移相器能够对电磁波的相位进行调整和控制,被广泛应用于相控阵天线、相控阵雷达、圆极化天线、波束成形网络和卫星移动通信系统中。随着无线通信系统向高集成度发展,系统内部的环境噪声和电磁串扰等问题日益严重,因此同时具有差模移相和共模抑制功能的平衡式移相器必将成为移相器领域新的研究热点。此外,随着无线通信系统的快速发展,频谱资源日益紧张,而宽带系统因其兼容性好、传输速率高等优势成为未来无线通信发展的必然趋势。因此,平衡式宽带移相器具有重要的研究意义。然而目前宽带移相器的研究主要针对单端式结构,对平衡式宽带移相器的研究还是空白。因此,本文将紧紧围绕平衡式移相器的宽带化技术进行研究,同时研究保持宽带移相条件下的小型化实现和可调移相实现等,主要研究工作如下:1、总结了针对平衡式移相器研究的完整理论分析方法。首先根据移相器电路结构特点,利用奇偶模等效电路或混合模S参数与微波网络相结合表达其差模和共模S参数,并分别计算其差模回波损耗、插入损耗、移相和共模抑制,进而得到整体性能。其次总结了平衡式移相器的宽带移相理论,为后续的平衡式宽带移相器设计提供理论基础。2、基于λ/2耦合线提出了首个平衡式移相器。该平衡式移相器仅用单个半波长耦合微带线及加载在中心位置的半波长微带线实现,因此具有小尺寸的特点。在差模和共模工作时分别等效为中心枝节短路和开路的T型传输结构,因此可以获得三个差模传输极点和一个共模传输零点分别实现宽带的差模阻抗匹配和共模抑制。差模移相以延迟线为移相基准,并以耦合线的奇模阻抗及枝节阻抗控制满足移相误差的宽带移相。本文以奇偶模等效电路结合微波网络分析得出完整的理论表达式,并依此对差模阻抗匹配、差模移相及共模抑制进行了理论分析,得到相应控制带宽的方法,并总结了设计流程。针对该移相器设计并加工了移相值为30°、60°和90°的案例,对应的工作带宽分别可达到68%、70%和73%,主线尺寸分别仅有0.06λg~2、0.08λg~2和0.1λg~2。3、基于λ/4耦合线提出了平衡式宽带移相器,相对于上个设计,其工作带宽不再受限于共模抑制带宽。该平衡式移相器的奇模等效电路为四分之一波长耦合线两端加载四分之一波长短路枝节的π型传输结构,因此可以获得四个差模传输极点实现宽带差模阻抗匹配。通过耦合线的奇模阻抗和枝节阻抗抵消延迟线引起的移相偏离实现宽带平稳的差模移相。对称线上加载的阶跃阻抗线可以在不影响差模响应的情况下展宽共模抑制带宽。本设计利用奇偶模等效电路结合微波网络分析法得到理论表达式,并据此进一步研究其宽带差模阻抗匹配、移相和共模抑制等的工作机理,总结了设计流程。为了进行原理性验证,设计、加工并测试了移相值为45°和90°的平衡式移相器案例,其工作带宽分别提高至81%和82%,对应主线的共模抑制带宽分别可达到91.4%和120%。与前述平衡式移相器相比,本设计具有更宽的工作带宽、结构简单和固定参考线等优点。4、基于开槽基片集成波导（SIW）提出了单端及平衡式宽带SIW移相器,解决了目前SIW移相器工作带宽窄、移相范围小和结构复杂等问题。该移相器通过在SIW上金属面刻蚀两个对称横向串联槽实现,因此结构简单。所加载的两个对称横向串联槽使电路获得三个谐振点实现宽带阻抗匹配。通过改变槽的尺寸抵消延迟线引入的移相偏离实现宽带平稳移相,并通过增加槽的个数提高了移相范围。上述原理可以进一步应用在平衡式SIW移相器,并利用TE20模式、TE10(TE30)模式分别仅能传输差模信号与共模信号的特点,实现差模工作和共模抑制。本设计通过SIW中槽的等效电路,结合关键参数扫描分析,得到带宽控制方法,并总结单端和平衡式SIW移相器的设计流程。最终设计、加工并测试了26GHz单端SIW移相器及3.5GHz平衡式SIW移相器。单端-90°（-45°、45°和90°）SIW移相器的工作带宽分别达到了27%（29%、36%和39%）。平衡式45°（90°、135°和180°）SIW移相器的差模工作带宽均为20%,共模抑制带宽为59%（59%、58%和57%）。5、提出了一种多枝节加载的平衡式宽带可调移相器。该移相器中耦合线终端变容二极管的容值随其偏置电压改变,因此在不同偏压下实现不同的传输相位,进而实现压控可调移相。在差模和共模工作时分别等效为多枝节短路和开路的级联T型传输结构,因此可以获得多个差模传输极点和多个共模传输零点分别实现宽带差模阻抗匹配和共模抑制。在中心对称线上加载的开路枝节,可以在不影响差模工作的情况下,进一步提高共模抑制带宽。通过对终端加载变容二极管的耦合线进行网络分析,可以从理论上阐述其宽带可调的移相机制。通过对整体电路进行奇偶模等效分析,结合微波网络,可以得出完整的理论表达式,并依此对差模阻抗匹配、移相和共模抑制进行理论分析,得到相应的带宽控制方法。本文设计、加工并测试了可以实现0°～90°移相压控可调的平衡式移相器案例,差模工作带宽为45.5%,共模抑制带宽可达69%。与已报道的可调移相器相比,该设计首次实现共模抑制功能,且具有较宽的工作带宽。