小型化寬帶微帶環(huán)行器的研制.pdf

1、鐵氧體環(huán)行器是一種利用鐵氧體在直流磁場(chǎng)和微波場(chǎng)共同作用下呈現(xiàn)出的旋磁效應(yīng)制成的微波器件，用來實(shí)現(xiàn)級(jí)間隔離、天線共用等問題，廣泛應(yīng)用于航天、航空、微波通訊等領(lǐng)域。隨著微波集成電路的迅速發(fā)展，要求器件向小型化，集成化，高帶寬方面發(fā)展。從而對(duì)具有體積小，相對(duì)易于集成化的微帶環(huán)行器開展小型化、高帶寬等方面的研究具有重要意義。
　　本文主要從鐵氧體基片材料的參數(shù)特性、環(huán)行器的結(jié)構(gòu)形式、阻抗匹配方式選取、金屬環(huán)行結(jié)導(dǎo)體形狀等方面展開研究，根據(jù)

2、不同設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出小型化、高帶寬的微帶環(huán)行器。
　　在上述研究結(jié)果基礎(chǔ)上，采用不同設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了C、X、Ka波段微帶環(huán)行器。微帶環(huán)行器的結(jié)構(gòu)采用全鐵氧體基片結(jié)構(gòu)，考慮到器件的小型化及方便器件的制備，匹配方式采用單節(jié)四分之一波長阻抗變換器進(jìn)行匹配。為了研究鐵氧體基片和外加穩(wěn)恒磁場(chǎng)對(duì)微帶環(huán)行器性能的影響，Ka波段微帶環(huán)行器的設(shè)計(jì)采用與X波段微帶環(huán)行器設(shè)計(jì)參數(shù)相同的鐵氧體材料作為基片材料。將各波段微帶環(huán)行器設(shè)計(jì)在HFSS仿真軟件中進(jìn)行仿

3、真，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并給出了X波段多Y結(jié)微帶環(huán)行器的設(shè)計(jì)。制備出來的各波段微帶環(huán)行器測(cè)試性能為：插入損耗基本上都大于-1dB，最大的在-0.4dB左右。C波段雙 Y結(jié)微帶環(huán)行器隔離度和回波損耗小于-20dB的相對(duì)工作帶寬大于40％，X、Ka波段各種環(huán)行結(jié)微帶環(huán)行器隔離度和回波損耗小于-15dB的相對(duì)工作帶寬都大于20%，且X波段多Y結(jié)微帶環(huán)行器在性能相當(dāng)?shù)那闆r下，環(huán)行器橫向尺寸比X波段單Y、雙Y結(jié)微帶環(huán)行器減小了很多，其幾何尺寸為7×6