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移相器作为一种可以控制信号传输并引起相位变化的微波元件,被广泛地应用于雷达、相控阵天线、数字移动通信等电子通信系统中。随着新型微波材料及半导体工艺的日渐成熟,可调谐移相器得到了快速发展。因为其介电常数可通过外部电场(介电可调性)进行调节,新型铁电材料钛酸钡(BST)在可调谐移相器中具有广阔的应用前景。同时,PIN二极管数字可调谐移相器作为市场的主要产品,因其高性价比而具有较大的实用生产价值。本文对以上两类移相器进行研究,从前沿研究和市场应用两个方面,为可调谐移相器的研制提供参考。主要内容如下:1、研究了BST薄膜可调谐移相器的原理及其及其关键技术。采用HFSS软件对加载双周期叉指电容的共面波导型铁电薄膜移相器进行了仿真。讨论了不同结构参数对移相器回波损耗、插入损耗和相移度等性能指标的影响。以此为基础设计了一款加载双周期叉指电容结构的BST薄膜移相器,提高了器件的性能并实现小型化。2、研究了BST移相器在天线阵中的应用。在移相器性能优化的基础上将加载双周期叉指电容结构的BST薄膜可调谐移相器应用于1×4扇形天线阵列。仿真实现了不同的偏置电压下天线阵的主波束方向±22°的偏转。3、研究了以PIN二极管为控制开关的S波段数字可调谐移相器。分析了开关线式、加载线式、反射式数字移相器的原理。通过ADS仿真软件,实现了45°移相单元的小型化设计,进行了实物制作和验证。并对5位数字可调谐移相器进行了级联仿真优化。4、基于90°数字相移单元3dB定向耦合器的研究,对新型跨向耦合器的小型化研究进行了有益尝试。通过加载端电容的方法调节传输线电纳,提高了耦合器隔离度,实现了器件小型化并进行了实物验证。