一种基于波导传输线的移相器

本发明涉及无线通信天线的，特别涉及一种基于波导传输线的移相器。

背景技术：

1、上世纪六十年代后，随着相控阵雷达在航天航空领域、军事领域中开始大量应用，其中移相器作为相控阵雷达的关键器件被广泛使用。随着移动通信的发展，如今第五代移动通信全面投入使用，第六代移动通信技术即将面世，基站建设日益增多，其中基站大多采用电调天线，通过利用移相器改变其相位进而控制波束倾角，实现更高的覆盖率。在北斗导航卫星中，波束成形技术的实现背后离不开移相器的功劳。相较于传统的设计在介质基板中的移相器，波导移相器能承受更高的输入功率且扎实耐用，而现有的研究中，波导移相器多数采用机械可调且相位调控结构占用了不可忽视的体积，基于此市场前景以及研究现状，研究并设计出一种占用体积小且电可调进而可实现数字可调的波导移相器具有非常高的学术研究价值和工程应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可电调且占用体积小的基于波导传输线的移相器。

2、本发明提供了一种基于波导传输线的移相器，包括波导传输线、介质基板以及金属结构，所述波导传输线内设有波导腔；所述介质基板设于所述波导腔内，所述介质基板垂直于所述波导传输线的信号输送方向；所述金属结构贴设于所述介质基板上形成lc谐振电路，所述金属结构上设有电调元件，用于调节所述金属结构的电导通形状，以控制所述波导输送线内的电磁波相位。

3、可选的，所述移相器为传输型移相器，所述波导传输线包括信号输入端以及信号输出端，所述介质基板处于所述信号输入端与所述信号输出端之间，所述金属裂环结构用于接收信号输入端的电磁波信号并调控相位后，输出至所述信号输出端。。

4、可选的，所述金属结构包括若干金属片，若干所述金属片间隔设置使所述金属片之间形成间隙，若干所述电调元件分别设于相应的所述间隙内，并连接相邻的两块所述金属片。

5、可选的，所述电调元件用于导通或断开相邻的所述金属片之间的电连接，使若干所述金属片中的部分所述金属片电连接形成不规则裂环形状。

6、可选的，所述金属结构包括环形金属贴片以及圆形金属贴片，所述圆形金属贴片设于所述介质基板上，所述圆形金属贴片设于所述环形金属贴片内，若干所述电调元件的两端分别连接于所述环形金属贴片外侧与所述圆形金属贴片的内侧，所述电调元件用于导通或断开所述环形金属贴片与所述圆形金属贴片之间的电连接，使所述环形金属贴片以及所述圆形金属贴片围设形成不规则裂环形状。

7、可选的，所述金属结构还包括接地金属片，所述接地金属片的一端连接所述环形金属贴片的外侧，所述接地线的另一端连接所述波导腔内侧。

8、可选的，所述电调元件为二极管以及偏置电路，若干所述偏置电路分别连接若干所述二极管，用于控制若干所述二极管的导通或断开。

9、可选的，所述电调元件为可调节导通或断开的射频开关。

10、可选的，所述介质基板包括多块，每块所述介质基板上均设有所述金属结构，多块所述介质基板沿电磁波传输方向依次设于所述波导腔内。

11、可选的，所述介质基板为圆盘形，所述介质基板可旋转连接于所述波导腔内，且所述介质基板至少一端伸出于所述波导传输线的外表面，用于通过旋转介质基板以调节电磁波的相位。

12、本方案的有益效果：

13、相较于现有技术，本方案的移相器通过将介质基板设于波导传输线内，无需额外占用空间，将金属结构贴设在介质基板上形成lc谐振电路，由电调元件控制金属结构的物理电导通形状，从而调节lc谐振电路的电容大小以及电感大小，以控制电磁波通过波导传输线后的相位变化。本方案中的介质基板无需占用额外空间，金属结构与电调元件体积小，通过电调方式即可实现电磁波的相位调控，可应用与高功率雷达相控阵等场景中。

技术特征：

1.一种基于波导传输线的移相器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述移相器为传输型移相器。

3.根据权利要求1所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述金属结构包括若干金属片，若干所述金属片间隔设置使所述金属片之间形成间隙，若干所述电调元件分别设于相应的所述间隙内，并连接相邻的两块所述金属片。

4.根据权利要求3所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述电调元件用于导通或断开相邻的所述金属片之间的电连接，使若干所述金属片中的部分所述金属片电连接形成不规则裂环形状。

5.根据权利要求1所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述金属结构包括环形金属贴片以及圆形金属贴片，所述圆形金属贴片设于所述介质基板上，所述圆形金属贴片设于所述环形金属贴片内，若干所述电调元件的两端分别连接于所述环形金属贴片外侧与所述圆形金属贴片的内侧，所述电调元件用于导通或断开所述环形金属贴片与所述圆形金属贴片之间的电连接，使所述环形金属贴片以及所述圆形金属贴片围设形成不规则裂环形状。

6.根据权利要求5所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述金属结构还包括接地金属片，所述接地金属片的一端连接所述环形金属贴片的外侧，所述接地线的另一端连接所述波导腔内侧。

7.根据权利要求1所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述电调元件为二极管以及偏置电路，若干所述偏置电路分别连接若干所述二极管，用于控制若干所述二极管的导通或断开。

8.根据权利要求1所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述电调元件为可调节导通或断开的射频开关。

9.根据权利要求1所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述介质基板包括多块，每块所述介质基板上均设有所述金属结构，多块所述介质基板沿电磁波传输方向依次设于所述波导腔内。

10.根据权利要求1中任一项所述的基于波导传输线的移相器，其特征在于，所述介质基板为圆盘形，所述介质基板可旋转连接于所述波导腔内，且所述介质基板至少一端伸出于所述波导传输线的外表面，用于通过旋转介质基板以调节电磁波的相位。

技术总结本发明提供了一种基于波导传输线的移相器，包括波导传输线、介质基板以及金属结构，波导传输线内设有波导腔；介质基板设于波导腔内，介质基板垂直于波导传输线的信号输送方向；金属结构贴设于介质基板上形成LC谐振电路，金属结构上设有电调元件，用于调节金属结构的电导通形状，以控制波导输送线内的电磁波相位。本方案的移相器通过将介质基板设于波导传输线内，无需额外占用空间，通过控制电调元件控制金属结构的导通金属形状，以控制电磁波通过波导传输线后的相位变化。本方案中的介质基板无需占用额外空间，金属结构与电调元件体积小，通过电调方式即可实现电磁波的相位调控，可应用与高功率雷达相控阵等场景中。技术研发人员：王世伟,张书晴,林景裕受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26