基于LTCC技术的低温烧结旋磁铁氧体材料及移相器机理研究

铁氧体移相器是雷达系统中的核心关键器件。但常规波导型铁氧体移相器质量和体积都较大，逐渐不能适应现代雷达小型轻量化发展的需要。为探索小型片式化铁氧体移相器的实现途径和方法，本课题拟将LTCC叠层技术引入到移相器的设计和研制过程中，从源头材料研究出发，首先对微波旋磁锂铁氧体离子替代机理及低温促烧机理展开理论分析和实验研究，掌握能兼顾材料低温烧结和优良电磁性能的铁氧体配方设计方案、制备工艺条件和方法。然后，基于研制材料特征以及对移相器工作机理的研究，通过理论计算建立片式铁氧体移相器的设计模型，并结合建模仿真探讨材质参数、结构特征及参数对移相器微波性能的影响，确定片式移相器的最终实施方案。最后，基于LTCC工艺开展片式移相器的实际研制，通过对其性能的测试分析来验证研制材料、移相器设计理论和实施方案应用的可行性和有效性，为促进LTCC技术与微波旋磁器件的结合发展奠定一定的理论和实践基础。

铁氧体移相器是雷达系统中的核心关键器件。但常规波导型铁氧体移相器质量和体积都较大，逐渐不能适应现代雷达小型轻量化发展的需要。本项目创新性的将LTCC先进的三维叠成技术与小型片式化铁氧体移相器的设计与研制有机的结合了起来，开展了包括从新型低温烧结旋磁铁氧体材料研发、新型片式移相器件设计再到新型片式移相器件研制三位一体的系统化研究。项目主要研究内容包括了对旋磁锂铁氧体材料离子替代机理及实验的研究，对旋磁锂铁氧体材料低温烧结途径和工艺的研究，对LTCC片式铁氧体移相器工作机理与建模设计的研究以及对LTCC片式铁氧体移相器研制及验证的研究等。通过对微波旋磁锂铁氧体材料离子替代机理和低温促烧机理的分析研究和大量对比实验研究，成功掌握了能有效兼顾旋磁锂铁氧体低温烧结和优良电磁性能的配方设计方案和制备工艺条件。在此基础上，基于研制材料的参数特征及铁氧体移相器设计理论的研究，完成了对新型LTCC片式移相器的结构设计和建模仿真，并通过对该器件的实际研制和测试分析充分验证了研制材料及器件设计理论、实施方案的可行性和有效性，为实现铁氧体移相器的小型轻量化发展开辟新的思路，同时也为促进LTCC技术与微波旋磁器件的有机结合，以及微波器件和组件的集成化发展奠定理论和实践的基础。