X波段LTCC鐵氧體環形器的設計

張　帥,彭　龍,徐　洋

(成都信息工程大學 光電技術學院,四川 成都　610225)

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X波段LTCC鐵氧體環形器的設計

張帥,彭龍,徐洋

(成都信息工程大學 光電技術學院,四川 成都610225)

摘要針對微波鐵氧體材料與低溫金屬漿料及LTCC陶瓷材料在工藝上的匹配共燒的技術難題,文中采用本征模設計方法,運用阻抗匹配技術,借助微波仿真HFSS和AutoCAD軟件設計了一種X波段單Y結LTCC鐵氧體環形器。器件模型在10.9～12 GHz的頻率范圍內出現環形功能,其帶寬為1.1 GHz,插入損耗≤0.5 dB,回波損耗≥10 dB,隔離度≥13 dB,駐波比≤1.5 dB。此設計有望實現微波環形器與低溫共燒陶瓷(LTCC)技術的有效結合。

關鍵詞本征模設計;阻抗匹配;單Y結環形器;旋磁材料;低溫共燒陶瓷技術

鐵氧體環形器是一種多端口的無源器件,電磁波在其內按某一環形方向傳輸,反方向則隔離。由于這種特性其被廣泛應用于微波通信中,如航空、航天、海洋探索、通信等領域。微波無源器件作為特種器件[1]。隨著LTCC技術在鐵氧體器件片式化領域的發展,如片式化的電容器、變壓器及濾波器等低溫共燒結陶瓷鐵氧體器件研制成功后,對實現微波系統的小型化和輕型化具有重要的推動作用,但LTCC鐵氧體環形器的研究一直沒有取得重要突破,嚴重地限制了微波LTCC技術的發展[2-3]。

1鐵氧體環形器的輸入等效電路

微帶鐵氧體環形器的典型結構是用一個具有三條互成120。對稱的帶狀線金屬圓盤,其與兩個接地面之間各配置一個鐵氧體圓柱,并加以適當的偏置磁場而成[4-5]。

鐵氧體環形器的工作原理在眾多參考文獻和書籍中已進行全面系統的闡述,此處不再贅述。……