[發明專利]一種超小型極低頻天線及其發射電磁波的方法

有效

• 申請號: 202110065728.2
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112909523B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 朱祥維;李杜;李婉清;袁雪林;劉陽;陳正坤;周凱翔
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q23/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;顏希文

本發明涉及天線技術領域，公開了一種超小型極低頻天線及其發射電磁波的方法，所述天線包括：磁電異質結構件、低音驅動結構件、振膜和外殼，所述磁電異質結構件和所述外殼形成空腔結構，所述低音驅動結構件和所述振膜設置在所述空腔結構內，所述磁電異質結構件附著于所述振膜；所述低音驅動結構件包括磁體和導電線圈，所述導電線圈連接所述振膜，所述磁體、所述導電線圈和所述振膜在所述空腔結構中產生聲音信號，使得所述磁電異質結構件受迫振動，輻射電磁波。本發明實施例中提供的超小型極低頻天線能夠突破半波長諧振原理的限制，提供一種體積小、輻射效率高的極低頻天線。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，特別是涉及一種超小型極低頻天線。

背景技術

極低頻(Extremely Low Frequency，ELF)是指頻率由3Hz至30Hz，波長10,000公里至100,000公里的無線電波，多數用于給美國海軍及俄羅斯海軍用作潛艇通信。

除了極低頻和超低頻以外，其他的無線電波盡管可以在水中容易地傳送，但是不容易在海中傳輸，而且以目前的天線技術難以實現高輻射效率的信號傳輸。另外，實現有效傳輸極低頻信號需要選擇大型的天線才能夠實現，這就限制了極低頻信號的廣泛使用。

目前，現有用于低頻信號收發的天線尺寸體積龐大、功耗巨大，輻射效率低。同時，天線尺寸小型化的局限性使得實現小型天線和天線陣列非常具有挑戰性。新的天線概念需要研究新的機制，以減少天線尺寸。

因此，突破半波長諧振原理的限制，提供一種體積小、輻射效率高的極低頻天線是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是：提供一種超小型極低頻天線，能夠突破半波長諧振原理的限制，提供一種體積小、輻射效率高的極低頻天線。

為了實現上述目的，本發明提供了一種超小型極低頻天線，所述天線包括：磁電異質結構件、低音驅動結構件、振膜和外殼，所述磁電異質結構件和所述外殼形成空腔結構，所述低音驅動結構件和所述振膜設置在所述空腔結構內，所述磁電異質結構件附著于所述振膜；所述低音驅動結構件包括磁體和導電線圈，所述導電線圈連接所述振膜，所述磁體、所述導電線圈和所述振膜在所述空腔結構中產生聲音信號，使得所述磁電異質結構件受迫振動，輻射電磁波。

可選的，所述磁體為永磁體。

可選的，所述磁電異質結構件包括：磁致伸縮薄膜。

可選的，所述磁致伸縮薄膜的材料為FeGa合金或Metglas合金。

可選的，所述磁電異質結構件還包括：壓電薄膜；所述壓電薄膜設置于所述磁致伸縮薄膜靠近所述振膜的一側。

可選的，所述壓電薄膜的材料為LiNbO₃或PZT或AIN或ZnO。

可選的，所述天線還包括：電極和鎖相放大器；所述電極分別與所述壓電薄膜和所述鎖相放大器相連；所述電極，用于將所述壓電薄膜產生的電壓信號導出；所述鎖相放大器，用于測量所述電極導出的電壓信號的電壓。

可選的，所述振膜的材料為PP或紙盒。

本發明還提供一種如上面一些實施例中所述的天線的發射電磁波的方法，其特征在于，向導電線圈中輸入特定頻率的交變電流，以使所述導電線圈在磁體的磁場作用下發生移動；所述導電線圈帶動振膜發生振動，產生聲音信號，以在空腔中產生空腔振蕩；所述磁電異質結構件在空腔振蕩的作用下受迫振動，輻射電磁波。

本發明實施例一種超小型極低頻天線及其發射電磁波的方法與現有技術相比，其有益效果在于：突破半波長諧振原理的限制，提供一種體積小、輻射效率高的極低頻天線。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種超小型極低頻天線的結構圖；