[發(fā)明專利]一種基于駐極體的柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)

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• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110581355A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔勇;王琛;宋曉;袁海文
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/14;H01Q1/08
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種基于駐極體的柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)，屬于低頻通信領(lǐng)域。本發(fā)明所述柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)駐極體機(jī)械天線方法的基礎(chǔ)上，采用聚合駐極體材料作為發(fā)射天線部分電荷儲存的載體，采用柔性材料作為支撐結(jié)構(gòu)，并利用可拆卸方式與驅(qū)動電機(jī)相配合，發(fā)射天線部分整體質(zhì)量輕、體積小、可拆卸、可彎曲折疊、易于攜帶，適合在高機(jī)動、小空間等復(fù)雜環(huán)境下使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低頻通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于駐極體的柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

針對目前傳統(tǒng)低頻通信天線尺寸過大，在戰(zhàn)時(shí)目標(biāo)暴露等缺點(diǎn)，2017年1月6日DARPA提出了一種基于新機(jī)理的特/超低頻無線發(fā)射機(jī)構(gòu)想——AMEBA(A MechanicallyBased Antenna)項(xiàng)目，目的從原理上改變產(chǎn)生低頻電磁波的方式，并提出新機(jī)理初步給出三種原理性方案，分別為旋轉(zhuǎn)電偶極子、旋轉(zhuǎn)電單極子和旋轉(zhuǎn)磁偶極子。

目前針對該項(xiàng)目，大量研究學(xué)者已展開相關(guān)研究，其產(chǎn)生低頻電磁波的實(shí)現(xiàn)方式主要集中在旋轉(zhuǎn)帶電電極板和旋轉(zhuǎn)永磁體，而無論是電極板和永磁體均屬于剛體，本文提出一種基于旋轉(zhuǎn)駐極體的柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)一步減小低頻天線尺寸，同時(shí)具有可彎曲折疊、可拆卸、易于攜帶，適合在高機(jī)動、小空間等復(fù)雜環(huán)境下使用等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)通過旋轉(zhuǎn)駐極體完成低頻通信方法的基礎(chǔ)上，提供一種基于駐極體的柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)和提高系統(tǒng)性能。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：結(jié)構(gòu)原理基于旋轉(zhuǎn)駐極體機(jī)械天線方法，發(fā)射天線部分采用聚合物駐極體材料作為電荷儲存的載體，并采用柔性材料作為支撐結(jié)構(gòu)，利用可拆卸方式與驅(qū)動電機(jī)相配合；信號接收部分利用高精度磁場傳感器接收磁場信號，并通過鎖相放大器進(jìn)行信號處理，完成低頻通信過程

所述的天線結(jié)構(gòu)原理基于旋轉(zhuǎn)駐極體機(jī)械天線方法，通過驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動帶有電荷的駐極體材料旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生變化的電磁場激發(fā)電磁波并向外輻射，實(shí)現(xiàn)低頻通信的功能

所述的電荷儲存的載體采用高分子聚合物非極性納米駐極體材料，質(zhì)量輕，易加工，并可采用多層駐極體結(jié)構(gòu)儲存更多電荷有利于信號的傳輸，同時(shí)分別充有正負(fù)兩種相反的極化電荷，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生低頻電磁波的功能。

所述的支撐結(jié)構(gòu)采用柔性材料，質(zhì)量輕且可彎曲折疊，且不影響電磁分布，在其上附著所述駐極體材料，隨驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生低頻電磁波。

所述的天線結(jié)構(gòu)采用可拆卸方式與驅(qū)動電機(jī)相配合，在運(yùn)輸攜帶時(shí)，可分離電機(jī)和天線結(jié)構(gòu)，并在使用時(shí)可快速組裝成型。

所述的驅(qū)動電機(jī)采用高速且可快速變頻的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，高速可提高所述天線產(chǎn)生信號強(qiáng)度，變頻可利用調(diào)頻的方式對通信信號進(jìn)行調(diào)制，均有益于低頻通信。

所述的鎖相放大器，能夠以電機(jī)轉(zhuǎn)速的頻率信號作為參考頻率，鎖定提取同頻率通信信號并對其進(jìn)行濾波放大等信號處理。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)勢：所述的一種基于聚合物駐極體材料的低頻柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生并發(fā)射低頻電磁波，且發(fā)射天線結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量輕、體積小、可彎曲折疊、可拆卸、易于攜帶，適合在高機(jī)動、小空間等復(fù)雜環(huán)境下使用，并且能夠通過調(diào)制解調(diào)完成低頻通信過程。

附圖說明

圖1一種基于駐極體的低頻柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路圖

圖2一種基于駐極體的低頻柔性機(jī)械天線通信系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)圖

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本申請說明書中的附圖，對本申請的實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是作為例示，并非用于限制本申請。