[發(fā)明專利]一種寬帶超低頻天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210093802.6
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114430105B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李迎松;孟露露
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q1/04;H01Q1/34;H01Q21/06
• 代理公司: 北京盛詢知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

本發(fā)明公開了一種寬帶超低頻天線，包括圓形正負(fù)電極、圓形壓電材料、連接正負(fù)電極之間的電橋，圓形正負(fù)電極分別與電源的正極和負(fù)極連接，電橋?qū)⑺械膱A形正電極和負(fù)電極分別連接在一起。所述的寬帶超低頻天線的所有單元尺寸不一，且圓形壓電材料的厚度呈現(xiàn)階梯遞增，電壓驅(qū)動圓形正負(fù)電極工作，電壓通過電橋傳遞給每個超低頻天線單元，圓形壓電材料的不同厚度使每個超低頻天線單元產(chǎn)生不同諧振頻率，通過諧振頻率的疊加，實現(xiàn)寬帶超低頻天線設(shè)計。本發(fā)明的超低頻天線可以實現(xiàn)超低頻全頻帶覆蓋，比傳統(tǒng)的超低頻天線體積大大減小，帶寬大大增加，且可以實現(xiàn)深水與深空的互聯(lián)互通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超低頻天線設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種寬帶超低頻天線。

背景技術(shù)

超低頻主要用于水下偵查、探測和通信，同時還可以用于地下通信，探礦，還可以實現(xiàn)地下、水下和空甚至深空的互聯(lián)互通。此外，超低頻可以用于醫(yī)學(xué)治療、工程探測、大地物理勘探、地震研究等方面。目前亟需解決的是深海通信技術(shù)，以潛艇水下通信的應(yīng)用最為突出，它能夠解決岸上指揮所與海上潛艇進行遠距離、深海、深地通信的難題。超低頻無線電信號通信距離遠，信號穩(wěn)定，穿透海水能力強，是實現(xiàn)遠距離、大深度對潛通信最為成熟有效、隱蔽可靠的手段。寬帶超低頻天線用于水下移動設(shè)備、蛙人背負(fù)、單兵背負(fù)、飛機、衛(wèi)星中的一種或多種裝置中，其中，當(dāng)應(yīng)用于多種裝置中時，寬帶超低頻天線用于實現(xiàn)多種裝置的無縫互聯(lián)。

然而，超低頻通信技術(shù)要求高，帶寬窄、信息傳輸速率低、信息量小、通信時效性差。如果可以拓展超低頻通信的帶寬，有望解決信息傳輸速率低、信息量小的問題，還可以提高通信的時效性，實現(xiàn)深海、深地與空天的互聯(lián)互通。此外，寬帶超低頻技術(shù)還可以實現(xiàn)探地、探海和探潛的需求，在醫(yī)學(xué)上實現(xiàn)肌體的深度探測，并將探測的信號和圖像傳輸，實現(xiàn)低電磁輻射的人體疾病監(jiān)測應(yīng)用，為實現(xiàn)超低頻設(shè)備的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是基于電壓驅(qū)動和壓電材料的激勵，提出一種寬帶超低頻天線，旨在解決超低頻天線的頻帶窄、體積大、安裝難度大的問題。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種寬帶超低頻天線，寬帶超低頻天線的超低頻范圍為30Hz-300Hz，由若干個不同尺寸的天線單元，以及用于連接每個天線單元的電橋組成，其中，

天線單元包括正電極、負(fù)電極、壓電材料；

正電極設(shè)置在壓電材料的下端，用于連接電源正極；

負(fù)電極設(shè)置在壓電材料的上端，用于連接電源負(fù)極；

正電極和負(fù)電極的外徑略小于或等于壓電材料的外徑，其中，正電極和負(fù)電極的尺寸相同；

每個天線單元的壓電材料的厚度不同。

優(yōu)選地，電橋由金屬、金屬鍍金、鍍銀中的一種或多種組成。

優(yōu)選地，正電極、負(fù)電極的形狀與壓電材料的形狀相同，其中，形狀包括圓形、正方形、菱形。

優(yōu)選地，寬帶超低頻天線只有一個電壓施加激勵端口，其中，電壓施加激勵端口用于連接電源負(fù)極和電源正極，通過控制壓電材料的實際厚度，使臨近的諧振頻率帶寬疊加，構(gòu)成多模諧振天線，實現(xiàn)寬帶超低頻天線設(shè)計。

優(yōu)選地，每個天線單元的饋電電壓一致。

優(yōu)選地，寬帶超低頻天線為一個階梯狀的結(jié)構(gòu)，其中，寬帶超低頻天線包括橫向天線陣列和縱向天線陣列；

橫向天線陣列和縱向天線陣列的每個天線單元成階梯狀排列。

本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：