在微波与射频系统中，信号的相位控制是实现波束赋形、信号调制、多路合成等核心功能的关键技术。其中，,微波手调移相器作为一种通过手动操作实现相位调节的基础器件，凭借其结构简单、调节直观、无需外部电源等优势，广泛应用于通信系统校准、微波光子实验等领域。
一、基本概念：什么是微波手调移相器？
微波移相器是一种能够对信号的相位进行调整的无源器件。其核心功能是：在不改变信号频率和幅度的前提下，通过调整物理结构，使输出信号的相位相对于输入信号产生可控的偏移。
微波手调移相器与“电调移相器”与“数控移相器”不同，既不通过电压也不通过数字信号控制的方式实现相位的调节，关键在于“手调”，通过手动操作——旋转外部的旋钮或移动滑块来改变移相器内部的结构从而实现移相功能。因此，手调移相器无需外部电源、且调节过程可直观观测，适用于需要手动校准或低频次调节的场景。
二、工作原理：相位调节的物理基础
微波信号的相位φ与传输路径的电气长度直接相关。电气长度表示为传输路径的物理长度L与介质的介电常数εᵣ的乘积。信号相位的表达式为：
其中，λ为自由空间波长， εr为介质的等效折射率。因此，相位调节的本质是通过改变传输路径的电气长度或者改变介质的等效介电常数，进而改变信号的相位延迟。
手调移相器的设计正是围绕这两个核心参数展开，常见实现方式包括以下两类：
1. 改变传输路径长度（同轴/微带结构）
此类移相器通过调节传输线的物理长度，直接改变信号的传输路径。典型结构为滑动式同轴移相器。移相器的内导体为一端带滑块的金属杆，外导体为固定圆柱壳。滑块可在外导体内沿轴向滑动，当滑块滑动时，改变了内导体与外导体之间的有效耦合长度，信号传输的电气长度变化，从而引起相位偏移。
例如，若滑块滑动ΔL的距离，对应的相位变化量表示为：
式中，Δφ与ΔL成线性关系。可以通过精密加工滑块的刻度完成滑块移动距离与相位变化的对应，得到单位长度导致的相位变化步径，实现手动微调。
2. 改变介质等效介电常数（波导/介质片结构）
此类移相器通过调节介质的填充状态，改变信号传输的等效介电常数εᵣ。典型结构为旋转式波导移相器。在波导内部放置一片可旋转的介质片，其长轴与波导宽边平行。当介质片旋转时，由于介质片与空气的填充比例发生改变，信号在波导内的传输模式的有效介电常数也会发生变化，最终导致信号的相位延迟量变化。例如，当介质片旋转角度为90°时，从完全填充波导变为边缘接触，信号传输的等效介电常数从接近εᵣ变为接近1，相位变化可达数十度甚至上百度。
三、结构类型与应用场景
根据工作频段、功率容量及调节精度的需求，手调移相器可分为多种类型，常见的手调移相器类型以及相应的结构和特点如下：
1. 同轴型移相器
结构：基于同轴传输线，内导体可滑动或介质片可旋转；
特点：体积小、重量轻、频带宽（覆盖微波至毫米波），但功率容量较低；
2. 波导型移相器
结构：基于矩形或圆形波导，内部集成可移动介质片或滑块；
特点：功率容量大、相位调节精度高，但体积大、成本高；
3.微带型移相器
结构:基于微带传输线，通过机械结构固定介质基片,使用滑动或旋转的方式来调节覆盖长度;
特点:平面化设计、易集成到PCB中,但功率容量较低、易受环境影响。
四、关键参数与性能指标
选择手调移相器时，需重点关注以下参数：
五、使用注意事项
手调移相器虽然结构简单，但要确保其长期稳定工作需注意以下几点：使用时必须保证输入功率不超过额定值，否则可能造成介质过热、击穿甚至机械变形；工作环境应避免高温、潮湿或剧烈震动，特别是微带型结构对环境影响敏感，而波导型则需做好密封防潮；在调节过程中要缓慢操作滑块或旋钮，避免超出机械限位造成损坏；此外还需定期用网络分析仪检测相位响应特性，观察调节线性度是否因长期使用产生的机械磨损而下降。这些措施能有效延长器件寿命并维持其性能指标。
六、手调移相器的价值与局限
微波手调移相器是微波系统中的“基础工具”，其核心优势在于无需外部电源、调节直观、成本低廉，尤其在需要手动校准或低频次调节的场景中不可替代。然而，其局限性也较为明显：调节速度慢（无法实时动态控制）、无法远程操作，因此在需要快速相位切换（如5G相控阵通信）的场景中，电调或数控移相器更为适用。
七、泰莱标准DC-26.5GHz手调移相器
典型测试曲线：
插损和驻波@最小移相
插损和驻波@最大移相
