【摘要】：隨著無源相陣控雷達系統(tǒng)不斷向小型化、集成化和高可靠性方向發(fā)展,作為此系統(tǒng)的核心器件,鐵氧體移相器的性能和體積成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。近年來,低溫共燒鐵氧體(LTCF)技術(shù)的出現(xiàn),為減小鐵氧體移相器的體積提供了有效的解決途徑。然而,作為制作鐵氧體移相器的優(yōu)良旋磁材料之一,當(dāng)LiZn鐵氧體應(yīng)用于LTCF技術(shù)與銀電極實現(xiàn)低溫(~900℃)共燒時其微波損耗特性(鐵磁共振線寬和介電損耗)會急劇增大,從而導(dǎo)致鐵氧體移相器的損耗變大,惡化相陣控雷達系統(tǒng)的性能。因而,本文就LiZn鐵氧體的低溫?zé)Y(jié)(~900℃)和低微波損耗特性及其在X波段鐵氧體移相器中的應(yīng)用展開研究。首先,研究了在Bi取代LiZnTi鐵氧體配方的基礎(chǔ)上,BZB玻璃摻雜對材料微觀結(jié)構(gòu)、旋磁性能的影響。結(jié)果表明:BZB玻璃的摻入能有效地降低材料的燒結(jié)溫度。900℃燒結(jié)的樣品,矯頑力可低至240.8A/m,鐵磁共振線寬可低至220Oe。接下來,研究了V-Bi復(fù)合取代對LiZnTi鐵氧體材料的微觀結(jié)構(gòu)、旋磁性能和介電性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn):低熔點離子V~(5+)和Bi~(3+)能減小晶格活化能,促進晶粒的生長,提高材料的燒結(jié)密度。材料最優(yōu)的性能可達到:剩磁比為0.87,飽和磁化強度4πM_s為4451Gs,矯頑力為235.7A/m,鐵磁共振線寬為168Oe,介電損耗正切tanδ_ε為7.75×10~(-4)。然后,通過Li-Bi復(fù)合取代的方法得到了適用于LTCF技術(shù)并具有良好的旋磁性能和低損耗特性的LiZn旋磁材料。當(dāng)燒結(jié)溫度為900℃,Li-Bi復(fù)合取代量為0.01時,材料的剩磁比為0.89,飽和磁化強度4πM_s為4335Gs,矯頑力為209.5A/m,鐵磁共振線寬為159Oe,介電損耗正切tanδ_ε為2.92×10~(-4)。最后,基于傳輸線理論和鐵氧體移相器的工作原理,用HFSS15.0軟件設(shè)計并仿真了X波段微帶線結(jié)構(gòu)的鐵氧體移相器。以性能最優(yōu)的LiZn旋磁材料作為移相器的基板材料,采用LTCF工藝制作了一款應(yīng)用于X波段的鐵氧體移相器。測試結(jié)果顯示:在中心頻率9.3GHz處,鐵氧體移相器的插入損耗S_(21)=-2.65dB,回波損耗S_(11)=-12.36dB,最大相移量為280.6度。
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文體移相器的數(shù)倍之多，移相器的單位長度的相移量更大，式鐵氧體移相器所具有的低摻入損耗相媲美，有效地優(yōu)化16 年后，在 1994年，J. Wen 等[40]對單環(huán)背脊式波導(dǎo)移相器了性能更好的雙環(huán)背脊式結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)鐵氧體移相器。研究脊式結(jié)構(gòu)相比于單環(huán)背脊式結(jié)構(gòu)而言，鐵氧體移相器的單近 30%，插入損耗可降低 16～25%，，同時，在一定程度上在移相器中傳播時高次模的出現(xiàn)。，K. S. K. Yeo 等[41]研究報道了一種微帶線結(jié)構(gòu)的鐵氧體移種移相器以 YBCO 超導(dǎo)體作為的基板、鐵氧體作為填充介質(zhì)石上形成的）作為導(dǎo)體電極制成，不僅降低了器件的尺寸把其插入損耗控制在低于 0.8dB，每個相移單元的相移量控

器中傳播時高次模的出現(xiàn)。. K. Yeo 等[41]研究報道了一種微帶線結(jié)構(gòu)的鐵氧體以 YBCO 超導(dǎo)體作為的基板、鐵氧體作為填充介成的）作為導(dǎo)體電極制成，不僅降低了器件的尺入損耗控制在低于 0.8dB，每個相移單元的相移圖 1-1 YBCO超導(dǎo)體微帶線結(jié)構(gòu)的鐵氧體移相器
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN958.92;TN623

【參考文獻】

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本文編號：2614447