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。     

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。     

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.     

微波集成电路铁氧体器件

一、前言从微波机器的小型化、高可靠性、降低成本等观点看来,微波电路的集成化(MIC化)最近急速地进展着。因此,在微波电路中起重要作用的特殊铁氧体器件也应该适应MIC的要求。现在实用的MIC是以微带线路为基础的混合集成电路,要求研制适应这种线路形式的铁氧体器件是理所当然的。现在已研制了微带环行器、隔离器、相移器、开关等,其中一部分已提供使用。     

毫米波多层结构表面贴装铁氧体环行器设计

随着通讯技术的发展,阵列天线的应用导致环行器的需求量迅猛增加。为适应微波组件集成化的批量生产工艺要求,急需解决环行器表面贴装技术难题。环行器实现表贴结构形式,通常有三种工艺途径,即低温共烧(LTCF)、MENS和多层印制电路板(PCB)叠片工艺。阐述了8 mm多层PCB结构表贴式环行器的设计。采用带状线环行器的设计方案,电路制作在印制电路板上,利用多层PCB工艺进行制作。为了形成一体化,电路两面用金属化过孔连接。信号通过金属化过孔引到底面与端口线连接,形成表贴结构。通过仿真优化,在27~30 GHz的频率范围内,器件的损耗小于0.83 d B,隔离度大于15.5 d B,输入端口电压驻波比小于1.63。     

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。     

温度稳定的宽带集中参数环行器

推算了一种包括微带集中参数环行器杂散电抗的等效电路,业已表明带宽30%的宽带环行器是可以实现的。为了获得宽温宽带特性,又计算了铁氧体和永磁体所必需的温度系数。研究了低温度系数的新铁氧体材料和制作薄膜交迭结构新工艺。实验证明,径向磁化场在带宽和损耗方面都改善了环行器特性。试制的环行器特性如下:温度范围是-10℃～ 60℃,中心频率1.7GHz,在450MHz的带宽范围内VSWR<1.2,损耗1.0dB,隔离>20dB。     

S波段中功率铁氧体隔离器设计

为满足微波集成电路的需求,设计了S波段中功率铁氧体隔离器.简单介绍了器件的工作原理和结构,论述了铁氧体基片材料的选取、外加磁场的确定及电路设计.在-55～ 85℃的工作温度范围内,器件的技术指标为,工作带宽:400MHz, 正向损耗( ≤0.5dB, 反向损耗(-≥20dB, 电压驻波比VSWR≤1.25;平均承受功率10W;外形尺寸为10mm×18mm×10mm(max).     

Ka波段微带环行器设计与HFSS仿真

设计了一种Ka波段微带结环行器,阐述了微带环行器的工作原理、设计方法与仿真过程。在理论分析的基础上,计算出圆盘结和"大Y结"尺寸。利用三维结构电磁场仿真软件Ansoft HFSS进行建模、仿真分析,并对其进行优化处理。实验结果表明,该微带环行器在31~40GHz范围内,插入损耗小于0.3dB,电压驻波比小于1.2,隔离度大于20dB,相对带宽大于25%,仿真数据及实验结果满足设计要求。     

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。     

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。     

微波集成电路用铁氧体器件综述

本文就国外发表的部份有关资料,综述了铁氧体器件在微波混合集成电路中的应用,主要是环行器、相移器、滤波器以及关于在磁性基片上的集成电路问题。最后提出了今后有关工作重点。由于航天技术的发展,星际通讯技术的要求,微波设备体积和重量受到极大限制。微波集成和微带技术开始受到重视。1965年前后发展起来的微波集成电路所具有的高可靠性、性能好、体积小、重量轻等特点,已广泛用于宇宙航行、卫星通讯、导弹、遥测等电子系统中,铁氧体器件在这种电路中起到重要的作用。铁氧体器件作为无源的互(?)和非互(?)元件用于微波混合集成电路中。铁氧体磁性物质在恒磁场作用下或处于剩磁状态时,当它受到交变场作用其导磁率呈现张量形式,材料现出各向异性,这是制造非互(?)器件的理论依据。目前的微波混合集成电路基片上都采取微带形式,故这里只叙述微带铁氧体器件。     

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。     

毫米波铁氧体器件技术的最近进展

引言具有非互易性能的微波铁氧体器件已经在许多不同的系统中得到了广泛的应用。也许最常用的铁氧体器件就是三端环行器和有载的三端环行器,即隔离器。环行器的结构虽有多种类型,但三端结环行器应用最为广泛(如图1所示)。     

一种基于ADS优化的微带带通滤波器设计及实现

介绍微带带通滤波器ADS全局优化设计方法及其设计流程,重点阐述ADS设计流程中的参数优化、器件仿真、矩量法分析等相关内容.微带带通滤波器实物的性能测试表明:通带传输衰减小于2.5dB,端121反射系数小于-15dB,阻带衰减接近40dB,其物理尺寸约8×2.5×1.5cm,基于ADS优化的微带带通滤波器设计优于传统设计.     

Ka波段自偏置微带边导模隔离器仿真设计与性能

基于M型锶六角铁氧体的高各向异性场,采用HFSS软件设计了中心频率在28.2GHz的自偏置边导模隔离器。仿真结果表明,在28.2GHz附近,插入损耗为6dB,隔离度大于38dB,20dB以下隔离带宽约为3.5GHz。采用传统固相反应法制备SrM六角铁氧体材料基片并用丝网印刷工艺实现基片上的微带电路,根据设计的结构参数制备了自偏置边导模隔离器。测试结果表明,该自偏置隔离器在27~29GHz范围内,表现出强烈的非互易性,插入损耗小于10dB,最大隔离度大于45dB。由于不需要外加偏置磁场,器件实现了小型化,宽频带,仿真与实测吻合得较好。     

4千兆赫四端单晶低损耗环行器的研究

本文介绍了一种新颖的低损耗微波铁氧体器件——YIG单晶环行器,并对器件的设计、测试及发展方向进行了探讨。     

微波环行器,隔离器在移动通信中的应用

重点综述了微波铁氧体环行器／隔离器在移动通信系统中的应用，简要介绍了几种典型器件的性能．     

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。     

两种微波铁氧体粘接材料的导热分析与比较

缩醛烘干胶和焊锡是微波铁氧体器件中常用的两种粘接材料,用于铁氧体片在器件壳体内壁既定位置上的固定.本文以一种高功率四端环行器为例,在不考虑热辐射和微波反射损耗的前提下,分别对胶层和焊锡层在热平衡时的导热情况进行了分析,并且比较了它们的优缺点.