T/R组件是有源阵列天线的核心组成单元,在综合射频系统(MFIRFS)、相控阵雷达、数字阵列雷达等领域被广泛应用。作为T/R组件的核心部件,多功能芯片一直以来是T/R组件研究的热点之一。当前采用单片微波集成电路(MMIC)技术的多功能芯片,由于具有一致性好、可靠性高、体积小、重量轻等诸多优点,已成为主要的发展方向。论文调研了国内外雷达及多功能芯片的发展现状,分析了基于GaAs工艺的多功能芯片系统架构设计,研究了移相器、混频器等多功能芯片关键模块的性能指标及设计方法,并完成了移相器与混频器两款电路的设计。最后对未来的工作进行了展望。多功能芯片的系统架构研究。主要分析了多功能芯片的功能和分类,并结合不同结构的优缺点,提出了一款共用移相器结构的射频收发多功能芯片的设计方案。包括移相器、混频器、低噪声放大器和开关等模块。数字移相器设计技术研究。对移相器的原理进行了分析,深入研究了各类移相器结构的参数设计及优缺点。完成了移相器整体结构的设计,其中,180°、90°、45°单元采用高低通滤波器结构,以实现大相位相移;22.5°单元采用串并联电感结构,减少了电容和电感的使用数量,降低芯片面积;11.25°、5.625°单元使用改进的全通网络结构,便于移相精度的控制。完成了各移相单元电路结构的设计及参数的计算,并进行了仿真优化。最终仿真结果表明在工作频段内,相位均方根(RMS)误差小于3°,插入损耗小于8dB。混频器设计技术研究。对混频器的原理进行了分析,深入研究了各类混频器结构的混频原理及优缺点。设计了一款无源双平衡混频器,包括混频部分、巴伦和驱动放大器。其中混频部分采用环型二极管结构,增加了工作带宽,减少了杂散输出;本振端口集成增益为10dB的驱动放大器,降低了本振输入功率的要求。基于GaAs工艺完成了版图的设计并进行了流片。测试结果表明,在工作频段内混频器变频损耗为7dB;LO-RF隔离度大于25dB,LO-IF隔离度大于13dB;输入1dB压缩功率(P1dB)大于10 dBm。