【摘 要】
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近年来，随着相控阵技术的不断发展，相控阵系统被广泛应用于军事、汽车雷达等各个领域。而传统微波/GaAs相控阵系统因体积大、成本高等问题，无法满足应用场景的需求，其低成本、小
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近年来，随着相控阵技术的不断发展，相控阵系统被广泛应用于军事、汽车雷达等各个领域。而传统微波/GaAs相控阵系统因体积大、成本高等问题，无法满足应用场景的需求，其低成本、小型化是必然发展的趋势。同时随着半导体工艺特别是CMOS工艺的快速发展，用CMOS工艺实现单片集成的相控阵收发机逐渐成为国内外研究的热点。移相器作为相控阵系统的关键模块，其移相精度、移相误差、插入损耗和线性度等指标是整个系统性能表现的决定性因素。本文研究了采用标准CMOS工艺的用于相控阵收发芯片的移相器设计方法，并设计了一款23GHz有源矢量合成移相器芯片。一方面，通过分析移相器的电路原理、性能指标和实现方法进行研究和分析，依据应用的系统背景和指标要求选择了相应的实现方式和整体结构；另一方面，基于选定的电路结构，分析其个单元的可行方案，对单元结构进行设计，并结合仿真的结果进行反复的修改和优化，完成电路设计和版图设计。在探针平台上对本文所设计芯片进行了测试，给出了芯片的实测结果，且与仿真结果进行了比较和分析。本文的设计的成果为基于TSMC90nm工艺设计实现了5bit有源矢量移相器，实测22GHz~24GHz内的移相误差均方根（RMS）值小于3°，中心频点处插入损耗约为-0.1~-3.2dB，增益误差均方根（RMS）值小于0.5dB，输入1dB压缩点大于-4dBm，直流功耗约为20mW，且仿真结果表明在-20~125℃的温度变化范围能依旧能够保持良好的移相性能。
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