GaAs-МИС дискретного 8-битного фазовращателя Ku-диапазона частот

DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-1-59-64

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Представлено обоснование выбранных схемных решений и описание процесса разработки GaAs-монолитно-интегральной схемы (МИС) для управляемого дискретного фазовращателя, предназначенного для работы в Ku-диапазоне частот. Данный фазовращатель может использоваться в приемопередающих модулях (ППМ) бортовой радиолокационной станции (РЛС) с активной фазированной антенной решеткой (АФАР), поскольку имеет 8 переключаемых состояний. Основное внимание в работе уделено схемотехническим решениям с интеграцией компонентов и оптимизацией характеристик фазовращателя, что обеспечивает высокую фазовую точность и низкие вносимые и возвратные потери разработанной микросхемы. Приведены результаты моделирования, подтверждающие соответствие фазовращателя заданным техническим требованиям. Дальнейшие этапы включают в себя производство и экспериментальное исследование разработанного устройства с преимуществом в количестве состояний фазового сдвига.

Ключевые слова: дискретный фазовращатель, управляемый фазовращатель, активная фазированная антенная решетка, СВЧ, GaAs, pHEMT, СВЧ-полупроводниковая интегральная схема, монолитная интегральная схема

Библиография статьи:
Щукин В. Е. GaAs-МИС дискретного 8-битного фазовращателя Ku-диапазона частот / В. Е. Щукин [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2025. – Т. 28, № 1. – С. 59–64. DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-1-59-64

Авторы и правообладатели:

  • Щукин В. Е. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Кетов Р. С. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Миллер Ю. А. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Лужайцев Д. А. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Туров А. О. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Шимановский Д. С. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)

  • 1. Титце У. Полупроводниковая схемотехника / У. Титце, К. Шенк. – М.: ДМК-Пресс, 2008. – 832 с.
  • 2. Huazhong B.S. Broadband Phase Shifter Design for Phased Array Radar Systems // University of Science and Technology. – China, 2011. – 175 р.
  • 3. Сазонов Д.М. Устройства СВЧ. – М.: Высш. школа, 1981. – 295 с.
  • 4. Tsukahara Y. 60 GHz High Isolation SPDT MMIC Switches Using Shunt pHEMT-Resonator // High Frequency & Optical Device Works. – Japan, 2008. – Р. 664–864.
  • 5. Garakoui S.K. Phased-array antenna beam squinting related to frequency dependency of delay circuits / S.K. Garakoui, E.A.M. Klumperink, B. Nauta // EuRad Conf. – The Nethelands, Enschede, 2011. – P. 416–419.
  • 6. Tang X. Design of large bandwidth phase shifters using common mode all-pass networks / X. Tang, K. Mouthaan // IEEE Microw. Wireless Compon. Lett. – 2012. – Vol. 22, No. 2. – P. 55–57.
  • 7. Белова Е.В. Опыт создания методики оптимизации многокаскадных управляющих СВЧ-устройств / Е.В. Белова, А.Н. Васильев. – Омск.: Планета-ИРМИС, 2016. – С. 36–42.
  • 8. Помазанов А.В. Разработка и экспериментальное исследование дискретного 6-разрядного фазовращателя Х-диапазона на основе отечественной 90 нм КМОП-технологии / А.В. Помазанов, А.С. Коряковцев, А.А. Коколов // Электронные средства и системы управления: материалы докл. XVI Междунар. науч.-практ. конф.: в 2 ч. – Томск: В-Спектр, 2020. – Ч. 1. – С. 57–60.
  • 9. Zhang W. DC‑23 GHz Broadband Digital Step Attenuator MMIC Using Capacitive‑Inductive Joint Compensation / W. Zhang, D. Hao, Y. Liang, Y. Liu // IEEE Microw. Wirel. Technol. Lett. – 2023. – Vol. 34. – P. 291–294.
  • 10. Niu Y. A Survey of Millimeter Wave (mmWave) Communications for 5G / Y. Niu, Y. Li, D. Jin, A.V. Vasilakos // Opportunities and Challenges. – 2015. – No. 8. – P. 17.
  • 11. Moye C. А compact broadband, six-bit MMIC phasor with integrated digital drivers / C. Moye, G. Sakamoto, M. Brand // IEEE Microwave and Millimeter-Wave Monolithic Circuits Symposium. – 1990. – P. 123–126.
  • 12. Баров А.А. GaAs МИС дискретных фазовращателя и аттенюатора для ППМ АФАР космического применения / А.А. Баров, А.В. Кондратенко // Microwave & elecommunication Technology. – 2012. – C. 91–92.
  • 13. Hu Z. A Broadband Voltage Variable Attenuator with High‑Power Tolerance and Compact Size Based on Dual-Gate GaN-HEMTs / Z. Hu, S. Zhou, R. He, Q. Zhang // IEEE Trans. Power Electron. – 2023. – Vol. 38. – P. 6108–6115.
  • 14. He Y. Wideband pHEMT Digital Attenuator with Positive Voltage Control Driver / Y. He, T. Zhang, Y. Tang, C. Fan // IEEE Microw. Wirel. Technol. Lett. – 2023. – Vol. 33. – P. 295–298.
  • 15. He D. A 10–20 GHz 6-Bit High-Accuracy Digital Step Attenuator with Low Insertion Loss in 0.15 µm GaAs p-HEMT Technology / D. He, Z. Yu, J. Chen, P. Cheng // Micro-machines. – 2024. – Vol. 15. – P. 84.
  • 16. GaAs-MMIC 6-Bit Digital Phase Shifter, 9–12.5 GHz. Datasheet [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/hmc642a.pdf (дата обращения: 15.05.2024).
  • 17. 22,5 MMIC 4-Bit Digital Phase Shifter, 8–12 GHz. Datasheet [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/hmc543a.pdf (дата обращения: 15.05.2024).
  • 18. GaAs-MMIC 5-Bit Digital Phase Shifter, 15–18.5 GHz. Datasheet [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/hmc644alc5.pdf (дата обращения: 15.05.2024).
  • 19. TGP2109, 8–12 GHz 6-Bit Digital Phase Shifter. Datasheet [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.qorvo.com/products/d/da005085 (дата обращения: 15.05.2024).
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru