[发明专利]基于矩形波导窄边缝隙电桥的旋转调节式移相器

权利要求书

1.一种基于矩形波导窄边缝隙电桥的旋转调节式移相器，其特征在于基于矩形波导窄边缝隙电桥的旋转调节式移相器由矩形波导窄边缝隙电桥(1)、第一相位调节臂(2)和第二相位调节臂(3)构成；第一相位调节臂(2)与矩形波导窄边缝隙电桥的第三端口(13)相连，第二相位调节臂(3)与矩形波导窄边缝隙电桥(1)的第四端口(14)相连；第一相位调节臂(2)由第一线转圆极化器(21)和第一旋转关节(22)构成；第二相位调节臂(3)由第二线转圆极化器(31)和第二旋转关节(32)构成；第一线转圆极化器(21)和第二线转圆极化器(31)结构完全相同，第一旋转关节(22)和第二旋转关节(32)结构完全相同；微波由矩形波导窄边缝隙电桥第一端口(11)注入，由矩形波导窄边缝隙电桥的第二端口(12)输出；

矩形波导窄边缝隙电桥(1)是由金属材料制成的空腔，由第一端口(11)、第二端口(12)、第三端口(13)、第四端口(14)四个端口，第一微波传输通道(15)、第二微波传输通道(16)、第三微波传输通道(18)、第四微波传输通道(19)四路微波传输通道，和中央耦合区(17)构成；第一端口(11)、第二端口(12)、第三端口(13)、第四端口(14)均为矩形波导，四个端口的矩形波导的内腔的宽边长度均为a，窄边长度均为b；第一微波传输通道(15)和第二微波传输通道(16)的两条轴线之间的垂直距离为h，中央耦合区(17)的长度为L₁，第三微波传输通道(18)和第四微波传输通道(19)的轴线的水平距离为L；

第一线转圆极化器(21)由注入端口(211)，圆波导(212)，第一波导脊(213)，第二波导脊(214)和末端端口(215)组成；注入端口(211)由金属封口，中心留有矩形缺口与矩形波导窄边缝隙电桥的第三端口(13)相连，矩形缺口宽边长度为a，窄边长度为b；圆波导(212)的内圆直径为R；定义注入端口(211)处与矩形波导的内腔的宽边平行的方向为z轴，与矩形波导的内腔的窄边平行的方向为y轴，矩形波导轴向为x轴，三轴互相垂直；第一波导脊(213)与第二波导脊(214)形状结构完全相同，两个波导脊关于z轴对称；末端端口(215)与第一旋转关节(22)相连；

第一波导脊(213)与第二波导脊(214)形状像一个马鞍，波导脊的脊背的长度为d₂，波导脊的脊腹长度为d₁；第一波导脊(213)和第二波导脊(214)的背部与圆波导(212)内壁接触；连接两个波导脊脊腹面中心的线段PP'在x-o-y平面上的投影OQ'与x轴的夹角为α＝45°，坐标原点O位于注入端口(211)的中心；

第一旋转关节(22)由圆柱形底板(221)和窄金属板(222)构成，窄金属板(222)焊接在圆柱形底板(221)中央；窄金属板(222)从第一线转圆极化器的末端端口(215)插入第一线转圆极化器的圆波导(212)内，圆柱形底板(221)将第一线转圆极化器的末端端口(215)封口；第一旋转关节(22)可绕对称轴即z轴旋转；

第一旋转关节(22)和第二旋转关节(32)在初始状态下，窄金属板(222)和第二旋转关节(32)的窄金属板之间存在一个夹角，此夹角命名为第一旋转关节(22)和第二旋转关节(32)的初始状态的角度差，大小为γ。

2.如权利要求1所述的基于矩形波导窄边缝隙电桥的旋转调节式移相器，其特征在于所述矩形波导窄边缝隙电桥(1)、圆波导(212)的金属壁厚度为T，T1.5mm。

3.如权利要求1所述的基于矩形波导窄边缝隙电桥的旋转调节式移相器，其特征在于所述矩形波导的内腔的宽边长度a满足λ/2aλ，窄边长度b满足bλ/2，λ为微波在自由空间中的波长；第一微波传输通道(15)和第二微波传输通道(16)的两条轴线之间的垂直距离h满足λh+a1.5λ，中央耦合区(17)的长度L₁满足两个模式的相位差为π/2，即

其中k为微波的自由空间波数。