最新功能陶瓷--电介质陶瓷和绝缘陶瓷-中介-微波介质陶瓷概要幻灯片.ppt

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1、功能陶瓷--电介质陶瓷和绝缘陶瓷-中介-微波介质陶瓷概要21.4.5微波介质陶瓷(Microwavedielectricceramics)在电磁辐射的全频谱中,通常将甚高频(30-300MHz)至近红外(750GHz)波段标为微波。一般常将微波波段定义为300MHz-3000GHz，其波长范围为1m-0.1mm，即分米波至亚毫米波。其中又划分为四个波段。分米波段：λ=1m-10cm，f=300MHz-3GHz，甚高频段(VHF)，厘米波段：λ=10cm-1cm，f=3GHz-30GHz，超高频段(SHF)；毫米波段：λ=1

2、cm-1mm，f=30GHz-300GHz，极高频段(EHF)亚毫米波段：λ=1mm-0.1mm，f=300GHz-3000GHz，极超高频段(SEHF)。谐振器件介质波导微波天线微波滤波器介质基片介质电容器DielectricResonatorsDielectricFilterDielectricPatchAntenna7在微波电路中的应用主要有以下几方面：用作微波电路的介质基片起着电路元器件及线路的承载、支撑和绝缘作用；用作微波电路的电容器起着电路或元件之间的耦合及储能作用；用作微波电路的介质天线起着集中吸收储存电磁波

3、能量的作用；用作微波电路的介质波导起着导引电磁波沿一定方向传播的作用；用作微波电路的介质谐振器件（最主要应用）起着类似于一般电子线路中LC谐振电路的作用8TypicalApplicationsCellularBaseStationFiltersandCombinersPCS/PCNFiltersandCombinersDirectBroadcastSatelliteReceiversPoliceRadarDetectorsLMDS/MMDSWirelessCableTVAutomobileCollisionAvo

4、idanceSensorsDielectricResonatorAntennasMotionDetectorsApplicationsforTemperatureStableDielectricResonators9FamouscompanyJapan:Murata村田制作所Germany:EPCOS(S+M)USA:SkyworksSolutionsInc.陶瓷分部Trans-TechUSA:NardaMicrowave-WestMini-CircuitsEngland:MorganElectroCeramicsP.

5、R.China:6companysmainly浙江正原电气股份有限公司、潮州三环(集团)股份有限公司、景华电子有限责任公司(999厂)、苏州捷嘉电子有限公司、浙江嘉康电子有限公司、福建南安讯通电子公司、高斯贝尔公司、嘉兴佳利电子有限公司、西安广芯电子科技有限公司、张家港燦勤电子元件有限公司、武汉凡谷电子技术股份有限公司、江苏江佳电子股份有限公司微波陶瓷的介电性能介质谐振器的典型工作模式1.4.5微波介质陶瓷由于微波陶瓷介质工作在微波频率下，介质材料的主要特性参数(εr、tgδ、τf)具有某些特殊要求。对εr而言，由于时间常

6、数大的电极化形式在微波条件下来不及产生，而电子位移式极化在介电常数中所占比例极小，所以起主要作用的是金属离子位移式极化。11最简单的电介质谐振器是一个相对介电常数为εr的陶瓷圆柱体，其εr值很高，足以使得电介质－空气界面上反射的电磁波仍维持在体腔内。1.4.5微波介质陶瓷λd介质波导波长；D-圆柱样品直径fr谐振频率；C-自由空间光速；λ0自由空间波；υd非磁性介质光速12谐振电介质中最简单稳定波状态的电磁场情况(a)磁场;(b)电场，(c)在柱面坐标Z=0时，Eφ和Ez随r的变化（z轴垂直于盘面，原点在盘中心。）最简单方

7、式的电磁场情况13在一定的频率下，谐振器的尺寸与介电常数的平方成反比，因此为使介质器件与整体小型化，必须使介电常数最大化。1.4.5微波介质陶瓷14一般介质陶瓷体的热膨胀系数αL为正，故介电常数温度系数τε必须为负，才能使τf接近零，因此应找出介电常数温度系数为负的陶瓷材料。1.4.5微波介质陶瓷TCf-temperaturecoefficientofresonancefrequencyαL膨胀系数谐振频率温度系数即谐振频率稳定性好。介质谐振器一般都是以介质陶瓷的某种振动模式的频率作为其中心频率，为了消除谐振器的谐振频率特

8、性的温度漂移，必须使近零的频率温度系数15在仅考虑电介质的能量损失而不计及辐射损失或表面导电的条件下，Q=（tanδ）-1在工程上，根据微波谐振器的频率特性曲线。品质因数Q被定义为谐振频率(fr)除以距峰顶3dB处的峰宽(Δf),即Q=fr/Δf。Q值越高，谐振器的频率选择性越好。对于给定材料，Q值随着