基于软磁铁氧体材料的高功率波导负载设计

针对目前微波负载系统高功率、小尺寸、低价格的发展趋势,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回波损耗低、尺寸小、功率容量大等优点的超高功率波导铁氧体负载。所研制的铁氧体波导负载在所需频段内工作性能良好,性能为:工作频率f=2998±5 MHz,输入电压驻波比VSWR≤1.06,功率容量P≥4 kW,器件成功通过高功率试验考核。     

L波段隔离-耦合组件原理、结构与仿真设计

介绍了一款L波段隔离器和耦合器组件的原理、结构及仿真设计.通过将高功率带线双结隔离器和定向耦合器进行一体化组合设计实现射频功率隔离,同时通过耦合一路小功率信号实现对发射功率的监测功能.利用HFSS和AWR软件设计优化,实现组件主要技术指标:工作频段L波段,正向损耗α+=0.58 dB(室温),0.60 dB(-40～8...     

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).     

3mm波铁氧体高速开关仿真设计

针对目前3mm波雷达要求,提出了相应频段的铁氧体开关方案。通过原理与方案分析、仿真优化设计和加工工艺的探索设计制作了一种具有插损低、开关转换时间快、功耗低和可靠性高等优点的3mm铁氧体高速开关。所研制的铁氧体开关在3mm频段内工作性能良好,性能为:输入电压驻波比VSWR≤1.16,正向损耗(插损)α+≤0.58d B,反向损耗(隔离度)α―≥22d B,开关响应时间t≤2μs,为后续毫米波的仿真研究、加工技术手段提供了一定的方向与参考。     

高功率带线结环行器仿真和温度补偿设计

介绍了L波段高功率带线环行器(隔离器)的仿真与温度补偿设计方法,利用HFSS软件优化设计了一款高功率带线结型环行器,实现器件主要技术指标:工作频段L波段,正向损耗α_+≤0.4d B,平均承受功率≥500W,反射功率≥300W,峰值功率5000W。并对仿真与实测结果进行了比较,验证了设计方法的可靠性。     

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。     

一种Ka波段高功率微带隔离器设计

设计了一种工作在Ka波段、带宽为4 GHz、功率容量为2 W的微带隔离器.此隔离器要求的工作频带宽,外形尺寸小,功率容量大.通过对微带隔离器工作模式分析,对环行器部分和负载部分进行设计,采用双Y结环行器电路设计和蛇形开路负载设计,以达到增大带宽和提高功率容量的目的.建立初步仿真模型,并通过HFSS软件进行全波仿真优化,最终设计的隔离器性能为:电压驻波比≤1.45,正向损耗≤1.2 dB,反向损耗≥15 dB,承受功率2 W,外形尺寸为5 mm×5 mm×4 mm,满足通信系统应用要求.     

二公分宽带共振式隔离器

一、引言我们共同试制了二公分波导宽带隔离器,器件采用压缩波导,共振式,H型双片结构,由于使用了具有不同4πM_8的铁氧体材料进行补偿,制作的器件在12.4GHz～18.0CHz频率范围内,正向损耗α≤1db,反向隔离α≥20db,驻波系数p≤1.20。     

几种磁化结输入阻抗计算公式

一、前言在设计宽频带带状线结环行器时,必须计算磁化结的输入阻抗。使用不同的计算公式,有时结果相差很大。本文结合8～12.4 GHz带线全频程隔离器的设计进行比较和讨论。已设计成功的该器件批量生产性能为正向损耗a+≤0.5dB,反向损耗a_-≥20dB,驻波系数S≤1.25。采用的铁氧体材料的归一化饱和磁化强度p(?)0.64,相对介电常数ε(?)11.7,有效相对磁导率     

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。     

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。     

Ku波段小型化铁氧体隔离器仿真设计

介绍了一种Ku波段小尺寸波导隔离器的设计方法,通过对结式环行器原理分析,采用阻抗匹配设计,利用HFSS软件仿真计算并优化,最终研制出完全满足设计要求的波导隔离器。在工作温度-40~+85℃范围内,器件的技术指标为:电压驻波比≤1.16,正向损耗≤0.2 d B,隔离度≥30 d B,外形尺寸为12.7×33.3×38.3 mm。该隔离器的传输方向尺寸为常规隔离器的一半左右,符合微波通信器件小型化和集成化的发展要求。     

高功率带线环行器设计的几个技术问题

1引言由于应用需求,我们设计了L波段高功率带线隔离器,其要求指标如下:频率1~1.3GHz、正向损耗0.3dB、平均功率500W、脉冲功率5kW。鉴于低场器件的非线性效应和极限工作温度范围窄,设计采用高场区工作原理,铁氧体圆片的厚度2mm,直径     

低损耗厚膜微带隔离器

本文报导了一个用普通钇铝石榴石材料,采用厚膜工艺制作微带电路及吸收负载的微带隔离器。同时分析了影响器件正向损耗的诸因素,使用不均匀外磁场的方法,降低了器件的损耗。实验结果:在1.9～2.3GHz 频带范围内,正向损耗≤0.25dB,反向损耗≥23dB,电压驻波比≤1.28,基片尺寸仅为24×30×2.6mm。     

高线性低变频损耗短波超宽带混频器设计

采用双平衡场效应管管堆和巴伦设计了一款适用于短波超宽带接收机的高线性低变频损耗混频器。巴伦由射频铁氧体传输线变压器实现,插入损耗小,工作频带宽。该混频器射频输入频率为0.3~70MHz,覆盖7.8个倍频程,本振输入频率为40.755~110.455MHz,中频输出为40.455MHz。测试结果表明,混频器最佳本振功率在17dBm左右,变频损耗5dB左右,输入三阶截点高于34dBm,本振-中频隔离度大于30dB,本振-射频隔离度大于50dB。     

MnZn功率铁氧体高频功耗特性分析

采用氧化物陶瓷工艺制备了2～4MHz频段高频开关电源用MnZn功率铁氧体,通过对铁氧体断面显微结构、密度和磁特性的测试,研究了Fe2O3含量对MnZn功率铁氧体功率损耗特性的影响。结果表明,随着Fe2O3含量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,常温下3MHz、10mT高频损耗(Pcv)先增大后减小,Fe2O3含量从58mol%增加到59 mol%时,损耗下降非常明显,而在100℃时,铁氧体的剩余损耗逐渐降低,导致总损耗随着Fe2O3含量的增加而减小。随着频率的升高,剩余损耗(Pr)占总损耗的比重逐渐增加,成为损耗的主要部分,而磁滞损耗(Ph)占总损耗的比重逐渐降低,涡流损耗(Pe)所占比重变化不明显。     

X波段高功率差相移式波导环行器优化设计

有异于低频段大尺寸高功率波导环行器的设计思路,设计一种工作频率在X波段的高功率差相移式波导环行器。针对决定其功率容量的铁氧体加载部位——90°差相移器,采用了非对称铁氧体加载、单套闭合磁路和水冷散热结构,并对构成差相移环行器的魔T和3dB电桥部件的传统结构进行了创新优化改进。设计的X波段波导环行器实现了峰值功率高于200kW、平均功率高于4kW、工作带宽900MHz等关键指标。     

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。     

超倍频程λ/4耦合双Y结环行器

木文论述磁化结的宽频带本征性能和展宽器件工作频带的方法,着重阐述λ/4耦合双Y结倍频程工作的匹配、调谐机理,给出了等效回路,提出了设计程序,且据此做出了具有如下性能的隔离器:相对频宽2δ_0=75%(工作频率复盖4～8GH_2),插入损耗α_+≤0.5dB,隔离度α.≥20dB,电压驻波比S≤1.25,实验结果与理论分析十分一致。     

S波段大功率Y结式波导隔离器设计与性能

相对于差相移式波导隔离器，Y结式隔离器具有尺寸小、重量轻的优点，但其功率承受能力不足。对此，采用高场工作以避免高峰值功率下的非线性损耗效应，并利用结区分层结构降低功率密度、提高铁氧体基片的热传导速率。在具体设计中，采用合适的磁化工作点以兼顾损耗指标和稳定性并尽可能降低铁氧体基片的厚度、增大基片之间的空气间隙。HFSS仿真设计结果和实测性能十分吻合，器件工作于S波段，插入损耗小于0.18 dB，峰值功率承受能力为3 MW，平均功率承受能力为4 kW。