鍶鋇鐵氧體自偏置環(huán)行器研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代微波通訊技術(shù)的快速發(fā)展，系統(tǒng)電路的集成化程度越來越高，對(duì)于微波器件的小型化、輕量化、集成化提出了更嚴(yán)格要求。六角鐵氧體材料具有磁晶各向異性場(chǎng)大，和高的剩磁比，利用該材料制作的環(huán)行器在無外加偏置磁場(chǎng)時(shí)就能工作，從而實(shí)現(xiàn)自偏置。這不僅可以極大減輕器件的重量和體積，而且使環(huán)行器集成化更為容易。因此，基于六角鐵氧體材料自偏置環(huán)行器的研究具有重要的意義。
　　本論文首先基于傳統(tǒng)結(jié)環(huán)行器理論，設(shè)計(jì)了工作在中心頻率為22GHz的自偏置微

2、帶環(huán)行器。仿真結(jié)果表明，該器件在頻率22.6GHz附近有明顯的非互易特性,其中插入損耗小于0.2dB，隔離度和回波損耗均大于30dB。利用鍶鐵氧體材料制備自偏置微帶環(huán)行器樣品，測(cè)試結(jié)果顯示，該器件在中心頻率22GHz處有明顯的環(huán)行性能，非互易性達(dá)到40dB以上。其中，在22GHz處插入損耗為2.8dB，對(duì)應(yīng)最大隔離度接近50dB，在22.6GHz處有最小插入損耗1.7dB。
　　其次，采用多枝節(jié)開路短截線匹配方法設(shè)計(jì)了中心頻率為2

3、8GHz的小型化自偏置微帶環(huán)行器，仿真結(jié)果顯示，在設(shè)計(jì)頻點(diǎn)28GHz附近有明顯的非互易特性。其中，插入損耗為0.3dB，隔離度和回波損耗均大于35dB。基于仿真結(jié)果得到的實(shí)際樣品尺寸比四分之一波長(zhǎng)匹配得到的樣品尺寸要小，較大程度上降低了器件尺寸。器件的測(cè)試性能表明，在29 GHz附近最小插入損耗為3.4 dB，最大隔離為29.5 dB，在28.3 GHz到29.3 GHz范圍內(nèi)，VSWR小于1.5。
　　再次，為了實(shí)現(xiàn)自偏置環(huán)行器

4、的寬帶化，以駐波比法，直接優(yōu)化法和實(shí)頻數(shù)據(jù)法的思想為基礎(chǔ)，預(yù)先設(shè)置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用不同頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的策動(dòng)點(diǎn)阻抗值結(jié)合ADS仿真軟件里的史密斯圓圖，得到匹配網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果表明，在中心頻率29GHz處有最大的非互易特性。其中在28GHz到32GHz的頻率范圍內(nèi)，隔離度與回波損耗均大于10dB，插入損耗小于1.4dB，可以看出該器件具有明顯的寬帶環(huán)行特性。樣品的測(cè)試結(jié)果表明，在頻率28.8GHz到33.8GHz范圍內(nèi)，隔離度都大于15dB，其中