波段六位高精度移相器设计.pdf

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1、2014年4月西安电子科技大学学报(自然科学版)Apr．2014第41卷第2期JoURNAL0FXIDIANUNIVERSITYV01．41NO．2doi：10．3969／j．issn．1001—2400．2014．02．021S波段六位高精度移相器设计杨小峰，史江义，马佩军，郝跃(西安电子科技大学宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室，陕西西安710071)摘要：采用0．25“mGaAs高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺设计了一款六位S波段数字移相器．移相器采用高低通和全通网络结构，运用了提高相位精度和抑制

2、级联散射的方法．移相器在0。～360。相位范围内以5．625。步进，在2．1～2．7GHz频率范围内，最小相位均方根误差仅为1．13。．频带范围内插入损耗小于6．3dB，幅度均衡小于0．4dB，输入输出反射系数小于一10dB．关键词：高电子迁移率晶体管；数字移相器；高低通；相位精度；级联散射抑制中图分类号：TP391．72文献标识码：A文章编号：1001—2400(2014)02—0125—05DesignoftheSband6bitshighprecisionphaseshifterYANGXiaofeng

3、，SHIJiangyi，MAPeijun，HA0Yue(MinistryofEducationKeyLab．ofWideBand—GapSemiconductorMaterialsandDevices，XidianUniv．，xi’an710071，China)Abstract：Adigital6-bitphaseshifterforS-bandbased0．25umGaAsHEMTtechnologyispresented．Thehigh-pass／low—．passnetworkandall—．passn

4、etworkareutilizedsyntheticallyforthetopologyofthephaseshifter，withboththephaseprecisionimprovementtechniqueandtheseriesscatterrestraintechniqueadopted．Therelativephaseshiftvariesfrom0to360atthestepof5．625。．Overthedesignbandof2．1～2．7GHz，theminimumrmsphaseerr

5、oriS1．13。，andalowinsertion1OSSiSlessthan6．3dB，ofwhichtheamplitudefluctuationislessthan0．4dBandtheinputandoutputscatterparameterislessthan——10dBunderallconditions．KeyWords：highelectronmobilitytransistor；digitalphaseshifters；high-pass／low—passnetwork；phasepre

6、cision；seriesscatterrestrain在卫星通信系统和雷达、电子战等领域中，有源阵列逐渐占据了主导地位_】]．收发(TR)组件作为有源阵列的核心获得了长足的发展．而单片微波集成电路(MMIC)的发展对TR组件的小型化提供了契机．单片移相器作为相控阵TR组件的核心器件，受到了广泛的研究．数字式移相器由于其对控制电压的噪声和温度变化的不敏感性，而获得了迅速的发展．CMOS工艺在射频／微波领域逐渐开始崭露头角[2-3]，但在MMIC中，以GaAs半绝缘衬底作为载体的GaAs单片微波集成电路目前占据

7、了市场的大部分份额．以PIN二极管为控制器件的数字移相器，由于导通时需要消耗大量的直流功耗而不适合低功耗领域L4；场效应晶体管(MESFET)栅泄漏电流很小，直流功耗很低，但是导通电阻较大，导致射频损耗较大；高电子迁移率晶体管(HEMT)具有MESFET的低功耗优点，且插入损耗较小，在微波电路中的应用也越来越广泛．基于0．25mGaAsHEMT工艺，笔者设计了一款六位S波段数字移相器．详细叙述了各个相位移相电路的设计方法，讨论了在高低通网络和全通网络中的相位精度提高和级联中散射系数抑制的方法，在此基收稿日期：

8、2013—09—03网络出版时间：2013—10—09基金项目：陕西省自然科学基础研究资助项目(2010JM8015)作者简介：杨小峰(1982一)，男，西安电子科技大学博士研究生，E-mail：xfyang@mail．xidian．edu．ca．网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／61．1076．TN．20131009．2201．201402．156—02