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美国研制出尺寸小于1毫米的微型天线
2017-10-11

[据美国空军研究实验室2017年10月4日报道]美国空军研究实验室材料和制造部与东北大学合作,采用全新的信号收发方法,近期开发出一种微型天线,天线尺寸小于1毫米。这一成果可能大大推动军事和商业通信系统小型化步伐。

多年来,大多数电子元件都已实现微小型化,但天线微型化的步伐受阻。这是因为天线需要保持一定长度,才能以适当频率谐振,从而有效地发射或接收所需的电磁波。美国空军研究实验室材料和制造部与东北大学的研究人员则利用应变波的传播速度比光速慢得多的性质,在保持频率不变的情况下,使用声学滤波器技术,将微波电压转换成应变波,减小波长;再利用磁性材料涂覆常规的体声波滤波器,因为这些较慢的应变波可以转换成辐射,从而避免了常规天线微型化后会面临的低效率难题。

该微型天线使用“多铁性复合材料”的特殊绝缘材料代替导电材料,感测微波电场。这种绝缘材料由将磁性转变为应变的磁致伸缩材料和转换应变的压电材料组成电压转换材料。这种绝缘材料由磁致伸缩材料和压电材料构成:磁致伸缩材料将磁性转化为应变,压电材料将应变转换为电压。多铁复合材料的应用可以使超小型天线通过感应微波磁场,实现天线功能。

这一新成果将天线尺寸减小了90%以上,大大改变了其潜在的设计空间。与传统天线相比,该微型天线可保留更多功能,从而使更小体积军用与商用设备的问世成为可能,包括可穿戴天线、生物可植入和生物可注射天线、智能手机和无线通信系统等等。 (中国航天系统科学与工程研究院 孙棕檀)


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