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目前,由于无线通讯技术的飞速发展,迫切需求在各种复杂环境下具有高精度、多通道、大数据以及抗干扰等高性能的相控阵雷达(Phased Array Radar,PAR)系统。相控阵天线由大量小型天线单元排列成阵面组成,而天线单元都由不同的移相开关控制,通过开关调整各天线单元输出的相位,就能合成不同相位的波束,控制每个单元相位的就是一个T/R(Transmi T/Receive)模块。因此作为T/R模块的关键电路,研究能同时工作在多个频段的超宽带移相器和衰减器就尤为重要。本文基于SMIC 40nm CMOS工艺,完成了两个超宽带CMOS 6-bit移相器和衰减器的设计。论文主要工作如下:(1)对移相器与衰减器的关键器件MOS开关的性能进行了详细的分析。针对MOS开关的连接方式、尺寸、偏置电压和固有相位误差都进行了详细的分析,提出了MOS开关优化方案,尽量减小MOS开关的寄生效应对电路的影响。(2)研究设计了一种工作在14～20GHz超宽带内的6位移相器。通过分析不同移相器类型的优缺点与适用范围,再结合仿真分析进行对比,选取合适的类型进行电路设计。11.25°、22.5°、45°和90°相移单元采用桥T型相移结构,这种结构具有占用面积小、插入损耗小等优点;5.625°相移单元由于需要极大的电感和极小的电容,不能采用桥T型结构进行设计,提出了一种拓扑结构更加简单,尺寸更小,且插入损耗也很低的小相位相移结构。而对于180°大相移电路,采用两个90°相移单元级联而成。再通过逐位迭代进行仿真比较的方法,确定移相器6个基本单元的级联方式。最后进行了版图设计及仿真。芯片面积为3.26×0.76mm~2,相移量最大为355.78°,且平坦度良好,插入损耗小于10.65d B,后仿真相移误差小于3°,移相器整体性能良好,符合设计要求。(3)研究设计了两个6位衰减器,分别工作在11.1～31GHz和30～50GHz带宽内。通过与其他结构类型进行仿真对比,选取桥T型结构进行0.5d B、1d B、2d B和4d B小衰减位的设计,选取π型结构进行8d B和16d B大衰减位的设计。采用逐位迭代进行仿真比较的方法,确定衰减器6个基本单元的级联方式。最后进行了版图设计及仿真。1)工作带宽为11.1～31GHz时,衰减量最大为31.48d B,插入损耗小于2.84d B,输入输出回波损耗均小于-10d B,隔离度良好。2)工作带宽为30～50GHz时,衰减量最大为31.36d B,插入损耗小于4.38d B,输入输出回波损耗均小于-10d B,隔离度良好。设计的两个衰减器的芯片面积为0.14×0.07mm~2。设计的这两款6位衰减器均满足了工作在超宽带且插入损耗低,衰减误差小的要求,电路性能良好。