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近年来,人们在射频电子产品小型化方面投入了大量的精力。然而对于工作频率在超高频段的天线、电感等无源器件仍有较大的发展空间。就目前的研究状态而言,分别采用低介电常数和高介电常数材料用作超高频段的电感与天线小型化的介质材料。Z型铁氧体材料在超高频段具有较好的电磁性能,该材料兼具介电与磁特性,有利于该频段内器件的小型化。 本文针对上述发展趋势,以Co2Z平面六角铁氧体材料为研究对象。综合了现有铁氧体材料的低温烧结与掺杂技术,对Z型铁氧体低温烧结进行了探索,实现了材料在无助烧剂条件下的低温烧结;此外,在低温烧结的基础上,研究了材料的低损耗特性,并以低损耗Z型六角铁氧体材料作为天线基板,研究了该材料在天线小型化中的应用。主要内容有: 1.研究了Bi3+取代对Co2Z六角铁氧体材料低温烧结的影响。通过比较不同取代量下材料的宏观电磁性能,得出了最佳的取代量,并在此基础对比了工艺条件对材料性能的影响。 2.进一步研究离子取代以提高低温烧结材料的磁导率。(1)研究了Bi3+、Co2+、Zn2+复合取代对材料电磁能性的影响,根据实验数据确定了最优取代量;随后考察了Bi2O3掺杂量及工艺对材料磁导率的影响,确定了最佳掺杂量和工艺条件。(2)研究了Bi3+、Cu2+、Zn2+复合取代对材料电磁能性的影响,发现该复合取代明显改善材料磁特性。 3.研究了Sr2+取代及烧结工艺对材料介质损耗的影响。根据实验结果,分子式为Ba2.1Sr0.75Bi0.15Co2.15Fe23.85O41的材料在900℃烧结时损耗最低。 4.以研究的低损耗磁性材料为基板,在HFSS中设计了一款内置数字电视天线,天线的工作频段为470-702MHz,实现了天线的小型化。制作并测试了天线的性能,结果表明,以低损耗 Z型铁氧体材料为基板,有利于天线的小型化,且不影响带宽、辐射效率等天线性能。