设计了一种应用于S频段卫星通信相控阵系统的反射型可调模拟移相器。该移相器利用三分支线定向耦合器扩展了带宽，改善了工作频段内驻波；采用传输线和变容二极管构成的L型反射负载扩大了相移量。测试结果表明，在上行频段1.98~2.01 GHz内，相移量达到191°±1°，在下行频段2.17~2.2 GHz内，相移量达到186°±0.1°；插入损耗优于3.3 dB且插入损耗波动小于1 dB，回波损耗在整个电压调谐范围内均大于20 dB。该移相器结构简单、便于调节且价格低廉，在卫星通信领域有一定的应用价值。

基于3 dB分支定向耦合器的S参数特性,提出了一种新型的相位差和分配比同时可调的功分器。通过改变该功分器的两条横向传输线的电长度,可以实现功分器的相位差和分配比可调。当3 dB分支定向耦合器的两条横向传输线的电长度之和保持为180°时,可采用基于变容二级管的可调移相器分别替换两条90°横向传输线,由此设计出了两种连续可重构功分器。通过ADS仿真和版图设计,基于π型移相器的可重构功分器的相位差在244°范围内可调,而基于反射型移相器的可重构功分器的相位差可调范围为407°,且同时实现分配比在-4.6~11.1 dB(约11~101)范围内可调。

基于枝节加载型阶梯阻抗谐振器(SIR)设计了一种加载变容二极管的微带可调带通滤波器。SIR结构利于抑制高次谐波且可实现滤波器的小型化，提出的模型通过在SIR的中心平面加载2个枝节构成多模谐振器。通过奇偶模方法分析了枝节加载型SIR的谐振特性；通过加载变容二极管实现了对滤波器奇偶模谐振频率的独立控制，利用变容二极管容值的变化实现了滤波器的中心频率可调，中心频率随变容二极管偏置电压的增加而增大。该可调滤波器实现了在0.82~1.17 GHz范围内中心频率可调且插入损耗小于5 dB，回波损耗大于10 dB。

研究了基于平面肖特基变容二极管的440 GHz串联式宽带二倍频器。在基波功率20 mW驱动下, 仿真显示在400~480 GHz变频损耗小于10 dB, 输出功率大于2 mW, 相对带宽18%。整个倍频器制作在一块30 μm厚的石英基片上, 无机械调谐结构, 结构简单, 便于加工。

提出了一种C波段透射率可调的压控超材料表面。该超材料表面由加载变容二极管的新型可调超材料单元构成, 通过直流偏置电压控制变容二极管的电容值, 调节超材料单元的电磁特性。通过仿真并计算超材料单元的散射系数、等效介电常数和等效磁导率, 该单元的可调谐振频域为5.2~5.6 GHz。将压控超材料表面与微带天线相结合, 超材料表面透射率可改变天线远场辐射方向图, 通过其对远场辐射方向图的调节, 验证了可调超材料表面的性能。对设计的压控超材料表面加0.5~10 V的直流偏置电压, 该超材料表面工作频率为5.4 GHz, 其透射率能有效调节20 dB。

研制了一种基于肖特基变容二极管的0.17 THz二倍频器，该器件为0.34 THz无线通信系统收发前端提供了低相噪、低杂散的本振信号。倍频器结构基于波导腔体石英基片微带电路实现，其核心器件是多结正向并联的肖特基变容二极管。文中采用结参数模型和三维电磁模型相结合的方式对二极管进行建模，通过两种电路匹配方式实现了0.17 THz二倍频器的最优化设计，最终完成器件的加工及测试。测试结果表明，在输入80~86 GHz，20 dBm的驱动信号下，倍频器的最大输出功率达12.21 mW，倍频效率11%，输出频点为163 GHz；当前端输入功率达到饱和状态时，该频点输出功率可达21.41 mW。

为了能对射频信号进行连续相位调制, 设计了Ka波段新型小型化的模拟电调移相器, 该电路基于90°分支线电桥与并联结构变容二极管实现电路大范围移相, 利用四分之一波长微带线实现电路匹配及阻抗变换, 通过并联补偿电阻平衡其插入损耗波动, 并对其进行了详细分析与探讨。仿真及实测结果表明: 该移相器在29~31 GHz频段范围内, 可获得180°左右的相移量, 插入损耗优于6.5 dB, 插入损耗波动在1 dB内, 相移误差小于10°。

结合国内现有的加工工艺水平, 提出自偏置条件下的反向并联二极管对电路结构.不但解决了三倍频器偏置电路加工的难题, 而且可以有效实现奇次倍频.同时, 利用HFSS和ADS软件, 以场路结合的方式准确模拟三倍频器的电特性, 考虑到寄生参数引入的影响.设计完成以后, 器件加工以及电装过程均在国内完成.测试结果表明在221GHz处, 有最大输出功率3.1mW, 在219～227GHz频率范围内输出功率均大于2mW.以上研究为今后设计高效率亚毫米波倍频器提供重要的参考价值.

介绍了一个基于石英基片的二毫米频段三倍频器.采用反向并联变容二极管对结构实现倍频.建立了该二极管管对的等效电路模型并提取了模型参数.设计实现的倍频器输入为K型接头结构,输出为WR-8波导结构.获得的倍频器在输出频率为112.8~118.2 GHz范围内, 输出功率大于0 dBm,最大输出功率超过2 dBm，最小倍频损耗为16 dB,可为气象探测系统中毫米波前端提供本振源.

根据脉冲波前压缩原理,建立了激振线电路模型,推导出脉冲前沿压缩计算公式.激振线是一个近连续线的高阻抗微带传输线,反偏压的变容二极管以相同的小间隔加载到传输线,输入激励是一个下降沿的负脉冲.随着输入脉冲在传输线上的传播,变容二极管的电容随反偏压增大而减小,导致每个节点传播延迟的变化,从而压缩脉冲波前,产生前沿可达1 ps的超快脉冲.