随着科技的不断进步与革新,人们对通信系统中的射频组件要求愈发严格。在微波毫米波系统中,射频开关和可调滤波器均为射频前端系统中的重要组件。射频开关被广泛用于控制雷达和通信系统的微波信号路径,但是伴随着系统的工作频率和复杂性的增加,要求射频开关具有良好的性能和易于集成的特性。可重构滤波器由于其可以实现中心频率可调、工作带宽可调和传输零点可调等特性,成为广大学者的研究重点。然而对于这两款组件,运用传统的设计方法将难以同时获得低插入损耗,超宽带和紧凑尺寸的性能特点。本文对如何保持射频开关和可重构滤波器的高电磁特性,同时尽可能地实现小型化做了优化研究。现如今的射频组件都朝着高集成,高功率,宽频带的方向发展,微波单片集成电路(MMIC,monolithic microwave integrated circuit)由于其较高的集成度和成熟的工艺很好地满足了设计需求。而GaAs工艺的MMIC有诸如高速、低介质损耗和高可靠性等优势,尤其近些年GaAs工艺的制备成本也在不断降低,使其应用范围也在不断增大。本文就是基于0.25um GaAs pHMET工艺,设计和研制了MMIC单刀双掷开关芯片和两种可重构的片上滤波器。论文的主要工作如下:首先提出了一种具有低插入损耗和高隔离度的紧凑型超宽带单刀双掷开关芯片。本文中使用了一种新型的π型拓扑,它是由一条较短的传输线与两个金属-绝缘体-金属(MIM,metal-insulator-metal)电容器并联组成,用于代替连接两并联晶体管之间的四分之一波长传输线。与传统方法相比,这种新型的π型拓扑能够在更小的尺寸内并联更多的晶体管,可以实现超宽带高隔离性能。此外,单刀双掷(SPDT,single pole double throw)开关芯片尺寸为1.25×1.05 mm~2。从DC到30 GHz,测得的插入损耗小于1.8 dB,隔离度优于36 dB。另外,还设计了两个可重构MMIC滤波器。两个均为三阶电容性耦合的可调谐带通滤波器,其工作频带都是采用晶体管及其相应的栅极偏置电路来实现可调谐。由于GaAs工艺中的螺旋电感Q值较低而且占用面积较大,本文中的集总LC谐振器均由半集总谐振器来替代。该半集总谐振器由金属短截线和MIM电容组成,能够克服片上螺旋电感的劣势,实现更紧凑的尺寸。两个可调滤波器中:第一个是可调频段的MMIC带通滤波器,它的尺寸仅为0.08×0.11λg~2。该滤波器可在两个频带中切换:一个频带是以10 GHz为中心频率,分数带宽(FBW,fractional bandwidths)为24.94%;另一个频带的中心频率为8.8 GHz,FBW为13.35%。第二个是可调带宽的MMIC带通滤波器,它的尺寸仅为0.086×0.095λg~2。该可重构滤波器工作在两个模式,并且这两个模式的中心频率都为10GHz:其中一个模式的FBW为23%;另一个模式的FBW为14%。