低温共烧Zn 2 SiO 4 低损耗微波材料及天线阵列设计研究

发布时间：2024-06-25 18:51

　　近年来电子信息技术正向高速率、大容量、智能化方面迅猛发展,特别是5G通信需求的机站和手机相关新产品的研发,加速了微波器件向大规模集成化、高速化、超低损耗、多功能化方向发展的步伐,天线作为5G机站和手机的最主要器件,在其中就扮演了十分重要的角色。优质的天线材料(基板介瓷)的研制与选择促进了人们对微波介电材料超低损耗的需求,进一步推动了低温共烧陶瓷技术(LTCC)的发展。本论文将在Zn₂SiO₄介电陶瓷的基础上,研制一种新型微波材料,使材料符合LTCC工艺和5G器件的技术要求。本文首先进行了(Zn_1-xMg_x)₂SiO₄介电陶瓷的研制,经测试得出Mg²⁺离子替代量x为0.4,烧结温度为1250℃时材料具有最优微观生长样貌和介电性能,其中?_r=6.097,Q×f值为129991 GHz。其次,研究掺杂Co²⁺离子对复合微波介电陶瓷的性能影响,经测试发现当Co²⁺替代量取0.0...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 LTCC技术介绍
    1.3 LTCC介电陶瓷材料的特点
    1.4 LTCC生瓷料带技术优势
    1.5 低温共烧硅酸盐介电陶瓷材料国内外研究现状
    1.6 LTCC阵列天线概述
    1.7 本论文结构安排
第二章 Zn₂SiO₄ 陶瓷基本性能参数和测试方法
    2.1 Zn₂SiO₄ 介电陶瓷材料微观结构特点
    2.2 Zn₂SiO₄ 介电陶瓷微波介电性能的分析
        2.2.1 材料介电常数的影响因素
        2.2.2 材料品质因数的影响因素
        2.2.3 材料温度系数的影响因素
    2.3 低温烧结过程原理
    2.4 Zn₂SiO₄ 介电陶瓷结构和性能的测试
        2.4.1 XRD物相分析
        2.4.2 SEM微观样貌测试
        2.4.3 密度的测试
        2.4.4 微波介电性能的测试
    2.5 本章小结
第三章 Mg²⁺离子替代Zn₂SiO₄ 介电陶瓷的研究
    3.1 实验方案
    3.2 陶瓷制备工艺流程
    3.3 Mg²⁺掺杂Zn₂SiO₄ 介电陶瓷性能研究
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 微观样貌分析
        3.3.3 密度的测试
        3.3.4 微波介电性能的测试
    3.4 本章小结
第四章 低温烧结Co²⁺调控的(Zn_0.6Mg_0.4)₂SiO₄ 介电陶瓷的研究
    4.1 实验方案
    4.2 Co²⁺掺杂(Zn_0.6Mg_0.4)₂SiO₄ 介电陶瓷性能研究
        4.2.1 实验可行性理论分析
        4.2.2 微波介电性能分析
    4.3 [(Zn_0.6Mg_0.4)_0.95Co_0.05]₂SiO₄ 复合介电陶瓷温度系数的调节
    4.4 低温烧结[(Zn_0.6Mg_0.4)_1-yCo_y]₂SiO₄ 介电陶瓷的研究
    4.5 复合介电陶瓷Li₂Zn_1-xMg_xSiO₄ 的研究
        4.5.1 Li₂Zn_1-xMg_xSiO₄ 陶瓷的制备与实验方案
        4.5.2 物相分析
        4.5.3 微波介电性能的研究
    4.6 本章小结
第五章 基于[(Zn_0.6Mg_0.4)_0.95Co_0.05]₂SiO₄ 介电陶瓷的LTCC阵列天线的研究
    5.1 研究背景
    5.2 微带线基本原理
        5.2.1 微带天线的基本结构
        5.2.2 矩形微带天线的分析方法
    5.3 微带天线的性能参数
        5.3.1 辐射方向图
        5.3.2 方向性系数
        5.3.3 辐射效率
        5.3.4 增益
        5.3.5 天线的极化
        5.3.6 带宽
        5.3.7 馈电方式
    5.4 微带贴片阵列天线的设计
        5.4.1 微带贴片天线设计思路
        5.4.2 贴片天线单元的设计仿真
        5.4.3 天线单元模型的改进
        5.4.4 2×2 微带阵列天线的设计仿真
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3995753