[发明专利]一种矩形波导窄边电桥移相器

说明书

本发明公开了一种矩形波导窄边电桥移相器，目的是提供一种结构简单、控制方便、功率容量高、具有相位调节能力的移相器。本发明采用全金属结构，由矩形波导窄边电桥和扼流活塞构成；矩形波导窄边电桥由四个端口，四路微波传输通道，2个销钉，中央耦合区构成；扼流活塞由2个扼流滑块和连接杆构成；2个扼流滑块通过连接杆连成整体，拉动连接杆时，2个扼流滑块分别在2个微波传输通道内同时滑动，改变微波在矩形波导窄边电桥内的传输距离，实现第一端口到第四端口传输微波相位从0度到360度，然后下降到0度的变化。本发明功率容量高，工程上容易实现，相位调节速度快，工作带宽高，提高了工作稳定性和微波传输效率。

技术领域

本发明涉及微波器件领域，尤其是一种具有相位调节能力的矩形波导窄边电桥移相器。

背景技术

高功率微波(High-Power-Microwave，缩写为HPM)一般是指频率在300MHz 到300GHz、峰值功率大于100MW或平均功率大于1MW的强电磁辐射。高功率微波的应用多种多样，主要包括：高功率脉冲雷达，应用于宽频带下精确分辨目标；高能粒子射频加速器，应用于高能物理、核物理研究；基于电子回旋共振机制对受控热核等离子体进行加热及高功率微波武器等领域。

微波移相器是微波、毫米波技术领域中一种常见的器件，在雷达系统、通信系统、电子对抗系统等各个领域具有广泛的应用，微波移相器的优劣会对这些系统性能产生重要影响。常规波导式移相器，如压缩波导式移相器，加载介质旋转式移相器等，由于功率容量低的问题，难以在高功率微波领域应用。为了提高移相器的功率容量使其能够适用于高功率微波，目前采用较多的是利用机械的方法来实现相移。其中具有代表性的是利用插板式结构研制的同轴插板移相器【袁成卫，钟辉煌，刘庆想.同轴插板式模式转换器反射特性研究.国防科技大学学报， 2005，Vol.27，No.5，pp.121-125】，如图1所示为同轴插板式移相器的基本结构，图1(a)为同轴插板式移相器的轴向剖视图，图1(b)为同轴插板式移相器的左视图。同轴插板式移相器由同轴波导1和四块角向均匀分布的金属隔板2构成，通过改变四块金属隔板2的长度实现相移的调节。该移相器具有很好的相移特性和易于真空封装的特点，但由于在同轴波导中插入四块金属隔板，结构设置比较复杂，机械调节相位并不方便，插入损耗低于0.1dB的工作带宽只有200MHz。此外，该移相器的输入输出均为TEM模式，应用场合有限。

因此，尽管移相器结构形式和工作方式可以多种多样，但是考虑到高功率微波容量需求、工作环境不同以及工程应用的区别，仍需针对性地研制新型的具有高功率容量的移相器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决现有移相器调节结构复杂、工作带宽低等不足，针对高功率微波缝隙波导阵列天线的应用需求，提供一种结构简单、控制方便、功率容量高、具有相位调节能力的矩形波导窄边电桥移相器。

本发明的技术方案是：

本发明采用全金属结构，由矩形波导窄边电桥和扼流活塞构成。矩形波导窄边电桥由第一端口、第二端口、第三端口、第四端口四个端口，第一微波传输通道、第二微波传输通道、第三微波传输通道、第四微波传输通道四路微波传输通道，第一销钉、第二销钉，中央耦合区构成。扼流活塞由第一扼流滑块、第二扼流滑块和连接杆构成。第一扼流滑块和第二扼流滑块通过连接杆连成一个整体，第一扼流滑块在矩形波导窄边电桥的第三微波传输通道内，可在第三微波传输通道内滑动，第二扼流滑块在矩形波导窄边电桥的第二微波传输通道内，可在第二微波传输通道内滑动。拉动连接杆时，第一扼流滑块在第三微波传输通道内、第二扼流滑块在第二微波传输通道内同时滑动。微波由矩形波导窄边电桥的第一端口注入，由矩形波导窄边电桥的第四端口输出。

矩形波导窄边电桥3是由金属材料制成的空腔，金属壁厚为T(T1.5mm)。矩形波导窄边电桥的第一端口、第二端口、第三端口、第四端口均为矩形波导，四个端口的矩形波导的内腔(即不包括壁厚)的宽边长度均为A，内腔的窄边长度均为B。