Y型鋇鐵氧體及其在射頻寬帶器件中的應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，器件的高頻化、寬帶化發(fā)展對(duì)軟磁材料提出了更高的要求。Y型六角鐵氧體的自然共振頻率高，高頻下電磁性能良好，因而被視為微波射頻領(lǐng)域內(nèi)一種理想的高頻軟磁材料。相對(duì)其他六角鐵氧體，Y型六角鐵氧體結(jié)構(gòu)簡單，容易制備，且理論截止頻率在5GHz以上，高頻穩(wěn)定性好。本文基于純Co2Y的電磁性能，借助離子取代的手段制備高磁導(dǎo)率、低損耗的材料，并以此材料為基礎(chǔ)進(jìn)行了射頻寬帶器件設(shè)計(jì)。
　　本文中的實(shí)驗(yàn)采用傳統(tǒng)氧化物法，通過對(duì)比不同燒結(jié)

2、溫度、升溫速率對(duì)Co2Y性能的影響，得到當(dāng)燒結(jié)溫度為1175℃，升溫速率為1℃/min時(shí)，樣品綜合性能最優(yōu)。然后以Ba2Co2-xCuxFe12O22為配方探究CuO取代的助燒作用和對(duì)Co2Y性能的影響。由于CuO的存在，在1100℃下可以得到生長良好的純相Co2Y。少量CuO取代能降低燒結(jié)溫度，磁晶各向異性減弱和飽和磁化強(qiáng)度下降的共同作用使μi增加。接著通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比了預(yù)燒溫度對(duì)Cu2Y的影響，以1000℃作為預(yù)燒溫度能夠得到較為均勻致

3、密的材料。1000℃預(yù)燒時(shí)4πMs=1848Gs，Hc的增加可能是受到了磁晶各向異性和飽和磁化強(qiáng)度的共同影響。然后進(jìn)行了CuO、ZnO聯(lián)合取代，利用Zn2+離子的占位規(guī)律和非磁性特點(diǎn)提高材料凈磁矩，1125℃燒結(jié)得到μ'=9.2，μ''=0.6，fr=2GHz的樣品。μ'增大的同時(shí)，F(xiàn)e2+含量的增加使1125℃時(shí)ε'下降。為降低高頻下的渦流損耗，采用缺鐵配方。當(dāng)缺鐵量為0.04時(shí)，μ'=9.7，μ''=0.6，Q=16.7，ε'=18

4、，電磁損耗均有所下降，得到了本實(shí)驗(yàn)所需要的高磁導(dǎo)率、低損耗材料。
　　以本實(shí)驗(yàn)中制備的Co2Y作為磁芯材料設(shè)計(jì)了同軸線功率合成/分配器。基于傳輸線變壓器理論，通過電路分析和計(jì)算得出功分器的隔離、傳輸?shù)葏?shù)要求。以一種匹配、隔離性能良好的電路結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了工作在50～300MHz，插入損耗≤0.6dB，電壓駐波系數(shù)<1.4，隔離度≤-20dB，功率為50W的同軸電纜功分器及阻抗匹配電路。根據(jù)設(shè)計(jì)制作了功分器，并用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行