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X波段宽带微带隔离器环行器组件仿真设计和实现

作　者: 陈宁
导　师: 邓宏；李扬兴
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 微带隔离器环行器组件磁屏蔽功率容量
分类号: TN621
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,随着有源相控阵的发展,TR组件在各种武器装备中的应用越来越广泛。具有同频双工的隔离器环行器组件是TR组件中不可缺少的单元。就其在相控阵雷达中应用的发展方向而言,器件尺寸结构上要不断小型化、平面化、薄膜化;性能上除了要求宽频带、小插损、高隔离、一定的功率容量外,还要求具有较高的相位、幅度一致和良好的磁屏蔽等特性;另外还要满足成本低、批量生产能力强等商业要求。而微带隔离器环行器组件能够最大程度地满足上述要求,因此开展微带隔离器环行器组件研究具有重要的意义。本文开展了X波段屏蔽式微带隔离器环行器组件的设计和仿真等研究工作。本文首先基于宽频带小型化的环行器设计原理,选择YIG旋磁材料,设计了覆盖全X波段的微带环行器。采用HFSS(高频结构仿真)软件进行了仿真和优化,在8～12GHz频率范围内,具有良好的环行性能,其反向损耗大于15dB,正向损耗小于0.6dB。环行器的主要结构参数为:外圆直径4.4mm,内圆直径2.1mm,加抗电感0.2mm,匹配电感0.45mm,并通过仿真研究了影响环行器性能的主要因素。并在此基础上,研究了制约微带隔离器发展的最大难题,即薄膜负载的功率容量问题。探讨了薄膜负载膜层结构和制作工艺对薄膜负载耐功率能力提升的作用,通过设计制作和试验将薄膜负载的功率容量由2W提升到了4W。其次,研究了用于微带产品的磁屏蔽技术,研制出半封闭的、具有良好磁屏蔽效果的屏蔽式微带产品。相对于传统的开放式结构的微带产品,在磁泄漏指标上有着数量级的提升。最终,通过薄膜微带电路制备工艺、焊接工艺、装配调试等工艺,研制出了X波段屏蔽式微带隔离器环行器组件样品,组件体积为:9mm×10.4mm×4mm(max),微带到地高度为0.6mm。

X波段宽带微带隔离器环行器组件仿真设计和实现

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