一种宽频带高功率微波移相器制造技术

本发明专利技术公开一种宽频带高功率微波移相器，属于高功率微波器件技术领域。包括中心对称结构的金属腔体，金属腔体中四个金属片用来引导微波信号传输方向；两个矩形波导为微波信号的输入、输出端口；金属柱设置于金属底板上方，用于在上盖板转动过程中起到限位作用，防止上盖板转动过度，阻塞微波信号输入。还包括位于金属腔体上方且能够绕金属腔体的中心点O转动的上盖板，上盖板的矩形波导腔位于金属基板上方，两个圆弧金属片分别位于矩形波导腔的左右两侧，四个金属片用来引导微波信号传输方向，金属长杆位于金属基板的背面为上盖板的旋钮用于转动上盖板。本发明专利技术移相器兼具功率容量高、工作频带宽，相移量可随金属上盖板的转动角度线性调节。角度线性调节。角度线性调节。

【技术实现步骤摘要】
一种宽频带高功率微波移相器


[0001]本专利技术属于高功率微波器件
，具体涉及一种宽频带高功率微波移相器。

技术介绍

[0002]移相器是相控阵天线系统的重要组件之一，在应用中起到波束指向控制和波束赋形等作用。高功率微波相控阵天线系统对移相器的工作频率范围和功率容量提出了更高要求。根据实现方式划分，目前常用移相器主要分为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，受介质材料击穿阈值限制，铁氧体移相器和介质加载移相器不适合应用于高功率微波领域。机械式移相器由于腔体内部无介质材料，可以实现较高的功率容量，受到高功率微波领域越来越多的关注。
[0003]在机械式移相器中，高功率微波领域常用的是矩形波导宽边可调移相器(Yang Y M,Yuan C W,Cheng G X,et al.Ku
‑
band rectangular waveguide wide side dimension adjustable phase shifter[J].IEEE Transactions on Plasma Science,2015,43(5):1666
‑
1669.)和双圆偏振结构移相器(Chang C,Guo L,Tantawi S G,et al.A new compact high
‑
power microwave phase shifter[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,2015,63(6):1875
‑
1882)。矩形波导宽边可调移相器是通过移动矩形波导侧壁金属板改变波导宽边长度进而实现移相；双圆偏振结构移相器是通过调节双圆偏振结构的滑动短路面位置实现移相。这两种移相器均具有较高的功率容量，但是存在两点不足：一是它们的相移量随调节距离均呈非线性变化，在实际使用中不便于相移量的高精度调节；二是它们的工作频率范围比较窄，一般仅有几百兆赫兹。
[0004]国防科技大学杨一明等设计了一种波导窄边裂缝电桥移相器。它是在3dB定向耦合器的基础上，在2、3端口加上短路活塞构成。通过同步推动两个短路活塞，在4端口实现0～360
°
的线性移相。中国人民解放军63660部队庄庆贺等在其申请的专利文献“一种高功率T型矩形波导微波移相器”中公开了一种通过移动拉伸金属板，使金属隔片两侧直波导的长度发生变化，进而改变微波传输距离，实现线性移相的T型矩形波导移相器。这两种移相器具有较高功率容量，相移量也随调节距离成线性变化，但不足之处在于它们仅在工作频率中心附近具有较低的插入损耗，工作频率范围也比较窄。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于公开一种宽频带高功率微波移相器，兼具功率容量高、工作频带宽，相移量可随金属上盖板的转动角度线性调节的宽频带高功率微波移相器。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种宽频带高功率微波移相器，包括金属腔体和上盖板；上盖板为金属材质，位于金属腔体上方且能够绕金属腔体的中心点O转动；
[0008]金属腔体为中心对称结构，包括金属底板，两个圆弧金属片、四个金属片，两个矩形波导和金属柱；
[0009]第一圆弧金属片与第二圆弧金属片将金属底板包围起来，三者共同形成移相器的腔体主体；第一圆弧金属片与第二圆弧金属片的圆弧内半径均为R1；
[0010]两个矩形波导为微波信号的输入、输出端口；
[0011]四个金属片用来引导微波信号传输方向，同时这些金属片均为圆弧倒角结构，用于降低移相器的反射损耗；第一金属片是由第一矩形波导上方的波导侧边与第一圆弧金属片相交处作倒圆角形成，倒角半径为r2；第二金属片是由第二矩形波导下方的波导侧边与第二圆弧金属片相交处作倒圆角形成，倒角半径为r2；第三金属片是由第一矩形波导下方的波导侧边作倒圆角并延伸形成，倒角半径为r1，同时对第三金属片的末端作切削处理，使其能够紧密贴合上盖板的第三圆弧金属片的外壁；第四金属片是由第二矩形波导上方的波导侧边作倒圆角并延伸形成，倒角半径为r1，同时对第四金属片的末端作切削处理，使其能够紧密贴合上盖板的第四圆弧金属片的外壁；
[0012]金属柱设置于金属底板上方，用于在上盖板转动过程中起到限位作用，防止上盖板转动过度，阻塞微波信号输入；
[0013]上盖板为中心对称结构，主要由金属基板，矩形波导腔，两个圆弧金属片，四个金属片，金属长杆构成；
[0014]其中矩形波导腔位于金属基板上方，用来连接移相器的输入和输出端口；第三圆弧金属片和第四圆弧金属片分别位于矩形波导腔的左右两侧，两者的圆弧外半径均为R2；
[0015]四个金属片用来引导微波信号传输方向，同时这些金属片均为圆弧倒角结构，能够降低移相器的反射损耗；第五金属片是由矩形波导腔左边的波导侧边与第三圆弧金属片相交处作倒圆角形成，倒角半径为r3；同样的，第六金属片是由矩形波导腔右边的波导侧边与第四圆弧金属片相交处作倒圆角形成，倒角半径也为r3；第七金属片是由矩形波导腔右边的波导侧边作倒圆角并延伸形成，倒角半径为r4，同时对第七金属片的末端作切削处理，使其能够紧密贴合金属腔体的第一圆弧金属片的内壁；第八金属片是由矩形波导腔左边的波导侧边作倒圆角并延伸形成，倒角半径也为r4，同时对第八金属片的末端作切削处理，使其能够贴合金属腔体的第二圆弧金属片的内壁；
[0016]金属长杆位于金属基板的背面，是上盖板的旋钮，通过拧转金属长杆能够转动上盖板，相移量随上盖板的转动角度成线性变化。
[0017]进一步的，移相器设计成E面或H面。
[0018]进一步的，金属柱设置为两个，第一金属柱与第二金属柱均位于金属底板上方，沿金属腔体的O点中心对称分布。
[0019]进一步的，为便于与微波系统中其他波导器件相连接，第一矩形波导和第二矩形波导使用对应微波工作频段的标准波导。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1、本专利技术通过转动上盖板，改变微波传输距离，从而实现移相功能。相移量随金属上盖板的转动角度成线性变化，这种移相方式能够实现移相器相移量的高精度调节；
[0022]2、本专利技术的移相器内部无易击穿的介质材料，功率容量高，传输损耗小；
[0023]3、本专利技术移相器在波导弯折处采用圆弧倒角等渐变结构，不仅减小反射损耗，也拓宽了移相器的工作带宽，使其工作频率范围达到吉赫兹以上。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0025]图2为图1的A切面剖视图；
[0026]图3为本专利技术的圆型底座结构示意图；
[0027]图4为本专利技术的金属上板结构示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例的一种X波段宽频带高功率微波移相器不同转动角度下的传输特性仿真结果示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例的一种X波段宽频带高功率微波移相器不同转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽频带高功率微波移相器，其特征在于，包括金属腔体和上盖板；上盖板为金属材质，位于金属腔体上方且能够绕金属腔体的中心点O转动；所述金属腔体为中心对称结构，包括金属底板，两个圆弧金属片、四个金属片，两个矩形波导和金属柱；第一圆弧金属片与第二圆弧金属片将金属底板包围起来，三者共同形成移相器的金属腔体的主体；第一圆弧金属片与第二圆弧金属片的圆弧内半径均为R1；两个矩形波导为微波信号的输入、输出端口；四个金属片用来引导微波信号传输方向，同时这些金属片均为圆弧倒角结构，用于降低移相器的反射损耗；第一金属片是由第一矩形波导上方的波导侧边与第一圆弧金属片相交处作倒圆角形成，倒角半径为r2；第二金属片是由第二矩形波导下方的波导侧边与第二圆弧金属片相交处作倒圆角形成，倒角半径为r2；第三金属片是由第一矩形波导下方的波导侧边作倒圆角并延伸形成，倒角半径为r1，同时对第三金属片的末端作切削处理，使其能够紧密贴合上盖板的第三圆弧金属片的外壁；第四金属片是由第二矩形波导上方的波导侧边作倒圆角并延伸形成，倒角半径为r1，同时对第四金属片的末端作切削处理，使其能够紧密贴合上盖板的第四圆弧金属片的外壁；金属柱设置于金属底板上方，用于在上盖板转动过程中起到限位作用，防止上盖板转动过度，阻塞微波信号输入；所述上盖板为中心对称结构，主要由金属基板，矩形波导腔，两个圆弧金属片，四个金属片，金属长杆构成；其中矩形波导腔位于金属基板上方，用来连接移相器的输入和...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄庆贺，罗志成，刘修瀚，杨猛，卢聘，熊正锋，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六六零部队，
类型：发明
国别省市：