下载文档原格式
软磁铁氧体烧结过程的质量问题现象及解决措施一、烧结条件对磁性能的影响烧培条件对铁氧体的磁性能有很大影响。
烧结温度、烧结气氛和冷却方式是烧结条件的三个主要方面.（一)烧结温度对磁性能的影响一般说来，烧结温度偏低时，晶粒大小不均匀，气孔分散于晶界和晶粒内部，呈不规则多面形.磁导率μi和剩磁感应强度Br都较低，但是矫顽力HCB 较大。
烧结温度适当,则晶粒趋于均匀、气孔呈球形、烧结密度较低、磁导率μi 和剩磁感应强度Br较大，矫顽力HCB有所减少。
烧结温度过高时，晶粒虽然增大,但是由于内部的气孔迅速膨胀，有的杂质发生局部熔融而使晶界变形，则不仅烧结密度低，磁导率μi和剩磁感应强度Br也将显著下降，机械性能极其脆弱，无实用价值。
对软磁铁氧体而言，在一定的烧结温度范围内,初始磁导率μi随烧结温度升高而增大,损耗角正切tgδ也随温升而增大（即Q值减少).对硬磁铁氧体而言,烧结温度高，剩磁感应强度Br也高，而矫顽力HCJ减小。
对旋磁铁氧体而言；烧结温度高，则饱和磁化强度也较高。
在生产中，必须针对各种材料的不同特点,结H合产品的其它性能要求而区别对待，由试验确定最佳的烧结温度.(二）烧结气氛对磁性能的影响气氛条件对铁氧体烧结非常重要，尤其对含有易变价的Mn，Fe,Cu，Co等金属元素的铁氧体，在烧结过程中随着氧分压和温度的变化而发生电价的变化以至相变，过度的氧化与还原，就有另相析出（如α-Fe2O3,FeO，Fe3O4，Mn2O3等），将导致磁性能的急剧变化。
在升温阶段，因为还没有形成单一尖晶石相,对周围气氛要求不苛刻，在空气中、真空中或氮气中升温均可；在保温过程中，由于发生了气孔的排除、晶粒的长大和完善、单一结构铁氧体的生成，这些均要求控制好烧结气氛。
可以说，烧结气氛是影响磁性能的一个重要因素。
烧结气氛和固相反应速度、产物及微观结构均有直接关系。
因此要控制好烧结气氛来生产各种不同性能的铁氧体(如各种高磁导率、低损耗、高密度的软磁铁氧体和高电阻率的旋磁铁氯体等）。
带线隔离器环形器的装配全过程隔离器、微波隔离器、同轴负载、同轴衰减器、优译、环形器、微波环形器一、来料检验：腔体检验：按照《射频隔离器、环行器来料检验标准》对来料进行抽检或全检。
结合设计图纸，用数显卡尺测量腔体外形尺寸，肉眼观察腔体底部要平整，无明显刀痕及台阶。
隔离器/环行器中心导体检验：用卡尺测量中心导体厚度，电感、电容宽度是否满足图纸要求，检查导体在电镀或运输过程中是否有变形、擦花，镀银层氧化等现象。
铁氧体：检验铁氧体外形尺寸，铁氧体背银面背银层良好，产品不能有崩边、脆裂等现象。
永磁铁：检验磁铁电镀层、外表面光滑、不能有缺角。
底部不平导体变形二、来料入库：检验好的腔体、导体、铁氧体等原材料，按照《仓库管理制度》做好三防包装进行入库管理。
三、领料：按照《生产计划单》数量参照产品《物料清单》领料，领取组装带线隔离器/环形器所需原器件，并将其整齐有序的放于待装配物料盘中。
四、开始装配：1、将领出的物料进行检验，物料应无破损，划痕等不良。
2、整个装配过程中带好指套等防护，用加工好的聚四氟乙烯将铁氧体均匀的固定在腔体内部（铁氧体背银面同腔体底部相接），处理好的腔体整齐的放于待装配物料盘中待进行装配。
3、将固定好下铁氧体的环行器、隔离器腔体放于装配夹具中，参照装配示意图，将中心导体放置于夹具的三个卡槽。
导体不能有变形氧化等现象。
4、依次放好铁氧体（没背银面朝向导体），导磁片、铁氧体磁铁及温度补偿片。
确认物料没有漏放或多放，将上盖板轻轻转入腔体，待确认丝牙已完全对正后用专用扳手将盖板拧紧。
5、装配好的产品整齐放入待调试物料盘待下步工序。
特别注意：导体和铁氧体的对称性，温度补偿材料的多放、漏放问题。
环形器结构图五、进行调试：结合“隔离器、环行器调试方法”及按照客户要求指标，将装配好的环行器进行调试。
将充磁机电压设置在400V左右，调试过程中，通过对产品的充、退磁对性能曲线进行调整，如有装配不对称导致曲线不能满足要求，则应退磁后将产品拆开重新装配再调试。
微波铁氧体环行器隔离器的小型化及其对策何水校南应用磁学研究所川绵阳621000简要介绍了国内外环行器、隔离器等微波铁氧体器件小型化-微型化、片式化的发展趋势•提岀了集中建设微细加工技术和微组装工艺研究开发中心的设想•1引言中国西南应用磁学研究所(包括其前身)在微波铁氧体材料和器件研制与生产领域内，大致经历了三个发展阶段。
第一阶段：195&1960年，是建基立业阶段，开始研究和制造微波铁氧体材料；第二阶段：1960-1978年，是巩固提离阶段，开始研制微波铁氧体器件、YIG 单晶材料与器件、薄膜和磁光器件等：第三阶段：1979年至今，是全面发展阶段，基本上实现了微波铁氧体材料和器件的系列化，产品门类比较齐全，并通过了 IS09001质量认证。
随着信息产业和军事电子技术的发展，环行器、隔离器等微波铁氧体器件的小型化、微型化、片式化、薄膜化将成为一个主要的发展方向之一。
本文简要介绍国内外微波铁氧体器件的小型化的进展情况和发展趋势，提出了集中建设微细加工技术和微组装工艺研究开发中心的设想，供同行参考，并请批评指正。
2国外发展概况近五十年来.大功率、小型化、宽频帶-高可靠一直是国内外环行器、隔离器等微波铁氧体器件发展的基本方向。
例如，超视距远程雷达和微波医用治疗仪用的大功率波导差相移隔离器长约1米，重达lOOKg,而最小的微型化片式隔离器仅0.3g,外形尺寸为5X5X2 mm,有人称之为两极化发展趋势。
美、俄等国在环行器、隔离器等微波铁氧体器件小型化方面处于世界领先水平，有代表性的厂家如：美国的 M/A・COM、MICA、TRAK、Litton、Renaissance、Loral、Ferrentu Sierra、 FEI^ Hughes% Raytheon和俄罗斯的lstok、Domain等公司，日本的村田、TDK则在微型集中参数环行器.隔离器研究、生产领域取得了显著成绩⑴。
微带环行器、隔寓器适用于微波集成电路的微带环行器.隔离器是最早开发的小型化・片式化微波铁氣体器件。
2021年1月微波铁氧体器件批生产中问题及对策邓蜀平,蒋映（中国电子科技集团公司第九研究所，四川绵阳621000）【摘要】微波铁氧体器件在微波电路中能够对微波信号或能量起隔离、环行、方向变换、相位控制、幅度调制或频率调谐等作用,广泛用于雷达、通信、无线电导航、电子对抗、遥控、遥测等微波系统以及微波测量仪器中。
近些年我国微波铁氧体器件的生产水平有了快速发展,但是在批量生产方面还是存在一定问题,限制了微波铁氧体器件的进一步发展。
本文主要分析微波铁氧体器件批生产方面的问题,同时提出相应的解决对策,希望能够对相关专业人士有所帮助。
【关键词】微波铁氧体器件;批生产;问题;对策【中图分类号】TN61【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2021）01-0185-020引言在军事工业发展过程中，微波铁氧体材料以及器件是最为关键的内容之一，和军事工业配套发展直接关联。
近些年随着科技的提升，军事工业也有了迅猛的发展，对于微波铁氧体材料和器件的要求也有了进一步提升，使得微波铁氧体器件的研发、生产等都形成了全新的问题，同时也为推动微波铁氧体行业发展提供了良好的机遇。
尤其是随着相控阵雷达技术不断发展，很多此方面的项目都有了迅猛发展，这也就大大推动了与之相配套的微波铁氧体环形器、隔离器、移相器组件的发展，对其实施批量生产已经成为必然条件。
因此需要对微波铁氧体器件批生产中存在的问题进行分析，采取针对性的对策来保证产品质量、工期等能够达到标准要求，为进一步推动微波铁氧体行业发展打下基础。
1微波铁氧体器件的原理概述微波铁氧体器件是利用铁氧体的旋磁效应制成的，通过二价金属锰、铜、镁、锌、镍、钇等氧化物和三氧化二铁烧结而成的多晶或者单晶材料，属于铁磁材料，其外表和陶瓷类似。
一旦受到恒定磁场的作用，铁氧体的内部就会造成电子运动，从而使得铁氧体形成张量磁导率而成为不同向异性的煤质，具有非互易性。
一般情况下铁氧体具有102~108赘/cm范围内的电阻率，因此铁氧体具有较大的趋肤深度，微波电磁场可以进入铁氧体的内部，这就会造成铁氧体的非互易特征对微波电磁场起到作用，因此通过铁氧体能够形成非互易器件。
铁氧体隔离器环形器在射频系统中是十分基础与重要的。
它们属于被动铁氧体器件，在射频能量系统的角色就如交通指挥员一样，按研发者需要的方向引导信号的走向。
它们的功能表现为：是一种单向传输电磁波的器件，当电磁波沿正向传输时，可将功率馈给负载，对来自负载的反射波则产生较大衰减，这种单向传输特性可以用于隔离负载变动对信号源的影响。
选择一款隔离器或环形器的时候，弄明白哪些是在操作中会影响整个设计的参数非常重要。
隔离器环形器的三个主要的参数是插损，驻波比和隔离度。
一般来讲，这三个参数的选择与带宽必须相互权衡，也就是，带宽越宽，这三个参数的指标会有所降低。
隔离度，驻波比，插损的S参数图插损插损描述的是信号从铁氧体隔离器或环形器的一端口传输到另一端口的过程中损失的能量。
它本质上是用来测算工程师使用的隔离器或环形器损失的能量。
如我们上面所述，它们是被动元器件，所以信号它们中通过的时候要用消耗信号本身的能量。
在系统操作中，信号通过设备时会造成一些衰减，这个衰减值也就是损耗，用dB这个单位来衡量。
插损越高，信号通过隔离器或环形器时损耗的能量就越多，这个损耗的能量在通过设备的过程中转化成热能。
然而，插损的数值非常小，所以在系统中使用隔离器环形器来接收信号是值得实施的。
通常插损的是指是0.4dB，在窄带中可以小到0.15dB，宽带中可以高到1.7dB。
驻波比VSWR全称voltage standing wave ratio，即电压驻波比。
它是由两个边界相遇（通常在源满足负载的情况下）的不完美阻抗匹配产生的驻波的高电压与低电压的比率。
这种驻波是由反射离开边界的能量产生的，并且沿着它来到的方式返回。
用隔离器和环形器的情况下，驻波比是用于衡量你通过隔离器传输多少信号到收发器，从而返回多少能量的。
驻波越低越让人满意，它意味着从隔离器环形器端口1反射回来的能量越少。
隔离度对于隔离器，可能较重要的参数便是隔离度。
隔离度是衡量一个信号泄露到其他端口的功率与输入功率之比，单位dB。
概述：
隔离器环形器主要用来单向传输微波能量。
隔离器使微波能量只能从输入端流进，从输出端流出。
环形器则控制电磁波沿某一环形方向传输，这种单向传输性能用于微波设备的级与级、级与系统之间就能使它们各自独立工作，互相隔离。
隔离器环形器均由磁化的铁氧体片、传输线和输入输出连接器组成。
原理：
隔离器是由铁氧体制成的各向异性的微波无源的器件。
铁氧体是一种黑褐色的陶瓷，起初由于其中含有铁的氧化物而得名。
当微波频率的电磁波通过铁氧体时，导电损耗是很小的。
更重要的是, 它是一种非线性各向异性磁性物质，它的磁导率随外加磁场而变，即具有非线性；在加上恒定磁场以后，它在各方向上对微波磁场的磁导率是不同的，就是说其具有各向异性的。
由于这种各向异性，当电磁波从不同的方向通过磁化铁氧体时，便呈现一种非互易性。
环行器单向传输的原理，是由于采用了铁氧体旋磁材料。
这种材料在外加高频波场与恒定直流磁场共同作用下，产生旋磁特性（又称张量磁导率特性）。
正是这种旋磁特性，使在铁氧体中传播的电磁波发生极化的旋转（法拉第效应），以及电磁波能量强烈吸收（铁磁共振），正是利用这个旋磁现象，制做出结型隔离器、环行器。
它具有体积小、频带宽、插损小等特点，因而应用十分广泛。
隔离器端口构件图环形器端口构件图
铁氧体隔离器环形器中的互调失真情况：
铁氧体连接元件的一个主要应用是基站放大器。
每个放大器模块包括若干个隔离器，这些隔离器主要用来提供失配保护。
当把隔离器放在功率放大器和天线之间时，它的主要作用是防止高反射功率的干扰。
这些隔离器的波形因数是混入方式，在这种方式中和隔离器基底相连的大型终端芯片可以吸收高达200W的平均功率。
该隔离器位于功率放大器之后，必须能够控制100W或者
更高的满负荷射频功率。
由于每个基站放大器可能有多个通道，因此需要考虑非线性畸变。
为了减小放大器畸变，人们使用了多种不同的线性化方法，然而它们无法减小隔离器失真（除了也许能够减小振幅因数之外）。
在隔离器中使用的铁氧体材料其线性范围可以达到几瓦。
超过这个范围，较严重的非线性效应是三阶交调失真（IMD）。
导致这种情况的原因是两个（或更多）不同频率（F1和F2）的信号在非线性传输区域内相互干扰。
三阶信号乘积畸变频率为2F1–F2和
2F2–F1，可能在接收机通带内产生干扰。
更高阶信号乘积畸变的幅度通常会低降若干分贝。
如果三阶乘积畸变降低了，那么更高阶畸变也会减小相同的量。
IMD度量的是畸变信号和输入信号的功率之比，其单位为dBc。
对于20W的两个信号频率，隔离器的典型IMD值近似为–80 dBc。
通常，改变输入信号时铁氧体隔离器服从理论特点，即输入信号功率变化1 dB，IMD值变化2 dBc 。
环形器具体特征显示：
环形器为三端口器件，当端口1为输入，端口2为输出，则3端口为隔离端口，能量几乎不能穿过，以此类推，一般UHF读写器上用环形器为顺时针方向流通，当端口1为TX输出时，RF 信号会从端口2而流过，而端口3即RX端口为隔离端，具体隔离度需参考器件参数和LAYOUT效果，相反，当端口2作为收发复用端接收信号时，信号会按顺时针进入端口3，此时泄露到TX
端口的能量非常小，可以忽略，而TX泄露到RX端口的能量很大程度上影响着接收机灵敏度即实际识别效果，因此需根据接收端LNA参数，在RX端加衰减器对TX泄露信号进行有效隔离，但由此产生一个问题，因为RX接收的有用信号本身已经很少，在进行TX端泄露信号衰减的同时，RX 端有用信号也被进一步削弱，因此也会影响到LNA的接收，因此，用环形器做收发隔离只能在一定程度上产生效果，对于TX输出功率给定且ERP不超过相关规定的情况下，要提高接收机灵敏度，必须考虑增大收发两路的隔离度，方法有很多，视具体需求而定。
射频隔离器环形器实物图：
N型同轴隔离器SMA同轴隔离器表贴隔离器
N型同轴环形器SMA同轴环形器表贴环形器
关于优译：
优译创立于中国深圳市，注册资金2亿元人民币，是集军民用微波通信器件开发、设计与生产的一体化企业，产品远销海内外。
公司成立于2003年，依托产业优势，凭借过硬的专业技术，以国内、国际双规运营的经验模式，在微波通信行业赢得信誉和口碑，生产的产品频率范围从300KHz 至 110GHz, 功率高达20KW，广泛使用于民用、军事、航天、空间技术等领域。
优译公司始终秉承“诚信为先、顾客至上、科技引领、敢于创新”的经营理念，坚持以“技术优势为根本，以市场需求为导向”。
公司成立以来与国内外企业、院校、科研机构进行相互交流并深度合作，为产品开发研究奠定了技术基础。
公司在不断发展和壮大的同时，不断追求更加卓越的企业品质，从专业化公司向多元化企业稳步迈进，欢迎来自世界各地的合作伙伴选择与我们合作，感受优译公司科技创业的力量，期待共同开创美好的明天！
优译主要生产的产品：射频隔离器、环形器、衰减器、负载、合路器、功分器、电桥、滤波器、放大器等微波通讯产品。
附：更多产品可参考优译有限公司官网。
