环氧树脂-磁铁矿复合材料在介质谐振器天线中的应用开发

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开发了不同Fe3O4质量分数的环氧树脂-磁铁矿(Fe3O4)复合材料。研究表明，相对介电常数随Fe3O4质量分数增加而增大。扫描电子显微镜分析证实了Fe3O4纳米颗粒在树脂基体中的均匀分散。测量了材料的相对介电常数、相对磁导率和介质损耗角正切值。通过在100°C加热2 h的热稳定性测试，确认了材料介电性能的热稳定性，加热前后无明显变化。采用Fe3O4质量分数为48.78%、相对介电常数为6.2的复合材料设计了探针馈电圆柱形介质谐振器天线(DRA)。与工业标准材料TC600(Rogers公司，εr=6.15)相同几何结构的天线相比，所设计DRA的计算带宽为47.1%，而TC600基DRA仅为29.6%。所开发复合材料制作的DRA原型在4.89~7.68 GHz频段内的−10 dB带宽达44.4%。测量结果表明辐射方向图为主瓣辐射，在工作带宽内不同频率处保持相对一致。研究结果表明，采用所开发的复合材料替代工业标准材料设计DRA，可显著提高带宽以满足超宽带应用需求，且无需复杂的结构改进，相比氧化铝等陶瓷材料具有成本低、易于制造的优势。

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