MgO-TiO2 系微波介质材料的研究与应用 The investigation and application for microwave dielectric

material of MgO-TiO2

2013. 4. 20

高正东

背景微波频率（ 0.3 GHz 至 300 GHz ）比一般的无线电波频率高，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波通信是指将信号以该频率段为载体进行传输一种综合技术。

频带宽，容量大：占用的频带约 300GHz ，频带越宽，信号的传输速度越快，即信道容量越大。

稳定、可靠：频率高，自然界存在的各种电磁波干扰对微波通信的影响极小。

灵活性较高：微波通信采用卫星或中继的方式实现远距离通信，可以克服特殊的地理环境，如沙漠、江河、沼泽、高山等。

投资少、建设快：在通信容量和通信质量相同的情况下，微波通信中继站与有线通信相比，其建设费用低，建设周期短。

微波通信的优点

课题背景

研究内容

结果与讨论

课题背景

研究内容

结果与讨论

课题背景

微波技术的应用雷达、遥控、遥测、遥感、通信、

微波烧结、微波辅助化学反应、

微波选矿、微波凝固治疗肿瘤、

微波武器… …

微波技术发展的基础：

微波介质陶瓷材料

课题背景微波技术的发展趋势

高频率化

高集成化

高功率化

1

2

3

课题背景

课题背景

课题背景名称 化学式 结构类型 烧结温度 ( )℃ εr Qf(104GHz) τf(×10-6/ )℃

正钛酸镁 2MgO•TiO2 尖晶石 1450 14.0 15.0 -50.0

二钛酸镁 MgO•2TiO2 --- 1380 17.4 4.7 -66.0

偏钛酸镁 MgO•TiO2 钛铁矿 1450 17.0 16.0 -45.0

--- 1.8MgO•1.1TiO2 尖晶石 1450 15.7 14.1 -52.4

表 2 MgO-TiO2 二元系统组成的不同系统

1. 微波介质材料结构与性能关系： （ 1 ） Qf 值：原子堆积密度，有序无序相转变 （ 2 ）介电常数：相对密度，理论介质极化率； （ 3 ）谐振频率温度系数：化学键理论，容差因 子，氧八面体倾斜角；

理论背景： 1. 微带滤波器理论： （ 1 ）微带线理论； （ 2 ）带通滤波器、天线理论

理论

研究内容

一 . MgTiO3 基微波介质材料的 A 位取代。

二 . 在 MgT iO3 基材料中加入不同含量高介电常 数、正频率温度系数的材料实现介电常数的 系列化 、可调化。

三 . 添加烧结助剂或玻璃改善 MgT iO3 基材料的 烧结特性。

实验工艺流程 研究内容

陶瓷基

FR4

由于陶瓷基板的介电常数大，陶瓷基板制作的滤波器尺寸仅是 FR4 的约1/4 ，又由于陶瓷基板损耗低，使得滤波器通带插入损耗较小，性能更优。

结果与讨论

谢谢