1、 BST资料的特性
铁电资料钛酸锶钡（BST）具有低损耗角正切，高介电常数改动率，极化速度快，耐击穿电场大等长处。其相对介电常数具有随电场改动的非线性特性，即铁电体的非线性效应。
使用非线性效应，能够经过改动外加电场的电压以取得不同的介电常数值，然后完成微波相移。铁电资料的可调性对相移量发生影响，其可调性界说为：
△εr/εro （1）
当电压Vo变到Vapp，△εro=εro-△εapp。
在规划移相器时，期望能得到尽可能高的电可调性和尽可能低的损耗。但选用BST资料时，高电可调性和低损耗互为对立，表现在两个方面。一是跟着资猜中Ba含量的前进，其电可调性添加，而损耗也随之添加；二是BST薄膜厚度添加，其电可调性添加，一起损耗也添加。因而，在规划之初，应该权衡好电可调性与损耗，以便取得较大的相移和能够忍受的损耗。
2、 电路规划模型
使用BST资料的非线性效应，能够规划加直流偏压的可调电容，然后规划出散布式电容共面波导结构式移相器。所谓散布式是指可变电容一个单元一个单元周期摆放的安顿方法。电路原理图如图1所示。传输线上周期安顿着一系列压控可变电容。电容的改动会改动传输线的特性阻抗，使微波信号移相。由于选用了共面波导和散布式安顿，所以整个电路呈对称结构，移相器具有互易性，能够统筹收、发信号，一起使规划和制作更简略。其间可变电容Cvar即BST可变电容。
相移量巨细由BST单元电容的比率（Cminvar/Cmaxvar）和传输线自身电容所决议。关于共面波导（CPW）传输线来讲，C1、L1为每个单元线的等效电容与等效电感，可分别由式（2）和式（3）表明：
这样，移相器的结构规划与参数修调都可自成体系，只需改换可变电容的方法，就能够衍生出多种特性的新式移相器。电路的结构规划由以下几个方程一起给出：
其间，Lsect为可变电容距离，fbragg是微波电路的截止频率。这种规划的优势在于能够方便地完成阻抗匹配，即在最大移相时，可变电容Cvar最大，传输线阻抗应为50 Ω。在此条件下，很简单确认整个传输线的电路结构。
3、 新式移相器规划
规划移相器时，期望能够得到尽可能大的相移和尽可能小的损耗。要得到大的相移就需要高可调性，由前文可知，由于BST资料自身的原因，高可调性和低损耗互为对立，二者不可能兼得，那么必然需要在二者之间进行权衡。有时不得不献身必定的相移，来得到较好的损耗。可是，科技的前进就在于人们不断应战极限，总是期望能够做到更好，来取得低损耗而尽可能地少献身相移量。这也是本文的着重点。关于散布电容共面波导结构移相器来说，其损耗主要有以下原因：一是电路端口的匹配问题，二是传输线的传输损耗，三是加载的BST电容单元格之间发生的不匹配问题。关于前两个原因，能够经过公式核算和电路仿真，尽量做到最佳匹配和最小损耗。而关于原因三，本文也提出了一种新颖的规划方案。
在研讨新近的移相器之后，发现散布电容共面波导结构移相器一般都是周期散布的，即加载的每个电容均为一致巨细。假如不选用这种一致巨细的电容加载，而改为不同电容值呈周期改动加载，是否能够得到较好的成果？经过一系列的规划、调试、仿真，笔者找到了一种较好的电容摆放散布，得到了一种高相移量、低损耗的移相器。
首要，确认好CPW的尺度。设定频率为9GHz，选用εr=25的介质基板，W=0.315 mm，G=0.6695mm，Zo=100 Ω，依据公式（4）、（2）、（3）可得：C1=60X10-12/m，L1=60xl0-8/m。
为了满意布拉格频率，取Lsect=0.7 mm，由式（6）、（7）可得：Ct=42fF，Lt=420 pH。
这样，能够经过图1所示的电路结构来用ADS进行仿真。选取单个可变电容最大值分别为60 fF、65fF、70 fF、75 fF，最小值为40 fF、42.5fF、45 fF、47.5 fF。由于CPW电路每个单元都是两个可变电容并联，这样ADS仿真时的电容值是上述值的2倍。将上述四种电容值的可变电容周期性摆放，即60fF、65 fF、70 fF、75 fF、70fF、65 fF循环摆放，得到了比单一电容值摆放时更大的相移和更小的损耗。ADS仿真电路如图2所示。
为了使相移和损耗的差异愈加显着，进行了72个单元组的仿真。比较成果如图3、图4、图5所示。均匀加载电容移相器指单一加载可变电容最大值为65 fF、最小值为42.5 fF的移相器，非均匀加载电容移相器即为上述选用循环摆放组合的可变电容加载的移相器。
4、 结束语
BST资料的高电可调性和低损耗彼此对立，设计时只能极力做到大相移和低损耗。经过本文给出的摆放组合方法加载，能够寻求到相移和损耗之间的平衡点，即相移量比四种可变电容值中较小的电容单一摆放时大，而损耗要比较大的电容单一摆放时小。现在，只寻求到这样一个比较有用的摆放方法，信任经过进一步的研讨，还能够提出更多更优的组合方法。
责任编辑：gt
