四毫米波段环行器的实验研究

本文叙述四毫米波段环行器的实验研究结果。研制成了性能较优良的小损耗环行器(插损≤0.7dB,反向隔离≥20dB,带宽2GHz)和频带较宽的环行器式隔离器(插损≤1.0dB,反向隔离≥18dB,带宽为8GHz)。在毫米波波段,制作器件的困难是小尺寸,高精度,样品加工的对称性等。实验中,采用了铁氧体球形样品,简化了毫米波段小样品的磨制工艺。     

S波段四端口差相移式大功率环行器设计

结合四端差相移式环行器的工作原理,用准静态微扰法估算了差相移量,并采用HFSS软件对环行器及部件进行了仿真优化,成功设计了一种S波段四端差相移式环行器。该环行器带宽达到15%,插入损耗小于0.4dB,隔离度大于20 dB,电压驻波比小于1.15,环行器在自然冷却状态下通过峰值功率200 kW,平均功率2.4 kW,满足系统使用需求。     

L波段相移环行器

Ferrite Components公司研制了一种LC3—10型差动相移环行器,用于空中警戒雷达,频段为1250～1350MHz。在峰值功率3MW和平均功率3kW时,器件的隔离度为20dB,插损为0.5dB,     

K_L波段锁式铁氧体开关

根据波导环行器理论研制了K_L波段波导锁式铁氧体开关。器件结构采用了简单、紧凑的三角形样品,其性能为:开关时间小于1μs、开关速度述2.1×10次/秒、插损小于0.3dB、隔离大于20dB、输入电压驻波系数小于1.25、工作频率达800MHz。     

非互易微波器件小插损的测量方法

本文介绍一个由国产仪器组成的采用双路零差技术的测试系统,用以测量4CHz低损耗环行器的小插损(0.1dB)。误差分析表明,作为工程应用,是可以满足要求的。     

低成本X波段微带参量放大器

研制了一种采用平面印刷线路技术而得到低成本和高可靠性的X波段微带参量放大器。简述了在低损耗YIG基片上微带四端环行器和参放级的设计,在聚四氟乙烯纤维玻璃板上31GHz微带泵源的设计和同一频率用集成的尾翼状电路形式的泵源的设计。     

中心插棒式H面波导环行器

本文介绍了一种中心插棒式H面波导环行器.实验表明,环行器的带宽约达18％,插入损耗约为0.8dB。     

多倍频程MEMS硅基微带环行器设计

作为一种基于微机电系统(MEMS)的微波磁性器件，MEMS微带环行器的核心结构是一种异质嵌套结构，即将微波铁氧体嵌入到基于晶圆级键合封装工艺的硅腔体中。相较于传统的金属薄膜微带线直接分布在铁氧体材料上的微带环行器，MEMS微带环行器具有工艺一致性好、生产效率高、性能更佳等优势。此外，常规全磁环行器在满足器件宽带高功率要求方面存在技术瓶颈，而MEMS环行器方案能够较好地解决这一问题。基于环行器结构、原理和损耗分析，结合ANSYS仿真分析，采用MEMS体硅工艺，设计了一款多倍频程微带环行器，最终实现尺寸为8 mm×8 mm×2.5 mm、工作频率为5～13 GHz、器件插损小于1 dB、电压驻波比小于1.6、隔离度大于12 dB的器件，并实现了器件的批量化制作。     

采用YIG制作的带线滤波器和环行器四端非互易电路的特性

本文报导了四端非互(?)带阻带通滤波器和具有四端滤波器特性的可调谐振式环行器的试验结果,并讨论了新的非互(?)电路的原理。该滤波器工作的频率范围超过两倍频程而环行器约超过一倍频程。     

小型化磁保持式射频同轴开关设计

针对目前微波系统多通道微波通路切换以及星载微波器件小型化的需求,提出了小型化射频同轴开关的设计需求.通过原理分析,结合HFSS电场仿真软件和Maxwell低频电磁仿真软件,设计制作了一种具有磁保持功能、低耗能、体积小、可靠性高等优点的射频同轴开关.所研制的开关在DC～19 GHz频段内工作性能良好,工作频率f:DC～8 GHz,输入电压驻波比VSWR≤1.5,正向损耗(插损)α+≤0.15dB;f:8～13 GHz,输入电压驻波比VSWR≤1.95,α+≤0.8 dB;f:13～19 GHz,输入电压驻波比VSWR≤2.3,α+≤1.15 dB,隔离度≥65 dB,脉冲时间t≤20 ms,研制的产品成功通过切换100万次的可靠性试验考核.     

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。     

用铁氧体圆盘提高环行器设计功能

美国TRW公司用铁氧体园盘代替环行器波导中心的典型三角形铁氧体,重新设计出了能性破记录的三端器件。这种代换可以改变铁氧体内的电磁场,这里有2个共振模而不是通常的一个,并且使环行器的输入输出匹配比传统设计器件好得多。采用新设计法的结果,是增大了带宽,降低了插损。新型环行器的工作频段20在～40GHz及其以上,所得性能比常用的工业型高。在30GHzTRW环行器的性能比为13.5,     

基于PCB工艺的X波段嵌入式铁氧体微带环行器设计

提出了一种基于印制电路板(PCB)工艺的嵌入式微带环行器设计思路。以相应的结环行器设计理论为基础,通过电磁仿真软件进行仿真优化,设计了一种基于PCB工艺的嵌入式X波段双结微带环行器。对实验样机进行了测试,结果显示该微带环行器在8～12GHz范围内具有良好的环行性能:端口电压驻波比小于1.4,单结隔离度大于17 dB,单结传输损耗小于0.5 dB,双结传输损耗小于1.2 dB,双结隔离度大于28 dB,证明了该嵌入式微带环行器设计思路的可行性。在系统集成化水平越来越高的今天,该设计具有一定的应用潜力。     

超宽带小型化微带环行器的设计与仿真

设计了一种超宽带小型化双Y结微带环行器,阐述了微带环行器的工作原理、设计理论和方法。在理论分析的基础上,结合计算机辅助软件AppCAD,分别计算出了大小Y结的尺寸,利用HFSS软件进一步对环行器进行建模、仿真,并且根据小Y结尺寸对于环行器带宽的影响,对其进行了优化处理。结果表明,该环行器在7.5～12.5GHz范围内,插入损耗小于0.1dB,隔离度大于20dB,电压驻波比小于1.22,相对带宽大于50%,仿真数据均满足设计要求和性能指标,也满足了环行器小型化的设计要求。     

E面环行器的设计和性能

前言虽然E面环行器对毫米波印制电路(鳍线)的集成化作出了很大的贡献,但是比起H面环行器来,它们还没有得到普遍承认。无疑,这是因为鳍线只适应E面结而波导却同样适应于H面结的缘故。H面环行器之所以受到偏爱,还因为它们的带宽比较宽。然而,在毫米波频段E面环行器却具有尺寸小、插损低并有可能承受高的功率电平等优点。采用鳍线已经制出了100 GHz的完整的雷达前端(不包括     

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。     

用窄线宽石榴石材料改善微波器件

我们发展了温克尔等人提出的新的多晶微波石榴石材料中的两种特别有兴趣的材料,其线宽小于10奥。测量了以下特性: 成分 4πMs(高斯) Tc(度) △H(奥) Y_(2.9) Ca_(0.1) Fe_(4.2) Ge_(0.1) In_(0.7) O_(12) 1520 130 7 Y_(1.6) Ca_(1.4) Fe_(3.9) V_(0.7) In_(0.4) O_(12) 900 190 7 我们把这些新材料应用到3.7GHz和8.5GHz之间不同频段的同轴和波导环行器中。这些环行器的品质因数约为600,比较之下普通石榴石材料装置的环行器为200。不出所料,降低了器件的插入损耗,一般小于0.1dB。这些四端环行器对于参量放大器应用具有很大的吸引力。最后证实了这些多晶材料应用于磁调多晶带通滤波器的可能性。     

重量仅为100克的波导环行器

该器件的工作频率为5～18GHz;在 x波段仅重100克。其典型指标是: 最小隔离:25dB;最大插损0.25dB; 电压驻波比:不大于1.14:1;工作温度:-20～ 70℃。厂家:Nore Microwave Ltd.(英) 资料来源:Microwaves.1981,20(12),p.108.     

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。     

600kW超大功率铁氧体隔离器设计

针对目前微波系统超高功率发展的趋势,提出了相应频段的隔离器设计需求。通过原理分析,结合HFSS电场仿真软件和ANSYS热力学软件设计制作了一种具有损耗低、隔离度高、功率容量大等优点的超高功率铁氧体隔离器。所研制的铁氧体隔离器在所需频段内工作性能良好,性能指标为:工作频率f=3700±20MHz,输入电压驻波比VSWR≤1.1,正向损耗(插损)α_+≤0.25 dB,反向损耗(隔离度)α_-≥25 dB,功率容量P≥600 kW,脉冲时间t≤5 s,器件成功通过高功率试验考核。