基于LiZn鐵氧體的閉鎖式移相器研究.pdf

1、移相器是現(xiàn)代相控陣?yán)走_的關(guān)鍵部分之一，而所有類型移相器中，鐵氧體移相器由于其可承受功率大、品質(zhì)因數(shù)好等特點，所以被大量應(yīng)用于相控陣?yán)走_中。隨著相控陣?yán)走_的快速發(fā)展，移相器向著小型化、高集成、高性能的方向發(fā)展，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鐵氧體移相器已滿足不了上述要求。LTCF工藝的發(fā)展給移相器也帶來了一種新的解決方案。因此本論文借助LTCF工藝研究新型的鐵氧體移相器，從而滿足現(xiàn)代鐵氧體移相器的要求。本論文按照材料、器件、工藝和電路四個方面展開研究。

2、>　　在材料方面：研究了燒結(jié)溫度、燒結(jié)位置和升溫速率對基于Fe2O3和Fe3O4兩種原料的LiZn鐵氧體的影響。結(jié)果表明：基于Fe3O4鐵氧體最佳燒結(jié)溫度為1100℃，比基于Fe2O3鐵氧體最佳燒結(jié)溫度要低50℃，取得的Bm、Br、Br/Bm和Hc分別為265mT、226.84mT、0.86和255.76A/m。因此，基于Fe3O4鐵氧體要比基于Fe2O3鐵氧體在微波燒結(jié)特性要優(yōu)一些。
　　在器件方面：通過ANSYS HFSS15

3、設(shè)計和優(yōu)化三款新穎閉鎖式鐵氧體移相器，分別基于帶狀線、微帶線和基片集成波導(dǎo)三種結(jié)構(gòu)，并對三種結(jié)構(gòu)簡要作了小結(jié)。三種結(jié)構(gòu)的鐵氧體移相器均實現(xiàn)了小型化、易于集成的特點。SIW移相器具有最高的功率容量和品質(zhì)因數(shù)，帶狀線移相器具有最小的尺寸，微帶線移相器可靠性最高，最容易加工，最后我選擇了微帶線移相器進行了加工。
　　在工藝方面：利用固相法制備了5kg鐵氧體原料，利用LTCF工藝加工了基于微帶線結(jié)構(gòu)的鐵氧體生磁基板，并對生磁基板燒結(jié)進行了

4、七組燒結(jié)實驗摸索和總結(jié)。結(jié)果表明：燒結(jié)時應(yīng)注意選擇合適的壓重重量和燒結(jié)溫度。最佳燒結(jié)溫度在895℃-910℃之間、最佳壓重重量在750g-950g之間。
　　在電路方面：根據(jù)鐵氧體移相基本原理設(shè)計、加工和調(diào)試了基于 FPGA的驅(qū)動硬件電路，并且也為該硬件電路編寫和調(diào)試了Verilog軟件代碼。最后通過示波器和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀給出了軟件代碼、硬件電路和移相器的驗證測試結(jié)果。測試結(jié)果如下：移相器1-1、2-4和3-2的最大相移量分別為3