1。2 微波介质陶瓷材料的应用

1。2。1 微波介质陶瓷材料在电容器方面的应用

从以前发展到现代,飞机,航天科技,航空领域,手机电话,电视电脑,以及国 家战略性武器等等这些领域都在散发着微波陶瓷的‘光和热’,更开发了一些先进的 资源。改进了元件的适应频率,让其功能进化。60 到 70 年代,美国多家公司领先了 整个行业,开发出了介电性能良好的材料,使用先进的技术工艺,加大产品研发投入, 引进先进的设备,不负众望的生产出了片式微波高 QMLC[3]。70 年代有公司发明了 微型化的片式微波单层瓷介电容器(SLC),多在微波集成电路(MIC),微波单片集成电路(MMIC)使用,如振荡器,有源旁路,混频器,阻抗匹配等[4]。模拟制品和早 期的、蜂窝式移动电话的工作频段大多在 700 到 1000MHz 范围。

1。2。2 陶瓷材料在微波介质谐振器中的应用

常规的空气空腔谐振器不仅笨重而且制造昂贵。然而,使用高介电常数,低介电 损耗的谐振器可以避免这一问题,在形式上圆柱谐振器,同轴谐振器或用作带状线作 衬底的谐振器,能够显著减少尺寸。介质谐振器电磁理论是由 Richtmyer 在 1939 年 解决的,并证明适当形状的介电材料能够在它们的几何形状内形成电磁场,通过内反 射,并因此充当电谐振器。使电介质谐振器实现小型化,相对于空气腔,为 εr½的量 级。因此,该材料的介电常数越高,尺寸减小越大。一个电介质谐振器以 Q 来确定 其选择性和衰减,并直接关系到构成材料的介电损耗 Q≈1/tanδ 其中 tanδ 是介电损耗 角正切值。因此,具有较低的介谐振频率电损耗角正切值得材料优先。此外,还要求 具有良好的温度稳定性。谐振频率温度系数。用微波电介质波导这种方法制造了的叫 介质器。制成圆柱管状、矩形方棒状,圆棒状传输线路的介质谐振器都是用这种方法。

1。2。3 陶瓷材料在介质滤波器中的应用

表 1-1 各类谐振器的特点及其应用

微波滤波器是现代的微波通讯中的重要组成部分,与传统的滤波器相比微波介质

陶瓷的滤波器具有体积小,性能高的特点。而且产品多样化其商品最多的是便携式电 话,汽车电话,带阻滤波器以及一体化,以及介质滤波器(由多个同轴谐振器联体构 成)已进入实用了化阶段。用电容集总参数或分布参数辐合而成的滤波器(微博网络 原理)在导航,无线电发射基站,雷达,微波通信等设施中使用的频繁广泛。可以制 造谐振器的类型,尺寸,使用频率如表 1-1 所示。

1。3 微波介质陶瓷材料的发展历史及研究现状

1。3。1 微波介质陶瓷材料的发展历史

1。3。2 微波陶瓷的研究现状

1。4 陶瓷性能参数的研究

微波陶瓷还要求具有良好的温度稳定性。谐振频率温度系数:τf= 1/f0 (df0/dT) 谐 振频率温度系数常被引用,并与介电常数的温度系数有关:τf = -1/2τε-α 其中 τε 是介 电常数中的温度系数,α 是热膨胀系数。因此,τε 低是一种理想的材料性质。

在考虑广泛的介电材料时,一般可以说,随着 εr 增加,tanδ 和 τε 也增加,因此要 求 εr 高,tanδ 低。τε 低到一定程度之后基本不能再低了。然而,已发现一组材料,这 组材料发挥组合的性能,该性能适合于制造微波介质谐振器和基片。这些都性能参数 的范围属性范围: 10<εr<90,tanδ< 3×10-4,-10<τf<10MK-1。材料展现的性能确定与一 系列组合成分构成的钙钛矿型固溶体相近,该固溶体有相反的。例如,τf 是在正负 30文献综述

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