六角鐵氧體自偏置微波環(huán)行器研究.pdf

1、隨著移動通訊的迅速發(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，當它應用于微波環(huán)行器時，可以不用外加磁體實現環(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)，設計了中心頻率為31.5 GHz的自偏置雙Y結鍶鐵氧體塊材環(huán)行器。仿真結果表明，環(huán)行器在30.5-32.5 GHz頻率范圍內插入損耗小于1dB，隔離度大于20 dB。利用鍶鐵氧體制備了所設計的環(huán)行器，測試結果表明，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。當頻率為30 GHz時，隔離度約為45 dB，插入損耗約為15 dB。
　　為了和微波電路集成，本論文又設計了嵌入式集成環(huán)行器和全磁集成環(huán)行器。仿真結果表明，所設計的嵌入式自偏置微帶Y結環(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。根據設計結構，制備了嵌入式集成環(huán)行器樣品，測試結果表明，所制備的環(huán)行器在中心頻率為35.8 GHz附近呈現出明顯的環(huán)行性能，插入損耗約為

4、21 dB，隔離度接近50 dB。所設計的全磁集成環(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)行器的測試結果表明，在頻率為34.8 GHz時，環(huán)行器具有明顯的環(huán)行性能，此時的插入損耗為20 dB，隔離度為52 dB。從測試結果可見，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，研究了共面波導自偏置環(huán)行器的設計方