微波材料

科技工作者之家 2020-11-17

微波材料是具有可调整的介电常数,满足低介质损耗角,最小表面硬度要求的介质材料,通常为陶瓷类。主要应用于微波频段(主要是UHF、SHF频段,300MHz~300GHz)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷,是国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。这主要是适应微波移动通讯的发展需求。

概述微波材料是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料。微波介质陶瓷作为一种新型电子材料,在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质导波回路等,广泛应用于微波技术的许多领域,如移动电话、汽车电话、无绳电话、电视卫星接收器、卫星广播、雷达、无线电遥控等。随着低温共烧陶瓷技术的不断发展,微波介质陶瓷材料的应用前景会更好1。

主要参数在微波电路中评价微波介质材料介电性能的参数主要有三个:相对介电常数、品质因数、谐振频率温度系数1。

特点(1)小型化:微波设备实现小型化、高稳定及廉价的方式是微波电路的集成化。在微波电路集成化的进程中,金属波导实现了平面微带集成化,微波管实现了小型化。但是,微波电路中各种金属谐振腔由于体积和重量太大,难以和微带电路相集成,解决这一困难的出路在于使用微波介质陶瓷材料制作谐振器。微波介质陶瓷材料的高介电常数有利于微波介质滤波器的小型化,可使滤波器同微波管、微带线一道实现微波电路混合集成化,使器件尺寸达到毫米量级,其价格也比金属谐振腔低廉得多。

(2)高稳定性:通信器件的工作环境温度不可能一成不变。如果微波介质材料的谐振频率随温度变化较大,滤波器的载波信号在不同的温度下就会漂移,从而影响设备的使用性能。这就要求材料的谐振频率不能随温度变化太大。己实用化的微波介质陶瓷材料的频率温度系数可达0ppm/℃,从而可以实现器件的高稳定性和高可靠性。

(3)低损耗:滤波器的一个重要要求是插入损耗低,微波介质材料的介质损耗是影响介质滤波器插入损耗的一个主要因素。微波介质材料Q值与介质损耗成反比关系。Q值越大,滤波器的插入损耗就越低2。

应用微波材料主要用于用作谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等微波元器件。可用于移动通讯、卫星通讯和军用雷达等方面。随着科学技术日新月异的发展,通信信息量的迅猛增加,以及人们对无线通信的要求,使用卫星通讯和卫星直播电视等微波通信系统己成为当前通信技术发展的必然趋势2。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学

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