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铁电材料特别是钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3(简称BSTO)作为移相器材料的研究受到广泛的关注。近年来，为了获得适中的介电常数、较低的介电损耗和较高的调谐性等性能，BSTO与MgO组成的铁电陶瓷体系成为了研究的热点。但是目前对于BSTO/MgO铁电陶瓷体系还存在着微波介电损耗较大、微波调谐性无法测得、介电常数温度稳定性欠佳以及介电常数和调谐性难以同时满足移相器要求等缺陷，这些都限制了材料在移相器上的应用。
本论文针对铁电移相器用BSTO基铁电陶瓷材料研究现状和存在的问题，首先对45wt％Ba0.55Sr0.45TiO3/55wt％MgO(BSTO/MgO)铁电陶瓷的烧成工艺进行了深入研究。然后从实际应用的角度，研究了La2O3、ZrO2、Al2O3以及La2O3/ZrO2复合掺杂对BSTO/MgO铁电陶瓷微观结构和介电性能的影响。最后通过设计简单的铁电介质加载矩形波导移相器，对材料进行了移相测试。
实验结果表明，BSTO/MgO铁电陶瓷在1450℃时烧结性能最好。在1450℃，随着保温时间(1～7h)的增加，BSTO晶粒和样品的调谐性都逐渐增大，介电损耗也随之增加，保温3h时性能最佳。
La2O3掺杂细化了BSTO/MgO铁电陶瓷的晶粒，使陶瓷的晶粒分布更加均匀。铁电陶瓷的居里温度随着La2O3掺杂量的增大而降低，居里温度的降低导致了介电常数和介电常数温度系数的减小。La2O3的掺杂明显降低了铁电陶瓷的微波介电损耗，当La2O3的掺杂量为2mol％时，铁电陶瓷在5.09GHz下的介电损耗只有1.91×10-3。
ZrO2的掺杂使BSTO晶粒先增大后减小，从而导致BSTO/MgO铁电陶瓷的介电常数和调谐性都先增大后减小。当掺杂量为1mol％时铁电陶瓷的介电常数和调谐性都达到最大，介电常数是119.0，直流偏压4kV/mm时调谐性为16.4％，比没有掺杂ZrO2的调谐性提高了30％。此掺杂量下铁电陶瓷在3.25GHz时的微波介电损耗为4.13×10-3，与未掺杂相比变化不大。
ZrO2和La2O3对BSTO/MgO铁电陶瓷复合掺杂能显著提高调谐性，降低微波介电损耗。掺杂1mol％ZrO2和0.5mol％La2O3时，调谐性为16.4％(4kV/mm)，频率为3.75GHz时的介电损耗为3.61×10-3，介电常数为96.0。
采用设计的铁电介质加载矩形波导结构的移相器测试移相量。测试结果表明材料的介电常数与设计的移相器匹配越好、电压越高、频率越高测得的移相量就越大，复合掺杂1mol％ZrO2和0.5mol％La2O3时，BSTO/MgO铁电陶瓷在频率为9.0GHz时，驻波比为1.09，插入损耗在1.50左右；在4kV/mm的直流偏压下，移相量为215°，基本达到使用要求。