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(duì)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(guò)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(gè)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(jì)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(duì)YIG材料的主要性能參數(shù)進(jìn)行了分析。然后根據(jù)固相反應(yīng)法的工藝流程對(duì)其制備工藝進(jìn)行確定，包括YIG鐵氧體的缺鐵量實(shí)驗(yàn)和干壓過(guò)程中的成型壓力實(shí)驗(yàn)。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(duì)YIG鐵氧體材料的飽和磁化強(qiáng)度、介電常數(shù)、介電損耗正切等性能參數(shù)的影響。實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度；對(duì)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(qiáng)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(jì)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(xiàn)設(shè)計(jì)原理。然后根據(jù)濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)利用ADS軟件對(duì)其進(jìn)行計(jì)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(jìn)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(qiáng)度、相對(duì)介電常數(shù)和介電損耗損耗正切對(duì)濾波器濾波性能的影響。實(shí)驗(yàn)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(chǎng)的增加而往高頻方向移動(dòng)；當(dāng)基板材料的介電常數(shù)εr、飽和磁化強(qiáng)度、介電損耗正切tanδ等性能發(fā)生變化時(shí)，以其為基板的濾波器