System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和長度必須引用該字符串內的位置。 參數名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind()
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及低頻天線通信,具體涉及一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列及調相方法。
技術介紹
1、傳統天線的尺寸通常需要大于波長的1/10,這在低頻通信中,尤其是近年備受關注的甚低頻(vlf,3k-30khz)范圍內更為突出。在這個頻段中,天線的尺寸通常會達到幾千米甚至上萬米,這樣巨大尺寸的天線制備非常困難。相比之下,機械天線中的聲驅動磁電(me)天線的尺寸僅與聲波的波長相關,因此尺寸遠小于傳統天線。由于其特殊的輻射機理,me天線具有更強的抗電干擾能力,因此最近被證明是甚低頻(vlf)通信領域中一種具有前途的解決方案。在低頻通信中,me天線相對于同工作頻率的傳統天線具有巨大優勢。
2、例如,公開號為cn114050395?a的中國專利申請公開了一種甚低頻mems天線芯片及制備方法,其天線適用于水下通訊的甚低頻頻段,尺寸為6mm*6mm*0.5mm,頻率為3-30khz,通過電磁場中磁分量作為媒介,突破了現有天線尺寸與波長的匹配關系,擁有兼容mems工藝,易于集成,良好的發射能力等優點,可以顯著降低現有通訊系統尺寸與重量。公開號為cn116031639a的中國專利申請公開了一種基于聲波激勵的小型化低頻雙向通信磁電天線及制備方法,其利用永磁鐵直接吸附在磁電天線的一端用于提供偏置磁場,以實現良導體媒介中的低頻信號的發射和接收,磁電天線體積小、制備工藝簡單、成本低。
3、但是,正如上述公開的專利申請所揭示的事實,目前聲驅動天線主要還處于理論研究階段,更具體地說,主要還集中于單個天線單元的結構上。而單個me天線的傳
4、另外,本申請人在研究me天線的過程中發現由于me天線單元制備工藝等原因,每個me天線單元很難實現同頻同相位,這會導致me天線陣列輻射效率遠低于理論計算。為了實現同頻同相位,在常規的天線陣列中通常是使用移相器來調整每個天線單元的相位,但是,在常規的天線陣列中,使用移相器調整相位通常是為了形成指向特定方向的波束,以增強對特定區域的信號覆蓋,即傳統調相位更多關注于波束的方向性和控制,而且傳統調相位涉及對每個天線單元單獨進行精細調整。如果為了解決me天線單元制備工藝等原因導致的每個me天線單元很難實現同頻同相位的問題,采用對龐大數量的me天線陣列中每個me天線單元進行相位調整的方法,那么將會導致me天線陣列體積增大,這將嚴重影響me天線本身具體的體積小的優勢,不僅不利于實現me天線陣列的小型化,也會增加me天線陣列的系統以及調相工作的復雜度。
技術實現思路
1、有鑒于此,本專利技術提供了一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列及調相方法,該基于磁電耦合效應的低頻天線陣列結構簡單緊湊,具有優良的輻射性能,為低頻通信和傳輸系統提供了更有效和便捷的解決方案。
2、本專利技術采用以下具體技術方案:
3、一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,包括多個天線單元以及多個偏置磁體;
4、所述天線單元包括從上至下依次堆疊的上磁致伸縮層、中間壓電層、下磁致伸縮層;所述中間壓電層的兩端設置有電極,用于將周期性交流信號傳導至所述中間壓電層;
5、多個天線單元間隔設定距離相互平行地排成一排天線單元,多排天線單元上下間隔設定距離相互平行地排成包括多層的低頻天線陣列;任意一層天線單元位于其它層天線單元的正上方或正下方;且所述天線單元為長方體結構,在所述低頻天線陣列中,每一層天線單元的個數大于所述低頻天線陣列的層數;
6、所述低頻天線陣列中的每個所述天線單元縱向兩側均設置有所述偏置磁體,用于為每個所述天線單元提供偏置磁場。
7、進一步地,所述中間壓電層為pzt5h;
8、所述上磁致伸縮層與所述下磁致伸縮層均為metglas。
9、進一步地,所述天線單元的長度為120mm、寬度為30mm;
10、所述中間壓電層的厚度為1mm;
11、所述上磁致伸縮層與所述下磁致伸縮層的厚度均為0.234mm。
12、進一步地,所述偏置磁體的n-s極方向與所述天線單元的縱向垂直;
13、所述天線單元的縱向中軸線經過其兩端偏置磁體的中部,且所述偏置磁體與所述天線單元的距離為27mm。
14、進一步地,多個所述天線單元間隔4cm相互平行地排成一排。
15、進一步地,相鄰上下兩層天線單元間隔5cm。
16、進一步地,還包括信號發生器、第一數字調相器與第二數字調相器;
17、所述低頻天線陣列中的天線單元并聯饋電,且分成兩組,分別為超前相位組與滯后相位組;所述超前相位組的天線單元的相位大于參考相位;所述滯后相位組的天線單元的相位小于參考相位;
18、所述第一數字調相器的輸入端與所述信號發生器信號連接,輸出端與所述超前相位組中的天線單元信號連接,用于接收來自所述信號發生器的信號,并對接收的信號的相位減小設定值后將信號分配至所述超前相位組中的天線單元;
19、所述第二數字調相器的輸入端與所述信號發生器信號連接,輸出端與所述滯后相位組中的天線單元信號連接,用于接收來自所述信號發生器的信號,并對接收的信號的相位增大設定值后將信號分配至所述滯后相位組中的天線單元。
20、進一步地,所述第一數字調相器對接收的信號的相位減小的設定值為:超前相位組的天線單元相位超前參考相位的平均值;
21、所述第二數字調相器對接收的信號的相位增大的設定值為:滯后相位組的天線單元相位滯后參考相位的平均值的絕對值。
22、本專利技術提供的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列的調相方法,包括:
23、使低頻天線陣列中的天線單元并聯饋電,且分成兩組,分別為超前相位組與滯后相位組;所述超前相位組的天線單元的相位大于參考相位;所述滯后相位組的天線單元的相位小于參考相位;
24、使第一數字調相器的輸入端與信號發生器信號連接,輸出端與所述超前相位組中的天線單元信號連接;
25、使第二數字調相器的輸入端與信號發生器信號連接,輸出端與所述滯后相位組中的天線單元信號連接;
26、所述第一數字調相器將接收的信號的相位減小第一設定值后輸入至所述超前相位組中的天線單元,所述第一設定值為:超前相位組的天線單元相位超前參考相位的平均值;
27、所述第二數字調相器將接收的信號的相位增大第二設定值后輸入至所述滯后相位組中的天線單元,所述第二設定值為:滯后相位組的天線單元相位滯后參考相位的平均值的絕對值。
28、有益效果:
29、(1)基于磁電耦合效應的低頻天線陣列包括多個天線本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,包括多個天線單元以及多個偏置磁體;
2.根據權利要求1所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,所述中間壓電層為PZT5H;
3.根據權利要求2所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,所述天線單元的長度為120mm、寬度為30mm;
4.根據權利要求3所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,所述偏置磁體的N-S極方向與所述天線單元的縱向垂直;
5.根據權利要求1~5任意一項所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,多個所述天線單元間隔4cm相互平行地排成一排。
6.根據權利要求5所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,相鄰上下兩層天線單元間隔5cm。
7.根據權利要求1~6任意一項所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,還包括信號發生器、第一數字調相器與第二數字調相器;
8.根據權利要求7所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,所述第一數字調相器對接收的
9.一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列的調相方法,其特征在于,包括:
...【技術特征摘要】
1.一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,包括多個天線單元以及多個偏置磁體;
2.根據權利要求1所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,所述中間壓電層為pzt5h;
3.根據權利要求2所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,所述天線單元的長度為120mm、寬度為30mm;
4.根據權利要求3所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,所述偏置磁體的n-s極方向與所述天線單元的縱向垂直;
5.根據權利要求1~5任意一項所述的一種基于磁電耦合效應的低頻天線陣列,其特征在于,多個...
【專利技術屬性】
技術研發人員:許冰,黃勇,劉巖,馬鈺宸,劉為勇,
申請(專利權)人:蘇州博海創業微系統有限公司,
類型:發明
國別省市:
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。