BaTiO$_3$-NiO 复合材料作为紧凑型介质谐振器天线的研究
Investigation of BaTiO$_3$-NiO composite as compact Dielectric Resonator Antenna
AI总结：
本研究通过烧结 BTO 和 NiO 混合物制备陶瓷材料，在微带传输线上制造出用于 C 波段无线通信的紧凑型介质谐振器天线，结合 Ansys HFSS 软件优化与实验验证，在约 7.27 GHz 处获得 C 波段信号。
摘要：
为了用于 C 波段无线通信，在微带传输线上制造了一种紧凑型介质谐振器天线，所用陶瓷材料由 BTO 和 NiO 的烧结混合物制成。使用 Ansys HFSS 软件优化天线参数并进行了实验验证。Ni 取代了 A 位的 Ba 和 B 位的 Ti。这种固溶体存在极限，取决于烧结期间提供的 NiO 量。对结构变化和介电常数的完整研究能够将其与谐振特性相关联。所有样品均保留铁电四方 P4mm 相，c/a 比率略有下降。将 NiO 引入 BTO 降低了烧结温度，并显示出与类 BTO 相和类 NiO 相相关的两种形态。它在 100Hz 至 1MHz 范围内显著降低了介电常数和损耗角正切（<0.01）。这些特性使这些样品适用于 C 波段范围 [4-8 GHz] 的 DRA 应用。使用 HFSS 软件进行的实验和理论评估产生了约 7.27 GHz 的 C 波段信号。
英文摘要：
A compact dielectric resonator antenna has been fabricated on a microstrip transmission line for the purpose of C-band wireless communication using a ceramic material made out of a sintered mixture of BTO and NiO. The antenna parameters are optimized using Ansys HFSS software and verified experimentally. Ni replaces both Ba at A site and Ti at B site. Such a solid solution has a limit depending on the amount of NiO provided during sintering. A complete study of the structural changes and the dielectric constant enables the correlation with the resonating property. All the samples retain the ferroelectric tetragonal P4mm phase with a nominal decrease in the c/a ratio. NiO incorporation in BTO decreases the sintering temperature and shows two types of morphology associated with BTO-like and NiO-like phases. It induces prominent reduction in the permittivity and loss tangent (<0.01) in the range 100Hz to 1MHz. These properties make these samples suitable for DRA application in the C-Band range [4-8 GHz]. Experimental and theoretical assessment using HFSS software yields a C-band signal at ~7.27 GHz.
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