微波循環器之理論設計與實驗印證｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	蔣國隆 Kuo-Lung Chiang
論文名稱：	微波循環器之理論設計與實驗印證 Theoretical Design and Experimental Demonstration of Microwave Circulators
指導教授：	朱國瑞 Kwo-Ray Chu 張存續 Tsun-Hsu Chang
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 物理學系 Department of Physics
論文出版年：	2006
畢業學年度：	94
語文別：	中文
論文頁數：	72
中文關鍵詞：	微波循環器
外文關鍵詞：	Circulator
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本論文主要是介紹三埠與四埠微波循環器的工作原理、各元件間
的模擬與微波循環器的實驗結果，其中四埠循環器乃延續[6]的工作
繼續優化。
工作原理中主要是介紹鐵氧磁體的特性，以及利用鐵氧磁體於循
環器時元件的工作機制；模擬設定的部份中先架構出微波循環器的基
本模型，再利用HFSS（High Frequency Structure Simulator）軟體
來進行優化改善；再將設計好的三埠與四埠微波循環器各元件部份加
工完成，組裝完通上磁場後以向量網路分析儀量測，並調整磁場以取
得最佳的工作效果，最後討論三埠與四埠循環器間的優劣比。

第一章 緒論                                               1
第二章 鐵氧磁體材料                                       4
     2-1 磁導係數張量                                     4
     2-2 損耗的影響                                       9
     2-3 鐵氧磁體材料的基本特性                          12
     2-3-1 典形的鐵氧磁體                                12
     2-3-2 鐵氧磁體的能量界限                            13
第三章 微波循環器的工作機制與原理                        14
     3-1 微波循環器的工作機制                            14
     3-2 三埠微波循環器的工作原理                        15
     3-3 四埠微波循環器的工作原理（法拉第旋轉）          19
第四章 三埠循環器之特性模擬與參數設計                    22
     4-1 鐵氧磁體的選擇                                  22
     4-2 電磁波在波導管中的行為                          23
     4-3 三埠微波循環器設計                              26
第五章 Ku頻段三埠微波循環器之實驗印證與優化模擬          33
     5-1 三埠循環器之實驗數據                            33
     5-2 內部高次模的產生                                38
     5-3 三埠循環器的後續發展                            40
第六章 Ka頻段四埠微波循環器之參數設計與實驗印證          45
     6-1 輸入埠與正交埠的重新優化                        47
     6-2 去除TM01 mode的存在                             50
     6-3 實驗結果                                        53
     6-4 結論                                            56
第七章 結論與未來展望                                    58
參考文獻                                                 59
附錄A法拉第旋轉理論-鐵氧磁體半徑的影響                    I
附錄B柴比雪夫阻抗匹配（Chebyshev Transformer）            V
附錄C 鐵氧磁體的去磁因素                                VII

                                

[1] A. J. Baden Fuller, “Ferrites at Microwave
Frequencies”, Peter Peregrinus, London, 1987.
[2] David M. Pozar, “Microwave Engineering”, 2nd ed.,
John Wiley ＆ Sons, Inc., 1998.
[3] Robert E. Collin, “Foundations for Microwave
Engineering”, 2nd ed, McGraw-Hill, Inc., 1992.
[4] Martha Pardavi-Horvath, “Microwave Applications of
Soft Ferrite”, Journal of Magnetism and Magnetic
Materials 215-216（2000）171-183.
[5] 孫又予，”微波電路學”，國立編譯館。
[6] 連曼均，”Ka頻段高功率微波循環器之設計與製作”，碩士
論文，國立清華大學，中華民國，2005。
[7] Ansoft HFSS User’s Guide, Wersion 9.0, 2003。

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)

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