基于铁氧体的微波环行器/隔离器的研究与设计
发布时间：2020-12-27 16:37
微波铁氧体环行器在微波通信系统中具有广泛的使用场景,如雷达通信系统中,可作为发送/接收组件;由于其非互易特性,也可作为信号的发送端;同时,在收发共用的天线系统中,环行器可以作为转换开关使用,通过切换磁场方向改变天线收发状态;如果在环行器的一个端口接入负载,此时环行器在微波系统中可以当做隔离器,单向传输信号,反向隔离。环行器按照结构主要分成波导型,微带型和带线型,波导型主要应用在低频领域,体积较大;微带型环行器主要运用在相对带宽小的环境下;带线环行器综合了二者的优点,物理尺寸小,相对带宽较宽,制作工艺相对简单。由于通信产业的发展,工程需求日趋多样化,微波器件的应用场景也逐渐多样化,因此,针对新的微波频段,对面向工程需求的环行器的设计和开发显得尤为重要。本文在对铁氧体和带线环行器理论分析基础上,按照环行器的设计方法和过程,对3.3-3.6GHz和1.9-2.6GHz分别提出了对应的带线环行器设计方案,并且1.9-2.6GHz带线环行器进行了实物样品加工和测试对比。以此作为前提,分为五个部分来介绍带线环行器的设计工作:首先介绍了本次设计的背景,简单阐述了环行器在微波系统中的定位,接着说明了环...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 现代微波铁氧体环行器的应用
1.1.1 收发开关
1.1.2 隔离器
1.1.3 微波多路系统
1.2 铁氧体环行器研究的国内外动态和发展趋势
1.3 本文主要工作
第二章 铁氧体带线环行器的相关理论
2.1 旋磁材料特性
2.1.1 磁导率张量
2.1.2 阻尼进动
2.1.3 铁磁共振线宽
2.1.4 归一化张量磁导率
2.1.5 有效磁导率
2.2 结环行器理论
2.2.1 散射矩阵
2.2.2 本征值和S参数
2.2.3 电压驻波比（VSWR）
2.2.4 环行器等效电路
2.2.5 阻抗变换器
第三章 基于HFSS仿真5G频段带线环行器的设计
3.1 HFSS软件的相关知识
3.2 铁氧体材料的选择
3.3 带线环行器的结构选择
3.4 仿真软件建模
3.4.1 建模步骤
3.4.2 激励端口和偏置磁场设置
3.4.3 求解设置
3.5 结果分析
3.5.1 S参数和电压驻波比
3.5.2 电磁场能量图
3.5.3 环行器的主要参数对环行效果的影响
第四章 基于4G波段的1.9-2.6 GHz带线环行器的设计
4.1 带线环行器机械结构的选择
4.2 铁氧体材料的选择和带线环行器相关尺寸的确定
4.2.1 旋磁铁氧体材料的选择
4.2.2 物理尺寸的确定
4.3 仿真软件建模
4.4 仿真结果分析
4.5 环行器加工配件工艺要求
4.6 环行器仿真和实物数据测试对比
第五章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 下一步工作展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率高相位稳定性P波段铁氧体环行器研制[J]. 闫欢,廖阳,柯仙送,韩晓川. 磁性材料及器件. 2018(06)
[2]L波段高功率同轴环行器的设计[J]. 夏瑞青,彭承敏,徐榆鸿. 通讯世界. 2018(04)
[3]毫米波多层结构表面贴装铁氧体环行器设计[J]. 高男,李扬兴,陈宁,刘红. 磁性材料及器件. 2017(04)
[4]X波段宽带双Y结微带环行器的设计[J]. 潘勇才,林川. 广西科技大学学报. 2016(01)
[5]Y型结环行器散射矩阵理论的探讨[J]. 姬晓靓,蒋仁培. 微波学报. 2014(S2)
[6]Ka波段微带环行器设计与HFSS仿真[J]. 李寿鹏,魏克珠. 磁性材料及器件. 2013(06)
[7]Ka波段小型化自偏置微带环行器的设计与仿真[J]. 孙延龙,张万里,吴瞳,彭斌. 磁性材料及器件. 2012(03)
[8]Ku波段自偏置微带双Y结环行器的设计和制作[J]. 吴曈,汪渊,蒋洪川,张万里,彭斌,李辉. 微波学报. 2011(02)
[9]基于指数渐变馈电结构的超宽带抛物面天线设计[J]. 孙博,邱景辉,林澍,邓维波. 系统工程与电子技术. 2010(10)
[10]对称加载铁氧体波导差相移式高功率环行器的设计[J]. 周雁翎,王小陆,钱林,胡善祥. 微波学报. 2004(01)
本文编号：2942095
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 现代微波铁氧体环行器的应用
1.1.1 收发开关
1.1.2 隔离器
1.1.3 微波多路系统
1.2 铁氧体环行器研究的国内外动态和发展趋势
1.3 本文主要工作
第二章 铁氧体带线环行器的相关理论
2.1 旋磁材料特性
2.1.1 磁导率张量
2.1.2 阻尼进动
2.1.3 铁磁共振线宽
2.1.4 归一化张量磁导率
2.1.5 有效磁导率
2.2 结环行器理论
2.2.1 散射矩阵
2.2.2 本征值和S参数
2.2.3 电压驻波比（VSWR）
2.2.4 环行器等效电路
2.2.5 阻抗变换器
第三章 基于HFSS仿真5G频段带线环行器的设计
3.1 HFSS软件的相关知识
3.2 铁氧体材料的选择
3.3 带线环行器的结构选择
3.4 仿真软件建模
3.4.1 建模步骤
3.4.2 激励端口和偏置磁场设置
3.4.3 求解设置
3.5 结果分析
3.5.1 S参数和电压驻波比
3.5.2 电磁场能量图
3.5.3 环行器的主要参数对环行效果的影响
第四章 基于4G波段的1.9-2.6 GHz带线环行器的设计
4.1 带线环行器机械结构的选择
4.2 铁氧体材料的选择和带线环行器相关尺寸的确定
4.2.1 旋磁铁氧体材料的选择
4.2.2 物理尺寸的确定
4.3 仿真软件建模
4.4 仿真结果分析
4.5 环行器加工配件工艺要求
4.6 环行器仿真和实物数据测试对比
第五章 总结与展望
5.1 本文工作总结
5.2 下一步工作展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大功率高相位稳定性P波段铁氧体环行器研制[J]. 闫欢,廖阳,柯仙送,韩晓川. 磁性材料及器件. 2018(06)
[2]L波段高功率同轴环行器的设计[J]. 夏瑞青,彭承敏,徐榆鸿. 通讯世界. 2018(04)
[3]毫米波多层结构表面贴装铁氧体环行器设计[J]. 高男,李扬兴,陈宁,刘红. 磁性材料及器件. 2017(04)
[4]X波段宽带双Y结微带环行器的设计[J]. 潘勇才,林川. 广西科技大学学报. 2016(01)
[5]Y型结环行器散射矩阵理论的探讨[J]. 姬晓靓,蒋仁培. 微波学报. 2014(S2)
[6]Ka波段微带环行器设计与HFSS仿真[J]. 李寿鹏,魏克珠. 磁性材料及器件. 2013(06)
[7]Ka波段小型化自偏置微带环行器的设计与仿真[J]. 孙延龙,张万里,吴瞳,彭斌. 磁性材料及器件. 2012(03)
[8]Ku波段自偏置微带双Y结环行器的设计和制作[J]. 吴曈,汪渊,蒋洪川,张万里,彭斌,李辉. 微波学报. 2011(02)
[9]基于指数渐变馈电结构的超宽带抛物面天线设计[J]. 孙博,邱景辉,林澍,邓维波. 系统工程与电子技术. 2010(10)
[10]对称加载铁氧体波导差相移式高功率环行器的设计[J]. 周雁翎,王小陆,钱林,胡善祥. 微波学报. 2004(01)
本文编号：2942095
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