[发明专利]一种高功率T型矩形波导微波移相器

说明书

本发明提供一种高功率T型矩形波导微波移相器，包括4段直波导、4段H面切角弯波导、拉伸金属片、金属隔片；移相器结构沿金属隔片两侧呈对称分布，直波导1右侧与H面切角弯波导2相连接，金属隔片4位于移相器中间位置，分隔移相器形成对称分布的两个直波导，与直波导1对称的直波导为输出端；左侧直波导3上侧与H面切角弯波导2相连，下侧与H面切角弯波导5相连，拉伸金属片6具有切角位于移相器的下部，形成了沿中心对称分布的两个H面切角弯波导；金属隔片4可以随拉伸金属片6联动，且两者的相对位置保持不变。本发明公开的高功率T型矩形波导微波移相器的相移量随金属片移动距离成线性变化，可以实现移相器相移量的快速高精度调节。

技术领域

本发明属于微波传输技术领域，具体涉及高功率微波传输技术领域。

背景技术

高功率微波移相器是高功率微波传输系统的关键器件之一，其性能直接影响设备和系统的技术指标，因此研究具有高精度、高功率容量、损耗小和结构紧凑的移相器具有重要意义。根据实现方式划分，目前常用微波移相器主要分为3类：铁氧体移相器、介质加载移相器和机械式移相器等。其中铁氧体移相器和介质加载移相器受材料击穿阈值限制，功率容量较低；机械式移相器常采用波导作为载体，通过调节机械结构实现移相功能，具有较高的功率容量和可靠性，因此这类移相器适合在高功率微波领域应用。

机械式移相器也分为多种类型，目前在高功率微波领域最为常用的是内插金属片矩形波导移相器(廖勇,谢平,徐刚,陈世韬,施美友,马弘舸.一种高功率微波金属片波导移相器设计与特性分析[J].强激光与粒子束,2015,(06):198-203)和拉伸式矩形波导移相器(Y.M.Yang,C.W.Yuan,and B.L.Qian.A Novel Phase Shifter for Ku-Band High-PowerMicrowave Applications[J].IEEE Trans.Plasma Sci.,2014,42(1):51-54)。内插金属片矩形波导移相器通过在矩形波导中放置平行于电场的可沿波导宽边移动的金属片实现波导内的可变相移，但该移相器的金属片边缘存在明显局部电场增强效应，限制了移相器的功率容量；拉伸式矩形波导移相器通过移动侧壁上的金属片改变波导窄边长度进而实现波导内的可变相移，这种移相器虽然结构简单，但是较大的体积限制了其在高频段高功率微波领域的应用。此外，这两种移相器有还有一个共同的不足之处就是它们的相移量随金属片移动距离呈非线性变化，因此不易实现相移量的快速高精度调节。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中移相器的相移量随金属片移动距离呈非线性变化不易实现相移量的快速高精度调节的技术问题，提供一种功率容量高、损耗小、结构紧凑，同时相移量可随金属片移动距离线性调节的高功率T型矩形波导微波移相器。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案以解决上述技术问题。

一种高功率T型矩形波导微波移相器，包括4段直波导、4段H面切角弯波导、拉伸金属片、金属隔片；其中，移相器结构沿金属隔片两侧呈对称分布，在移相器左侧，直波导1作为移相器的输入端，与直波导1对称的直波导为输出端；直波导1右侧与H面切角弯波导2相连接，金属隔片4位于移相器中间位置，分隔移相器形成对称分布的两个直波导，

左侧直波导3上侧与H面切角弯波导2相连，下侧与H面切角弯波导5相连，其中H面切角弯波导的形成与拉伸金属片6相关，拉伸金属片6位于移相器的下部，其两端的切角形成了沿中心对称分布的两个H面切角弯波导；

金属隔片4可以随拉伸金属片6联动，且两者的相对位置保持不变

进一步的，所述的H面切角弯波导的切角均为45°，且输入/输出端口宽边长度相等；拉伸金属片6的切角也为45°。

进一步的，当移动该移相器的拉伸金属片时，其输出差相移量与移动距离Δd具有如下关系：

式中：λ₀为自由空间波长,a为波导宽边长度；