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Y2Ti2O7基微波介质陶瓷谐振频率温度系数的研究文献综述

 2020-04-10 16:11:49  

文 献 综 述

1 引言

微波介质陶瓷就是指使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,广泛应用于微波谐振器、滤波器、移相器、微波电容器以及微波基板等,是移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、蓝牙技术以及无线局域网(WLAN)等现代微波通信技术的关键材料[1-3]。

微波介质陶瓷的研究始于20世纪60年代国外对微波介质特性的研究, Hakki [4]等人开发了评价材料性能参数的方法,并利用Okaya[5]发现的金红石材料验证了介质谐振器理论。进入70年代,美国率先研制出实用化的BaTi4O9材料[6]。90年代以后日本在该领域的研究后来居上[7]。我国对微波介质陶瓷材料的研制始于80年代初,从1991年以来,电子部和国家科委加强了对微波介质陶瓷材料的研究工作,有关院校更是把微波介质陶瓷作为”八五”、”九五”攻关的重要课题,力争赶上世界水平[8-10]。

新型电子陶瓷元器件及相关材料的发展趋势和方向主要体现在:小型化与微型化、高频化与频率系列化、集成化与模块化、无铅化与环境协调性[3]。高频化是数字3C产品发展的必然趋势[3,11]。对各类电子元器件中的陶瓷材料来说,如何适应高的工作频率是一个严峻挑战。因此,寻找具有良好高频特性以及系列化工作频率的功能陶瓷材料,是目前新型电子元器件领域的研究热点,微波介质陶瓷材料及新型微波器件是其中重要的研究课题。

2微波介质陶瓷的性能指标

现代移动通讯和卫星通讯系统的发展要求微波介质陶瓷应具有合适的介电常数εr,高的品质因数(低的介电损耗),谐振频率温度系数τf要尽可能接近于零或可调节。但是,这些要求很难同时满足。目前,制备既能满足品质因素和τf要求,又具有适配εr的微波介质陶瓷是极其重要的技术问题[3]。

2.1介电常数

介电常数是温度的函数,是综合反映电介质极化行为的宏观物理量,电介质在电场作用下的极化能力愈强,其介电常数ε值愈大。对于εr而言,由于时间常数大的电极化形式在微波条件下来不及产生,而电子唯一式极化在介电常数中所占成分极小,所以起主要作用的是离子位移式极化。

对于微波波段:ω2T gt;gt;ω2 ,ε(ω)=(Ze)2/mVε0ω2T   (2-1)

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