低介高Q微波介质材料研究文献综述
2020-05-15 22:00:18
微波通讯是现代通讯的一个重要分支,其信号频率高,信息量大,方向性强,非常有利于在通讯领域的应用。
微波通讯技术的发展基于性能优异的介质材料,特别是在提倡微波电路集成化、微波设备小型化的今天,人们对微波材料提出了更为严格、更为苛刻的要求。
由于金属谐振强和金属波导及质量过大,其已成为微波集成电路发展的桎枯,而微波介质陶瓷借助其宽泛的介电常数范围,能不断减少微波器件的尺寸,直至毫米量级,加上较低的损耗,不错的温度稳定性,使其成为微波电路集成和控制的基础和关键材料。
早在上世纪30年代末,介质陶瓷材料的使用就在微波传输理论中提出,美国、日本等国相继展开了对高性能微波介质陶瓷的研究,并在70年代初进入实用化发展阶段。
微波介质陶瓷具有以下特点: (1)在微波频段下,具有稳定的介电常数εr。
(2)有尽可能高的品质因数Q(Q=1/tgδ)。
(3)有较低的谐振频率温度系数τf,确保材料拥有好的频率温度稳定性。
目前, 国内外对微波介质陶瓷的研究已经渐为完善, 在微波频段下, 各种极化机制稳定, 材料的介电常数基本不随频率的变化而变化, 然而对微波介质陶瓷材料的烧结而言,该系是一个高温烧结的体系,通常要1300℃以上才能烧结,无法与铜银等电极匹配共烧,故在大规模应用方面还有些局限性,故本人计划通过相关配方的设计,制备并探索低介微波介质陶瓷的最佳介电性能,并深入探讨微波介质陶瓷的低温烧结及其机制,通过控制制备,成型,烧结工艺或添加各种烧结助剂,尝试对低介微波介质陶瓷进行改性研究,以期得到烧结温度较低,介电性能优越的微波介质陶瓷。
最近, 毫米波通信的发展越来越得到人们的重视, 毫米波通信有潜力以快的数据传输速度传输大量的信息。
为了满足此项应用, 微波介电材料需要有低的介电常数 (εr), 高的Q值Q x f 来获得频率选择性和稳定性以及接近零的谐振频率温度系数 (τf) 来获得温度稳定性。