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波段小型化自偏置微带环行器的设计与仿真

为了满足环行器小型化和集成化的需求,基于0.4 mm厚的锶六角铁氧体材料,采用多枝节短截线阻抗匹配设计,利用HFSS软件进行仿真,制备了工作在Ka波段的自偏置环行器。测试结果和仿真结果基本吻合。测试结果表明环行器工作在29 GHz附近,插入损耗3.4 dB,隔离度29.5 dB。分析了插入损耗的主要来源以及改进措施。     

宽带七端口铁氧体环行器组件的研制

介绍了一种新型的宽带x波段七端口环行器组件，当信号从输入端输入时可分成若干个分支信道输出，组件的总插入损耗（6个信道）≤3.5Db，各输出信道之间的反向损耗α_≥30Db，可用于频率变换技术。     

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。     

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。     

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。     

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。     

宽频高磁导率锰锌铁氧体材料的研制

通过合理设计配方,采用传统的铁氧体陶瓷工艺,用市售的高纯原材料,复合添加MOO3、Bi2O3、CaO、、TiO2等杂质,制得了在10~200kHz频率范围内起始磁导率为13000的宽频高μi锰锌铁氧体材料。     

宽温高直流叠加低功耗YR950锰锌铁氧体材料

采用多铁低锌高居里点配方制备锰锌功率铁氧体材料,可大大提高饱和磁通密度Bs,但Pcv-T曲线尾巴上翘;为压平陡翘曲线掺入Co3+、Ti4+离子,另添加K1+、Li1+等碱金属离子可缓解以致消除Pcv-T曲线凹谷;优选掺杂体系和精细控制气氛烧结工艺,可有效提高材料密度,获得兼具TDK公司PC90的高Bs和PC95的宽温低功耗特性材料,满足客户对宽温高直流叠加低功耗性能的要求。     

高饱和磁通密度低损耗MnZn铁氧体材料ZY90的开发

采用传统的氧化物陶瓷工艺制备高饱和磁通密度、低损耗锰锌软磁铁氧体材料ZY90,研究了主配方和CaCO3、Co2O3等掺杂对材料饱和磁通密度和功率损耗的影响。结果表明,主配方氧化铁含量在55.2mol%时,可以获得较高饱和磁通密度;适量的CaCO3掺入可使铁氧体晶粒均匀,晶粒边界变厚,形成一定厚度的高阻层,降低比损耗因子;添加适量的Co2O3可以使K1值有多个补偿点,提高电阻率,降低损耗;当CaCO3掺杂量为1000×10-6,Co2O3掺杂量为1500×10-6,饱和磁通密度与功率损耗表现最好。     

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。     

低频无极灯用宽温低功耗高直流叠加MnZn铁氧体材料

采用传统的氧化物湿法工艺,使用基本配方为Fe2O3:Mn O:Zn O:Ni O=53.5:33:12:1.5(mol%),制备了一种可用于低频无极灯的Mn Zn功率铁氧体材料,分析了材料的起始磁导率、功耗和直流叠加特性。结果表明,得益于组合掺杂,材料具备宽温、低功耗、高直流叠加性能等优良电磁性能。分析了掺杂对改善材料性能的作用机理,为开发此类宽温、低功耗、高直流叠加软磁铁氧体材料提供有益的参考。     

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。     

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。     

高温高频低功耗MnZn功率铁氧体制备及磁性能

开发了一种具有较高饱和磁感应强度Bs,并且在MHz频率下仍保持较低功耗Pcv的新型MnZn功率铁氧体,分析了不同频率下材料的损耗机制。与3F4相比,本材料在100℃下,30 mT/1 MHz及10 mT/3 MHz下,Pcv分别为60和115 k W/m~3,低于3F4的135和225 k W/m~3;且本材料Pcv-T(10 mT/3 MHz)曲线平缓,但磁导率偏低;可适用于3 MHz以下频段,促进高频开关电源的小型化。磁谱曲线表明,材料截止频率为8.2 MHz;在3 MHz/10 mT条件下,25、80和120℃的Pcv分别为106、112和116 k W/m~3;25和100℃时,Bs分别为519和453 mT。