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静磁表面波器件插入损耗分析
作者:全球MRO综合服务商    仪器仪表技术文章来源:全球MRO仪器仪表交易网    点击数:    更新时间:2006-3-22

  YIG(Y3Fe5O12)系列铁磁薄膜是MSW的载体材料,属于立方晶系,此系列包括纯YIG和掺杂型YIG(如掺杂Ga、La、Te等)。MSW器件对材料的要求,一是有足够的厚度,以保证适当的微波性能;二是在保证功率容量的前提下固有损耗尽可能小;另外从器件的温度特性考虑,还希望YIG薄膜在宽温度范围内具有尽可能小的温度系数。
  制作YIG薄膜的方法一般分为气相外延(VPE)和液相外延(LPE),但由于气相外延在YIG膜面上会产生很多缺陷,所以要得到高质量的YIG薄膜一般都在GGG基片上采用液相外延制作。液相外延一般是将熔体加热到1200℃并保温一段时间,氧化铝杆可带动铂金支架和GGG基片在一定范围内连续转动,将GGG基片预热一段时间后放入熔体中成膜,成膜结束后将基片架取出,高速旋转,抛干净基片上的残液,再将基片放入稀硝酸中溶去助熔剂即可。
  YIG薄膜的FMR线宽△H对器件插损影响很大,因为传输损耗与其成正比,故要求晶格生长尽可能完好;另外静磁波器件的温度稳定性主要由YIG薄膜的温度特性和磁场的温度特性共同决定,改善器件的温度特性主要从这两方面着手。近来国内正在研制一种掺杂Te、 La等的YIG膜,利用它们的正负温度系数抵消的特性实现薄膜的宽温化,另外一种方法是利用与YIG薄膜温度系数相反的永磁体产生磁场,将二者对温度的影响互相抵消。 3 插入损耗分析
  静磁表面波器件的插入损耗主要由两部分组成,一种是由换能器辐射电阻引起的换能损耗,另一种是由YIG薄膜引起的传输损耗。下面分别对两种损耗予以分析。
3.1 换能损耗
  计算换能损耗的传输线模型如图2所示[3, 4]。如果假设A、C之间的物理长度与YIG薄膜中传输的MSSW的波长相比很小,且能量在加载了YIG介质的微带线上与未加载YIG部分的损耗相比很小。那么由A、B端指向C的输入阻抗可以表示为:

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