
????????微波铁氧体器件是利用铁氧体旋磁效应制成的微波器件,,,,,材料是器件的核心。。。。。。。这种器件在微波电路中用来调控微波信号的频率、振幅、相位、极化状态和通道选择,,,,,被广泛用于雷达、通信、导航、电子对抗、�??????亍⒁2狻⒐悴サ缡印⑽⒉尤鹊任⒉ㄏ低骋约拔⒉ú饬恳瞧髦�。。。。。。。微波铁氧体器件的种类很多,,,,,从材料来分有单晶和多晶器件;;;;;;从传输线的结构来分,,,,,有波导、同轴、带线和微带器件;;;;;;从偏磁场的工作点来分,,,,,有高场、低场和共振场器件。。。。。。�;;;;;;箍梢园垂ぷ髌刀巍⒊惺芄β实拇笮 ⒍丝诘氖俊⑵荡目碚捶�。。。。。。。
????????石榴石和尖晶石铁氧体是应用最为广泛的两大类旋磁材料。。。。。。。尖晶石和柘榴石系列材料性能基本上满足了100MHz~100GHz整个微波波段,,,,,各种微波铁氧体器件,,,,,如环行器、隔离器、开关和移相器的应用要求。。。。。。。随着毫米波技术的发展,,,,,毫米波谐振式器件也需要用有高内场的六角晶系铁氧体。。。。。。。
????????值得指出的是,,,,,在低微波频段如几十到几百MHz工作的旋磁和软磁器件有本质上的区别。。。。。。。区别在工作原理上,,,,,旋磁器件是基于材料的旋磁特性,,,,,即磁导率的张量特性的器件;;;;;;软磁器件利用的则是材料的复数磁导率标量特性。。。。。。。所以不能笼统的说工作在微波频率下的铁氧体就是微波铁氧体材料。。。。。。。
石榴石铁氧体的线宽ΔH最低,,,,,是首选的低损耗材料。。。。。。。但是其饱和磁化强度4πMs在1900G以下,,,,,主要应用在X频段以下;;;;;;而Ni系和Li系铁氧体的Ms较高,,,,,X频段以上及毫米波器件都需要选用尖晶石材料,,,,,只是它们的损耗比较大。。。。。。。
一、石榴石型微波铁氧体
????????石榴石型微波铁氧体材料具有很窄的铁磁共振线宽、低的介电损耗以及小的磁晶各向异性。。。。。。。由于损耗低性能优良,,,,,目前在微波铁氧体器件的应用中占有统治地位。。。。。。。
1)钇铁石榴石铁氧体
钇铁石榴石记为YIG,,,,,是发现得最早(1956年)的石榴石型铁氧体。。。。。。。各种实用的石榴石型微波铁氧体材料都是由YIG派生出来的。。。。。。。
2)钇铝石榴石铁氧体
YAlIG是早期的通用石榴石材料。。。。。。。
3)窄线宽石榴石铁氧体
其H100e,,,,,是低损耗环形器隔离器的必用材料。。。。。。。主要有YCaInVIG、YCaSnVIG和YCaInGeIG。。。。。。。
4)铋钙钒石榴石铁氧体
BiCaVIG是一类不含钇的石榴石铁氧体材料,,,,,具有低成本、低磁矩、低H、高居里温度等所谓三高的优点。。。。。。。
5)钇钆石榴石铁氧体
二、尖晶石型微波铁氧体材料
????????尖晶石型铁氧体是最早(1952年)应用于微波铁氧体器件的旋磁材料。。。。。。。它们的优点是饱和磁化强度高,,,,,最高可达4Ms=5200G,,,,,因此适用于XKu频段,,,,,以至毫米波。。。。。。。常用微波铁氧体尖晶石材料的种类有Ni(Zn)系、Li(Zn)系和Mg(MnAl)系等。。。。。。。
Ni系微波铁氧体材料的特点是含有两种磁性离子(Fe3+和Ni2+)因而ΔHeff高,,,,,ΔHk较高,,,,,宜用作高功率材料。。。。。。。
Li系微波铁氧体材料的特点是磁滞回线的矩形度好(可达0.9以上) ,,,,,适用于锁式移相器,,,,,ΔHeff比较低、可用于低损耗器件。。。。。。。
三、六角晶系微波铁氧体材料
????????毫米波谐振式器件所要求的工作磁场非常高,,,,,工程上难以实现。。。。。。。六角晶系铁氧体M和W型材料具有较高的单轴各向异性, 因而有较高的磁晶各向异性内场(Ha),,,,,可用来降低器件设计对外场的要求。。。。。。。
