第八章 微波铁氧体器件

第八章微波铁氧体器件

§8－1 概论

铁氧体：是一种铁磁材料，它是由二价金属锰、铜、镁、锌、镍、钇等氧化物与烧结而成的多晶或单晶材料，外表很象陶瓷。

工作条件：外加恒定磁场。

在此恒定磁场作用下，铁氧体内部的电子产生进动，使铁氧体具有张量磁导率，成为各向异性媒质，具有非互易性。

特点：1. 有较大的磁导率; 2. 有很高的电阻率（一般在欧姆/厘米之间）。

所以铁氧体的趋肤深度()较大，微波电磁场能够深入到铁氧体内部，从而使铁氧体的非互易特性能够对微波电磁场起作用，因此利用铁氧体可以构成非互易器件。

§8－2 铁氧体中的张量磁导率

铁氧体在未加恒定磁场时是一种高介电常数的介质，此时铁氧体呈各向同性特性，磁导率和介电常数都是标量，但在外加恒定磁场作用下，铁氧体具有各向异性特性，磁导率变成了张量。

张量磁导率的表示式与外加恒定磁场的方向有关，当外加恒定磁场强度矢量沿+方向，即时，张量磁导率的表达式为

(8-2.1)上式中

(8-2.2)而其中

(8-2.3)上两式中，是磁化强度，是磁场强度，e是自由电子电荷，m是自由电子质量，是荷质比。

此时外加微波磁场强度矢量与铁氧体内部磁化后的磁感应强度矢量的关系为

(8-2.4)亦即

(8-2.5)展开式(8-2.4)，则有

(8-2.6)上式表明，铁氧体中的高频磁感应强度矢量的方向与磁场强度矢量的方向并不完全一致，和的量值都是既取决于分量，又取决于分量，表现为各向异性特性。

显然，张量磁导率使问题变得复杂化，但是如果微波电磁场是沿着方向传播的圆极化波，即与两分量的关系为

(8-2.7)则张量磁导率将退化为标量磁导率。

正旋圆极化波：微波圆极化波磁场矢量的旋转方向与恒定磁场矢量成右手螺旋关系。此时式（8-2.7）中，取“－”号。

负旋圆极化波：微波圆极化波磁场矢量的旋转方向与恒定磁场矢量成左手螺旋关系。此时式(8-2.7)取“＋”号。

在这两种情况下，式(8-2.6)将变为

(8-2.8)即

(8-2.9)上式等号右边的“－”号对应于正旋圆极化波，而“＋”号对应于负旋圆极化波。可见，与正旋波和负旋波相应的等效磁导率分别为

(8-2.10)从上式可以看出，铁氧体被恒定磁场磁化后，对正、负旋圆极化波所呈现的等效磁导率是不同的，因此，尽管这种情况下磁导率是标量，但铁氧体仍然是各向异性媒质，而未磁化的铁氧体却是各向同性媒质，二者是有区别的。

将式(8-2.2)代入式(8-2.10)中，可得关系式，由此关系式可做出的曲

线，如图8-2.1所示。由图可见，磁化铁氧体对于负旋圆极化波所呈现的磁导率与普通非铁磁物质相似，几乎与外加磁场无关；对于正旋圆极化波所呈现的磁导率，曲线以为界分成两支，是使电子进动角频率等于高频场频率时的恒定磁场强度。当时，小于，可能为零，甚至是负值；当时，趋向无穷大，呈现铁磁共振现象；当，并在附近时，的数值很大；当很大时，和趋于相等，铁氧体磁导率的这些特点就是构成微波铁氧体器件的基础。当恒定磁场使时，称铁氧体工作在弱场区；当恒定磁场使时，称铁氧体工作在强场区；当时，称铁氧体工作在谐振状态。

§8－3 场移式铁氧体隔离器（单向器）

场移式铁氧体隔离器是利用铁氧体在外加直流磁场作用下对正、负

旋圆极化波具有不同磁导率的特性而制成的，因此，为弄清场移式铁氧体隔离器的工作原理，必须了解矩形波导中主模模的场分布情况及其圆极化波的分布情况和特性。

结论：当为+方向时，沿传输方向看去，左侧一点为正旋波，右侧一点为负旋波。当为-方向时，结论刚好相反。

选定恒定磁场，使铁氧体工作在弱场区，且使接近于零。

隔离器又叫单向器，用图8-3.3所示符号表示。沿隔离器的箭头方向传输时，波几乎无衰减，而反向传输时，波衰减很大，几乎不能通过。

利用铁氧体还可以构成非互易的移相器，其结构与场移式铁氧体隔

离器类似，只要将铁氧体表面的吸收膜去掉即可。因为磁化铁氧体片对正向波和负向波呈现不同的磁导率，而相移常数)与磁导率有关，所以磁化铁氧体片对不同方向传输的波的相移不同，可以构成非互易的移相器。

§8－4 铁氧体环行器

能量在端口间沿环行器的箭头方向传输，不能反向传输，这是非互易效应。

理想三端口环形器的s参数：

1．相移式铁氧体环行器

由第六章知识可得3分贝裂缝电桥的[]为

(8-4.1)于是，对于第一个3分贝裂缝电桥，有

对于第二个3分贝裂缝电桥，有

(8-4.3)

因为

(8-4.4)所以，将上式代入式(8-4.2)、(8-4.3)，并消去端口()、()、()、()的入、反射波电压，得

由上式可见，以上各种情况下的输入、输出波大小相等，因此，该四端口网络为从端口的四端口环行器。

2．Y型波导环行器

Y型波导环行器的结构如图8-4.3所示，它是在一个沿宽边互成的三

分支波导的中心处放置一块三角形铁氧体片，并给铁氧体片加以恒定磁场而制成的，外加恒定磁场的方向如图所示，它使铁氧体片的。当波从端口（1）输入时，在分支中心处，由于沿传输方向看去，左侧一圆极化波点处为正旋圆极化波，铁氧体呈现接近于零的磁导率，右侧一圆极化波点处为负旋圆极化波，铁氧体呈现大于的磁导率，因此，波将偏到波导分支（2），并由端口（2）输出，端口（3）几乎无输出；同理，

当波从端口（2）输入时，波将偏到波导分支（3），并由端口（3）输出，端口（1）几乎无输出；当波从端口（3）输入时，波将偏到波导分支（1），并由端口（1）输出，端口（2）几乎无输出。

可见，该结构为从端口的三端口环行器。

应用举例：微波通信系统中终端站的分路系统

第8章习题

8-1 在场移式铁氧体隔离器中

（1）若把外加恒定磁场的方向改为与原来相反的方向，则隔离性能有什么变化？

（2）若外加恒定磁场的方向不变，但把铁氧体片移到波导另一窄壁附近的相应位置处，则隔离性能又有什么变化？

8-2 试分析如图所示的铁氧体器件是否是隔离器？若是，那么隔离器的传输方向是进入纸面还是离开纸面？

*8-3 写出下列各种理想网络的[s]。

（1）理想互易移相器；

（2）理想隔离器；

（3）理想三端口环行器。

*8-4 用两个三端口环行器连接构成一个四端口环行器，如图所示，试写出四端口环行器的散射参量矩阵[s]。

*8-5 一个魔T和一个三端口环行器相连接，如图所示，写出这个五端口网络的散射参量矩阵[s]。

*8-6 已知一个三端口环行器的散射参量矩阵为

[s]

当端口（2）、（3）均接反射系数为的负载时，求端口（1）的反射系数。

常用微波元件

常用微波元件 关键词：微波元件、隔离器、环行器 引言： 微波元件的功能在于微波信号进行各种变换，按其变换性质可将微波元件分为以下三类： 一：线性互易元件 凡是元件中没有非线性和非互易性物质都属于这一类。常用的线性互易元件包括：匹配负载、衰减器、移相器、短路活塞、功分器、微波电桥、定向耦合器、阻抗变换器和滤波器等。 衰减器作为线性互易元件，其频率范围可以从0至26.5GHz, 功率高达2000W。 被应用于民用，军事，航天，空间技术等。 高标准的达到“两高一低”，高功率，高隔离度，低插损。 其频率的范围，主要由客户的需求，从而去定制频率。 以下简单介绍50W功率的同轴衰减器，此衰减值可达到60Db, 频率可为8GHz, 12.4GHz, 18GHz，N型接头。 正面背面侧面 二：线性非易元件 这类元件中包含磁化铁氧体等各向异性媒介，具有非互易特性，其散射矩阵是不对称的。但仍工作于线性区域，属于线性元件范围。常用的线性非互易性元件有隔离度、环形器等。 三：非线性元件 这类元件中含有非线性物质，能对微波信号进行非线性变换，从而引起频率的改变，并能通过电磁控制以改变元件的特性参量。常用的非线性元件有检波器，混频器，变频器以及电磁快控元件等。 微波元件分类：

近年来，为了实现微波系统的小型化，开始采用由微带和集中参数元件组成的微波集成电路，可以在一块基片上做出大量的元件，组成复杂的微波系统，完成各种不同功能。 简要的介绍波导型，同轴型，微带型的产品。 波导隔离器频率范围主要为：2.4-110GHz （具体的频段由客户定制） 于衰减器的使用范围类同，主要使用在民用，军事，航天，空间技术等。 同样具备“低插损，高隔离度，高功率”的特性。 优译波导隔离器 同轴：A ：低频率12MHz 至 1875MHz, 含FM, VHF, UHF 等。 B ：700MHz 至26.5GHz, 含GSM, CDMA, WCDMA, LTE, L.S.C.X 波段等。 优译同轴隔离器

全球通信天线及基站射频器件市场现状及未来发展分析(精)

全球通信天线及基站射频器件市场现状及未来发展分析 一、全球移动通信设备市场现状及未来发展分析 1、全球移动通信设备市场现状及未来发展分析 随着现代微电子技术的进步以及市场需求的不断推动，移动通信技术在过去30年间获得了迅猛发展，移动通信技术实现了1G、2G、3G的快速发展，目前正加速向3G+、4G推进，移动通信技术将向着高速化、小型化、智能化发展。 移动电话用户数的增长和新增业务的出现促使运营商移动通信设备投资不断增加，使得全球移动通信设备市场规模保持增长态势。2008年全球移动通信市场规模达到513.7亿美元。但受金融危机的影响，欧美发达国家电信运营商放缓3G建设，印度、南亚和非洲等新兴市场对网络基础设施的投资步伐减缓，2009年中国发放3G牌照，大力发展3G网络，2009年至2010年，全球电信运营商移动通信设备市场规模仍将保持增长，增幅低于2008年，市场规模将分别达到550.2亿美元及580.4亿美元。2010年以后发达国家的运营商对以数据业务为主的3G技术升级投资以及发展中国家以语音为主的2G/2.5G网络覆盖率投资将会重新增加，至2012年，全球移动通信设备市场规模将到710.2亿美元。全球移动通信设备市场产业持续扩大，为本行业企业创造了广阔的发展空间。根据中国信息产业网的数据，2008-2013年全球移动通信设备市场规模具体如下： 2、全球基站设备市场现状及未来发展分析 移动通信设备制造业按照功能划分，可分为核心网设备、网络覆盖设备、联接各系统的传输设备及终端接收设备。网络覆盖设备包括基站系统、室内分布天线、功分耦合器件及直放站等。其中基站系统为核心覆盖设备，基站系统用于无线射频信号的发射、接收和处理，是网络覆盖系统的核心设备。移动通信基站系统主要包括基站控制器、收发信机、基站天线、射频器件以及基站电源、传输线、防雷器件等附

软磁铁氧体材料基本类别及主要应用Featuresand

软磁铁氧体材料基本类别及主要应用(Features and applicat ion of Soft magnet) 软磁铁氧体按成份一般分为MnZn、NiZn系尖晶石和平面型两大类。前者主要用于低、中频(MnZn)和高频(NiZn)，后者可用于特高频范围；从应用角度又可分高磁导率μi、高饱和磁通密度Bs、高电阻率及高频大功率(又称功率铁氧体)等几大类。由于软磁铁氧体在高频作用下具有高导磁率、高电阻率、低损耗等特点，同时还具有陶瓷的耐磨性，因而被广泛用于工业和民用等领域。工业产品主要用于计算机、通信、电磁兼容等用开关电源、滤波器和宽带变压器等方面；民用产品主要用于电视机、收录机等电子束偏转线圈、回扫变压器、中周变压器、电感器及轭流圈部分等。 一：国内外研发现状： 在软磁铁氧体磁性材料中一般以μi>5000的材料称为高磁导率，该材料近年来产量不断递增，尤其是随着当今数字技术和光纤通信的高速发展，以及市场对电感器、滤波器、轭流圈、宽带和脉冲变压器的需求大量增加，它们所使用的磁性材料都要求μi>10000以上，从而可使磁芯体积缩小很多，以适应元器件向小型化、轻量化发展要求。另外为满足使用需求，这类高磁导率小磁芯表面必须很好，平滑圆整，没有毛刺，且表面上须涂覆一层均匀、致密、绝缘、美观的有机涂层，针对这一技术难点，高磁导率软磁铁氧体产业需求中迫切希望再提高该功能材料的磁导率(μi>10000)。 上世纪90年代后，一些国外知名公司如日本TDK、TOKIN、HITACHI、IROX-NKK、FDK、KAWATETSU等、德国SIEMENS、荷兰Philips、美国SPANG磁性分公司等相继研发出新一代超高磁导率H5D(?i=15000)、H5E(?i=18000)铁氧体材料。日本TDK公司是全球磁性材料最富盛名的领头羊企业，他们在早期生产的H5C2(?i=10000)基础上，又先后开发了H5C3(?i=12000)、H5D(?i=15000)和H5E(?i=18000)等系列高?软磁铁氧体材料；90年代末已试验成功?i=20000的超高磁导率Mn-Zn铁氧体材料。TOKIN公司已向市场推出了12000H(?i=12000)、15000H(?i=15000)和18000H(?i=18000)的铁氧体材料。德国西门子、荷兰飞利浦、美国SPANG公司分别开发的高磁导率软磁铁氧体T42、T46、T56、3E6、3E7和MAT-W、MAT-H材料，其中T46:?i=15000、3E7:?i=15000、MA T-H:?i=15000，2000年西门子和飞利浦公司研制的T56、3E9材料最高磁导率已超过?i=18000。 虽然，我国软磁铁氧体工业发展较快，现有的生产厂家通过技术改造和工艺改进已取得不少成果，产品质量和产量得到明显提高，但目前国内只能大量生产?i=5000-7000的低档铁氧体材料，在高磁导率锰锌铁氧体材料研发生产上，国内与国外的水平与距离相差甚远，且大多数企业生产规模还太小，年产量普遍在1000吨以下，μi>10000的材料生产厂家更是屈指可数，而初具规模的国外公司一般年产软磁铁氧体在3000吨以上，TDK、FDK等公司年产量更是高达20000吨以上。依据我国磁性行业协会的统计，1999年我国生产μi=8000-10000材料的产量很少，但2000年后生产这类中低档软磁铁氧体材料却有较大改观。上海、浙江、

微波铁氧体隔离器环行器的应用与发展

摘要： 简述了微波铁氧体环行器/隔离器在现代微波通讯及军事上所发挥的重要作用着重介绍了 它在微波通讯系统中的应用和发展前景 关健字：微波铁级体隔离器环行器微波通讯应用发展。 一、引言 上世纪中叶，微波技术中的一大突破是铁氧体的发现，它是一种金属氧化物构成的陶瓷性磁性材料。利用这种材料在直流磁场和微波场共同作用下呈现出的旋磁效应制成的微波铁氧体器件如隔离器，环行器，移相器等，在二次世界大战中解决了雷达的级间隔离，阻抗以 及天线共用等一系列实际问极大地提高了题，雷达系统的战术性能，成为其中的关键部件之一。随着微波铁氧体技术的不断发展， 0以 8上用于军事，包括精密制导雷达。舰载雷达，%机载远程带戒预等雷达。导航，炮瞄雷达等都采用了相控阵天线，支持了如A GS A R T E IPT O, 等大型相控阵雷达的发展。冷战结束后，美俄等发达国家也实行了“军转民”战略，微波铁氧体器件的应用逐渐大量向民用方面转移，并逐渐在卫星通信，微波通信，微波能应用，医疗，微波测量技术等多种电子设备中起着特殊的作用。其中微波铁氧体隔离器/环行器在这一时期得到了也迅猛的发展，美国的C g研制出个法拉第自 H e L on第一旋转环行器以己来，研制出如结环行器，波导四端口差相移式环行器，场移式隔离器，同轴线谐振吸收式隔离器等多种类型和功能各异铁氧体环行器和隔离器。在现代通讯，雷达系统中的市场日益扩大。 二、应用 在电子系统中级间隔离，止串阻防扰，抗匹配，天线共用，去祸等都是由小型，轻量，集成化的微波铁氧体隔离器/环行器来完成，从而达到保护系统提高其稳定性，可靠性的目的，下面就简要介绍一下它在各种电子系统中的具体应用 2.1 环行器提供隔离 当作为隔离器应用时，环行器一端接上匹配负载，有四种真空管是用来产生或放大微波信号，它们是速调管，行波管返波振荡器以及二级管或晶体管组成的固态器件也可作振荡器或放大器，由于负载阻抗的变化 (载频率负牵引),所有型号的微波振荡管都会受到频率漂移的支配，如果在振荡器和负载之间装上一个隔离器，振荡器仍发射功率给负但是从载，负载反射回的信号在到达振荡器之前被r离器衰减掉了。因此振荡管看上去是不变的阻 m抗，在许多应用中隔离器就代替缓冲放大器。 2.2 通讯系统双工器 (无线收发转换开关) 双工器在通讯系统中既是发射机也是接收机的一种天线开关，因此，一个器件具有双重作用，铁氧体双工器是其中的一种开关形式，其结构如图（1）所示

微波功率器件进展

微波功率器件进展 由Ge、Si、Ⅲ-V化合物半导体等材料制成的，工作在微波波段的二极管、晶体管称为微波器件。微波即波长介于1m~1mm之间的电磁波，相应频率在300MHz~300GHz之间。微波半导体器件在微波系统中能发挥各方面性能，归纳起来为微波功率产生及放大、控制、接收3个方面。对微波功率器件要求有尽可能大的输出功率和输出效率及功率增益。进入20世纪90年代后，由于MOCVD(金属有机化学气相淀积)和MBE(分子束外延)技术的发展，以及化合物材料和异质结工艺的日趋成熟，使三端微波器件取得令人瞩目的成就，使得HBT(异质结双极型晶体管)、MESFET(肖特基势垒场效应晶体管)以及HEMT(高电子迁移率晶体管)结构的各种器件性能逐年提高。与此同时，在此基础上构成的MMIC(单片集成电路)已实用化，并进人商品化阶段，使用频率基本覆盖整个微波波段，不仅能获得大功率高效率而且，噪声系数小。随着微波半导体器件工作频率的进一步提高，功率容量的增大，噪声的降低以及效率和可靠性的提高，特别是集成化的实现，将使微波电子系统发生新的变化。下面从微波异质结双极晶体管(HBT)，微波功率（MESFET），高电子迁移率晶体管(HEMT)来举例。 1 HBT功率微波器件的特性及设计要点 微波双极型晶体管包括异质结微波双极型晶体管和Si 微波双极型晶体管。Si器件自20世纪60年代进入微波领域后，经过几十年的发展，性能已接近理论极限，并且其理论和制造已非常成熟，这可为后继的第二代、第三代器件借鉴。HBT主要由化合物半导体或合金半导体构成，需要两种禁带宽度不同的材料分别作为发射区和基区，宽带隙材料作发射区，窄带隙材料作基区。当为DHBT(双异质结双极型晶体管)时，集电区与基区材料带隙也不相同。为更加有效地利用异质结晶体管的特性，其结构也不再是普通的平面结构，而是采用双平面结构。 2 MESFET功率微波器件的特性 在上个世纪70年代后期，GaAs单晶及外延技术获得突破，GaAs肖特基势垒栅场效应晶体管(MESFET)得以成功制成。GaAs材料的电子迁移率比Si的高7倍，且漂移速度快，所以GaAs比Si具有更好的高频特性，并具有电路损耗小、噪声低、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高等特点，而且GaAs是直接带隙，禁带宽度大，因而器件的抗电磁辐射能力强，工作温度范围宽，更适合在恶劣的环境下工作。由于GaAs器件具有以上优点，GaAs MESFET已几乎占领了微波应用的各个领域。 20世纪90年代中后期对于SiC材料的研究表明，它的性能指标比GaAs器件还要高一个数量级。SiC具有下列优异的物理特点：高的禁带宽度(4H-SiC，3.2eV)，高的饱和电子漂

微波技术基础复习重点

第一章引论 微波是指频率从300MHz到3000GHz范围内的电磁波，相应的波长从1m到0.1mm。包括分米波（300MHz到3000MHz）、厘米波（3G到30G）、毫米波（30G 到300G）和亚毫米波（300G到3000G）。 微波这段电磁谱具有以下重要特点：似光性和似声性、穿透性、信息性和非电离性。 微波的传统应用是雷达和通信。这是作为信息载体的应用。 微波具有频率高、频带宽和信息量大等特点。 强功率—微波加热弱功率—各种电量和非电量的测量 导行系统：用以约束或者引导电磁波能量定向传输的结构 导行系统的种类可以按传输的导行波划分为： (1)TEM(transversal Electromagnetic,横电磁波)或准TEM传输线 (2)封闭金属波导(矩形或圆形，甚至椭圆或加脊波导) (3)表面波波导(或称开波导) 导行波：沿导行系统定向传输的电磁波，简称导波 微带、带状线，同轴线传输的导行波的电磁能量约束或限制在导体之间沿轴向传播。是横电磁波(TEM)或准TEM波即电场或磁场沿即传播方向具有纵向电磁场分量。 开波导将电磁能量约束在波导结构的周围(波导内和波导表面附近)沿轴向传播，其导波为表面波。 导模(guided mode ):即导波的模式，又称为传输模或正规模，是能够沿导行系统独立存在的场型。特点： (1)在导行系统横截面上的电磁场呈驻波分布，且是完全确定的，与频率以 及导行系统上横截面的位置无关。 (2)模是离散的，当工作频率一定时，每个导模具有唯一的传播常数。 (3)导模之间相互正交，互不耦合。 (4)具有截止频率，截止频率和截止波长因导行系统和模式而异。 无纵向磁场的导波(即只有横向截面有磁场分量)，称为横磁(TM)波或E波。 无纵向电场的导波(即只有横向截面有电场分量)，称为横电(TE)波或H波。 TEM波的电场和磁场均分布在与导波传播方向垂直的横截面内。 第二章传输线理论 传输线是以TEM模为导模的方式传递电磁能量或信号的导行系统，其特点是横向尺寸远小于其电磁波的工作波长。 集总参数电路和分布参数电路的分界线：几何尺寸L/工作波长>1/20。 这些量沿传输线分布，其影响在传输线的每一点，因此称为分布参数。 传播常熟是描述导行系统传播过程中的衰减和相位变化的参数。 传输线上的电压和电流是由从源到负载的入射波和反射波的电压以及电流叠加，在传输线上呈行驻波混合分布。 特性阻抗：传输线上入射波的电压和入射波电流之比，或反射波电压和反射波电流之比的负值，定义为传输线的特性阻抗。 传输线上的电压和电流决定的传输线阻抗是分布参数阻抗。

主要功能陶瓷器件现状及趋势

MLCC：积层陶瓷晶片电容（Multiplayer Ceramic Chip Capacitors） 称雄电容器市场 MLCC(多层陶瓷电容器)是各种电子、通讯、信息、军事及航天等消费或工业用电子产品的重要组件。MLCC由于其小体积、结构紧凑、可靠性高及适于SMT技术等优点而迅猛发展。目前，电容器市场无论从数量上还是市场潜力上来看都以陶瓷电容器份额最大。 全球MLCC产量随着IT产业的发展而不断增长，国内产量占全球产量的比例近年来也有较大的增长，我国已经逐渐成为世界MLCC的制造大国。 目前MLCC的国际上的发展趋势是微型化、高比容、低成本、高频化、集成复合化、高可靠性的产品及工艺技术。 当前MLCC需求的热点主要集中在手机、P4主板、DVD、数码相机和PS2游戏机等。手机对MLCC的要求特点是：数量大、尺寸小、质量高。在手机应用领域里，日商凭借技术上的绝对优势基本垄断市场。国内企业在手机配套实力明显不足。 片式陶瓷电感器： 电感元件发展方向 多层片式电感类元件包括了一大类具有叠层式介质/线圈结构的新型电子元件，是电感类元件发展的方向，也是三大类无源片式元件中技术含量最高的一大类。目前，这类元件已形成了规模相当大的产业和近百亿美元的国际市场。片式电感器的主要应用领域包括移动通信、计算机、音像产品、家电、办公自动化等。大屏幕彩电等新型家电产品也是片式电感器的重要应用领域。预计在今后若干年中，随着第三代移动通信技术、数字电视、高速计算机、蓝牙产品等新一代数字化电子产品的推出和世界各国EMI控制标准的相继制定，对各种片式电感类元件，特别是抗EMI类片式电感元件的需求将急剧上升。因此从整体上看，片式电感器的市场前景将十分看好。 片式电感器的生产企业主要分布在日本、美国、欧洲、韩国、我国的台湾和珠江三角洲地区。日本是生产片式电感器最早的国家，TDK、村田、Tokin和太阳诱电都是具有大规模生产能力的厂商。其中TDK占全球片式电感市场的32%，村田的市场占有率是18%，太阳诱电为16%。 目前片式电感器元件发展的主要趋势是：抗电磁干扰成为片式电感类材料的主要应用领域； 高感量和大功率；高频化；集成化。 片式微波电容器： 快速渗透通信领域 陶瓷电容器除在技术上继续向小尺寸、大容量、介质薄层化方向发展外，高频化也是一个重要的发展方向。为了满足通信设备的高频化对电子元器件的强劲需求，高电流承载能力的

高功率射频及微波无源器件中的考虑和限制

高功率射频及微波无源器件中的考虑和限制 RF和微波无源元件承受许多设计约束和性能指标的负担。根据应用的功率要求，对材料和设计性能的要求可以显着提高。例如，在高功率电信和军用雷达/干扰应用中，需要高性能水平以及极高功率水平。许多材料和技术无法承受这些应用所需的功率水平，因此必须使用专门的组件，材料和技术来满足这些极端的应用要求。 高水平的射频和微波功率是不可见的，难以检测，并且能够在小范围内产生令人难以置信的热量。通常，只有在组件发生故障或完全系统故障后才能检测到过功率压力。这种情况在电信和航空/国防应用中经常遇到，因为高功率水平的使用和暴露是满足这些应用性能要求所必需的。 图1对于天气或军用雷达，高功率放大器通常会为雷达天线或天线阵列产生数百至数千瓦的 射频能量。 足够高的RF和微波功率水平会损坏信号路径中的元件，这可能是设计不良，材料老化/疲劳甚至是战略性电子攻击的产物。任何可能遇到高功率射频和微波能量的关键系统都必须仔细设计，并通过为最大潜在功率水平指定的组件进行支持。其他问题，例如RF泄漏，无源互调失真和谐波失真，在高功率水平下会加剧，因为必须更多地考虑组件的质量。 任何具有插入损耗的互连或组件都有可能吸收足够的RF和微波能量以造成损坏。这就是所有射频和微波元件具有最大额定功率的原因。通常，由于RF能量

有几种不同的工作模式，因此将为连续波（CW）或脉冲功率指定额定功率。另外，由于构成RF组件的各种材料可以改变不同功率，温度，电压，电流和年龄的行为，因此通常还指定这些参数。与往常一样，一些制造商对其组件的指定功能更加慷慨，因此建议在实际操作条件下测试特定组件以避免现场故障。这是RF和微波组件特别关注的问题，因为级联故障很常见。 图2可以使用磁环或电场探头分接波导，将TE或TM波导模式转换为TEM同轴传输模式。同轴或波导互连 根据频率，功率水平和物理要求，同轴或波导互连用于高功率RF和微波应用。这两种技术的尺寸随频率而变化，需要更高精度的材料和制造来处理更高的功率水平。通常，作为RF能量通过具有空气电介质的波导的方式的产物，波导倾向于能够处理比可比同轴技术更高的功率水平。另一方面，波导通常是比同轴技术更昂贵，定制安装和窄带解决方案。 这就是说，对于需要更低成本，更高灵活性安装，更高信号路由密度和中等功率水平的应用，同轴技术可能是首选。另外，由于降低了成本和尺寸，因此在波导互连上使用同轴互连的组件选择更多。虽然宽带和通常更直接的安装，在高性能，坚固性和可靠性方面，波导技术往往超过同轴。通常，这些互连技术串联使用，在可能的情况下，最高功率和保真度信号通过波导互连路由。

我国微波YIG铁氧体技术的发展

！：：：±至±生全璺丝兰主璧兰茎茎全兰笙耋苎！：： 我国微波ＹｌＧ铁氧体技术的发展 余声明 中国西南应用磁学研究所四川绵阳６２１０００ 简述了我国微波ＹＩＧ铁氧体技术的发展，衷明它在军用电子工程和高精微波仪器中起耆兀可取代的重要怍用，有着广阔的应用前景。 ｌ发展简史 微波钇铁柘榴石（ＹＩＧ）铁氧体技术系指利用微波铁氧体材料的铁磁共振特性研制的旋磁调谐器件产品及其技术的统称，它几乎都是使用ＹＩＧ铁氧体制成球形谐振子作为调谐元件的，它已广泛应用于电子战、频谱分析仪与网络分析仪等高精电子设备和仪器中。 国外微波ＹＩＧ磁调谐技术始于６０年代，至８０年代初，以美国为代表的微波ＹＩＧ磁调器件——ＹＩＧ调谐滤波器、振荡器产品已经系列化，分别覆盖Ｏ５～４０ＧＨｚ频率范围并开发出了ＹＩＧ调谐谐波发生器、倍频器、滤波器／振荡器统调组件等。近２０年来国外在进一步提高产品技术性能、向高低频段方向扩展频率范围、多倍频程阐谐带宽、缩小体积减轻重量、降低成本，扩大应用领域，集成化薄膜化，组件多功能化等方面取得了长足进展。 我国的ＹＩＧ磁调谐技术始于６０年代末７０年代初，当时研制开发单位达到十几家，与国外的差距并不大。我国的ⅥＧ调谐器件几乎也都用于电子战设备等军事重点工程和高级微波电子仪器与系统中。近十年来，由于国内用量很少，品种多丽杂，销售价格远低于国外正常价，所以先前踊跃参研的单位纷纷退出来，至目前仅剩下西南应用磁学研究所在坚持研发，电子科大、华中理工大学只在毫米波滤波器、静磁波等方面作一些学术理论性研究，几个整机单位则着重于系统应用开发了。 ２ＹＩＧ铁氧体材料 西南应用磁学研究所是目前国内主要从事微波ＹＩＧ铁氧体材料研制生产单位，现有四个成熟的材料系列（表１），主要是以球形谐振器形式提供。 此外．还有从８０年代末开始的ＹＩＧ液相外延（ＬＰＥ）薄膜材料，膜厚在２～２００ｐ之间，Ｍ一１３９ｋＡ／ｍ，ＡＨ～Ｏ．０４ｋＡ／ｍ。近期又生长出膜厚３２０ｕｍ，△Ｈ～Ｏ０４ｋＡ／ｍ的ＹＩＧ单晶超厚膜材料。 表１Ｙ＇ｉＧ铁氧体材料 材料Ｍ／ｋＡ／ｍ△Ｈ／ｋＡ／ｍＴ。／℃ ＹＩＧ．ＣｒａＹＩＧ单晶２４－－１４２０１２～００４１７０～２８０ ＢｉＣａｌｒｔＶ单晶２０～５２０１２～Ｏ０６１７０～２１５ ＮｉＺｎ单晶４２２≤０８≥３００ ＹＩＧ多晶（小线宽）４８～１１１≤０３２８０～１２０Ｌｉ铁氧体单晶材料业已研制出来，Ｍ，值为２９５ｋＡ／ｍ．ＡＨ≤０．８ｋＡ／ｍ，Ｌ／＞６３０℃。 近年来在摸索设计规律、配合器件设计、合理选球方面取得了可喜的进展。目前，在器件设计理论上的进展与上述设计规律的探讨，已证明了过大与过小的ＹＩＧ小球线宽都无法实现特定要求的最佳性能：材料的线宽越小，表明材料的性能越好：由质量均匀的优质材料做成具有特定表面光洁度（粗糙度）的小球，是满足某一特定器件最佳设计的优良谐振器。 今后，供ＹＩＧ调谐器件用的材料可能有四个发展方向： １）把已有系列，按Ｍ，值划分更多的档次，以满足不同频段器件以及多球器件的最佳设计的要求；建立按需要实现表面抛光与表面精化的工艺设施； ２）研制新的材料系列，特别是毫米波旋磁材料系列： ３）提高实现不同尺寸、定向与不同形状样品的精细加工能力，以适应新器件，特别是磁光器件研制与生产的需要： ４）巩固与提高多晶小线宽材料系列化的成果，为民用产品的研制与生产打下基础。 ３ＹＩＧ调谐器件 西南应用磁学研究所研制的ＹＩＧ调谐器件以ＹＩＧ调谐滤波器（ＹＴＦ）和振荡器（ＹＴＯ）两大主导产品（表２）逐步扩展为六大类产品技术：

现代电力电子器件的发展与现状

现代电力电子器件的发展与现状 解放军信息工程大学李现兵师宇杰王广州黄娟 电力电子器件的回顾 电力电子器件又称作开关器件，相当于信号电路中的A/D 采样，称之为功率采样，器件的工作过程就是能量过渡过程，其可靠性决定了系统的可靠性。根据可控程度可以把电力电子器件分成两类：半控型器件——第一代电力电子器件 上个世纪50 年代，美国通用电气公司发明的硅晶闸管的问世，标志着电力电子技术的开端。此后，晶闸 管(SCR) 的派生器件越来越多，到了70 年代，已经派生了快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等半控型器件，功率越来越大，性能日益完善。但是由于晶闸管本身工作频率较低(一般低于 400Hz )，大大限制了它的应用。此外，关断这些器件，需要强迫换相电路，使得整体重量和体积增大、 效率和可靠性降低。目前，国内生产的电力电子器件仍以晶闸管为主。 全控型器件——第二代电力电子器件

随着关键技术的突破以及需求的发展，早期的小功率、低频、半控型器件发展到了现在的超大功率、高频、全控型器件。由于全控型器件可以控制开通和关断，大大提高了开关控制的灵活性。自70 年代后期以来， 可关断晶闸管(GTO) 、电力晶体管(GTR 或BJT) 及其模块相继实用化。此后各种高频全控型器件不断问世， 并得到迅速发展。这些器件主要有电力场控晶体管(即功率MOSFET) 、绝缘栅极双极晶体管(IGT 或IGBT) 、静电感应晶体管(SIT) 和静电感应晶闸管(SITH) 等。 电力电子器件的最新发展 现代电力电子器件仍然在向大功率、易驱动和高频化方向发展。电力电子模块化是其向高功率密度发展的重要一步。当前电力电子器件的主要发展成果如下： IGBT：绝缘栅双极晶体管 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 是一种N 沟道增强型场控(电压)复合器件，如图1 所示。它属于少子器件类，兼有功率MOSFET 和双极性器件的优点：输入阻抗高、开关速度快、安全工作区宽、饱和

微波铁氧体材料的现状与发展

微波铁氧体材料的现状与发展 金宇龙 (南京电子技术研究所，江苏南京210013) 摘要:结合国内外微波铁氧体器件的发展趋势，综述了当今微波铁氧体材料领域的发展现状。对于石榴石型材料，低损耗、高功率和低成本等材料配方体系已相应建立。而对于尖晶石类材料，由于磁矩分布范围广，剩磁高等特点，在毫米波以及移相器件中得到广泛应用。对产品性能和产能规模等作了相应的阐述。重点指出开发微带用材料、低互调材料及铁氧体材料工程化的必要性和紧迫性，同时指出了研究思路和方法。 关键词:微波铁氧体材料;石榴石;尖晶石 中图分类号:TM277文献标识码:A文章编号:1006－4990(2011)07－0009－04 Status and progress on microwave ferrite materials Jin Yulong (Nanjing Research Institute of Electronics Technology，Nanjing210013，China) Abstract:Status and progress on microwave ferrite materials by combining the developing trend of microwave ferrite devices at home and abroad were summarized．In terms of garnet－based materials，new formulas have been developed with low loss，high power，and low cost materials．For spinel－based materials，they were widely applied in millimeter wave devices and phase shift devices due to the broad magnetization and high remanence．Also，product performance and production capability were clarified．It was emphasized on the importance and necessarity for the development of new microstrip materials and low intermodulation materials as well as industrialization of ferrites．Meanwhile，research ideas and methods were indicated．Key words:microwave ferrite materials;garnets;spinel 铁氧体材料作为功能材料的一个分支，经过近两个世纪的发展基本趋于成熟，建立了较为完备的理论和工艺体系。由于铁氧体的旋磁特性使其在射频和微波频段内得到广泛应用，特别是近50a随着微波铁氧体器件如隔离器、环行器、移相器的大量应用，微波铁氧体材料的研究进入一个新的高潮。近年来，军事对抗和民用通讯两大领域的飞速发展，对微波元器件特别是新型微波铁氧体器件的需求更为旺盛。高功率、小型化、低损耗、高频段、低互调(IMD)器件对材料提出了更高的要求。 1微波铁氧体的现状 常用的微波铁氧体材料主要包括石榴石型、尖晶石型和磁铅石型多晶和单晶材料。 1．1石榴石型铁氧体 复合钇铁石榴石材料(YIGs)由于电磁损耗小、理论密度高、耐功率强等优点，使其在厘米波至米波段的微波铁氧体器件中有着重要应用。目前的研究主要围绕低损耗、高功率、低成本等课题展开。1．1．1低损耗材料 微波铁氧体的损耗来源于磁损耗和电损耗，磁损耗往往在总损耗中占据主导地位。往往磁损耗又是由共振线宽决定的。从△H∝K1/M s关系来看，饱和磁矩越大，各向异性常数K1接近于0的材料具有小的共振线宽。传统上，减小K1值(如添加适量的In3+、Zr4+、Sn4+、Ti4+)可以减小材料的磁损耗，而采用缺铁配方或氧气烧结，避免Fe3+还原即可避免产生大的电损耗。目前美国的Trans－Tech公司、Pacific Ceramics公司以及俄罗斯的Domen公司代表了国际的先进水平，他们窄线宽材料一般能做到1592A/m以下［1－3］，而居里温度仍然保持在一个合理水平。国内的水平在2388A/m左右。 对于微波铁氧体材料损耗机制的研究，有学者认为，非共振区的磁损耗主要来源于晶粒表层自旋波的激发［4］。因此，晶粒越小，晶粒界面所占分数越多，从而损耗会越大。 总之，低损耗一直是微波铁氧体材料工作者追求的目标，因为它对铁氧体器件的耐功率、小型化、 9 第43卷第7期2011年7月 无机盐工业INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY

微波功率器件及其材料的发展和应用前景..

微波功率器件及其材料的发展和应用前景 来源：《材料导报》 内容摘要：介绍了微波功率器的发展和前景，对HBT, MESFET 和HEMT微波功率器件材料的特点和选取，以及器件的特性和设计做了分类说明。着重介绍了SiGe合金.InPSiC、GaN等新型微波功率器件材料。并对目前各种器件的最新进展和我国微波功率器件的研制现状及与国外的差距做了概述与展望。 文剑曾健平晏敏 (湖南大学应用物理系，长沙410082) 0 概述 由Ge、Si、Ⅲ-V化合物半导体等材料制成的，工作在微波波段的二极管、晶体管称为微波器件。微波即波长介于1m~1mm之间的电磁波，相应频率在300MHz~300GHz之间。微波半导体器件在微波系统中能发挥各方面性能，归纳起来为微波功率产生及放大、控制、接收3个方面。对微波功率器件要求有尽可能大的输出功率和输出效率及功率增益。进入20世纪90年代后，由于MOCVD(金属有机化学气相淀积)和MBE(分子束外延)技术的发展，以及化合物材料和异质结工艺的日趋成熟，使三端微波器件取得令人瞩目的成就，使得HBT(异质结双极型晶体管)、MESFET(肖特基势垒场效应晶体管)以及HEMT(高电子迁移率晶体管)结构的各种器件性能逐年提高。与此同时，在此基础上构成的MMIC(单片集成电路)已实用化，并进人商品化阶段，使用频率基本覆盖整个微波波段，不仅能获得大功率高效率而且，噪声系数小。随着微波半导体器件工作频率的进一步提高，功率容量的增大，噪声的降低以及效率和可靠性的提高，特别是集成化的实现，将使微波电子系统发生新的变化。表1列出了几种主要的三端微波器件目前的概况。 表1 微波三端器件概况

铁氧体抑制电磁干扰的应用

铁氧体在抑制电磁干扰的应用QC项目《LCD产品EMC测量设计规范》总结

铁氧体在抑制电磁干扰的应用 QC项目《LCD产品EMC测量设计规范》总结 铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料（见图1）。他的制造工艺和机械性能与陶瓷相同。但颜色为黑灰色，故又称黑磁性瓷。铁氧体的分子结构为MO·Fe2O3,其中MO为金属氧化物，通常是氧化锰（MnO）或氧化锌（ZnO）。在电磁兼容（EMC）应用方面，铁氧体材料是一种广泛应用的有耗器件，能将电磁干扰（骚扰）的能量吸收后，转化为热能损耗，从而起到滤波作用，即构成吸收式低通滤波器。 图1 各种铁氧体抑制元件 在抑制电磁干扰（骚扰）应用方面，对铁氧体性能来说，磁导率是影响铁氧体材料的特性最大的性能指标，它直接与铁氧体芯的阻抗成正比。 铁氧体一般通过几种方式来抑制无用的传导或辐射（干扰）信号。 （1）将铁氧体用作为电感器件，使其以构成低通滤波器，在低频时提供感性－容性通路，而在较高频率时损耗较大。即低频信号可以通过，而较高信号将被阻止。 （2）将铁氧体芯直接用于元器件的引线或线路板上，这是铁氧体最常用的方式。在这种应用中，铁氧体芯能抑制任何寄生振荡和衰减感应或传输到元器件引线上或与之相连的电缆线中的高频无用信号。 （3）将铁氧体作为实际的屏蔽层，来将导体、元器件或电路与环境中的散射电磁场隔离开。 从理论上讲，理论的铁氧体能在高频段提供高阻抗；而在所有其他频段上提供零阻抗。而实际上，铁氧体芯的阻抗是与频率有关的，一般来说，在频率低于1MHz时，其阻抗最低。但对于不同性能或特性的铁氧体材料来说，最高阻抗出现在10～500MHz之间。在前叙述的（1）、（2）方式中，铁氧体芯是通过消除或极大地衰减电磁干扰（骚扰）源的高频电流，来抑制传导骚扰。其核心为采用铁氧体，能提供足够高的高频阻抗来减小高频电流。 铁氧体电磁干扰（骚扰）抑制元件有着各种各样的规格、尺寸、形状和特性，如铁氧体磁环、铁氧体磁珠、多孔磁珠、表面贴装磁珠等。也有氧化锰（MnO）和氧化锌（ZnO）材料之分。因此，根据不同特性、规格、尺寸、形状，铁氧体抑制元件广泛应用于PCB（印制电路板）、电源线和数据线上。 1．铁氧体抑制元件在电源线上的应用 电源线能将外界电网地干扰、开关电压的噪音（骚扰）传到主电路。在电源的出口和印制电路板的入口设置铁氧体抑制元件，既可抑制电源与印制电路板之间的高频干扰的传输。也可抑制印制电路板之间高频噪音（骚扰）的相互干扰。 对于在电源线上应用铁氧体抑制元件来说，流过电源线的电流的大小是要影响铁氧体元件的性能，将是在应用是值得注意的事情。在电源线上应用铁氧体元件时，要关注有直流（低频交流）偏流存在的情况。铁氧体的阻抗和插入损耗会随着直流（低频交流）的偏流的增加

微波器件现状及前景

微波器件现状及前景 摘要分析比较了微波技术中使用的可见光、红外和微波器件的特点, 介绍了微波器件理论研究内容和我国的研究现状, 叙述了我国机载合成孔径侧视雷达、机载微波辐射计、机载微波散射计、机载海洋雷达高度计的研制和应用状况, 指出目前我国机载微波器件已基本达到实用水平, 并且在生产建设、科学研究和防灾减灾中发挥出作用。列出了国际主要对地观测卫星装载遥感器的情况, 从中看出微波遥感器件在对地观测中日益增强的作用, 建议国家对微波遥感器件的研究和应用加强统一领导, 加强机载实用运行、陆基实验、微波遥感理论研究, 以确保早日实现我国自己的星载微波遥感。 关键词合成孔径侧视雷达微波辐射计微波散射计海洋雷达高度计 1引言 利用人造地球卫星和宇宙飞船进行对地球观测和星际探测已有38 年历程。在对太阳系行星和宇宙深空及恒星研究中有许多新发现, 对人类赖以生存的陆地、海洋、大气有了宏观、真实、快速、动态的认识。这是人类科技发展史上的一个巨大成就。在星际探测和对地观测中, 都是用电磁波作为媒质, 遥感获得目标信息。采用可见光波段(0. 45～0. 80 L m) , 取得目标的可见光图像; 红外波段(0. 8～12. 5 L m ) , 取得目标的红外图像; 微波波段(30 cm～3 mm ) , 取得目标的微波数据和图像。可见光和红外光波段的遥感器一直是遥感技术中的主要遥感器, 这是因为它们具有高空间分辨率, 能获得与人目视一致性的图像。必须有日照条件(热红外除外) 和没有云雾遮挡, 是其弱点, 致使图像获取率低, 使遥感的实时动态监测等优点不能充分发挥。可见光和近红外遥感器用于检测物体对太阳光的散射量, 只反映物体的表层状况, 故所获得的被观测物体的特征信息不够丰富。微波遥感器不受或很少受云、雨、雾的影响, 不需要光照条件, 可全天候、全天时地取得图像和数据。它所取得的信息与被观测物体的结构、电学特性以及表面状态有关。又因为微波有一定的穿透能力, 故能获得较深层的信息。在毫米波亚毫米波波段有些气体有谐振谱线, 利于检测。也就是说, 微波遥感能得到更丰富的被测对象的特征信息, 能实现定量遥感。 2微波遥感器件理论的研究现状 微波与所遥感的目标和背景相互作用, 产生散射、辐射、吸收、谐振等现象, 是利用微波遥感器获得目标和背景的信息, 实现遥感或探测的机理。当前对陆地、海洋、大气遥感的目的是实现资源调查、土地利用、环境监测、灾害预报、气象观测。涉及到大气、海洋、陆地中的处于各种形式、状态下的所有物体作为目标和背景。从理论上讲它们属于不同的介质。这些介质可分为均匀介质、电解质溶液介质、非均匀性混合介质。在具体研究处理电磁波与介质的相互作用时, 按其具体情况又把介质划分为连续介质、离散介质、无耗介质、有耗介质、各向异性介质、分层介质、随机介质、分形介质、旋波介质等。麦克斯韦方程是描述介质与波相互作用产生辐射、散射、衰减等现象的数学公式。因为微波遥感对象是极其复杂的, 所以所建立的麦克斯韦方程更难得到严格解, 只能用近似解析法和数值法求解。在近似解法中已有微扰法、变分法、迭代法、光学法、物理光学法、几何射线法、物理射线法、算子法、有限元法、场路结合法等。有时还要处理非线性微分方程的解的问题。介质的作用在麦克斯韦方程和辐射传输方程中反映在各项的系数中。建立起符合实际的物理模型, 对介质的电参数掌握准确数值, 是取得数学模型的关键。 微波遥感理论研究是从理论上说明某种特性的观测目标能产生多大强度的, 与哪些观测参数有关的辐射、散射、吸收量。反之, 从微波遥感器获得的数据或图像中建立起目标的性质和状态。前者为电磁场中的解析问题, 或正问题, 利用解析微分方程的方法。后者属于

铁氧体磁珠在抑制电磁干扰中的应用

RH类磁环(镍锌磁环)产品主要应用于电脑周边线、电源线、打印机线、显示器、数码相机、通讯设备等方面。 T 类磁环(锰锌磁环) T型磁芯只要用于滤波、电感线圈和变压器。 铁氧体(铁氧体磁环-铁氧体磁珠)在抑制电磁干扰(EMI)中的应用 用铁氧体磁性材料抑制电磁干扰（ＥＭＩ）是经济简便而有效的方法，已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。那么什么是铁氧体呢如何选择，怎样使用铁氧体元件呢这篇文章将对这些问题作一简要介绍。 一、什么是铁氧体抑制元件 铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。但颜色为黑灰色，故又称黑磁或磁性瓷。铁氧体的分子结构为ＭＯ·Ｆe2Ｏ3，其中ＭＯ为金属氧化物，通常是ＭnＯ或ZnＯ。 衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率μ，饱和磁通密度Ｂs，剩磁Ｂr和矫顽力Ｈc等。 对于抑制用铁氧体材料，磁导率μ和饱和磁通密度Ｂs是最重要的磁性参数。磁导率定义为磁通密度随磁场强度的变化率。 μ＝△Ｂ／△Ｈ 对于一种磁性材料来说，磁导率不是一个常数，它与磁场的大小、 频率的高低有关。当铁氧体受到一个外磁场Ｈ作用时，例如当电流 流经绕在铁氧体磁环上的线圈时，铁氧体磁环被磁化。随着磁场Ｈ 的增加，磁通密度Ｂ增加。当磁场Ｈ场加到一定值时，Ｂ值趋于平 稳。这时称作饱和。对于软磁材料，饱和磁场Ｈ只有十分之几到几 个奥斯特。随着饱和的接近，铁氧体的磁导率迅速下降并接近于空 气的导磁率(相对磁导率为１）如图１所示。 图1 铁氧体的B-H曲线铁氧体的磁导率可以表示为复数。实数部分μ'代表无功磁导率， 它构成磁性材料的电感。虚数部分μ"代表损耗，如图２所示。 μ＝μ'－jμ"图2 铁氧体的复数磁导率 磁导率与频率的关系如图３所示。在一定的频率范围内μ'值（在某一磁场下的磁导率）保持不变，然后随频率的升高磁导率μ'有一最大值。频率再增加时，μ'迅速下降。代表材料损耗的虚数磁导率μ"在低频时数值较小，随着频率增加，材料的损耗增加，μ"增加。如图３所示，图中tanδ=μ"/μ' 图3 铁氧体磁导率与频率的关系 图4 铁氧体抑制元件的等效电路（a）和阻抗矢量图（b） 二、铁氧体抑制元件的阻抗和插入损耗 当铁氧体元件用在交流电路时，铁氧体元件是一个有损耗的电感器，它的等效电路可视为由电感Ｌ和损耗电阻Ｒ组成的串联电路，如图４所示。 铁氧体元件的等效阻抗Ｚ是频率的函数Z(f)=R(f)+jωL(f)=Kωμ"(f)+jKωμ'(f) 式中：Ｋ是一个常数，与磁芯尺寸和匝数有关，ω为角频率。

2018年微波毫米波器件行业分析报告

2018年微波毫米波器件行业分析报告 2018年3月

目录 一、军民微波/毫米波器件的进展 (5) 1、微波/毫米波技术简介 (5) 2、微波器件：处理/变换微波信号的关键器件 (7) 二、微波/毫米波器件：从军工到民用 (9) 1、国防需求推动微波技术，微波器件不断发展 (9) （1）微波技术，起源于军工 (9) ①雷达依然是微波技术的典型应用 (11) ②电子对抗 (12) ③微波武器 (13) （2）国防需求推动微波器件不断向小型化、多功能、集成化发展 (14) 2、微波/毫米波技术：从航天军工到民用5G+自动驾驶 (16) 3、5G高频化，微波/毫米波器件民用市场广阔 (20) （1）基站射频市场 (21) ①宏基站 (21) ②小基站 (21) ③基站射频器件 (22) （2）终端射频市场 (24) （3）军用单位技术积累深，各有优势，竞争有序 (26) 三、相关企业简况 (29) 1、红相电力：切入军用微波器件领域，形成电力检测+轨交+军工三大主业 (29) 2、金信诺：收购相控阵雷达国产芯片标的，布局“5G+军工” (31) 3、盛路通信：天线射频企业龙头，切入军用微波器件领域 (33)

四、主要风险 (34) 1、5G高频段的技术研发不及预期 (34) 2、微波器件/组件民用化过程不及预期 (34) 3、收购企业业绩不达标和商誉减值风险 (34)

微波技术起源于军工，随着通信向高频发展，将在民用领域得到广泛的应用。微波具有波长短、频带宽、穿透能力强、抗干扰、不易受环境影响特点。自上世纪40年代逐步应用于军用雷达以来，在电子对抗、微波武器、通信、微波检测等军用领域方面应用广泛。微波技术，本身作为军民两用技术，其民用价值不断被研究和发掘，如微波能应用、无线通信、个人通信网、直播卫星接收、甚小孔径终端卫星系统。随着通信逐步向高频段发展和器件工艺的成熟，曾在军用领域大展神威的微波和毫米波技术，将逐步应用到5G高频段、毫米波雷达等民用领域。特别是，5G的关键技术毫米波技术、MIMO（大规模天线）以及波束形成等技术与军用的相控阵雷达技术同源。 微波器件/组件是微波技术的关键组成部分，受国防需求驱动，技术、工艺不断发展，在军工领域起步较早、经验较丰富，具备“军转民”技术基础。微波器件/组件主要功能是处理和变换微波能量和信号，是整机系统的重要组成部分。随着武器装备逐渐向小型化、多功能化、轻量化和集成化发展，推动着微波器件/组件的技术和工艺等不断向前发展。因此，微波器件在军工领域起步较早，相关军工科研单位等在微波器件的研发、生产工艺等方面积累了较多的经验，技术实力较为深厚，具备“军转民”技术基础。 在通信5G和毫米波雷达等民用领域，微波器件/组件市场空间广阔。工信部公告我国5G使用中频率频段，并将位于毫米波的高频率波段作为技术研发试验波段。未来随5G建设的逐渐启动，5G基站的规模化铺设将催生对射频微波器件的大量需求，尤其是对应用于高频