小型化微带环行器的设计与仿真

为了降低微带环行器的平面尺寸,满足器件小型化需求,采用三维电磁仿真软件HFSS设计了不同结构(单Y结、双Y结和鱼刺结)的微带环行器.仿真结果表明:与单Y结和双Y结微带环行器相比,鱼刺结微带环行器可以显著减小器件的平面尺寸,提高铁氧体基片的有效使用面积.在中心频率处,鱼刺结微带环行器的反射、隔离度和插入损耗分别为33.8、48.6和0.17 dB,电压驻波比为1.05,带宽高于300 MHz,满足器件的性能要求.     

X波段铁氧体微带环行器阵列封装设计与仿真

对一种新型的X波段瓦片式相控阵雷达中铁氧体微带环行器阵列(4×4)封装结构展开研究,设计了一种小体积、高密度的微带环行器阵列封装形式。基于HFSS三维仿真软件对该环行器阵列进行仿真,在满足其环行功能的同时,实现了环行器与天线和T/R组件的垂直互联。仿真结果表明,在8.7～12 GHz范围内,环行器阵列正向插入损耗(S12)小于0.52 dB,反向隔离度(S21)和回波损耗(S11)均大于20 dB。     

磁化状态对自偏置微带环行器性能的影响

基于钡铁氧体材料设计并制作了中心频率在22GHz的自偏置环行器,仿真结果表明,在22.6GHz附近,插入损耗小于0.2dB,隔离和回波损耗均大于30dB。测试结果表明,无外加磁场、铁氧体没有达到磁化饱和时,在22GHz处,器件插入损耗为2.9dB,隔离损耗接近50 dB。为了研究磁化状态对自偏置环行器性能的影响,在测试时施加弱磁场,插入损耗最小值为1.57 dB,出现在频率22.6 GHz处,对应的隔离度为11.4 dB;当施加强磁场时,插入损耗最小值为1.1 dB,对应的隔离度为11.6 dB;对比施加强弱磁场时的测试结果,可发现随外磁场增强,在22.6GHz处插入损耗降低,但是在22GHz处的隔离度变小。     

基于复合铁氧体基片的三倍频程超宽带微带环行器设计与仿真分析

通常利用单一铁氧体材料制成的微带环行器难以有超倍频程的带宽。根据一般微带环行器的设计理论,利用两种不同的铁氧体材料构成的复合基片设计并制作了一种工作在三倍频程带宽的超宽带微带环行器。仿真结果表明,该环行器在6~18 GHz的工作频带内,插入损耗(|S12|)小于1 d B,回波损耗(|S11|)大于20 d B,隔离度(|S21|)约19 d B,满足超宽带微带环行器的设计指标。除在整个工作频带内插入损耗有所增加且在低频段的6~6.5 GHz内出现了低场损耗外,实测结果与仿真结果基本吻合。文末讨论了实测结果和仿真结果之间出现低场损耗等差异的原因。     

高功率带线合成结环行器

本文介绍采用YCaVInIG铁氧体团片与聚四氟乙烯介质圆片复合构成带线环行器,典型性能为工作温度-40～+70℃,频率f=0.8～1.3 GHz范围内,相对带宽△f=10%,插入损耗最大0.4分贝,隔离最小19分贝,驻波最大1.25,自然冷却承受峰值功率P=650kW,平均功率P=800W。并实验给出了铁氧体圆片半径R与聚四氟乙烯介质圆片厚度δ及频率f之间的关系。     

NiCuZn铁氧体电磁屏蔽片的尺寸设计与表征

采用固相反应法制备NiCuZn系铁氧体粉料,以此粉料为原料采用流延法制备了不同尺寸(长、宽、厚)的电磁屏蔽片。测试并研究了RFID天线的S11(天线回波损耗)曲线以及可读写距离与紧贴其背后的屏蔽片的厚度及长宽尺寸之间的关系。结果表明,改变屏蔽片的厚度与长宽尺寸以及经过裂片处理,可以调节S11曲线吸收峰中心频率的偏移。吸收峰中心频率偏移的减小可以提高RFID卡可读写距离的恢复比例。     

P波段宽带小型化铁氧体环行器设计

介绍了一种P波段的宽带环行器设计方法,发现并验证了有限元仿真该类高场宽带环行器会出现频率偏移现象。提出了有限元仿真时内场值的设置及验证方法,并通过该方法的应用,解决了仿真中频率偏移的问题。设计的宽带环行器,承受峰值功率达2 kW,占空比10%,相对带宽22.22%,尺寸仅30×30×10 mm,兼具宽带款、高功率、小型化特点。该环行器采用Y型结带线Drop-in结构设计,通过材料、结构的匹配调节最终实现器件性能,驻波比≤1.25,隔离度≥20 dB,插入损耗≤0.4 d B。提出的频率偏移验证方法可广泛应用于高场环行器、隔离器、隔环组件等铁氧体器件的有限元仿真设计中,校正器件设计中带来的频率偏移现象。     

NiCuZn铁氧体磁片在NFC天线中的应用及仿真分析

采用线圈式结构设计了近场通信(NFC)天线,并将NiCuZn铁氧体柔性磁片应用于NFC天线系统。利用HFSS仿真软件,研究了天线介质基板厚度、线圈走线宽度、铜线间距以及柔性磁片等对天线回波损耗、谐振频率以及磁场分布的影响。结果表明,天线的走线宽度、走线间距、介质板厚度等参数会影响天线的输入阻抗从而改变谐振频率,最佳的基板厚度0.8 mm、走线宽度a=0.5 mm、走线间距b=1 mm;金属片会导致NFC天线谐振频率偏移,而NiCuZn铁氧体柔性磁片能有效防止金属对天线磁场的干扰以及谐振频率偏移。     

Co_2Y添加对Ni_(0.7)Zn_(0.3)Fe_2O_4铁氧体损耗的影响

采用固相反应法制备了添加Co2Y(1wt%、2wt%、3wt%)的Ni0.7Zn0.3Fe2O4铁氧体多晶样品,研究添加Co2Y对Ni-Zn铁氧体损耗的影响。实验发现,添加Co2Y后,Ni-Zn铁氧体仍为尖晶石相,起始磁导率先增大后减小,铁氧体的磁损耗明显下降。对添加Co2Y引起铁氧体功耗下降的机理进行了讨论,认为主要是钴离子掺杂引起的铁氧体磁滞损耗和剩余损耗明显降低所导致的。     

带线三角结环行器的小型化研究

带线结环行器的小型化是当今微波铁氧体器件的研究热点之一。本文研究对象为带线三角结环行器,其正、负旋转本征模式的截止数kA决定了环行器的尺寸大小。通过有限元分析方法,研究了kA值与三角结中心谐振导体形状的关系。提出了对三角结中心谐振导体开槽的方法,来减小三角结中心导体的边长尺寸,从而实现环行器的小型化。实验仿真表明该方法在实现带线三角结环行器小型化的同时,使其性能完全满足GSM基站对于环行器的指标要求。