發布時間：2023年2月2日
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衛星通信是現代通信系統中最吸引人的技術之一，也是克服日益增長的數據需求的一個非常有前途的解決方案。天線作為衛星通信系統中必不可少的一部分也受到廣泛關注。如今，介質諧振器天線（DRAs）憑借其高輻射效率、高增益、高度設計靈活性以及易于與平面電路集成等優點吸引了越來越多的關注。中低介電常數（）、高品質因數（Q）和近零的諧振頻率溫度系數（TCF）是微波介質陶瓷設計的目標。
近日，西安交通大學電信學部電子科學與工程學院周迪教授團隊采用Ca2+/Mo6+離子對單斜褐釔鈮礦結構SmNbO4陶瓷進行Sm/Nb-位離子的同時取代，發現該體系在0.15≤x<0.375范圍內為單斜褐釔鈮相，0.375≤x≤0.7范圍內為四方白鎢礦，表明A位離子半徑的增加有效地促進了鐵彈相變（單斜褐釔鈮→四方白鎢礦，x= 0.375），并加強了四方白鎢礦結構的穩定性。SNCMo@x陶瓷介電常數（）具有組分依賴性，分布在12.0-17.7之間。[BO4]多面體的扭曲是造成諧振頻率溫度系數（TCF）由負轉正和品質因數（Q×f不規則行為的主要原因。SNCMo@0.18陶瓷實現了最佳的微波介電性能（ ~17.1，Q×f~ 52, 800 GHz（@~8.8 GHz），TCF ~ ?1.4ppm/°C）。這項工作證明了A/B陽離子同時取代可以有效調節RENbO4材料中[BO4]多面體的畸變，從而進一步調節微波介電性能。此外，在該工作中SNCMo@0.18陶瓷被設計成圓柱形介質諧振器天線（CDRA），在中心頻率（7.75 GHz）處具有較高的輻射效率（97.1%）和增益（5.96 dBi），結合其極低的損耗和良好的溫度穩定性，SNCMo@0.18陶瓷有望在X-波段衛星通信（7.62 - 7.89 GHz）中獲得應用。
該工作以《基于新型低損耗溫度穩定型(Sm1-xCax)(Nb1-xMox)O4(x=0.15-0.7)微波陶瓷的衛星通訊用介質諧振器天線設計與制備》（Design and Fabrication of a Satellite Communication Dielectric Resonator Antenna with Novel Low loss and Temperature Stabilized (Sm1-xCax)(Nb1-xMox)O4(x = 0.15-0.7) Microwave Ceramics）為題發表在國際期刊《材料化學》（Chemistry of Materials）上。論文第一作者為西安交通大學電信學部電子科學與工程學院博士生吳芳芳，通訊作者為西安交通大學周迪教授和芬蘭奧盧大學Heli Jantunen教授。
來源：西安交大新聞網 2023.2.2