六角鐵氧體自偏置微波環(huán)行器研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通訊的迅速發(fā)展，微波器件的小型化、平面化、集成化成為研究的熱點(diǎn)和重要的發(fā)展方向。微波鐵氧體環(huán)行器作為最重要的微波鐵氧體元件之一，具有其它元器件不可替代的作用。然而，傳統(tǒng)的環(huán)行器需要外加磁體導(dǎo)致體積大，重量重，并且難以與微波電路有效集成。六角鍶鋇鐵氧體具有很高的磁晶各向異性場(chǎng)，當(dāng)它應(yīng)用于微波環(huán)行器時(shí)，可以不用外加磁體實(shí)現(xiàn)環(huán)行器的自偏置，從而顯著降低環(huán)行器的體積和重量，也使環(huán)行器與微波電路的集成變得可能，因此基于六角鍶鋇鐵氧體材料的

2、自偏置微波環(huán)行器的研究對(duì)于微波器件的輕量化、小型化、集成化具有重要的意義。
　　本論文首先從傳統(tǒng)環(huán)行器的工作原理出發(fā)，設(shè)計(jì)了中心頻率為31.5 GHz的自偏置雙Y結(jié)鍶鐵氧體塊材環(huán)行器。仿真結(jié)果表明，環(huán)行器在30.5-32.5 GHz頻率范圍內(nèi)插入損耗小于1dB，隔離度大于20 dB。利用鍶鐵氧體制備了所設(shè)計(jì)的環(huán)行器，測(cè)試結(jié)果表明，所制備的環(huán)行器具有良好的環(huán)行性能，在27.75 GHz附近，器件的插入損耗約為9 dB，隔離度約為37

3、 dB。當(dāng)頻率為30 GHz時(shí)，隔離度約為45 dB，插入損耗約為15 dB。
　　為了和微波電路集成，本論文又設(shè)計(jì)了嵌入式集成環(huán)行器和全磁集成環(huán)行器。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的嵌入式自偏置微帶Y結(jié)環(huán)行器在32 GHz附近具有明顯的環(huán)行性能，插入損耗小于0.5 dB，隔離和回波損耗都接近于30 dB。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，制備了嵌入式集成環(huán)行器樣品，測(cè)試結(jié)果表明，所制備的環(huán)行器在中心頻率為35.8 GHz附近呈現(xiàn)出明顯的環(huán)行性能，插入損耗約為

4、21 dB，隔離度接近50 dB。所設(shè)計(jì)的全磁集成環(huán)行器在32 GHz附近顯示出明顯的環(huán)行性能，插入損耗小于1dB，隔離度與回波損耗都為40 dB左右。全磁集成環(huán)行器的測(cè)試結(jié)果表明，在頻率為34.8 GHz時(shí)，環(huán)行器具有明顯的環(huán)行性能，此時(shí)的插入損耗為20 dB，隔離度為52 dB。從測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，所制備的集成環(huán)行器的插入損耗較大，這是由于所用的鋇鐵氧體厚膜材料不夠致密、表面粗糙所致。
　　最后，研究了共面波導(dǎo)自偏置環(huán)行器的設(shè)計(jì)方