毫米波相控阵系统在未来第五代移动通信中发挥着重要作用。开关电路是其重要的组成模块,用于控制相控阵系统的发射和接收状态的模式切换。开关电路可分为有源结构和无源结构,有源开关电路的设计创新在于能够从根本上解决传统无源开关电路存在的插入损耗和集成度低的缺陷。有源开关电路包括有源开关模块和驱动级放大器两部分。有源开关模块又包括发射通道的级联共栅放大器结构和接收通道的共漏放大器结构。一方面,采用级联型共栅放大器结构提高了发射通道的功率增益和开关隔离度;采用稳定性补偿网络解决了共漏放大器结构易振荡的缺陷,采用开关电容实现了有源开关公共端口的匹配阻抗复用。另一方面,驱动级放大器设计采用多级的共源共栅放大器结构,提高了整个有源开关电路的稳定性、功率增益和带宽等性能。有源开关电路利用电容电感元件实现了各个模块间的集成,同时利用传输线实现了模块间的互连以及发射和接收通道的对接。电容电感实现的级间匹配包括了T型（L-L-C）网络和Π型网络（L-C-L）,它们均进行了优化以保证匹配损耗最低和匹配频带最宽。多个匹配网络互相补偿实现了整个电路的宽带和高增益性能。有源开关电路采用65-nm CMOS工艺,实际芯片尺寸大约0.52 mm2,其中有源开关的核心面积约0.2 mm2。测试结果表明,有源开关电路可以在发射模式下实现16 d B的最大增益和10 GHz的3 d B带宽（30 GHz-40 GHz）,可以实现的最大输出功率达到4.2 d Bm,所用的直流功耗仅有11.8 m W;有源开关结构在接收模式下可以实现12.8 d B的最大增益和10 GHz的3 d B带宽（30 GHz-40 GHz）,输入功率1 d B压缩点大约-12 d Bm,所用的直流功耗大约5.6m W。有源开关的测试结果表现出了和无源结构可比拟的开关隔离度和反向隔离度,同时节省了较大的芯片面积,还可以为整个相控阵链路提供必要的功率增益,具有广泛的应用前景。