【摘 要】
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微波环行器作为一种重要的微波铁氧体器件广泛应用于无线收发系统中。本文基于微波在纵向磁化铁氧体耦合线(FCL)上传输的非互易特性,阐述了一种新颖的微波环行器—FCL 环行器
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微波环行器作为一种重要的微波铁氧体器件广泛应用于无线收发系统中。本文基于微波在纵向磁化铁氧体耦合线(FCL)上传输的非互易特性,阐述了一种新颖的微波环行器—FCL 环行器的设计理论及方法。首先从法拉第旋转效应及耦合理论出发,分析了FCL 环行器的工作原理,奇偶模不同输入情况下的传播特性以及偏置磁场对环行方向的影响作用,推导出FCL 的散射参量矩阵。在理论分析的基础上,采用EDA 软件分别对组成FCL 三端口环行器的微带T 型结和FCL 部分进行优化设计及仿真:设计出一种具有宽带特性的T 型结和C波段(中心频率6.5GHz)的三端口微带FCL 环行器;并且探索FCL 在毫米波段的应用,即设计了应用高内场六角铁氧体作为基片的毫米波自偏置(self biased)环行器,仿真结果显示具有很好的宽带特性以及相对于传统结型器件,FCL 环行器对磁性材料的饱和磁化强度要求降低。制作了所设计的C 波段三端口微带FCL 环行器并用Agilent 8720 网络分析仪进行测试,得到与仿真值较为一致的实测值。实验结果显示在5.5-7GHz 范围内,器件的插入损耗小于4dB,反向隔离大于15dB,端口驻波小于1.5。研究测试了器件性能随偏置磁场的不同而变化的特点,证明了FCL 器件具有所需偏置磁场很小(本实验大约为8kA/m)的优点。
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