高場帶線環行器溫度補償磁路的設計分析

高昌杰 李曉華

(西安電子工程研究所 西安 710100)

0 引言

高場帶線環行器具有體積小、易于集成等優點，尤其在低頻段，這一優勢更加明顯。在獲得廣泛應用的同時，高場帶線環行器性能的溫度穩定性已成為用戶的關注熱點，特別對有源陣列天線和有源相控陣雷達，所用環行器的溫度穩定性與系統噪聲密切相關［1-2］。飽和磁化強度參數存在較大溫漂是鐵氧體材料的固有特性，也是環行器性能隨溫度產生漂移的重要原因。對高場環行器而言，為了提高溫度穩定性，可通過減小鐵氧體內場Hif，對溫度升高導致的飽和磁化強度降低進行補償［5］。對普通磁路，飽和磁化強度降低會使Hif增加，根本不會產生補償效果。多年來，國內外研究工作者提出了在磁路中增加NiFe 合金片進行溫度補償的有效措施［3-5］，其主要機理是:利用NiFe 合金材料磁導率隨溫度升高而降低的特點，使磁路中的Hif隨溫度升高而變小。相關文獻對含有NiFe 合金片的磁路設計僅限于定性分析和試驗，缺乏較準確的磁路計算方法。為此，本文將磁路解析計算與Ansoft HFSS 電磁場仿真相結合，形成了一種溫度補償磁路的較準確計算分析方法，取得了良好的工程應用效果。

1 設計分析方法介紹

相對于其它性能參數，環行器的插入相移對溫度變化最為敏感。下文僅以某S 波段高場帶線環行器插入相移的溫度穩定性為例，對相應方法進行介紹。

1．1 磁路分析計算公式推導與修正

整個環行器等效磁路框圖如圖1所示。……