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摘要移相器是一种应用十分广泛的无源微波器件，主要功能是对电磁波的相位进行调整，在雷达、导弹控制、微波设备、测量系统等通信领域及仪器仪表等其他工程领域都有着广泛的应用。铁氧体移相器由于其插入损耗小，可靠性高，使用寿命长及承受功率容量大等优点，使用尤为普遍。本文基于Ka波段，对铁氧体移相器进行仿真设计。
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本文主要介绍了铁氧体电磁特性，电磁波在铁氧体中传播的理论。利用Anosoft HFSS软件,通过对移相器结构的设计和各个部分材料及尺寸的选择，来对Ka波段铁氧体移相器进行建模仿真设计。本文利用LiZn作为铁氧体材料，选取背脊式波导为载体，在29.65~29.80GHz频带内，插入损耗小于1.5dB，回波损耗大于20dB，相移可达200°。同时，本文在此基础上，研究移相器不同参数对铁氧体移相器性能的影响。33831
关键词 铁氧体移相器 LiZn铁氧体材料 背脊式波导 HFSS 仿真
毕业论文设计说明书外文
Title Simulation and Design of Microwave Feerite Phase Shifter
Abstract
Phase shifter is a widely used passive microwave devices, which main function is to adjust the phase of electromagnetic waves.It widely applies in communication areas of radar, missile control, microwave equipment and measurement system,and also applies in instruments, meters and other fields .Ferrite phase shifter due to its low insertion loss, high reliability,long using life and bear power capacity, etc., widely used in many fields. This paper mainly describes the design and simulation of a Ka-band ferrite phase shifter.
In this paper, the electromagnetic characteristics of ferrite and the theory of electromagnetic wave propagating in ferrite are introduced. Using Ansoft HFSS software,I design and structure of the phase shifter and choose the size and material of each part of the shifter to bulid the model of Ka-band ferrite phase shifter and simulate. In this paper,I use the LiZn as the ferrite material, select the ridged waveguide as the carrier, in the 29.65~29.80GHz band, the result shows the insertion loss is less than 1.5dB, return loss is more than 20dB,phase shift is up to 200 degree.Meanwhile, this paper also research different parameters of the phase shifter effects on the performance of ferrite phase shifter .
Keywords Ferrite phase shifter LiZn ferrite materials Ridge type waveguide HFSS simulation
目 次
1 绪论 1
1.1 选题背景和意义 1
1.2 移相器的分类 1
1.3 铁氧体移相器的研究概况 2
1.4 铁氧体移相器的发展趋势 3
1.5 本课题的要求和本文的主要内容 3
2 铁氧体及铁氧体移相器基础理论 5
2.1 张量磁导率 5
2.2 移相器的工作原理 7
3 铁氧体移相器的设计与实现 13
3.1 铁氧体材料的选择 13
3.2 铁氧体移相器结构尺寸的确定 14
3.3 阻抗匹配的设计 17
3.4 铁氧体移相器的建模和仿真 18
3.5 仿真结果分析 19
结 论 28
致 谢 29
参考文献30
1 绪论
1.1 选题背景和意义
铁氧体材料应用相当广泛，它能做成有源也能做成无源器件。环形器、滤波器、隔离器和移相器等是目前大规模使用的无源微波器件[1]。在这些无源器件中，移相器是一种工程领域很常见的微波控制器件，它主要功能是对电磁波的相位进行调整，在雷达、导弹控制、微波设备、电子战争、绘测等通信领域及仪器仪表、医疗设备等其他工程领域都有着广泛的应用[1]。在种类众多的移相器中，铁氧体移相器的插耗小，承受功率高，可靠性强且使用寿命长，所以使用尤为普遍。