【摘 要】在矩形波導(dǎo)中，經(jīng)常使用介質(zhì)移相器，通過移相器在波導(dǎo)中的位置調(diào)節(jié)相位，位置與相移量存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，本文通過積分公式、仿真計(jì)算與實(shí)測值對比，驗(yàn)證公式有效性，為介質(zhì)移相器提供了設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】介質(zhì)片 錐形過渡 HFSS仿真

1 概述

矩形或正方形波導(dǎo)中安放薄介質(zhì)片做成可調(diào)波導(dǎo)移相器時(shí)，常希望得到介質(zhì)片在波導(dǎo)中放置的位置L時(shí)的相移量的計(jì)算公式，如圖1所示。為降低介質(zhì)片對駐波的影響，通常將介質(zhì)片設(shè)計(jì)為錐形過渡的形狀，如圖2所示。

2 相移量的計(jì)算公式推導(dǎo)

3 設(shè)計(jì)實(shí)例

已知λ=32mm ，a=22.86mm ，t=2.82mm ，εr=2.55。根據(jù)公式（4）～（10），并根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化S1和S2，使其滿足公式S=（S1+S2）/2。編程得到φ（L）—L的關(guān)系曲線，并與測試結(jié)果對比。

圖3畫出了的φ（L）的測試曲線和計(jì)算曲線。

由圖中可以看出，在L=4mm左右，測試值和計(jì)算值之間的差異較大，經(jīng)分析，產(chǎn)生測試曲線和計(jì)算曲線偏差的主要原因如下：①測量過程中不可避免的測試誤差；②εr值存在公差帶范圍，一般為±2%；③介質(zhì)片兩端尖頭過渡段不匹配引起的反射影響，需要通過優(yōu)化減小駐波系數(shù)；④計(jì)算公式未能考慮到介質(zhì)片支撐圓桿引起的反射和相移；⑤為了介質(zhì)片能在波導(dǎo)中自由運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)介質(zhì)片的窄邊比波導(dǎo)的b邊要小0.5mm。

介質(zhì)片兩端尖端過渡段的尺寸和形狀對駐波帶來影響，這對相移量的測試結(jié)果影響較大，應(yīng)盡量做到匹配。

從圖1看出論最小值。但實(shí)際上由于制作公差的原因介質(zhì)片長度方向和支撐移動(dòng)桿不垂直的影響，介質(zhì)片一般會(huì)有0.5mm的起始尺寸，即圖1的L只能從開始變大，即在該設(shè)計(jì)實(shí)例中L的最小值=1.91mm。