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研究生:郭明達
研究生(外文):Ming-Ta Kuo
論文名稱:Sm(A1/2Ti1/2)O3(A=Zn,Co)微波介電材料之研究與應用
論文名稱(外文):Study and Application of Sm(A1/2Ti1/2)O3(A= Zn,Co) Microwave Dielectric Materials
指導教授:黃正亮
指導教授(外文):Cheng-Liang Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:98
中文關鍵詞:介電材料微波
外文關鍵詞:Dielectric MaterialsMicrowave
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  本論文是以Sm(Mg1/2Ti1/2)O3系統為基礎,根據Hume-Rothery規則,利用Co+2(0.082nm)、Zn+2(0.075nm)的離子半徑與Mg+2(0.078nm)的離子半徑接近,進行取代,並以固態反應法完成Sm(A1/2Ti1/2)O3,(A = Zn、Co)系統之微波介電材料,並藉由添加燒結促進劑B2O3,降低燒結溫度,來量測其特性並討論之。
  在濾波器元件的實作方面,利用直接耦合的方式來製作矩形微帶線帶通濾波器,並使用FR4、Al2O3、Sm(Co1/2Ti1/2)O3做為濾波器的基板,比較之間的差異。藉由高介電常數與品質因數來縮小濾波器的體積與獲得良好的頻率響應。濾波器設計的規格:中心頻率2.45GHz及5.25GHz,使用電磁模擬軟體IE3D來進行電腦模擬並與實作量測結果做比較,以得到元件縮小化之實現。
  Based on Sm(Mg1/2Ti1/2)O3 system, this thesis was to discuss the microwave properties of Sm(A1/2Ti1/2)O3, (A=Zn, Co) dielectric ceramic materials. According to Hume-Rothery rule, the ion radius of Co+2(0.082nm ) and Zn+2(0.075nm ) are close to the ion radius of Mg+2(0.078nm ); therefore, Co+2 and Zn+2 were used to replace Mg+2 to finish the reaction of Sm(A1/2Ti1/2)O3, (A=Zn, Co) microwave dielectric materials. Addition of sintering aid B2O3 reduced the sintering temperature. The properties of Sm(Co1/2Ti1/2)O3 dielectric ceramic materials were measured and discussed.
  In addition, we designed and fabricated microstrip rectangular ring filter component on FR4, Al2O3 and Sm(Co1/2Ti1/2)O3 substrate. The center frequency 2.45GHz and 5.25GHz were designed and simulated by electromagnetic simulation software, IE3D.
第一章緒論……..…………………….………….......…1
第二章微波介電材料原理………………………….……...3
2-1 介電原理…………………………...………….......3
2-2 介電共振器原理…..……..………………………....7
2-3 燒結理論……..………………………...…….......8
2-3-1 燒結的種類……..………………….…….........8
2-3-2 液相燒結理論……..………….…………….......9
2-3-3 陶瓷體燒結三過程……..………...…………....11
2-3-4 燒結體的構造與特性分析……..………...………11
第三章微波濾波器電路原理………….…………….…….13
3-1 無線傳輸網路簡介………….……………..……..…13
3-2 濾波器的簡介…..………………………….…....…14
3-3 微帶線原理...…………………………..………....15
3-3-1 微帶線簡介...……………………………........15
3-3-2 微帶線傳輸組態...…………………………......16
3-3-3 微帶線各項參數公式計算及考量...…..........16
3-4 共振器耦合形式...…………………..……………..22
3-4-1 微帶線共振器的種類...………………………....22
3-4-2 耦合的概念...……………………………........23
3-4-3 共振器間的耦合種類...………………………....23
3-5 Microstrip Rectangular Ring 直接耦合帶通濾波24
第四章實驗製程與量測..………………...……..……..26
4-1 微波介電材料的製備…………………..……….…..26
4-2 微波介電材料的特性分析與量測…………………….27
4-2-1 X-Ray 分析……………………………….........27
4-2-2 掃瞄式電子顯微鏡(SEM)分析…………………..27
4-2-3 密度之量測……………………………….........28
4-2-4 微波介電特性的量測………………………….....28
4-3 濾波器的製作與量測…………………………….....29
4-3-1 濾波器的規格…………………………….........29
4-3-2 濾波器的設計…………………………….........30
4-3-3 濾波器的實作…………………………….........30
4-3-4 特性量測………………………………...........31
第五章實驗結果量測與討論……………………………...32
5-1 Sm(A1/2Ti1/2)O3 微波介電材料特性探討………….32
5-1-1 Sm(A1/2Ti1/2)O3 系統之XRD相組成分析…………32
5-1-2 Sm(A1/2Ti1/2)O3 系統之SEM 微結構分析……….33
5-1-3 Sm(A1/2Ti1/2)O3系統之密度分析…………………34
5-1-4 Sm(A1/2Ti1/2)O3系統之介電特性分析……………34
5-2 Sm(Co1/2Ti1/2)O3 添加微量燒結促進劑B2O3 特性分析……….........................................35
5-2-1 Sm(Co1/2Ti1/2)O3 添加微量燒結促進劑B2O3 之XRD相組成分析….....................................35
5-2-2 Sm(Co1/2Ti1/2)O3添加微量燒結促進劑B2O3之SEM微結構分析….......................................36
5-2-3 Sm(Co1/2Ti1/2)O3添加微量燒結促進劑B2O3之密度分析……….......................................36
5-2-4 Sm(Co1/2Ti1/2)O3添加微量燒結促進劑B2O3之介電特性分析…...…..................................36
5-3 Microstrip Rectangular Ring 濾波器特性探討...37
5-3-1 FR4 基板濾波器之模擬與實作量測………….....37
5-3-2 氧化鋁基板濾波器之模擬與實作量測…………….38
5-3-3 Sm(Co1/2Ti1/2)O3 基板濾波器之模擬與實作量測38
第六章結論……………………………………….........39
Reference…………………………………...…….......41
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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