相控阵系统广泛地应用于现代5G,卫星通信和有源电子扫描阵列（AESA）雷达中,具有工作带宽宽,能实现宽角扫描等多种优势。典型的相控阵系统包含辐射单元,发射/接收模块,RF波束合成器,以及其他控制和电源模块等,其中相控阵系统前端的收发模块主要是为了实现对信号的收发、放大以及幅相控制等功能,在整个系统中有着举足轻重的作用。该模块芯片的设计一般是利用III-V族化合物工艺或者硅基工艺来实现,两者各有优劣,III-V族化合物工艺射频性能较好,能获得更低的噪声系数以及高功率容量;而硅基工艺集成度高,成本低,而且随着制程的持续发展,特征频率在不断提高,被越来越多地用于射频微波集成电路中。为了实现高精度的幅度控制以及对信号的低噪声放大,本文将对这两个功能模块进行详细深度的研究。首先基于SMIC 55nm CMOS工艺,设计并实现了数个多功能芯片的核心模块;其次基于GaAs 0.5um ED mode pHEMT工艺设计了一款可变增益放大器,具体工作如下:1.为了解决多功能芯片的幅度控制问题,提出了硅基无源衰减技术,采用数字控制的方式,步进为0.5dB,本研究主要对衰减单元的T型、桥T型以及Pi型进行了理论分析,并且结合具体的芯片设计实践,选择合理的开关器件尺寸以实现较低的衰减误差和插入损耗,为了解决衰减器工作时的附加相移较大的问题,采用了相位补偿技术,在串联支路上并联一个具有相位滞后的LPF（低通滤波器）结构或者在并联支路上的电阻两端并联电容或者是处于截止状态的MOS管,最终常温下的附加相移介于-6°～3°之间;为了解决芯片对温度特性的要求,采用不同温度系数的电阻对衰减器进行了温度补偿,使得其在-55℃～125℃都能满足指标要求,最终的仿真结果表明:衰减器的衰减均方根（RMS）误差小于0.55dB,实测结果表明衰减器工作正常,部分指标需要调整。2.为了解决系统对高低温增益波动的要求,提出了一种温度补偿衰减器,通过对串联MOS管和并联MOS管的栅极提供不同温度系数的电压,使其在高温时的插损小,低温时的插损大,以此来拉近系统在高温和低温的增益,仿真结果显示:在-55℃时的插损为-6.7dB,在25℃时的插损为-5.4dB,在125℃的插损为-3.8dB,随着温度的升高,整体的插损在均匀减小,起到了温度补偿的效果。3.为了尽可能避免多功能芯片接收通道的信噪比下降,设计了一款低噪声放大器,作为接收通道的第一个模块,噪声系数越低,增益越高,后级模块的噪声对电路的影响越小,该低噪放采用两级cascode,第一级侧重于噪声性能,第二级更关注增益特性,通过这种设计方式来同时实现低噪声和高增益,最终仿真结果显示:在32GHz-38GHz,NF小于3.81dB,Gain大于16dB,实测结果与仿真一致性较高。4.无源衰减器的插损会增大系统的增益压力,需要额外的放大器进行损耗补偿,针对这一问题,对可变增益放大器进行研究,该模块在幅度控制的同时还具备正向增益,主要是通过将放大器和衰减器级联的方式来实现的,考虑到最终芯片需要进行封装,为了提高仿真的准确性,在HFSS里对金丝模型进行建模以及EM仿真,提取S参数后代入原理图进行联合仿真优化,最终仿真结果显示:在0.1GHz-6GHz,可变增益放大器幅度控制误差小于±0.5dB,当衰减器处于基态时的整体噪声系数小于5.5dB,OP1dB在全频带大于18dBm,测试结果表明放大器和衰减器都工作正常,部分指标有些恶化。