[发明专利]一种高功率机械式同轴波导微波移相器

说明书

本发明公开了一种高功率机械式同轴波导微波移相器，包括外导体和与所述外导体同轴的内导体组件；所述内导体组件包括固定段和活动段，所述固定段呈顶部具有开口的筒状，所述活动段呈底部具有开口的筒状，所述固定段的内径与所述活动段的外径匹配，所述活动段可沿所述固定段的内壁滑动；还包括控制所述固定段底部与所述活动段顶部之间距离的控制结构；所述控制结构包括电机，所述电机与所述活动段之间设有相互配合的齿轮。通过控制内导体组件的长短，即控制活动段对固定段截断点的位置，即可实现TEM‑TM₀₁模式的转换；通过控制活动段截断面与外导体顶部之间距离，使设计的伸缩范围满足长度要求后，即可达到360°的移相功能。

技术领域

本发明涉及微波传输技术领域，特别是高功率微波传输技术领域，具体而言，涉及一种高功率机械式同轴波导微波移相器。

背景技术

矩形波导、圆波导、同轴线是常见的微波传输线，矩形波导是单导体，截面矩形；圆波导是单导体，截面圆形；同轴线是双道题导体，由内、外同轴圆形导体组成，导体之间是呈圆环的介质结构。在这几种均匀、长直的传输线中传输的微波周期地以有规律的电磁场分布。移相器是微波器件中重要的一类器件，主要用于对特定相位需求的处理，广泛应用于雷达、通讯、仪器仪表、电力电子等各种领域中。由于移相器对设备和系统的性能有着非常重要和直接的影响，因此研究具有高精度、高转换速度、高功率容量、损耗小、体积小和重量轻的移相器具有重要意义。

根据实现方式划分，移相器可以分类为机械式移相器、铁氧体移相器、固态移相器等。其中采用机械式实现移相的移相器常常具有较高的功率容量和较高的可靠性。尤其是在高功率微波系统中特别重视各器件的功率容量，所以采用波导作为载体的机械式移相器常常在此类系统中被采用。

机械移相器也是发展得较早的一类移相器，一般采用线性移动或者旋转的方式实现移相功能。文献报道中较早的机械式移相器是Fox A.G.于1947年提出的一种通过改变旋转圆波导中的介质片来改变输出相位[Fox A.G.An adjustable wave-guide phasechanger[J].Proceedings of the IRE，1947，35(12):1489-1498]；或者通过改变传输线的介电常数与电磁波的波数实现影响输出相位[Collin R.E.Waveguide phase changer[J].Wireless Engineer，1955，32(3):81-87]、[Collin R.E.Field theory of guided waves[M].New York:IEEE press，1991，272-274]。

二十世纪六十年代Hansen R.C提出一种空气同轴线结构的移相器，是一种单频移相器，改变其传输线的物理长度可以实现移相，同轴主体是可以伸缩的，也是利用了的机械结构的可靠性[Hansen R.C.Microwave Scanning Antennas[C].Academic Press，McGraw-Hill，New york.1966，273-278]。