微波铁氧体器件在雷达和电子系统中的应用_研究与发展_上_
微波天线与技术课程报告汇总
微波天线与技术课程报告汇总《微波技术与天线》课程考察报告姓名：专业班级：学号：指导老师：许焱平绪论1．微波技术是研究微波信号的产生、传输、变换、发射、接收和测量的一门学科，它的基本理论是经典的电磁场理论，研究电磁波沿传输线的传播特性有两种分析方法。
一种是“场”的分析方法，即从麦克斯韦方程出发，在特定边界条件下解电磁波动方程，求得场量的时空变化规律，分析电磁波沿线的各种传输特性；另一种是“路”的分析方法，即将传输线作为分布参数电路处理，用克希霍夫定律建立传输线方程，求得线上电压和电流的时空变化规律，分析电压和电流的各种传输特性。
2．微波的定义：把波长从1m 到0.1mm 范围内的电磁波称为微波。
微波波段对应的频率范围为: 300MHz ～3000GHz 。
在整个电磁波谱中，微波介于超短波与红外线之间，是频率最高的无线电波，它的频带宽度比所有普通无线电波波段总和宽1000倍。
一般情况下，微波又可划分为分米波、厘米波和毫米波和亚毫米四个波段。
3．微波具有如下主要特点：（1)似光性；（2)穿透性；（3)宽频带特性；（4)热效应特性；（5）散射特性；（6）抗低频干扰特性；（7）视距传输特性；（8）分布参数的不确定性；（9）电磁兼容和电磁环境污染。
4．微波技术的主要应用：（1)在雷达上的应用；（2)在通讯方面的应用；（3)在科学研究方面的应用；（4)在生物医学方面的应用；（5)微波能的应用。
f λ31081051010(m)(Hz)3103231063109-13101210-43101510-73101810-10无线电波宇宙射线射频目录绪论 (1)目录 (2)一、均匀传输线理论 (3)二、规则金属波导 (4)三、微波集成传输线……………………5四、微波网络基础 (5)五、微波元器件 (6)六、天线辐射与接收的基本理论 (7)七、电波传播概论 (8)八、线天线 (9)九、面天线 (10)十、微波应用系统 (11)心得体会 (12)本课程我们共学习了十章，主要学习了均匀传输线理论、规则金属波导、微波集成传输线、微波网络基础、微波元器件、天线辐射与接收理论、电波传播概论、线天线、面天线、微波应用系统。
mhz锰锌功率铁氧体材料研究
mhz锰锌功率铁氧体材料研究以mhz锰锌功率铁氧体材料研究为标题的文章随着科技的不断发展，频率越来越高的电子设备得到了广泛应用。
而这些设备中，锰锌功率铁氧体材料的研究和应用也愈发重要起来。
本文将从不同角度探讨mhz锰锌功率铁氧体材料的研究进展以及其在电子设备中的应用。
我们来了解一下mhz锰锌功率铁氧体材料的特性。
锰锌功率铁氧体是一种具有高频特性的软磁材料，其磁导率高、温度稳定性好，适合在高频电磁场中工作。
它具有低损耗和高饱和磁感应强度的特点，因此被广泛应用于高频电源、通信设备和雷达等领域。
在mhz锰锌功率铁氧体材料的研究方面，学者们致力于提高其电磁性能和加工工艺。
通过改变材料的化学成分和微观结构，可以调控其电磁性能。
例如，通过控制锰离子和锌离子的比例，可以改变材料的饱和磁感应强度和磁导率。
同时，学者们还研究了不同的制备工艺，如溶胶-凝胶法、共沉淀法和热压烧结法等，以提高材料的致密度和晶粒尺寸，进而改善材料的电磁性能。
除了研究mhz锰锌功率铁氧体材料的性能外，学者们还将其应用于电子设备中。
在高频电源领域，mhz锰锌功率铁氧体材料可以用于磁芯和变压器的制造。
在通信设备中，锰锌功率铁氧体材料可以用于制造高频滤波器和天线。
此外，在雷达系统中，mhz锰锌功率铁氧体材料也可以用于制造相控阵天线和功率放大器等关键部件。
mhz锰锌功率铁氧体材料的研究和应用给电子设备带来了许多好处。
首先，它具有较低的功率损耗，可以提高电子设备的工作效率。
其次，它具有较高的饱和磁感应强度，可以提高电子设备的输出功率。
此外，mhz锰锌功率铁氧体材料还具有较好的温度稳定性，可以在宽温度范围内正常工作。
mhz锰锌功率铁氧体材料的研究和应用在电子设备领域中具有重要意义。
通过不断改进材料的性能和加工工艺，可以使mhz锰锌功率铁氧体材料在高频电子设备中发挥更大的作用。
相信随着科技的不断进步，mhz锰锌功率铁氧体材料将会在电子设备领域发展得更加广泛和深入。
微波铁氧体器件在雷达和电子系统中的应用_研究与发展_上_
1 铁氧体的基本特性
1. 1 旋磁性
微波铁氧体材料的独特的微波张量磁导率特性是 导致非互易性传输的基本所在 。其一般形式可表示为 μ γ - jk co s β - jk co s
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Hale Waihona Puke 2009, 31 ( 9 )
现代雷达
向变化 。这一特色决定了微波铁氧体器件一方面可调 试成环行器 /隔离器等恒磁场器件 , 还可以做成开关 / 移相器等可变场器件 。
Applica tion , Research and D evelopm en t of M icrowave Ferr ite D ev ices in Radar and Electron ics System s
J IANG W ei2bo, J IANG Ren 2 pei (Nanjing Research Institute of Electronics Technology, Nanjing 210039, China )
6 6 比 γ = 2. 8 × 10 Hz/Oe, 频率 ω = 9 000 × 10 Hz, 自旋 波线宽 ΔHk = 35 Oe,计算出临界阀值场强 2
铁氧体材料具有以上所述的旋磁性或张量特性 , 它导致微波铁氧体器件最重要的一个传输特性制就是 非互易性 ,其基本方程为
dS = S ij - S ji =
微波铁氧体器件在现代电子设备中的应用梁超
微波铁氧体器件在现代电子设备中的应用梁超发布时间：2023-05-10T07:02:50.932Z 来源：《科技新时代》2023年5期作者：梁超[导读] 在当今经济与科技迅速发展之际，磁性材料被不断进行挖掘与应用，微波铁氧体器件被广泛应用于各个行业。
微波铁氧体器件不仅经久耐用，具有众多良好性能，还价格低廉，因此备受众多行业重视。
如在医疗、微波加热、通讯、导航、雷达等行业中都会应用到微波铁氧器件，它们对支撑我国科技行业发展及国民经济发展起到重要作用。
成都八九九科技股份有限公司四川成都 610000摘要：在当今经济与科技迅速发展之际，磁性材料被不断进行挖掘与应用，微波铁氧体器件被广泛应用于各个行业。
微波铁氧体器件不仅经久耐用，具有众多良好性能，还价格低廉，因此备受众多行业重视。
如在医疗、微波加热、通讯、导航、雷达等行业中都会应用到微波铁氧器件，它们对支撑我国科技行业发展及国民经济发展起到重要作用。
在如今现代电子设备不断增多之际，微波铁氧体器件的应用越来越得到重视。
对此，本文分析了微波铁氧体器件的含义，概括了微波铁氧体的分类及应用。
阐述了微波铁氧单晶体的分类及应用，从环行器、隔离器、移相器、微波开关等角度分析了微波铁氧多晶体的分类及应用，分享了微波铁氧体器件在今后社会中的应用发展趋势。
权当抛砖引玉，谨供相关研究者参考。
关键词：电子设备；微波器件；铁氧体器件引言微波铁氧体器件在现代电子设备中的应用有着举足轻重的作用。
只有明确微波铁氧体器件的相关概述，才能更好地探索到微波铁氧体器件在现代电子设备中的应用状况，明白微波铁氧体器件在今后社会中的应用发展趋势。
具体而言，微波铁氧体器件是特意利用铁氧体材料制作而成的器件，若想深入了解微波铁氧体器件，首先要正确认识磁性材料[1]。
结合实际而言，磁性材料在通讯、微波传输等过程中发挥着巨大作用，磁性材料可以说是四大功能基础材料中的重要一员，且该材料的分类是根据磁性的强弱进行划分的，包括旋磁材料、永磁材料及软磁材料，这些都在微波、通讯方面具有重要应用价值。
微波吸收材料
微波吸收材料微波吸收材料是一种能够有效吸收微波能量的材料，广泛应用于电磁波隐身、电磁波辐射防护、雷达干扰和无线通信等领域。
微波吸收材料的研究和应用已经成为当今材料科学和电磁学领域的热点之一。
首先，微波吸收材料的种类非常丰富，包括铁氧体、石墨烯、碳纳米管、金属纳米颗粒等。
这些材料具有不同的吸波机理和性能特点，可以根据具体的应用需求进行选择和设计。
铁氧体是一种常见的微波吸收材料，具有良好的吸波性能和化学稳定性，广泛应用于电磁波隐身和雷达干扰领域。
石墨烯和碳纳米管是新型的碳基微波吸收材料，具有优异的吸波性能和机械性能，被认为是未来微波吸收材料研究的重要方向之一。
金属纳米颗粒是一种新型的金属基微波吸收材料，具有高密度、高导电率和良好的吸波性能，适用于高频段的微波吸收应用。
其次，微波吸收材料的性能评价指标包括吸收性能、工作频率范围、厚度和重量等。
吸收性能是评价微波吸收材料性能的关键指标，通常通过复介电常数和磁导率来描述。
工作频率范围是指材料能够有效吸收微波能量的频率范围，不同的应用场景需要不同工作频率范围的吸波材料。
厚度和重量是评价微波吸收材料实际应用性能的重要参数，轻薄的微波吸收材料更适合于实际应用需求。
最后，微波吸收材料的研究和应用面临着一些挑战和机遇。
随着无线通信、雷达技术和电磁波隐身技术的不断发展，对微波吸收材料的性能要求也越来越高。
因此，如何设计和制备具有优异吸波性能的微波吸收材料成为当前研究的热点之一。
此外，微波吸收材料的可持续发展和环保性能也是当前研究的重点之一，研究人员正在致力于开发环保型、可再生的微波吸收材料，以满足未来电磁波应用的需求。
总之，微波吸收材料作为一种重要的功能材料，在电磁波应用领域具有广阔的应用前景。
随着材料科学和电磁学研究的不断深入，相信微波吸收材料的性能和应用将会得到进一步提升，为电磁波应用领域的发展做出更大的贡献。
关于微波电子顺磁共振实验报告范文
关于微波电子顺磁共振实验报告范文篇一：电子顺磁共振实验报告一、实验目的1. 学习电子顺磁共振的基本原理和实验方法；；2. 了解、把握电子顺磁共振谱仪的调节与使用；3. 测定DMPO-OH 的EPR 信号。
二、实验原理1.电子顺磁共振（电子自旋共振）电子自旋共振(Electron Spin Resonance, ESR)或电子顺磁共振(Electron Paramagnanetic Resonance,EPR)，是指在稳恒磁场作用下，含有未成对电子的原子、离子或分子的顺磁性物质,对微波发生的共振吸收。
1944年，苏联物理学家扎沃伊斯基(Zavoisky)首次从CuCl2 、MnCl2等顺磁性盐类发现。
电子自旋共振（顺磁共振）研究主要对象是化学自由基、过渡金属离子和稀土离子及其化合物、固体中的杂质缺陷等，通过对这类顺磁物质电子自旋共振波谱的观测（丈量因子、线宽、弛豫时间、超精细结构参数等），可了解这些物质中未成对电子状态及所处环境的信息，因而它是探索物质微观结构和运动状态的重要工具。
由于这种方法不改变或破坏被研究对象本身的性质，因而对寿命短、化学活性高又很不稳定的自由基或三重态分子显得特别有用。
近年来，一种新的高时间分辨ESR技术，被用来研究激光光解所产生的瞬态顺磁物质（光解自由基）的电子自旋极化机制，以获得分子激发态和自由基反应动力学信息，成为光物理与光化学研究中了解光与分子相互作的一种重要手段。
电子自旋共振技术的这种独特作用，已经在物理学、化学、生物学、医学、考古等领域得到了广泛的应用。
2.EPR基本原理EPR 是把电子的自旋磁矩作为探针，从电子自旋磁矩与物质中其它部分的相互作用导致EPR 谱的变化来研究物质结构的，所以只有具有电子自旋未完全配对，电子壳层只被部分填充（即分子轨道中有单个排列的电子或几个平行排列的电子）的物质，才适合作EPR 的研究。
不成对电子有自旋运动，自旋运动产生自旋磁矩, 外加磁场后，自旋磁矩将平行或反平行磁场方向排列。
铁氧体吸波材料
铁氧体吸波材料
铁氧体吸波材料是一种具有优异吸波性能的功能材料，广泛应用于电磁兼容、
雷达隐身、通信、医疗等领域。
铁氧体吸波材料的研究和应用已经成为材料科学领域的热点之一。
本文将从铁氧体吸波材料的基本原理、制备方法和应用领域等方面进行介绍。
铁氧体吸波材料的基本原理是利用铁氧体材料对电磁波的吸收和反射特性，将
电磁波能量转化为热能而实现吸波效果。
铁氧体材料具有较高的介电常数和磁导率，能够有效地吸收和衰减电磁波。
此外，铁氧体吸波材料还具有良好的抗氧化性能和耐高温性能，能够在恶劣环境下稳定工作。
铁氧体吸波材料的制备方法主要包括化学溶胶-凝胶法、固相反应法、溶剂热法、微波烧结法等。
其中，化学溶胶-凝胶法能够制备出颗粒细小、分布均匀的铁
氧体吸波材料，具有较好的吸波性能；固相反应法制备的铁氧体吸波材料具有较高的烧结密度和力学性能；溶剂热法和微波烧结法则能够实现对铁氧体吸波材料的快速制备和成型。
铁氧体吸波材料在电磁兼容、雷达隐身、通信、医疗等领域有着广泛的应用。
在电磁兼容领域，铁氧体吸波材料能够有效地抑制电磁干扰和辐射，保障电子设备的正常工作；在雷达隐身领域，铁氧体吸波材料能够有效地减小雷达截面积，实现对雷达信号的有效屏蔽；在通信领域，铁氧体吸波材料能够提高通信设备的传输性能和抗干扰能力；在医疗领域，铁氧体吸波材料能够用于医学影像设备和医疗诊断仪器的射频屏蔽和吸波。
总之，铁氧体吸波材料具有广阔的应用前景和市场需求，对其研究和开发具有
重要意义。
随着科学技术的不断进步和发展，相信铁氧体吸波材料将会在更多领域展现出其独特的价值和作用。
微波铁氧体材料
微波铁氧体材料(MWFM)的发展已将近50年历史了，这其中贯穿着从材料机理研究到工程应用研究；从微观量研究到宏观量研究；从材料样品到商品化的发展过程。
早期的材料研究从铁氧体的晶格结构、超交换作用、离子取代出发，研制了各种饱和磁化强度的材料以供不同频段的微波器件使用。
接着又对MWFM的弛豫机制作了深入探讨，降低材料的各向异性，研究了材料损耗机制与自旋波散射机制的关系，发现磁损耗是一致进动和简并自旋波的散射所致，从而研究出了磁离子完全填满的无空位的柘榴石晶系，由于柘榴石铁氧体晶格结构的完整性和晶体结构的完整性，抑制了自旋的散射中心的产生，大大降低材料损耗。
“微波铁氧体”是材料和工程应用的产物。
目前大量应用的尖晶石材料和柘榴石材料，其研究重点已经从机理研究转为应用研究上，围绕“二高一低”在工艺上进行了不少改进。
高功率、高温度稳定性、低损耗材料已成为器件发展的关键所在；另外，宽的工作频段和具有记忆磁性微波材料的研究一直是倍受关注的问题。
围绕着这两大问题，材料向商品化大大发展了一步。
尖晶石和柘榴石系列材料性能基本上满足了100MHz～100GHz整个微波波段，各种微波铁氧体器件，如环行器、隔离器、开关和移相器的应用。
其应用特点讨论如下：1.1微波铁氧体材料从机理研究到应用研究的成熟过程柘榴石材料系列和尖晶石材料系列中的电磁参数，在二十年以前就进行了深入的探讨。
从原子层面上、晶格层面上、乃至宏观层面上均进行了大量试验分析，没有这些基本研究不可能有今天的成熟应用。
g因子是典型的原子层面上的问题，柘榴石和尖晶石材料的g因子均接近于2，说明对铁氧体磁性起主导作用的是电子自旋。
只有NiAl、NiZn等少量铁氧体材料，偏离稍大，即有一定的轨道磁矩作贡献。
从晶格层面上说，典型的磁参数是4πMs，通过磁离子在晶格中的占位及交换作用研究，获得了离子取代的信息，达到了分子设计的目的。
从两个系列来看，4πMs=175-5000Gs 的磁矩材料已掌握自如。
铁氧体应用
铁氧体是一类重要的功能材料，其独特的物理性质使其在各种领域有广泛的应用。
以下是铁氧体的几个主要应用领域及其相关内容：1.电磁材料应用：铁氧体是一类良好的电磁性能材料，具有良好的磁性和电性能。
利用铁氧体的磁性能和电磁特性，可以广泛应用于电子、通信和电力等领域。
例如，在电子设备中可以用于制造磁头、传感器、电感等元件，在通信设备中可以用于制造微波器件、滤波器、隔离器等，在电力系统中可以用于制造磁致伸缩器件、磁铁等。
2.磁记录材料应用：铁氧体在磁记录领域有重要应用。
其高矫顽力和高磁化强度使其在磁记录材料中具有很高的稳定性和磁性能。
铁氧体磁粉广泛应用于磁带、磁盘和磁芯等磁记录介质中，用于存储和读取大量的信息。
3.磁性流体应用：铁氧体磁性流体是一种由微粒子组成的可控性流体，具有不同于常规流体的磁性行为。
磁性流体可通过外加磁场改变其流变性质，可以应用于液体打印、液体密封、机械减振等领域。
此外，铁氧体磁性流体还可以用于制备磁性发光材料、磁切割液和磁记录领域。
4.医学应用：铁氧体在医学领域中有重要的应用，主要体现在磁共振成像（MRI）和靶向药物输送中。
在MRI中，铁氧体纳米颗粒作为对比剂，可以提高组织和血管的对比度，提高图像的清晰度。
在靶向药物输送中，将药物包裹在铁氧体纳米颗粒中，利用其磁性引导药物精确地释放在靶向区域。
5.环境应用：铁氧体还可以应用于环境领域，主要体现在废水处理、废气净化和环境监测等方面。
在废水处理中，利用铁氧体对重金属离子的吸附作用，可以有效地去除污水中的重金属离子。
在废气净化中，利用铁氧体对污染物的催化氧化作用，可以有效地净化废气中的有机污染物。
在环境监测中，铁氧体纳米颗粒可以用于制备高灵敏度的传感器，用于检测环境中的气体和水质污染。
综上所述，铁氧体作为一种重要的功能材料，在电磁材料、磁记录材料、磁性流体、医学、环境等多个领域都有广泛的应用。
随着科学技术的不断进步，对铁氧体的研究和应用将会有更广阔的前景。
铁氧体磁性材料的应用
铁氧体磁性材料的应用磁性材料广泛应用于各种领域。
其中一类重要的磁性材料是铁氧体磁性材料。
铁氧体磁性材料是一种具有高磁导率、高饱和磁流密度、良好的化学稳定性和高温稳定性的磁性材料。
铁氧体磁性材料已被广泛应用于电子、通讯、计算机、汽车、医疗、环保等领域。
一、电子领域的应用铁氧体磁性材料在电子领域中被广泛应用，主要用于电感和变压器。
铁氧体磁性材料作为电感材料，具有高的电感系数，能够有效地提高电路中的磁耦合效率和阻抗匹配度，提高电路的转换效率和噪声抑制能力。
同时，铁氧体磁性材料还用于磁存储器，如硬盘驱动器和磁带驱动器。
由于铁氧体磁性材料具有高磁导率，能够实现高密度的数据存储。
二、通讯领域的应用在通讯领域，铁氧体磁性材料被广泛应用于磁性元器件，如磁性耦合器和磁滤波器。
磁耦合器作为一种信号变换器，能够提高通讯电路的转换效率和噪声抑制能力；磁滤波器主要用于信号过滤和抑制干扰，是通讯系统的重要组成部分。
同时，铁氧体磁性材料还用于无线电设备，如天线和微波元器件，由于铁氧体磁性材料具有高温稳定性和微波吸收性能。
三、计算机领域的应用在计算机领域，铁氧体磁性材料被广泛应用于磁性存储器，如磁盘和磁带。
铁氧体磁性材料具有高磁导率和高饱和磁流密度，能够实现高密度数据存储，同时具有高速读写和低功耗的特点。
此外，铁氧体磁性材料还可以用于磁性传感器，如磁阻传感器和霍尔元件，可以实现无接触的测量和控制功能。
四、汽车领域的应用在汽车领域，铁氧体磁性材料被广泛应用于汽车电子和电器领域。
铁氧体磁性材料作为电感材料，可以用于汽车发动机控制系统、变速器控制系统、倒车雷达系统等；作为磁性元件材料，可以用于转向系统、发电机、电动机等。
此外，铁氧体磁性材料还可以用于汽车音响中的扬声器，因为铁氧体磁性材料具有良好的声音传导性能。
五、医疗领域的应用在医疗领域，铁氧体磁性材料被广泛应用于医疗器械和生物医学研究。
铁氧体磁性材料可以用于磁共振成像（MRI）仪器中的超导磁体、磁共振对比剂和靶向药物输送系统等。
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1 铁氧体的基本特性
1. 1 旋磁性
微波铁氧体材料的独特的微波张量磁导率特性是 导致非互易性传输的基本所在 。其一般形式可表示为 μ γ - jk co s β - jk co s
微波铁氧体器件在雷达和电子系统中的 应用 、 研究与发展 (上 )
蒋微波 ,蒋仁培
(南京电子技术研究所 , 南京 210039 )
摘要 : 详细介绍了微波铁氧体器件在雷达 、 通讯等领域中的应用 。恒场类器件有环行器 、 隔离器 ,主要应用在发射和接收 系统中 ,变场类器件有移相器 、 变极化器 、 开关和调制器等 ,主要应用在天线和馈电网络中 。文中用统一的理论 ,非互易性 原理 ,对微波铁氧体的工作原理予以深入研究 。对应用中的 2 类非线性问题 ,高功率自旋波非线性激发和进动非线性引 发的倍频 、 混频和互调现象 ,进行了分析和计算 ,并提出了克服非线性的方法 。通过高频电磁场结构仿真 HFSS验证了上 述非互易理论和非线性问题分析的正确性 。 关键词 : 微波铁氧体 ; 非互易性 ; 非线性 ; 环行器 ; 隔离器 ; 移相器 ; 变极化器
1. 2 非互易性
[1 - 2]
磁场足够低 ,铁氧体材料中磁矩进动处于一致进动状 态 ,当高功率状态下 ,由于自旋波的激发处于非一致进 动状态的自旋波和一致进动发生强烈耦合 , 导致电磁 波能量耗损 ,它是通过一致进动 - 自旋波 - 晶格振动 能量驰豫过程 。出现高功率非线性效应时 , 铁氧体材 料中的损耗急剧增大 。出现高功率非线性效应的条件 是射频磁场 h 幅度大于临界磁场 hc , hc 与材料性质有 关 , 不同材料差异较大 , 因为 hc =ΔHk / p, 材料的 ΔHk 值小至 1Oe 大到 35Oe,而临界功率 pc∝ hc 。因此不同 材料耐峰值功率的能力可能有几百倍之差 , 例如 X 波 πM s = 900Gs, 旋磁 段工作的环行器材料 ,取 D 2 材料 , 4
Applica tion , Research and D evelopm en t of M icrowave Ferr ite D ev ices in Radar and Electron ics System s
J IANG W ei2bo, J IANG Ren 2 pei (Nanjing Research Institute of Electronics Technology, Nanjing 210039, China )
)相移变化 。第 3 类器件就是控制幅相同时变化 , 360 °
hc = ΔHk
ω 2 35 ×2 ×9 000 ×10 = 6 γ4 πM s 2. 8 ×10 ×900
6
= 250 O e ( 4)
而当 1MW 的峰功率进入波导大功率环行器中 , 铁氧体内部的平均高频磁场 hp = 76. 4 Oe, hp ν hc 这 种情况不致于激发自旋波非线性 。此外 , 除自旋波非 线性问题外 ,还有第 2 类非线性问题 ,它源于一致进动 的畸变 ,即磁矩障动现象引起 ,这类非线性效应并非高 功率状态下出现 ,只要磁矩进动轨迹呈椭圆轨道 ,就发 生这一现象 ,这一现象导致结果便是倍频 、 混频和交调 现象出现 。例如铁氧体材料中同时出现 2 个频率 ω1 , ω2 , 则可出现倍频成份 2 ω1 , 2 ω2 ; 混频成份 ω1 +ω2 ; 及 ω ω ω ω1 - 2 ω2 , 3 阶互调分成 2 1 - 2 , 2 2 - ω2 ; 5 阶互调 3 ω2 - 2 ω1 ; 还有更高阶互调 , 这点在通讯领域中应用 3 非常重要 。因为在 GS M , CDMA , TD 2SCDMA 等通讯制 中是双频工作状态 , 3 阶交调对工作频率的干扰十分 明显 ,在雷达应用中 , 尽管是单频工作 , 但连续波测速 雷达一旦多普勒效应出现 ,亦有互调现象的出现 ,只不 过其影响甚微弱 。
Abstract: The app lication of m icrowave ferrite devices in the fields of radar and communication etc. are comp rehensively reviewed. The static magnetic field devices, such as circulators, isolators etc. are mainly app lied to the trans m ission and receiving system s and variable magnetic field devices, such as phase 2shifter, variable polarizer, ferrite sw itch and modulator, are mainly app lied to antenna and feeding network. U sing a unified theory, non 2recip rocity p rincip le ( equation ) , the mechanis m of the various m icro2 wave ferrite devices are deep ly analyzed in this paper . There are two kinds of non2linearity effect in app lication of m icrowave fer2 rite, i . e. the high2 power non2linear effect of the unstable sp in 2 wave exciting and the phenomenon of frequency doubling, frequency m ixing and inter2 modulation due to non 2linear p rocession. They are analyzed in detail, calculated and an app roach p roposed to o2 vercome the non 2linear effect . W ith high frequency structure sim ulation ( HFSS) as indicated above the correctness of non 2reci2 p rocity p rincip le, non 2linear theory and the p recision of analysis and calculation can be verified. Key words: m icrowave ferrite; non 2recip rocity; non 2linearity; circulator; isolator; phase 2shifter; variable polarizer
1; 对环行器而言 , 为三端口器件 , i, j = 1, 2, 3, 若 1 →2
→3 →1 为正向环流 , 1 →3 →2 →1 为反向环流 , 对理想 环行器 , 亦可认为其非互易性 | dS | →1。 式 ( 3 )是一个复杂的积分方程 , h i , h j 均为复矢量 形式的场分布 h ( x, y, z) 函数 ,μ又是与磁化方向有关 的磁导张量 ,为了获得 | dS | →1 的非互易性要求 ,其设 计问题一直被困扰 ,直到近几年由于计算机电磁场软 件发展 ,用数值积分方法才变为行之有效 ,加上优化设 计技术 ,非互易器件的设计成为可能 。 除上述环行器 /隔离器的非互易性体现不同方向 传输时幅度非互易性外 , 第 2 类非互易器件就是相位 的非互易性 , 如非互易移相器 , 这时要求 | S12 | = | S21 | θ θ =θ →1, 而 θ 12 ≠ 21 , d 12 - θ 21 两个方向传播时相位差 θ= ( 0 ° ) 这是移相器应用中的基本要求 , 借 值 d , 360 ° 助于控制磁 化强 弱 或 控 制 磁 化 方 向 均 能 实 现 ( 0 ° ,
1. 4 微波铁氧体材料特性
这在变极化技术或变极化相控元件设计中也特别引人 注目 。 以上 3 类器件的设计 , 都可以用非互易性方程来 进行 ,下面将由具体实例来说明 , 必须指出 , 式 ( 3 ) 不 仅能概括通常微波铁氧体器件设计的内容 , 而且能概 括各种移相器的设计内容 。例如互易移相器 、 旋转场 移相器和其他双模器件等 , 这类器件过去只能用微扰 法对其进行处理 ,其精度较低 。
6 6 比 γ = 2. 8 × 10 Hz/Oe, 频率 ω = 9 000 × 10 Hz, 自旋 波线宽 ΔHk = 35 Oe,计算出临界阀值场强 2
铁氧体材料具有以上所述的旋磁性或张量特性 , 它导致微波铁氧体器件最重要的一个传输特性制就是 非互易性 ,其基本方程为
dS = S ij - S ji =
ω j ( hi ・ μh j - h j ・ μh i ) dV ( 3 ) 2
∫
式中 : h i , h j 为当端口 i或 j分别以归一化功率 Pi = Pj
= 0. 5 W 激励时器件中的微波磁场 , 对隔离器两端口
器件 , i, j = 1, 2, | S12 | - | S21 | ≠0 表示其幅度非互易 性 , 当 | S12 | →1, | S21 | →0, 表示理想隔离器 , 其 | dS | →
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2009, 31 ( 9 )
现代雷达
向变化 。这一特色决定了微波铁氧体器件一方面可调 试成环行器 /隔离器等恒磁场器件 , 还可以做成开关 / 移相器等可变场器件 。