微帶鐵氧體薄膜環(huán)行器的設(shè)計(jì).pdf

1、作為一種環(huán)行傳輸微波信號(hào)的器件，微波環(huán)行器廣泛應(yīng)用手機(jī)、移動(dòng)基站、相控陣?yán)走_(dá)等各種民用與軍用設(shè)備中。隨著單片微波集成電路的快速發(fā)展，研制體積更小，重量更輕的小型化環(huán)行器是環(huán)行器發(fā)展的必然趨勢(shì)。
　　 微帶線(xiàn)具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于混合微波集成電路和單片微波集成電路中。環(huán)行器用鐵氧體的薄膜化能夠減小環(huán)行器的體積，但如何保持薄膜環(huán)行器良好的微波特性成為一個(gè)難題。基于以上兩點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)一種基于微帶

2、線(xiàn)的鐵氧體薄膜環(huán)行器。
　　 本文主要完成以下幾部分工作。
　　 (1)依據(jù)鐵氧體旋磁材料的特性設(shè)計(jì)了由橫向磁化場(chǎng)作用下的微帶鐵氧體薄膜環(huán)行器。其基板為在400μm釓鎵石榴石沉積10μm的釔鐵石榴石薄膜。
　　 (2)通過(guò)對(duì)鐵氧體旋磁材料的特性分析，確定了器件材料的幾何性能參數(shù)，以及在研究電磁波在鐵氧體介質(zhì)中的傳播特性的基礎(chǔ)上，獲得其傳輸波動(dòng)方程，推算出求解鐵氧體薄膜中諧振條件，結(jié)合材料參數(shù)理論計(jì)算出實(shí)現(xiàn)10μm

3、條件下的鐵氧體薄膜環(huán)行器各結(jié)構(gòu)的尺寸。
　　 (3)討論了鐵氧體薄膜環(huán)行器的基本工作機(jī)理，鐵氧體薄膜環(huán)行結(jié)和50歐姆微帶線(xiàn)實(shí)現(xiàn)了良好的阻抗匹配。同時(shí)分析了基板為10 鐵氧體薄膜和400μm介質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)條件下，微帶的阻抗和400μm的下層基板介電常數(shù)的關(guān)系。
　　 (4)在HFSS中對(duì)基板相對(duì)介電常數(shù)，鐵氧體薄膜厚度以及鐵氧體薄膜的飽和磁矩對(duì)微帶鐵氧體薄膜環(huán)行器的性能的影響進(jìn)行了分析。得出了鐵氧體薄膜環(huán)行器的中心頻率隨基