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钛酸锶钡(BST)厚膜易于制备,同时具有较低的介电损耗和良好的介电调谐特性,是制备微波可调器件的理想材料。本文以可调谐BST厚膜为基础,对其烧结特性和介电性能进行了改进研究,并进行了BST厚膜移相器的设计研究。 采用丝网印刷工艺制备了BST厚膜样品。为了使BST厚膜适于LTCC技术,通过添加一定量的B2O3和Li2CO3烧结助剂,将BST厚膜的烧结温度从常温烧结的1230℃降低至低温烧结的900℃。当添加0.75wt%B2O3和3.75wt%Li2CO3时,BST厚膜的介电常数、介电损耗和介电调谐率分别为791、0.0128和42.7%;与常温烧结的样品相比,这些性能参数均有所下降。 为了提高BST厚膜的介电调谐率,在丝网印刷工艺中引入了加压预处理流程,同时提出一种新型的两步加压预处理方法。加压预处理可以有效增加BST厚膜的致密度。经过加压预处理之后,BST厚膜的介电常数、介电调谐率明显提高,而介电损耗几乎不变。与传统的加压预处理方法相比,两步加压法预处理对BST厚膜致密度和介电性能的改善更加显著。经过两步加压预处理的BST厚膜的介电常数、介电损耗和介电调谐率分别为958、0.0134和48.6%。 以可调谐BST厚膜材料为基础,结合微波移相器理论,设计了微带线反射式BST厚膜移相器,并对其设计参数进行了模拟优化。经过模拟优化后,移相器的插入损耗为0.21dB,当BST厚膜的介电常数由958降到492时,产生相对相移24.1°。 为了优化BST可调移相器的制作效率和制作成本,采用共面波导与有限地共面带状线相结合的结构,设计了新型共面反射式BST厚膜移相器,并对其设计参数进行了模拟优化。该移相器的信号线和参考地线处于同一个平面,因此比微带线反射式BST移相器更加便于制作。经过模拟优化后,移相器的插入损耗为0.65dB,当BST厚膜的介电常数由958降到492时,产生相对相移23.9°。