高精度可調(diào)節(jié)模擬延遲線設(shè)計.pdf

1、相控陣天線技術(shù)自出現(xiàn)以來，在雷達和通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著信息的高速發(fā)展，軍用和民用的需求不斷提高，對相控陣天線性能的要求也越來越高。傳統(tǒng)相控陣天線受到掃描角度、孔徑效應(yīng)以及有限瞬時帶寬的限制，很難滿足相控陣天線在高性能領(lǐng)域的應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)移相器，基于實時延遲技術(shù)(TTD)的非色散可變延遲線能夠有效的抵消孔徑渡越時間的影響，使得相控陣天線能夠滿足寬帶、寬掃描角的要求?；贑MOS工藝的實時延遲線，具有低功耗、低成本以及

2、高集成度的優(yōu)勢。作為相控陣天線的關(guān)鍵模塊，實時延遲線的設(shè)計實現(xiàn)至關(guān)重要。
　　本文設(shè)計了一種高精度可變模擬實時延遲線?；跓o源和有源延遲單元相結(jié)合的技術(shù)以提高電路的信號增益，優(yōu)化電路面積。整個電路結(jié)構(gòu)分為三部分，包括粗調(diào)節(jié)有源延遲模塊、級間匹配模塊以及細調(diào)節(jié)無源延遲模塊。粗調(diào)節(jié)有源延遲模塊包括有源延遲單元和模擬路徑選擇開關(guān)構(gòu)成，通過數(shù)字電路控制模擬開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)實現(xiàn)信號路徑的選擇;級間匹配電路用來實現(xiàn)無源電路與有源電路之間的匹配;

3、無源延遲模塊通過電壓控制可變電容的大小實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)的細調(diào)節(jié)延遲。整體實現(xiàn)了小面積、低功耗、大范圍、高集成度的可調(diào)節(jié)模擬實時延遲線。
　　本設(shè)計采用TSMC0.18μm CMOS工藝，芯片總面積為690×900μm2。后仿真結(jié)果表明，在0.5GHz-3.1GHz的頻率范圍內(nèi)，實時延遲線在TT工藝角下可實現(xiàn)0～91ps的連續(xù)相對延遲。總延遲范圍包含3級有源延遲單元的延遲以及無源延遲單元的延遲，單級有源延遲單元可實現(xiàn)22ps的平均延遲，