4G高Q微波介质组成与制备工艺研究文献综述

 2021-09-26 11:09

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基于4G通信技术的迅猛发展,以微波介质陶瓷为关键材料的介质谐振器、介质基片、天线和片式电容器等微波器件获得广泛应用。

通信系统的技术进步,迫切需求支撑技术发展的微波陶瓷材料向高品质、多功能、集成化方向发展。

为提高通信质量,具有高品质因数、适中介电常数和近零谐振频率温度系数的微波介质陶瓷材料越来越受到人们重视。

作为制作微波谐振器的核心关键材料,中介微波陶瓷在TD-LTE基站微波电路中有着大量迫切需求。

中介微波陶瓷体系主要分为BaO-TiO2、(Zr0.8Sn0.2)TiO4和CaTiO3-NdAlO3三类[1~3]。

BaO-TiO2体系有BaTi4O9、BaTi5O11、和Ba2Ti9O20;(Zr0.8Sn0.2)TiO4体系介电常数εr(37~40),Qf值较高,达到50000~60000[4],但对介电常数提高的难度较大;CaTiO3-NdAlO3微波陶瓷介质的介电常数相对较高(≥40),频率温度系数(τf)相对容易调节[5],因此引起了国内外材料研究专家们的极大关注。

xCaTiO3-(1-x)NdAlO3陶瓷体系中,CaTiO3属于钙钛矿结构,介电常数高达170 ,同时温度系数较大( 800ppm /℃),且品质因数(3600)较低,无法直接用于高性能微波器件。

NdAlO3同属钙钛矿结构,具有优良的介电性能: εr = 22,Qf = 58000 GHz,τf = -33 ppm /℃。

根据混合法则,两者复合形成的xCaTiO3-(1-x)NdAlO3体系有望满足TD-LTE基站等对高介电常数、高品质因素、温度系数零附近的综合要求。

Janear等[6~7] 发现用固相法制备配比为0.7CaTiO3-0.3NdAlO3,其微波介电性能:εr≥43,Qf ≥30000 GHz,τf在0附近。

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