磁可調(diào)濾波器用YIG鐵氧體的制備研究.pdf

1、YIG鐵氧體作為現(xiàn)代電子信息材料中的重要部分，它對微波器件的小型化和集成化有著重要的意義。YIG等石榴石鐵氧體具有旋磁特性，作為濾波器的基板材料可以使其具有磁調(diào)諧特性。本課題通過制備具有不同電磁性能的YIG鐵氧體基板，利用電磁仿真軟件ADS和HFSS探究以具有不同電磁性能的YIG材料為基板的磁可調(diào)濾波器的濾波性能。課題主要分為兩個部分：YIG鐵氧體材料的制備和分析和以YIG鐵氧體材料為基板的帶通濾波器的設(shè)計仿真。
　　第一部分首先

2、研究了YIG鐵釔石榴石的晶體結(jié)構(gòu)、離子的取代規(guī)律，并對YIG材料的主要性能參數(shù)進行了分析。然后根據(jù)固相反應(yīng)法的工藝流程對其制備工藝進行確定，包括YIG鐵氧體的缺鐵量實驗和干壓過程中的成型壓力實驗。而后在根據(jù)前面確定的工藝參數(shù)的情況下研究了Al3+和Mn2+對YIG鐵氧體材料的飽和磁化強度、介電常數(shù)、介電損耗正切等性能參數(shù)的影響。實驗結(jié)果表明，最佳缺鐵量為x=0.05，理想成型壓力為5Mpa；隨著單一Al3+離子含量的增加，可以明顯的降低

3、YIG材料的飽和磁化強度；對于Al3+離子含量一定的YIG鐵氧體，微量Mn2+離子的摻雜可以有效降低YIG材料的介電損耗正切tanδ，但介電常數(shù)εr和飽和磁化強度的變化微小。
　　第二部分首先論述了平行耦合微帶帶通濾波器的設(shè)計原理和可調(diào)諧式濾波器的調(diào)諧原理并總結(jié)了以YIG鐵氧體等旋磁性材料為基板的濾波器的微帶線設(shè)計原理。然后根據(jù)濾波器的設(shè)計指標(biāo)利用ADS軟件對其進行計算、仿真和優(yōu)化確定平行耦合微帶帶通濾波器的具體尺寸，而后根據(jù)AD

4、S軟件確定的尺寸利用HFSS軟件，將其普通介質(zhì)基底換成YIG鐵氧體磁性材料基底進行仿真分析，不僅研究了以YIG鐵氧體磁性材料為基板的磁調(diào)諧帶通濾波器的可行性，還探究了基板材料的飽和磁化強度、相對介電常數(shù)和介電損耗損耗正切對濾波器濾波性能的影響。實驗結(jié)果表明，以YIG為基板的濾波器的中心頻率隨著外加的垂直于基板的偏置磁場的增加而往高頻方向移動；當(dāng)基板材料的介電常數(shù)εr、飽和磁化強度、介電損耗正切tanδ等性能發(fā)生變化時，以其為基板的濾波器