【摘 要】
：
随着无线通信技术的快速发展,高性能微波介电陶瓷已广泛应用于天线、谐振器与滤波器等微波元器件。具有低介电常数、高Q值和近零谐振频率温度系数的Li3Mg2SbO6陶瓷,有望在5G通信设备中发挥重要作用。本文系统研究了 A位、B位离子取代和LBBS玻璃掺杂对Li3Mg2SbO6陶瓷物相组成、烧结特性与介电性能的影响。基于本文研究陶瓷材料,通过HFSS软件设计一款微带天线。首先,为了改善Li3Mg2SbO
论文部分内容阅读
随着无线通信技术的快速发展,高性能微波介电陶瓷已广泛应用于天线、谐振器与滤波器等微波元器件。具有低介电常数、高Q值和近零谐振频率温度系数的Li3Mg2SbO6陶瓷,有望在5G通信设备中发挥重要作用。本文系统研究了 A位、B位离子取代和LBBS玻璃掺杂对Li3Mg2SbO6陶瓷物相组成、烧结特性与介电性能的影响。基于本文研究陶瓷材料,通过HFSS软件设计一款微带天线。首先,为了改善Li3Mg2SbO6陶瓷的介电性能,通过Zn2+、Cu2+离子分别取代Li3Mg2SbO6陶瓷A位的Mg2+离子。利用固相反应法制备了 Li3（Mg1-xZnx）2SbO6（x=0.04）陶瓷（εr=7.8,Q×f=97 719 GHz,τf=-6 ppm/℃）和 Li3Mg2-xCuxSbO6（x=0.02）陶瓷（εr=8.97,Q×f=108 607 GHz,τf=-2 pppm/℃）。所有样品都形成固溶体,未有第二相。结果表明,适量离子置换能够促进晶粒的生长从而改善陶瓷的微波介电性能。εr值主要受密度的影响,Q×f值归因于晶粒尺寸和最大半高宽的影响。之后用Mo6+、Ti4+离子分别取代Li3Mg2SbO6陶瓷B位的Sb5+离子,过量的Mo6+离子取代会形成第二相,而Ti4+离子取代则形成纯相。Mo6+离子取代促进晶粒的生长,但对陶瓷的介电性能影响不大。适量Ti4+离子置换能够促进晶粒的生长,提高品质因数,其中Li3+xMg2Sb1-xTixO6（x=0.06）陶瓷具备优异微波介电性能:εr=10.02,Q×f=146 834 GHz,τf=8 ppm/℃。其εr主要受孔隙率和离子极化率作用,Q×f值增加归因于原子堆积分数的增加,τf值与SbO6八面体畸变相关。为了实现低温烧结,满足LTCC技术,对Li3Mg1.92Zn0.08SbO6陶瓷进行LBBS玻璃掺杂。当掺杂3 wt%时,Li3Mg1.92Zn0.08SbO6陶瓷可以在950℃达到最佳烧结温度,其介电性能:εr=8.57,Q×f=37 660 GHz,τf=-16 ppm/℃。对其物相组成、烧结特性和微波介电性能开展详细分析,结果表明,掺杂过量的LBBS玻璃会导致第二相的出现,适量LBBS玻璃可以促进样品致密化和烧结温度降低。最后,选择Li3.06Mg2Sb0.94Ti0.06O6微波介质陶瓷材料作为微带天线的介质基片。通过相关公式确定微带天线尺寸,利于HFSS软中建立并优化设计一款同轴馈电微带天线。设计出中心频率2.45 GHz,带宽约20 MHz,增益最大值为7.31 dBi的微带天线。验证了本文研究的陶瓷材料能够制作天线,具有潜在应用价值。
其他文献
让机器在接收到外部世界的各种声音后能判断自身所处的空间,这种技术便是声音场景分类。近年来,受益于算力和算法两方面的突破性进展,声音场景分类相关研究也进入了快速进步的时期,在技术迭代的同时也有越来越多新的问题被发现。其中一个问题就是立体声数据源的处理问题。声音场景领域目前最大的数据集已经是立体声格式,而与声音场景数据集向立体声格式越发明显的过渡趋势相对,当前的主流声音场景分类方法即使在使用立体声数据
切换系统由切换控制信号和切换子系统组成,其自从被提出后,在近几十年引起了自动控制领域的广泛的研究。切换系统作为一类多学科的融合研究问题,在自动控制领域,其动力学行为与各个切换子系统和相应的切换信号密切相关。由于一些不可避免的因素,例如时延,噪声,非线性等,切换系统的稳定性研究较为复杂。为了使切换系统的输出信号更为平滑,尽可能减少噪声和扰动的影响,滤波器是一个对信号过滤的很好的方法。考虑到实际工程中
行波管因其特有的宽频带和高增益特性,在众多微波电真空器件中应用最为广泛。太赫兹行波管具有频率高、体积小、频带宽、效率高、功率大等优点,可在军事、航空、通信、医学等领域发挥重要的作用,是国际上重点研究的技术之一。当工作在太赫兹波段,圆形电子注自身的局限性会对行波管效率和功率的进一步提高产生阻碍,带状注行波管便由此进入了研究者的视线。在太赫兹行波管工作时,电子在注波互作用中只会交出一小部分能量,电子效
毫米波行波管是一类优质的毫米波源,如今已成为国防建设和国民经济中的关键基础性器件。在高性能雷达、电子对抗以及卫星通讯等领域旺盛的应用需求牵引下,亟待对毫米波行波管开展更高频段、更大功率、更高效率的研究。其中,输能装置作为行波管的关键部件之一,直接影响行波管的带宽与功率容量,因此,开展输能装置的研究具有重要的现实意义。本学位论文从理论分析、设计仿真与实验研究等方面入手,主要对Ka波段和E波段螺旋线行
长久以来,短波通信始终是通信领域中的热难点,短波通信有着性价比高、抗损毁能力强、全球传输等优点。同时,短波测向技术也随着短波通信的发展取得了巨大成就,并且在许多领域中应用广泛。然而考虑到实际环境中电离层的复杂性,短波测向性能不甚理想,这给短波测向技术提出了更高的要求。因此,本文基于分布源模型,主要研究了短波电离层场景下的测向问题。第一,电离层的时变特性给短波信号带来了信号衰落,在接收阵列处可能会存
近年来各种实验表明,Ar+轰击SrTiO3会出现准二维电子气（Q2DEG）,这使得Sr TiO3从绝缘态变为半导体成为可能。传统栅氧化物在发展过程中不能满足发展需求,高K（介电常数）栅氧化物被引起重视。HfO2具备高的介电常数,与衬底接触性好的特点,它被认为是下一代栅氧化物的替代物。本文对非晶HfO2栅介质层的经时击穿（TDDB）特性研究,并评估了非晶HfO2栅介质制备的质量。重点对非晶HfO2/
早期真空电子器件的广泛应用,得益于其可以实现在高频段、大功率条件下工作的显著特性,但器件集成化的困难阻碍了它的进一步发展。新型真空器件的发展不仅因为发射极材料的特殊性,纳米沟道在整个器件结构中也具有显著地位,纳米沟道的在一定尺度下使得电子在沟道中不受晶格散射干扰而直接进行弹道式运输,电子可以在非严格真空环境下从发射极传输至收集级,再加上器件在工艺上可以做到集成和小型化,将真空电子器件与固态器件的优
太赫兹波是指频率在0.1～10THz之间的电磁波,在高速率通信、医疗成像和安全检测等领域具有极大的应用价值。然而,由于缺乏大功率和宽带宽的太赫兹源,影响了太赫兹技术的快速发展,而带状注行波管兼具大输出功率和宽带宽的优势,是发展高性能太赫兹源的首要选择之一。因此,本论文主要研究了220GHz带状注行波管的T型栅慢波结构、输能窗及电子光学系统,其研究内容如下:1、通过使用HFSS研究T型栅慢波结构的各
人工表面等离子体激元（Spoof Surface Plasmon Polariton,SSPP）,是一种沿金属周期性结构表面进行传输的电磁波,它与表面等离子体激元（Surface Plasmon Polariton,SPP）相似,在垂直于金属表面的方向上呈指数衰减,其传输模式是表面波且具有慢波特性。由于金属中等离子体谐振频率远高于微波太赫兹频段,金属在此频段表现为理想导体而非等离子体,目前SSPP
人体动作识别技术被广泛应用于战场敌军活动甄别、公共场所的安防监控、医院病人以及居家老人的监护等军用和民用领域。而基于雷达微多普勒特性的人体动作识别,一方面相比于计算机视觉识别,雷达技术不受光线强弱影响,可在黑夜以及能见度低的天气环境下进行目标识别;另一方面人体运动的微多普勒谱能提供有效的人体运动状态变化特征,获取更为丰富和细致的人体微动信息。因此,本文围绕雷达微多普勒特性,对人体运动动作展开识别研