作者:董蜀等 来源:《先进材料》 发布时间:2024/1/5 10:21:19
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研究人员提出用于跨介质通信的电—机—磁耦合新机理

 

2023年12月17日,深圳大学教授董蜀团队及其合作者的最新研究成果发表于《先进材料》,研究团队针对极低频/超低频电磁波通信辐射效率极低的困惑,提出了一种压电陶瓷/铁磁材料异质结构电—机—磁耦合新理论方法,大大增强了低频辐射效率,并启发了低频机械天线的设计灵感,为今后跨海水、地下等恶劣环境下的通信保障提供了新的方案。

极低频/超低频电磁波能够在恶劣的跨介质信道中传播,但是传统的电磁天线尺寸大(大于10公里),功耗非常高。为解决这一问题,该研究提出了一种厘米级尺寸的压电陶瓷/铁磁材料异质结构,即电—机—磁耦合谐振子,用于极低频/超低频跨介质磁通信。该谐振子的品质因子Q比之前报道的机械天线和环形线圈天线高出一到五个数量级。

与传统极低频/超低频频段环形线圈天线相比,该谐振器的辐射效率提高了5000多倍,并且其磁场辐射能力也比压电谐振式机械天线提高了200%。

此外,该研究将谐振器的弛豫时间减少了80%,可以大大提高通信速率。最后,研究团队搭建了跨介质水下磁通信系统,实现了跨海水介质磁通信,表明了其作为便携、高效的极低频/超低频通信天线的潜力。(来源:中国科学报 刁雯蕙)

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/adma.202309159

 
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