Y结微带环行器的设计与仿真

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文培养单位：2013年4月circulatorByYueyueJinADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofCondensedmatterphysicsInstituteofSolidStatePhysics，HefeiInstitutesofPhysicalScience，Universityo

2、fChineseAcademyofSciencesApril，2013学位论文原创性声明郑重声明：本人呈交的学位论文《Y结微带环行器的设计与仿真》，是在导师的指导下，进行研究工作取得的成果。论文中所有数据、图片资料均真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有的著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位，本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。本人签名：金垂!}虽z日期：Ⅻ§：亟生!致谢时光如梭，不觉中已在美丽的科学岛走完我人生生涯中最重要的～段

3、旅程。攻读硕士学位的三年。这是学习、研究并自我全面提升的三年。在科大学习的一年中，我积极参加校内活动，这样也使得自己的性格变得稍微开朗点，两年的科研生活对于我个人来说是极具挑战的两年，从只需要学习课本知识到知识的运用，以及要自己动脑思考实验结果和改进方案，这些都锻炼了我的动手以及动脑能力。在这过程中，接受了太多的关怀和帮助，藉此向关怀、鼓励、帮助我的所有人致以最衷心的感谢!首先感谢我的导师王玉琦研究员，您在我遇到科研难关时为我指明前进的方向，使我终能顺利完成论文工作，您的教诲使我有做事事先计划并且确定目的性的习惯，同样您渊博的知识、严谨的科研作风、以及对科研执着的态度

4、让学生深深受益，在生活上也给予我很多宽容，不计较我时不时犯的错误，在此向您表达我最诚挚的谢意和最美好的祝愿。感谢李新化老师、史同飞老师在本论文工作的结构分析和模型设置方面提供的帮助和便利。同时也非常感谢我们课题组文龙师兄、曾雪松师兄、刘柱师兄、赵志飞师兄、步绍姜、赵玉峰、王文博在工作上给予的私心的帮助跟经验的分享。最后，我要感谢我的家人，拥有你们的爱是我一生最大的幸福!感谢摘要微带铁氧体结环行器是当代通信系统中的一个重要元器件，由于具有体积小、重量轻、结构简单、生产周期短、成本低、便于集成等优点，从而成为当前环行器研究的主要对象，因此开展微带环行器的设计和制作研究具有

5、重要的意义。同时随着微波集成电路的迅速发展，要求环行器向小型化、集成化方向发展，因而研究Y结微带环行器具有重要的意义。本文主要开展了单Y结环行器和双Y环行器的设计、仿真等工作。文章从研究铁氧体的特性以及微波在铁氧体中的传播特性入手，进而分析了结环行器的工作原理与机制，基于环行器的工作原理，在微带线环行器设计中，使用四分之一波长微带线阻抗变换器实现端口阻抗值为50欧姆的微带线与中心铁氧体圆盘之间的阻抗匹配，设计了中心频率为8．59Hz的微带结环行器，采用HFSS软件对其进行仿真和优化，表明在8，06Itz一9．06Hz频率范围之间环行器的环行性能比较好，其隔离度大于20

6、dB，插入损耗小于0．1dB。但是其他频段环行效果不好，所以采用结内加电抗的双Y结环行器的设计方法，使用高频仿真软件HFSS对其进行仿真、优化，结果表明双Y结构使环行器的带宽明显增加。在7．5GHz一12．5GHz频率范围内，显示出很好的环行性能，隔离度和回波损耗都大于20dB，插入损耗小于0．1dB，电压驻波比小于1．22，相对带宽大于50％。本文中设计的双Y环行器的主要结构参数为：中心导体半径为1．70mm，小Y臂宽度为0．8IIⅡIl，小Y臂长度为1．746mm，大Y臂宽度为1．45mm，大Y臂长度为2．183mm，铁氧体厚度为0．6mm。基于设计并优化后的环行

7、器结构，实现了宽频带，小型化的特点。关键字：铁氧体、微带环行器、HFSS、设计、仿真AbstractDesignandsimulationofv-junctionmicrostripcirculatorYueyueJin(Condensedmatterphysics)DirectedbyProfessorYuqiWangMicrostripferritejunctioncirculatorisanimportantcomponentincontemporarycommunicationsystems．Withthedevelopmentofcommu