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同轴插板式相移器理论及实验研究

葛名立  
【摘要】:相移器是微波系统中的常用元件,它的作用是使通过的电磁波产生一定的相位移,因此它在微波相位控制和功率合成方面具有重要意义。常用的相移器包括半导体相移器和铁氧体相移器,它们发展已比较成熟,但由于各自特点所限,均不适用于高功率微波领域。鉴于此背景本文提出并研究了一种适用于高功率微波的相移器——同轴插板式相移器。 论文首先介绍了同轴插板式相移器的研究背景及该相移器与其他传统相移器相比较在高功率微波领域的应用优势。然后阐述了同轴插板式相移器的基本工作原理,并对其进行了数值模拟与优化设计,接着重点研究了其结构工艺和相移控制系统,包括硬件控制电路的设计,上下位机软件的编写调试以及通信协议的实现等。最后在此基础上研制了一个中心频率为4.1GHz,相移范围为90°的同轴插板式相移器模型,通过矢量网络分析仪进行了实验测量,对其存在的问题进行了阐述。 理论与实验结果表明:同轴插板式相移器是一种线性相移器,具有输入输出同轴,功率容量高的特点,具有较好的高功率微波应用前景;采用步进电机驱动滑板移动可使该相移器实现相移,在移动中相移器保持较好的匹配性能,文中相移量化精度可为1°


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