X波段微帶環(huán)行器用鐵氧體流延工藝及應(yīng)用研究.pdf

1、X波段（8GHz～12GHz）鐵氧體環(huán)行器具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如體積小、重量輕、一致性好等，是相控陣?yán)走_(dá)和通信系統(tǒng)的重要組成部分。而微波YIG鐵氧體材料具有優(yōu)良的電磁與旋磁性能，被廣泛應(yīng)用于微波旋磁鐵氧體器件中，是 X波段鐵氧體器件的典型材料。
　　本文主要研究了以YIG鐵氧體材料為材料基礎(chǔ)，用厚膜流延工藝來(lái)制備X波段微帶鐵氧體基板以及X波段微帶鐵氧體環(huán)行器的設(shè)計(jì)、仿真優(yōu)化等工作。采用氧化物陶瓷法對(duì)YIG鐵氧體的制備和燒結(jié)等關(guān)鍵工藝進(jìn)

2、行探究，通過(guò)XRD、SEM、VSM以及鐵磁共振線寬測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行分析、測(cè)試。結(jié)果表明：隨著Sn4＋離子取代量增加，YIG鐵氧體中飽和磁化強(qiáng)度4πMs增加，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs增加，剩磁Br先增加后降低，矯頑力Hc降低，鐵磁共振線寬降低，在1380℃的燒結(jié)溫度燒結(jié)時(shí)可獲得最佳磁學(xué)性能；通過(guò)V5+離子的取代可以降低材料的4πMs，同時(shí)密度降低較為明顯，Bs與Br均降低，Hc增大，燒結(jié)后有晶粒粘著現(xiàn)象，在1360℃的條件下具有最佳的磁學(xué)性能。

3、r>　　針對(duì)適用于X波段鐵氧體環(huán)行器的材料配方，對(duì)影響流延工藝的幾個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行探究。結(jié)果表明：漿料粘度過(guò)高或過(guò)低都無(wú)法流延成型，并且隨著乙醇配比的增大4πMs與密度均有增大趨勢(shì)，收縮率有減小的趨勢(shì)；飽和磁化強(qiáng)度以及密度均隨著熱壓時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，收縮率同樣隨著熱壓時(shí)間增長(zhǎng)而增加；疊層層數(shù)對(duì)厚膜的性能參數(shù)略有影響；適宜的排膠時(shí)間為4h，排膠溫度為350℃。以上參數(shù)可在實(shí)際使用中根據(jù)性能指標(biāo)進(jìn)行有針對(duì)性地調(diào)整。
　　最后，依據(jù)材料參

4、數(shù)使用Ansoft HFSS仿真軟件對(duì)X波段微帶環(huán)行器進(jìn)行設(shè)計(jì)分析、仿真。仿真結(jié)果表明：在8～11GHz頻帶內(nèi)，單Y結(jié)環(huán)行器回波損耗S11與隔離度S31均大于20dB，電壓駐波比VSWR小于1.20，在8～10GHz頻帶內(nèi)，插入損耗S21小于2dB。雙Y結(jié)微帶環(huán)行器在8～12GHz頻帶內(nèi)，S11與S31均大于20dB， S21小于0.5dB，在7.5～12.5GHz頻帶內(nèi)，VSWR小于1.20，對(duì)比結(jié)果表明，雙Y結(jié)結(jié)構(gòu)可以達(dá)到滿帶帶寬，