Ku波段铁氧体微带线环行器的设计与仿真
本文采用钇铁石榴石（YIG）薄膜材料设计了一种工作在Ku波段的微带线环行器，并对其进行了仿真优化。传统的环行器一般采用带状线结构，但是随着现代微波集成电路广泛采用，要求环行器要向小型化、集成化方向发展，同时在性能上要求损耗小、频带宽，并且要满足低成本、批量生产的商业要求。因此，开展微带线环行器的研究具有重要意义。 本文主要做了以下几点工作。（1）对电磁场理论、微带线理论以及环行器的相关理论进行了分析和整理，得出了微带线结构中电磁波处于准 TEM波形式、S参数的推导方法、负载匹配的原理及方法；（2）根据理论以及工艺情况设计了工作在Ku波段的环行器的初步结构；（3）从设计参数和阻抗匹配两方面对环行器进行仿真研究，得出环行器的中心频率随着中心结半径、薄膜厚度、外加磁场强度、磁化半径的增大而减小，并在波端口高度和宽度分别在4h和2~8w、耦合角为0.3、凹槽深度为基片厚度的80％~90%时有较好环行效果，采用指数渐变线匹配可以取得较大的工作带宽；（4）根据设计尺寸结合真空镀膜以及光刻工艺制作出器件实物，并进行了初步测试。本文最终设计出了工作在Ku波段的微带线环行器，其最小插入损耗为0.5dB、最大隔离度为40dB、最小电压驻波比为1.05、相对带宽达10%，体积小于10mm×10mm×3mm，满足小型化的要求。 根据本文设计的微带线环行器，相关的组装与测试工作已经展开，文中关于薄膜环行器的一些结论及设计结果，可以为今后小型化环行器的设计提供依据。
微带线环行器;阻抗匹配;Ku波段;钇铁石榴石;薄膜材料;带状线结构;设计参数
杭州电子科技大学
硕士
微电子学与固体电子学
周继军;邓江峡
2015
中文
TN621;TN602
78
2016-01-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）