【摘 要】
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移相器作为相控阵雷达的关键单元一直以来备受研究者关注。如今对如移相器这类的微波器件的制造也越来越要求小型化和集成化,为了满足这方面要求,提出了低温共烧陶瓷(LTCC)技术。然而LTCC技术需要较低的烧结温度,因为其需要低于共烧银电极的熔点(～961℃)。LiZn铁氧体材料由于其宽泛可调的饱和磁感应强度,低的矫顽力和铁磁共振线宽的特性而被广泛地研究。同时因为其旋磁特性,可被用来制作移相器,用作相控阵
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移相器作为相控阵雷达的关键单元一直以来备受研究者关注。如今对如移相器这类的微波器件的制造也越来越要求小型化和集成化,为了满足这方面要求,提出了低温共烧陶瓷(LTCC)技术。然而LTCC技术需要较低的烧结温度,因为其需要低于共烧银电极的熔点(～961℃)。LiZn铁氧体材料由于其宽泛可调的饱和磁感应强度,低的矫顽力和铁磁共振线宽的特性而被广泛地研究。同时因为其旋磁特性,可被用来制作移相器,用作相控阵的相移单元。一般而言,LiZn铁氧体材料的烧结温度较高(～1160℃),较高的烧结温度一方面会导致锂挥发,另一方面传统的氧化物烧结工艺的烧结温度难以用于现在的小型化器件的制备,因而很多学者不断地研究其低温烧结的方法。本论文主要研究的是掺入添加剂后LiZn铁氧体材料的低温烧结特性。选用了三种复合添加剂:Bi203-Cu0、Bi203-A1203、Bi203-B203,来掺入LiZn铁氧体的预烧料中,然后在低于950℃的温度下烧结,最终得到LiZn铁氧体陶瓷。通过微观结构的测试证实,在三种添加剂的剂量合适的情况下,铁氧体的晶粒明显得到了生长。在920℃烧结温度下,0.6wt%Bi2O3-0.9wt%CuO的掺入时,LiZn铁氧体样品的饱和磁感应强度为238.02 mT,矫顽力420.71 A/m,铁磁共振线宽 391 Oe。在 920℃C烧结温度下,Bi203-A1203(Bi203:A12O3=2:1)以总掺杂量0.6wt%掺入LiZn铁氧体预烧料并烧结后,得到的LiZn铁氧体样品的饱和磁感应强度为340.37 mT,矫顽力为116.51 A/m,铁磁共振线宽为187 Oe。在920℃烧结温度下,0.5wt%Bi2O3-0.1wt%B2O3的复合添加剂掺入LiZn铁氧体预烧料烧结后,得到的LiZn铁氧体样品的饱和磁感应强度270.43 mT,矫顽力227.52 A/m,铁磁共振线宽280 Oe仿真设计了三款LiZn铁氧体移相器,仿真优化后得到的结果如下:其中,波导移相器的相移值约380°,|S21|小于2 dB,|S11|大于15 dB,VSWR小于1.5。带状线移相器相移值约348°,|S21|小于2 dB,|S11|大于10 dB,VSWR电压驻波比小于2。微带线移相器相移值约340°,|S21|小于1.63 dB,|S11|大于12.5 dB,VSWR电压驻波比小于1.54。三种移相器最终性能参数达到设计预期。
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