ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ ............................... 5
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................... 9
1. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ СВЧ ФАЗОВРАЩАТЕЛЕЙ
И МЕТОДЫ ИХ РАЗРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЯ ....................................................... 19
1.1. Особенности текущей ситуации в технологии разработки ИМС ................................ 19
1.1.1. Системы радиолокации на основе фазированных антенных решеток .......... 24
1.2. Современные подходы к проектированию
интегральной радиоэлектронной аппаратуры ...................................................................... 34
1.2.1. Технологии искусственного интеллекта и нейросетей
при разработке интегральных устройств .................................................................... 40
1.2.2. Разработка моделей аналоговых радиочастотных схем
и систем с использованием методов машинного обучения ...................................... 41
1.3. Разработка схем фазовращателей для систем АФАР .................................................... 46
1.3.1. Фазовращатели на основе коммутируемых ключей ....................................... 46
1.3.2. Плавные фазовращатели .................................................................................... 48
1.3.3. Векторные IQ фазовые модуляторы ................................................................. 49
1.4. Аспекты проектирования радиочастотных интегральных схем .................................. 53
1.5. Исследование интегральных схем................................................................................... 59
1.5.1. Исследования интегральных схем на пластине ............................................... 63
1.5.2. Исследования интегральных систем в составе корпуса ................................. 66
1.6. Определение подхода к исследованиям и разработке
монолитных интегральных схем приемо-передающего тракта
для радиолокационных систем, постановка задачи и цели исследования ......................... 68
1.7. Выводы к первой главе ..................................................................................................... 70
2. РАЗРАБОТКА МИКРОСХЕМЫ 6-ТИ РАЗРЯДНОГО ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ
СИСТЕМЫ АФАР КА-ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ
НА ОСНОВЕ GAAS PHEMT 250 НМ БИБЛИОТЕКИ ........................................................ 71
2.1. Анализ технологической библиотеки ............................................................................. 72
2.2. Схемотехническое проектирование фазовращателя ..................................................... 74
2.3. Разработка и анализ схемы переключателя ................................................................... 76
3
2.4. Разработка и анализ фазосдвигающих разрядов ........................................................... 78
2.5. Разработка и анализ схемы фазовращателя ................................................................... 82
2.6. Электромагнитный анализ схемы ................................................................................... 85
2.7. Разработка топологии фазовращателя ............................................................................ 88
2.8. Выводы ко второй главе ................................................................................................... 92
3. РАЗРАБОТКА МИКРОСХЕМ SPDT-КОММУТАТОРА И 6-ТИ РАЗРЯДНОГО
ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ ДЛЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ Х-ДИАПАЗОНА
ЧАСТОТ НА ОСНОВЕ 90 НМ КМОП-ТЕХНОЛОГИИ ..................................................... 94
3.1. Кремниевые технологии в контексте базы
для реализации элементов приемо-передающего тракта ..................................................... 94
3.2. Коммутируемые схемы в приемо-передающих трактах систем АФАР ...................... 95
3.2.1. Ключ на основе транзистора с плавающим потенциалом тела ...................... 95
3.2.2. Кремниевая технология для систем РЛС Х-диапазона ................................... 97
3.2.3. Разработка схемы SPDT-коммутатора .............................................................. 99
3.2.4. Разработка топологии ....................................................................................... 107
3.2.5. Маршрут разработки коммутатора ................................................................. 108
3.3. Проект 6-ти разрядного фазовращателя Х-диапазона частот .................................... 109
3.3.1. Маршрут проектирования 6-ти разрядного фазовращателя ......................... 109
3.3.2. Выбор активного элемента дискретного фазовращателя ............................. 110
3.3.3. Метод выбора и реализации фазосдвигающих цепей ................................... 112
3.3.4. Разработка микросхемы 6-ти разрядного фазовращателя ............................ 119
3.3.5. Разработка топологии ....................................................................................... 121
3.3.6. Результаты компьютерных симуляций
работы дискретного фазовращателя ......................................................................... 122
3.4. Выводы к третьей главе ................................................................................................. 126
4. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОСХЕМ Х-ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ ................................... 130
4.1. Описание стенда для экспериментального исследования .......................................... 131
4.2. Измерения двухпозиционного коммутатора Х-диапазона ......................................... 133
4.2.1. Измерения параметров матриц рассеяния ИМС коммутатора .................... 134
4.2.2. Измерения параметров выходной мощности ИМС коммутатора ................ 136
4.3. Анализ результатов измерений коммутатора .............................................................. 136
4.4. Измерения 6-ти разрядного фазовращателя Х-диапазона .......................................... 138
4
4.4.1. Измерения параметров матриц рассеяния ИМС ФВ ..................................... 141
4.4.2. Измерение мощности ИМС ФВ ....................................................................... 143
4.5. Анализ результатов измерения фазовращателя ........................................................... 144
4.6. Выводы к четвертой главе ............................................................................................. 146
5. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ВРЕМЕНИ УСТАНОВКИ ФАЗОВОГО СДВИГА
ПРИ РАБОТЕ ДИСКРЕТНОГО СВЧ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ ............................................. 147
5.1. Способ измерения времени установки фазы высокочастотного сигнала ................. 148
5.2. Системная модель РЧ тракта для оценки времени установки фазового сдвига ...... 152
5.3. Экспериментальное исследование времени переключения фазового сдвига при
работе дискретного фазовращателя ..................................................................................... 155
5.3.1. Автоматизация методики исследования ......................................................... 159
5.4. Выводы к пятой главе ..................................................................................................... 162
6. МАРШРУТЫ РАЗРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОСХЕМ СВЧ
ФАЗОВРАЩАТЕЛЕЙ ........................................................................................................... 164
6.1. Маршрут разработки топологии интегральных микросхем СВЧ фазовращателей . 165
6.2. Маршрут экспериментального исследования
интегральных микросхем СВЧ фазовращателей ................................................................ 179
6.3. Выводы к шестой главе .................................................................................................. 194
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................................................................................................................... 198
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ..................................................................................................... 202
Приложение 1. Акт о внедрении результатов диссертационной работы ......................... 210
Приложение 2. Акт о внедрении результатов диссертационной работы ......................... 211
Приложение 3. Акт о внедрении результатов диссертационной работы ......................... 212
Приложение 4. Акт о внедрении результатов диссертационной работы ......................... 213
