BST鐵電薄膜移相器的設(shè)計(jì)與工藝研究.pdf

1、相控陣天線用鐵電薄膜微帶線移相器可靠性高、抗輻射性能好、驅(qū)動(dòng)功率低、體積小、成本低,是國(guó)內(nèi)外軍事機(jī)構(gòu)和科研組織研究的熱點(diǎn)之一。本文主要對(duì)移相器的理論、設(shè)計(jì)和工藝進(jìn)行研究,重點(diǎn)討論了共面波導(dǎo)移相器的基本理論和分析方法、叉指對(duì)移相器性能的影響、鐵電薄膜的制備工藝等方面。
　　根據(jù)傳輸線理論模型和準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)法,分別分析了共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的參數(shù)特性,同時(shí)結(jié)合叉指電容的分解模型,推導(dǎo)出一種可用于頻率稍低情況的簡(jiǎn)化理論計(jì)算模型。這種簡(jiǎn)化理論可以有助

2、于周期叉指結(jié)構(gòu)以及近似周期叉指結(jié)構(gòu)移相器的設(shè)計(jì)。利用了HFSS軟件對(duì)叉指電容的共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬仿真。根據(jù)仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn),叉指數(shù)量越多,其在高頻下的插入損耗和回波損耗就會(huì)增加的越快,但是其周期性變化的速率會(huì)加快,從而相位角能夠變化的很快,有利于移相器實(shí)現(xiàn)較大的相移。通過(guò)仿真結(jié)果得出不同叉指結(jié)構(gòu)模型的實(shí)際有效介電常數(shù),并通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證了簡(jiǎn)化的計(jì)算模型,表明了叉指結(jié)構(gòu)的電容值和移相器的相位角變化量有一定的線性關(guān)系。
　　利用射頻磁控濺

3、射法制備了BST薄膜,通過(guò)對(duì)薄膜樣品的分析,發(fā)現(xiàn) BST的成相和氣壓有很大的關(guān)系。采用BTO和STO雙靶同時(shí)濺射,分別調(diào)節(jié) BTO和STO的濺射功率來(lái)控制薄膜的鋇鍶比。通過(guò) XRD分析可以得出,在工藝參數(shù)可控的情況下,雙靶共濺的方式可以制備出各種成分的BST薄膜。
　　利用半導(dǎo)體工藝制備了移相器單元結(jié)構(gòu)。通過(guò)實(shí)際的光刻實(shí)驗(yàn),確定適合本實(shí)驗(yàn)大面積不規(guī)則基片光刻的試驗(yàn)參數(shù):使用AZ5214E光刻膠,500rpm勻膠15s,4000rp