[发明专利]一种磁机电耦合式小型化甚低频机械天线

说明书

本发明提供一种磁机电耦合式小型化甚低频机械天线，包括磁致伸缩材料、压电材料、块状永磁铁、反向丝杆、调节底座、滑块、中心支架和导杆；利用环氧胶将压电材料粘接于磁致伸缩材料之间，构成磁致伸缩材料层‑压电材料层‑磁致伸缩材料层三层结构的天线；一对块状永磁铁置于调节底座上分别位于天线前后两侧。本发明天线基于磁机电耦合效应，压电层在电极所施加的激励下发生压电效应产生振动，带动上下两层磁致伸缩层振动，在可调节偏置磁场条件下引起磁致伸缩层内部磁化强度的变化，并在周围自由空间中激发出电磁波，从而实现满足不同需求信号的发射。本发明的天线辐射信号可达到甚低频范围，具有小型化，便携化，共振频率可调节的优点。

技术领域

本发明属于甚低频通信技术领域，尤其涉及一种磁机电耦合式小型化甚低频机械天线。

背景技术

机械天线是一种低频电磁发信新技术，与传统天线不同，机械天线不依靠电子电路振荡电流来产生辐射，而是通过机械能驱动电荷或磁偶极子的运动，进而转化为电磁能，来产生辐射场。这一技术可使得传统天线难以利用的近场能量在天线辐射中发挥作用，无需庞大的阻抗匹配网络，穿透性提高，在地下通信、水下通信中有着显著的优势。

在甚低频ULF:300Hz-3kHz的波段中，电磁波主要具有抗干扰能力强、穿透性好等诸多技术优势，但由于其信号波长较长，为实现有效电磁辐射，导致现有甚低频发射系统体积庞大，且为电小天线，辐射效率有限。所以在保证天线性能的前提下进一步实现天线的小型化是未来一个公开挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁机电耦合式小型化甚低频机械天线，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁机电耦合式小型化甚低频机械天线，其特征在于，该磁机电耦合式小型化甚低频机械天线包括磁致伸缩材料层1、压电材料层2、块状永磁铁3、反向丝杆4、调节底座5、滑块6、中心支架7和导杆8；

所述的压电材料层2用环氧胶粘接于磁致伸缩材料层1之间，构成磁致伸缩材料层-压电材料层-磁致伸缩材料层三层结构的天线；

所述的天线用环氧胶粘接于调节底座5的中心支架7上，调节底座5上设有两个对称的滑槽，所述滑槽的内部滑动设置有滑块6，所述滑块6上端置于块状永磁体3，块状永磁体3的中心与天线等高；一对块状永磁铁3置于滑块6上分别位于天线前后两侧。

所述的磁致伸缩材料层1的形状为薄片状，其长度为40mm，厚度为0.8mm，宽度10mm；压电材料层2的形状为薄片状，其长度为40mm，厚度为0.5mm，宽度10mm。

所述的滑块6的侧面下端中心设有螺纹孔，所述螺纹孔与反向丝杆4螺纹连接，所述反向丝杆4的左侧和右侧设有反向相反的螺纹；所述滑块6的侧面下端两侧设有两个对称孔，孔内部穿插有导杆8，所述导杆8的两端均与调节底座5的内侧面固定连接，且导杆8的侧面设有等距分布的刻度线。

所述的磁致伸缩材料层1为Metglass、Terfenol、Galfenol、FeCo、FeGaB、NiZn铁氧体或Ni-Co铁氧体；压电材料层2为石英、AlN、ZnO、LiNbO₃、BaTiO₃、Pb(Zr,Ti)O₃或Pb(Zn,Nb)O₃-PbTiO₃。

一种磁机电耦合式小型化甚低频机械天线实现方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1，提供磁致伸缩材料薄片，从磁致伸缩材料薄片上切割下所需尺寸的两层磁致伸缩材料层1；

步骤2，提供压电材料晶体，从压电材料晶体上切割下所需尺寸的一层压电材料层2；

步骤3，利用粘接法，用环氧胶将两层磁致伸缩材料层1分别粘接在压电材料层2的两侧；