不同于依靠導體中振蕩電流激勵電磁波的傳統(tǒng)電小天線(electronically small antenna, ESA),機械天線(mechanical antenna, MA)是利用機械運動的電荷或磁矩直接激勵電磁波的一種新型低頻電磁發(fā)信技術.該技術有望突破ESA的物理尺度限制,有利于解決現(xiàn)有系統(tǒng)天線體積龐大、設備復雜、輻射效率低、發(fā)射功率和能耗大等問題,以提高低頻通信應用的機動性和靈活性,在水下和地下通信以及導航定位等領域具有廣泛的應用前景,已成為當前國內外相關領域的研究熱點.本文介紹了MA的基本概念與研究動態(tài),重點研究了MA的實現(xiàn)形式、物理模型以及在自由空間產(chǎn)生時變電磁場的分布模型與衰減特性,對比了不同類型MA的性能特點及應用優(yōu)勢,提出了MA的基本架構,探討了實現(xiàn)高效應用急需解決的關鍵技術問題與挑戰(zhàn),并對其應用模式和應用前景進行了展望.基于提出的MA架構,研制了基于釹鐵硼永磁體和高速永磁伺服電機的旋轉永磁式MA原理樣機,通過近場測試初步驗證了旋轉永磁式MA的時變磁場分布特性,及其實現(xiàn)FSK調制的可行性和有效性.

【文章頁數(shù)】：16 頁

【文章目錄】：
1 引言
2 MA的物理模型及時變電磁場分布模型
    2.1 MA實現(xiàn)形式及其物理模型
        2.1.1 振動電單/電偶極子模型
        2.1.2 旋轉電單/電偶極子模型
        2.1.3 振動磁偶極子與旋轉磁偶極子模型
    2.2 MA的時變電磁場分布模型及特性分析
        2.2.1 MA在自由空間產(chǎn)生的時變電磁場
        2.2.2 遠場分布特性
        2.2.3 近場分布特性
        2.2.4 駐極式和永磁式MA的磁場衰減特性對比
3 MA的基本架構及其能量轉換特性
    3.1 MA的基本架構
    3.2 MA的電-機械-電磁能量轉換特性
4 MA面臨的關鍵技術問題與挑戰(zhàn)
    4.1 利用較小體積產(chǎn)生強電場或強磁場
        4.1.1 高電荷密度高穩(wěn)定性的駐極體材料及結構
        4.1.2 高磁化強度高穩(wěn)定性的永磁體材料及結構
    4.2 高效機械振動或旋轉激勵
        4.2.1 高效振動激勵技術
        4.2.2 高效旋轉激勵技術
    4.3 高效、高質量信息加載
    4.4 可能的應用模式及應用前景
5 RMBMA的實驗驗證
6 結論



本文編號：3871757