微波陶瓷介电性能自动测试系统

介绍了平行板介质谐振器法测试微波介质陶瓷的基本原理,建立一套基于该方法的自动测试系统并对测试结果进行分析.使用表明该自动测试系统稳定、重复性好、测试效率高.测试系统的建立为微波介质陶瓷的研究提供了有效测试手段.     

碳纳米管电导率的介质谐振器法测量研究

采用介质谐振器法测量碳纳米管在微波频段下的电导率.本文介绍了利用介质谐振器法测量碳纳米管电导率的理论模型和测量装置,给出了利用该装置测得的一系列测量结果,并对其不确定度进行了分析.     

新型微波介质陶瓷材料与元件的研制

报告本课题组承担的863计划项目“新型微波介质陶瓷材料与元件的研制”，在实验工作中不仅采用传统的固相反应法而且利用共沉淀和水热合成等溶液反应技术，还采用凝胶浇注成型复杂形状的微波陶瓷元件，并利用流延成型技术制备大尺寸微波集成陶瓷基板等；研制成功具有高电容率和品质因子并接近于零的谐振频率温度系数的系列化微波介质陶瓷；开发成功多种微波介质元器件，包括：介质谐振器、介质滤波器、GPS片式天线、微波电容器、通信电缆滤波接头和微波集成基板等。     

介质谐振器材料及其应用

本文简要介绍自1970年以来得到重大发展的微波介质谐振器陶瓷,指出某些基本规律、特性及研究发展动向,也讨论了材料特征电参数间的相互依存关系。最后举例说明介质谐振器在蜂巢式便携电话中的双工器及稳频振荡器方面的应用。     

微波介质陶瓷谐振器磁控溅射金属化

微波介质陶瓷谐振器在无线通信基站中有广泛的应用,其品质因数(Q值)主要由材料的介质损耗和金属膜的电导损耗所决定的,传统丝印烧结的金属化膜损耗较大,已成为限制谐振器Q值的主要因素。本文采用直流磁控溅射对相对介电常数为45的微波介质陶瓷进行金属化处理,研究了不同的清洗工艺和复合膜系对介质谐振器性能的影响。实验结果表明,1表面精细打磨和等离子清洗工艺有利于提高膜层结合力,其中Cr/Cu/Ag复合膜系性能最佳,溅射金属化膜层结合力可达6.4MPa,优于丝印工艺的1.8MPa;250~100nm厚度的过渡层金属Cr对Q值几乎无影响,因此可用Cr层提高结合力,且不会牺牲器件Q值;3溅射后器件的Q值最大可达到2673,明显优于丝印烧结工艺的2268。     

电容式射频微机械谐振器芯片级测试技术

针对用电容式射频微机械谐振器芯片级测试时信号微小、寄生效应严重、从而使得激励和检测困难的问题,本文对基于固支梁的微机械谐振器的电学测试理论和技术进行了研究.利用机电类比的方法得到了包含寄生参数的谐振器的等效电路并利用安捷伦的ADS电路仿真软件进行模拟.根据电路仿真结果分析了谐振器寄生参数对测试结果的影响,并在此基础上搭建了经过良好电磁屏蔽设计的谐振器单端口电学测试平台.使用合适的偏置,对谐振器进行了芯片级测试.得到了一个8.6 MHz谐振器的幅度——频率响应特性曲线,其结果与设计值相符.     

通信用微波介质谐振器陶瓷的系列化开发与研究进展

微波通信系统离不开滤波器和振荡器。前者是这种系统的肾,起频率过滤器的作用,而后者则是心脏,它发出振荡信号。如果这两个器件不能小型化,整个微波电路的集成化、小型化也就不可能实现。它们都是由介质谐振器制成的,因此,归根到底,微波电路的全集成化,极大地依赖于微波介质谐振器材料的开发。 微波是指从300MHz到3OGHz之间的频段。划分为UHF,L,S,X,Ku等波段,相应于0.3～1、1～2、3～4、4～8、8～12GHz直到毫米波。微波介质谐振器首先在70年代末期被用于空间技术,然后被推广到民用通信。任何微波频段都是军民两用的,因     

介质谐振器介电参数频响特性及频率温度系数的测量

本文讨论了微波介质谐振器介电参数频响特性和频率温度系数的测试方法、测试装置和测试系统。用Q值较高的TE0mn模作为测试介电参数的工作模式 ,取不同下标m和n的TE0mn模式进行测量 ,以获得介电参数的频响特性。为克服常规测试方法因耦合方式不当激励起杂模干扰高次TE0mn 模测试的问题 ,提出了新的耦合方式 ,研制了测试装置。同时 ,还研制了结构巧妙的频率温度系数测试装置。实测表明 ,该测试方法、测试装置和测试系统能对介电参数频响特性及频率温度系数进行快速、准确、可靠、无损伤和批量的自动测试。     

BPF小型化超导滤波器的研究与设计

本文对阶梯阻抗线微带谐振器（SIR）进行了研究，基于一般SIR模型设计了一个类SIR谐振器。由该谐振器构建的BPF不仅可使微带线BPF的尺寸小型化，而且可以控制微带线BPF寄生响应的位置。该谐振器更容易进行细微的调节与优化。利用所提出的谐振器结构设计了一个具有准椭圆函数响应特性的4阶超导带通滤波器，用全波分析软件进行了仿真与优化，并对所设计的超导滤波器进行了测试，结果表明，实际测试结果与理论响应符合良好。     

微波介质陶瓷

微波介质陶瓷广泛应用于谐振器、滤波器与振荡器等微波器件,是移动通讯、卫星通讯及GPS技术中的关键材料,其在很大程度上决定了微波通讯器件与系统的尺寸与性能极限。为适应移动通讯与卫星通讯的迅速发展,目前国际上微波介质陶瓷的研究开发主要在围绕如下几大方向展开:(1)追求低损耗的极限,研究已有材料的低损耗化;(2)探索更高介电常数(>110乃至>150)的新材料体系;(3)频率捷变(电场可调)微波介质陶瓷。 本项目根据国际上微波介质陶瓷领域的发展趋势与我国有关高技术发展的需要,从已知材料的国产化与新材料体系探索     

测量介质材料复介电常数的准光腔法

针对介质材料,介绍了在毫米波段和亚毫米波段能够准确测量其复介电常数的准光学谐振腔法。准光学谐振腔具有高Q值、使用简便、样品放置容易等许多优点,能够有效地完成介质材料电介质参数精密测量的任务。这种谐振腔为半球型并由一个平面镜和一个凹面铜镜组成,采用固定腔长法或固定频率法进行测量。另外,还介绍了准光学谐振腔的测试系统和最新的研究成果及改进方法,例如测量多层薄膜及在更高频段的测量方法。     

分体圆柱谐振腔法用于金刚石膜微波介电性能测试的研究

针对金刚石膜微波介电损耗低、厚度薄带来的微波介电性能测试难点, 研制了一台分体圆柱谐振腔式微波介电性能测试装置。利用不同直径的蓝宝石单晶样品, 用上述装置对低损耗薄膜类样品微波介电性能的测试能力及样品直径对测试结果的影响进行了实验研究。在此基础上, 使用分体圆柱谐振腔式微波介电性能测试装置对微波等离子体化学气相沉积法和直流电弧等离子体喷射法制备的高品质金刚石膜在Ka波段的微波介电性能进行了测试比较。测试结果表明, 由Raman光谱、紫外-可见光谱等分析证明品质较优的微波等离子体化学气相沉积法制备的金刚石膜具有更高的微波介电性能, 其相对介电常数和微波介电损耗值均低于直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石膜。     

一种抗杂波无芯片RFID介电常数传感器标签的设计

针对感知自然环境中材料介电常数的应用,本文提出一种具有较好抗环境杂波的无芯片射频识别(RFID)传感器标签的设计.标签谐振器结构具有极化变换特性并含金属接地板,接收机采用正交方式收发信号,可将环境产生的干扰杂波有效滤除.标签编码由4组不对称Z型金属条带谐振器实现,结构紧凑且相互耦合小.传感谐振器的金属贴片具有阶梯型缝隙,缝隙处被测材料的介电常数影响传感谐振器的谐振频率,通过测量谐振频率实现介电常数传感.搭建标签仿真模型对设计进行了分析,从编码和传感两方面结果验证了设计的可行性.     

Dielectric constant measurement of low loss liquids using stacked multi ring resonator

The concept of dielectric constant measurement has been extended and applied in agriculture, pharmaceutical and food industry for quality control of liquids. Dielectric analysis of material at microwave frequencies can be done using novel shielded stacked multi-ring resonator (SMRR). The dielectric constant of liquids and paste has been calculated using SMRR with greater accuracy than the planar resonator, boxed resonator and stacked resonator. SMRR contains a ring resonator with fed patch and parasitic patch with different numbers and sizes of rings. The dimensions of rings on the parasitic patch are optimized to achieve Quality factor Q greater than 100 and return loss less than ?2 dB. Due to dual resonance in novel SMRR, structure losses are reduced by 50% than planar resonator structure. The behavior of SMRR structure at the 2.45 GHz frequency is studied with E field and H field. 3D model is designed in Computer Simulation Technology Microwave Studio (CST MWS) using TLM (Transmission Line Modeling) solver. Electromagnetic field analysis as well as impedance bandwidth of SMRR using CST MWS 3D model prove that electromagnetic coupling in SMRR structure increases thus improves quality factor. In SMRR quality factor increases and losses reduce help us to predict the complex permittivity of material for quality analysis.     

Dielectric resonator probe arrays with sectoral hard horn for wideband spatial power combiners/dividers

Analysis of dielectric resonator probe (DRP) arrays operating in an oversized hard waveguide with sectoral hard horn excitation is presented. A single DRP excited by a coaxial probe is first investigated inside a hollow rectangular waveguide and a waveguide loaded with hard walls, respectively. Simulation results are compared with measurement results and show a good agreement. Then, a one-dimensional DRP array is analysed inside a dielectric-loaded, oversized waveguide with sectoral hard horn excitation. A full-wave analysis based on the region-by-region finite-difference time-domain technique is applied for the optimisation of array parameters such as inter-element coupling, active reflection coefficients and uniform excitation. Numerical results are compared with those generated by using commercial software and exhibit a very good agreement.     

Dielectric resonator as a possible standard for characterization of high temperature superconducting films for microwave applications

The performance of several designs of dielectric resonators used for microwave characterization of FITS films has been analyzed from the point of view of accuracy, sensitivity, and range. Designs discussed include Hakki-Coieman shielded types as well as open-ended resonators with sapphire, rutile and (ZrSn)TiO₃ dielectrics. The best dielectric resonators have proved to have an uncertainty in surface resistance measurements only twice the uncertainty in theQ-factor. high sensitivity, and ability to measure a wide range of surface resistances. Hence the dielectric resonator technique can be considered as a standard for measurements of surface resistance of HTS films for wireless and PCS communication systems applications provided that adequate measurement procedures of theQ ₀-factor are followed.     

Measurements of the Electromagnetic Properties of Materials with Low UHF Losses by Dielectric Resonator Methods

Two methods for measuring the electromagnetic properties of materials at ultrahigh frequencies based on a dielectric resonator are analyzed. Combination of the methods makes it possible to reduce errors for measurements of material dielectric permittivity and magnetic permeability. Measurement errors are evaluated.     

Dielectric Thickness Measurement Employing Heterodyne Technique

A microwave system for measuring the thickness of dielectric materials employing the heterodyne technique is described. Calibration curves relating the dc output voltage and dielectric thickness are presented for leather, glass, and cartons. The system was operated at 9 GHz. The experimental results illustrate the suitability of the technique for industrial applications.