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铁氧体隔离器在微波系统中具有重要作用,是不可缺少的微波元器件。能实现微波元件级联之间的隔离,提高元件之间的阻抗匹配度,去除不必要的耦合和防止微波元件级间的串扰等功能,广泛应用于微波通讯领域。微波技术的发展,使得微波隔离器向小型化和宽频带的方向发展。本文主要从边导模隔离器电磁波基本模式的分布情况开始讨论,分析了边导模隔离器的工作原理,获得了器件基本参数的设计方法。器件的设计包括隔离器的整体结构形式,渐变式阻抗变换器的尺寸设计,微带线的尺寸设计及铁氧体基片材料的制备。利用三维电磁仿真软件完成了器件的设计,并得到了合适的模型,采用传统固相反应法工艺和离子掺杂方法制备了器件的基片材料。在上述结果的基础上制备了不同性能的边导模隔离器。(1)设计并制备了基于纯YIG材料的边导模隔离器。YIG材料具备优良的旋磁特性,和很小的铁磁共振线宽,适用于低损耗器件。器件工作频率为4~10GHz,隔离度最大可达到30dB,插入损耗最小为1.7 dB,器件尺寸为25mm×13mm×0.65mm。(2)通过金属铝离子的掺杂,降低了YIG材料的饱和磁化强度,结合纯YIG边导模隔离器的设计经验,制备了基于YALIG材料的边导模隔离器。器件工作频率为2.5~5.5GHz,隔离度最大可达到31dB,插入损耗最小为2.5 dB,器件尺寸为50mm×20mm×1.6mm。(3)为了满足小型化、宽频带的要求,提出了自偏置边导模隔离器的概念,并制备基于M型锶铁氧体材料的自偏置边导模隔离器,M型六角铁氧体材料具有高饱和磁化强度和很高的磁晶各向异性场,适用于毫米波段的自偏置铁氧体器件。器件工作频率为27.5~29.5GHz,最大隔离度为47dB,最小插入损耗为8 dB,器件尺寸为10mm×7mm×1mm。