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磁电(ME)天线具有高能量转换效率、小尺寸和轻量化的优势,在便携式跨介质通信系统中具有良好的应用前景。目前,ME天线存在辐射强度较低的问题,限制了系统的通信距离。为解决这一问题,该文设计了一种基于ME天线阵列的甚低频(VLF)通信系统。该系统的发射天线是由7个ME天线单元串联组成的发射阵列,有效提升了辐射强度。ME天线单元采用经过表面改性的Fe
80Si
9B
11层压材料作为磁致伸缩单元,并结合Pb(Zr,Ti)O
3(PZT)压电陶瓷构成三明治结构,增强了磁电耦合效率。对天线阵列施加高驱动电压,可在1 m距离处产生165 nT的磁场强度。基于该天线阵列的便携式磁通信系统采用二进制振幅键控(BASK)调制技术,在高背景噪声的实验室环境中成功实现了11.4 m的无线通信,码速率为50 bit/s。理论分析表明,该系统的最大误码率为0.12%,证明了其良好的抗噪能力。研究结果表明,基于串联阵列型磁电(ME)天线的通信系统在提升通信距离具有显著优势,为低频通信技术的发展提供了新的思路。… …
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