一种高度可调的单脊波导移相器及双脊波导移相器的制作方法

本申请涉及波导，具体涉及一种高度可调的单脊波导移相器及双脊波导移相器。

背景技术：

1、金属波导具有结构简单、能量损耗低等特性，因此在电磁波传播应用中愈来愈广泛。金属波导移相器主要用于改变电磁波的传播相位，常用于微波系统中。金属波导移相器在通信系统、雷达系统以及电子对抗系统等多个领域也具有广泛的研究和应用，而金属波导移相器的性能对整个通信系统至关重要。

2、目前，金属波导移相器主要有以下三种调相方法：

3、一、将波导中一段窄边与电机相连，通过电机推拉活动窄边移动，形成一段宽边尺寸可控的波导，实现调相的功能，但这种金属波导移相器的结构不够紧凑，需要给推拉活塞预留空间。

4、二、通过在矩形波导中平行电场方向放置可沿宽边移动的金属膜片来改变波导临界频率进而改变微波传输常数，从而达到调节微波相位的目的，此种金属波导移相器同样具有结构不够紧凑、尺寸较大的缺陷。

5、三、通过电调可变电容调节波导一侧光子晶体结构的特征频率，从而实现相移，但光子晶体调节机构结构通常较复杂，功率容量低，还要解决真空密封问题。

6、综上可知，金属波导移相器大多是通过调控宽边大小来调节电磁波传播相位，而在金属波导高度方向上未做任何处理，这会使的金属波导移相器在低剖面应用场景下受限，且活塞引入了额外的空间占用，这使波导移相器在一些小型集成化的应用场景下受限。

7、金属脊波导移相器与传统金属波导移相器相比具有更小的尺寸，与传统的基片集成波导移相器相比具有更低的损耗，与现有的数字移相器相比具有更加简单结构以及更低的加工成本，所以研究金属脊波导移相器具有重要意义。

技术实现思路

1、为此，本申请提供一种高度可调的单脊波导移相器及双脊波导移相器，以解决现有技术存在的金属波导移相器无法调节高度，导致应用场景受限的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、第一方面，一种高度可调的单脊波导移相器，包括金属上地板、金属下地板、脊和调节柱，所述调节柱为金属柱，所述调节柱能够通过旋转改变其高度，所述调节柱位于所述脊的中间位置，所述脊的下表面与所述金属下地板接触，所述脊的上表面与所述金属上地板之间存在间隙，所述间隙用于传播电磁波能量，通过旋转所述调节柱能够改变所述间隙内的空气高度。

4、作为优选，所述调节柱为椭圆金属柱。

5、第二方面，一种高度可调的单脊波导移相器，包括金属上地板、金属下地板、脊、弹簧柱和金属销钉，所述脊的下表面与所述金属下地板接触，所述脊的上表面与所述金属上地板之间存在间隙，所述间隙用于传播电磁波能量，所述脊的中间设有多个所述弹簧柱，多个所述弹簧柱将所述脊分为上下两部分，所述金属销钉穿过所述金属上地板与所述脊的上表面接触，通过拧紧或松开所述金属销钉能够使得所述弹簧柱压缩或伸长，进而改变所述间隙内的空气高度。

6、作为优选，所述脊上刻蚀有多个槽缝。

7、作为优选，所述金属上地板表面沿垂直于能量传播的方向刻蚀有多个非辐射缝隙。

8、第三方面，一种高度可调的双脊波导移相器，包括金属上地板、金属下地板、脊、调节柱和弹簧柱，所述调节柱为非金属柱，所述调节柱能够通过旋转改变其高度，所述脊的上表面与所述金属上地板接触，所述脊的下表面与所述金属下地板接触，所述调节柱将所述脊分为上脊和下脊，所述上脊和下脊的中间均设有多个所述弹簧柱，多个所述弹簧柱将所述上脊和下脊分为上下两部分，电磁波通过所述调节柱进行传播，通过旋转所述调节柱能够使得所述弹簧柱压缩或伸长，进而改变所述上脊和下脊的脊高度。

9、作为优选，所述调节柱为椭圆非金属柱。

10、作为优选，所述所述调节柱为介质棒。

11、作为优选，所述脊上刻蚀有多个槽缝。

12、作为优选，所述金属上地板表面沿垂直于能量传播的方向刻蚀有多个非辐射缝隙。

13、相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

14、1、一种高度可调的单脊波导移相器，通过旋转椭圆形金属柱能够改变脊波导的高度，从而实现相位的变化，使得单脊波导移相器在高度受限的场景下具有明显的应用优势，且在相位可调的同时兼顾了结构的紧凑性。

15、2、另一种高度可调的单脊波导移相器，通过金属销钉的拧入长度能够改变脊波导的高度，从而实现相位的变化，使得单脊波导移相器在高度受限的场景下具有明显的应用优势，且在相位可调的同时兼顾了结构的紧凑性。

16、3、一种高度可调的双脊波导移相器，通过旋转椭圆形非金属柱能够改变脊波导的高度，从而实现相位的变化，使得双脊波导移相器在高度受限的场景下具有明显的应用优势，且在相位可调的同时兼顾了结构的紧凑性。

技术特征：

1.一种高度可调的单脊波导移相器，其特征在于，包括金属上地板、金属下地板、脊和调节柱，所述调节柱为金属柱，所述调节柱能够通过旋转改变其高度，所述调节柱位于所述脊的中间位置，所述脊的下表面与所述金属下地板接触，所述脊的上表面与所述金属上地板之间存在间隙，所述间隙用于传播电磁波能量，通过旋转所述调节柱能够改变所述间隙内的空气高度。

2.根据权利要求1所述的高度可调的单脊波导移相器，其特征在于，所述调节柱为椭圆金属柱。

3.一种高度可调的单脊波导移相器，其特征在于，包括金属上地板、金属下地板、脊、弹簧柱和金属销钉，所述脊的下表面与所述金属下地板接触，所述脊的上表面与所述金属上地板之间存在间隙，所述间隙用于传播电磁波能量，所述脊的中间设有多个所述弹簧柱，多个所述弹簧柱将所述脊分为上下两部分，所述金属销钉穿过所述金属上地板与所述脊的上表面接触，通过拧紧或松开所述金属销钉能够使得所述弹簧柱压缩或伸长，进而改变所述间隙内的空气高度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高度可调的单脊波导移相器，其特征在于，所述脊上刻蚀有多个槽缝。

5.根据权利要求1-3任一项所述的高度可调的单脊波导移相器，其特征在于，所述金属上地板表面沿垂直于能量传播的方向刻蚀有多个非辐射缝隙。

6.一种高度可调的双脊波导移相器，其特征在于，包括金属上地板、金属下地板、脊、调节柱和弹簧柱，所述调节柱为非金属柱，所述调节柱能够通过旋转改变其高度，所述脊的上表面与所述金属上地板接触，所述脊的下表面与所述金属下地板接触，所述调节柱将所述脊分为上脊和下脊，所述上脊和下脊的中间均设有多个所述弹簧柱，多个所述弹簧柱将所述上脊和下脊分为上下两部分，电磁波通过所述调节柱进行传播，通过旋转所述调节柱能够使得所述弹簧柱压缩或伸长，进而改变所述上脊和下脊的脊高度。

7.根据权利要求6所述的高度可调的双脊波导移相器，其特征在于，所述调节柱为椭圆非金属柱。

8.根据权利要求6所述的高度可调的双脊波导移相器，其特征在于，所述所述调节柱为介质棒。

9.根据权利要求6所述的高度可调的双脊波导移相器，其特征在于，所述脊上刻蚀有多个槽缝。

10.根据权利要求6所述的高度可调的双脊波导移相器，其特征在于，所述金属上地板表面沿垂直于能量传播的方向刻蚀有多个非辐射缝隙。

技术总结
本申请公开了一种高度可调的单脊波导移相器及双脊波导移相器，涉及波导技术领域，其中一种单脊波导移相器包括金属上地板、金属下地板、脊和调节柱，调节柱为金属柱，调节柱能够通过旋转改变其高度，调节柱位于脊的中间位置，脊的下表面与金属下地板接触，脊的上表面与金属上地板之间存在间隙，间隙用于传播电磁波能量，通过旋转调节柱能够改变间隙内的空气高度。该单脊波导移相器通过旋转椭圆形金属柱能够改变脊波导的高度，从而实现相位的变化，使得单脊波导移相器在高度受限的场景下具有明显的应用优势，且在相位可调的同时兼顾了结构的紧凑性。

技术研发人员：修威,田海燕,杨光
受保护的技术使用者：北京华镁钛科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16