【摘 要】
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天线作为无线通信模块的重要窗口,对电子设备的影响极为重要,而天线基板材料的性质又是影响天线性能的重要因素。等磁介材料同时具有优异的磁性能和介电性能,一方面缓解了高介电常数带来的带宽过窄等问题,另一方面由于等效阻抗接近自由空间阻抗而可以实现理想匹配,相较高介电材料具有更大的优势,因此得到了广泛研究和应用。NiCuZn材料具有较好的磁介性能,可以用于制备等磁介材料,本文分别通过对Ni Cu Zn材料进
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天线作为无线通信模块的重要窗口,对电子设备的影响极为重要,而天线基板材料的性质又是影响天线性能的重要因素。等磁介材料同时具有优异的磁性能和介电性能,一方面缓解了高介电常数带来的带宽过窄等问题,另一方面由于等效阻抗接近自由空间阻抗而可以实现理想匹配,相较高介电材料具有更大的优势,因此得到了广泛研究和应用。NiCuZn材料具有较好的磁介性能,可以用于制备等磁介材料,本文分别通过对Ni Cu Zn材料进行掺杂和复合来实现等磁介特性。首先,由于Ti O2是一种很好的介电材料,可以调节铁氧体介电性能,而Bi2O3是一种可以调节磁性能和降低烧结温度的助烧剂,本文进行了Ni Cu Zn+1wt%Bi2O3+6-16wt%Ti O2的实验,分别讨论了烧结温度和TiO2掺杂浓度对材料磁介性能的影响,并针对最后理想配方制得材料磁损耗过大的问题进行了烧结曲线的调整,最终采用两步烧结法,在烧结温度为920℃,配方为Ni0.28Cu0.18Zn0.54Fe2O4+1wt%Bi2O3+10wt%Ti O2的条件下制得材料性能为3MHz-30MHz频率内磁导率22.24,磁损耗0.08;介电常数22.16,介电损耗0.008,归一化阻抗约为1.0018。其次,由于Co2Z是一种具有较高截止频率且介电常数高于磁导率的铁氧体材料,作为复合材料可以有较好的相容性,本文进行了Ni Cu Znx/Co2Z1-x（x为0.84-0.94）的复合材料制备实验,讨论了烧结温度和复合比例对材料磁介性能的影响,最后以(Ni0.54Cu0.2Zn1.96Fe1.96O4)0.88/(Ba3Co2Fe24O41)0.12的主配方在1150℃烧结制得材料性能为1MHz-200MHz频率下?’=19.4,μ’=18.2,tanδ?约0.002,tanδμ=0.015,归一化阻抗约为0.967,很好地实现了等磁介特性。针对上述实验中制备的材料,本文最后进行了微带天线的仿真,选用1150℃烧结的Ni Cu Zn0.88/Co2Z0.12复合材料作为主配方,进行了中心频率为200M的微带圆极化天线的设计和仿真优化,最终通过在贴片两端引入T型缝隙的方式很好地优化了天线性能,最终性能为:中心频率200MHz,S11为-51d B,带宽为15MHz左右较好地验证了材料作为天线基板的可行性。
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