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近年来,因对电磁波具备灵活的调控能力,超表面天线技术受到来自通信、雷达以及天线领域学者的广泛关注。其中,超表面天线单元中所使用的有源调控器件,是决定整个系统性能的最关键部件之一。该文基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计了一个95~105 GHz的五位宽带数控衰减器芯片。该衰减器采用了反射式和简化T型两种拓扑结构,其中4 dB与8 dB反射式衰减单元采用交叉耦合宽带耦合器代替传统的3 dB耦合器或定向耦合器,同时获得了高衰减精度和低插入损耗;而0.5 dB, 1 dB, 2 dB三个衰减单元均采用简化T型结构。此外,利用RC正斜率和负斜率校正网络分别应用于不同的衰减单元进行相位补偿,极大地改善了衰减器的附加相移。经过仿真验证,在95~105 GHz的感兴趣工作频率内,衰减器芯片在0.12 mm
2的紧凑的尺寸下实现了0~15.5 dB的衰减范围,步进为0.5 dB,基态插入损耗小于2.5 dB,幅度均方根误差小于0.31 dB,附加相移均方根误差小于2.2°。所提出的W波段衰减器可作为一个关键部件赋能集成T/R的辐散一体化超表面天线系统的硬件实现。… …
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