鐵電薄膜移相器的設(shè)計(jì)與制備研究.pdf

1、相控陣天線用鐵電薄膜移相器具有速度快、驅(qū)動功率小、功率容量大、可靠性好、抗輻射性好及成本低等優(yōu)點(diǎn)，是目前各國軍事機(jī)構(gòu)和科研機(jī)構(gòu)研究的熱點(diǎn)之一。本文研究了鐵電薄膜移相器平面波導(dǎo)（CPW）結(jié)構(gòu)的傳輸特性、移相器用Ba1-x-yPbxSryTiO3(BPST)材料的制備與表征以及移相器單元的設(shè)計(jì)和制備工藝等。
　　 根據(jù)準(zhǔn)靜態(tài)場法和全波分析法分別得出了CPW結(jié)構(gòu)特征阻抗解。利用MATLAB軟件分析了模型結(jié)構(gòu)參數(shù)對特征阻抗的影響，利用H

2、FSS軟件對CPW結(jié)構(gòu)和電容加載CPW結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬仿真和參數(shù)優(yōu)化。給出了移相器單元設(shè)計(jì)的優(yōu)化參數(shù)：信號線寬度40μm～60μm；縫隙寬度10μm～20μm；BST薄膜厚度0.5μm～1μm；鉑電極厚度為4.6μm以上，金電極厚度為2.2μm以上；加載叉指電極的叉指寬度2μm～5μm，叉指間距2μm～5μm，叉指長度35μm。
　　 設(shè)計(jì)了BPST材料體系，利用固態(tài)燒結(jié)工藝制備了BPST靶材，利用射頻磁控濺射法制備了BPST薄膜

3、。通過對薄膜樣品的XRD分析和介電性能測試，得出BST薄膜制備的優(yōu)化工藝參數(shù)：襯底溫度為600℃，濺射氣壓為2Pa，濺射氣氛為O2∶Ar=1∶5，此條件下制備的BST薄膜介電常數(shù)為455，介電損耗為0.0143，調(diào)諧率為34%，F(xiàn)OM因子為23.77；得出BPST薄膜制備的優(yōu)化工藝參數(shù)為：襯底溫度為400℃，濺射氣壓為2Pa，濺射氣氛為O2∶Ar=1∶5，此條件下制備的BPST薄膜介電常數(shù)為520，介電損耗為0.017，調(diào)諧率為48%，