Aigtek上海高壓放大器在低頻探測(cè)天線(xiàn)技術(shù)研究中的應(yīng)用

時(shí)間：2022-04-25作者：西安安泰電子科技有限公司瀏覽：214

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：電壓放大器在低頻探測(cè)天線(xiàn)技術(shù)研究中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：信號(hào)發(fā)生器，ATA-2161電壓放大器，LiNbO3材料，頻譜儀，線(xiàn)圈等。




實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：提出了一款工作在45kHz的壓電天線(xiàn)。分析壓電天線(xiàn)的遠(yuǎn)場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度和輻射效率的理論計(jì)算公式，并通過(guò)在COMSOL中仿真不同壓電材料，不同圓柱體尺寸、不同鍍金厚度以及不同耦合環(huán)尺寸對(duì)壓電天線(xiàn)性能的影響，得到在遠(yuǎn)場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度和輻射效率上都優(yōu)異的壓電天線(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

（1）壓電天線(xiàn)的設(shè)計(jì)；

經(jīng)過(guò)不斷調(diào)試，選擇LiNbO3作為壓電材料設(shè)計(jì)壓電天線(xiàn)，該壓電天線(xiàn)在COMSOL中的物理模型如圖所示。

 

（2）壓電天線(xiàn)的實(shí)測(cè)過(guò)程；

在壓電天線(xiàn)的諧振頻率的實(shí)測(cè)中，利用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器發(fā)送45 kHz的正弦波，再利用ATA- -2161電壓放大器將正弦波的電壓幅度放大，將放大的電壓輸入到LiNbO3晶體兩端，再利用接收線(xiàn)圈接收LiNbO3晶體輻射出的電磁波，并通過(guò)在接收線(xiàn)圈上加調(diào)諧電容使接收線(xiàn)圈諧振最后利用頻譜儀對(duì)接收線(xiàn)圈進(jìn)行掃頻，可得到LiNbO3壓電天線(xiàn)的諧振頻率。

 

壓電天線(xiàn)的發(fā)送信號(hào)系統(tǒng)

 

壓電線(xiàn)圈的接收信號(hào)系統(tǒng)

 

（3）通過(guò)改變LiNbO3晶體兩端電壓和接收線(xiàn)圈與LiNbO3晶體之間的間距，可以測(cè)得不同電壓和不同間距下接收線(xiàn)圈的接收功率。

 

壓電天線(xiàn)收發(fā)信息系統(tǒng)的實(shí)物測(cè)試

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

   （1）不同電壓和不同間距下接收線(xiàn)圈的接收功率

 

   （2）空曠環(huán)境下不同間距下接收線(xiàn)圈的接收功率。

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

    圖對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩者一致，驗(yàn)證了壓電天線(xiàn)具有向外輻射電磁波的特性。通過(guò)改變LiNbO;晶體兩端輸入電壓和接收線(xiàn)圈與LiNbO3壓電天線(xiàn)之間的距離,測(cè)得不同情況下接收線(xiàn)圈的接收功率。之后我們?nèi)タ諘绺蓴_小的環(huán)境對(duì)壓電天線(xiàn)再次進(jìn)行了測(cè)試，在LiNbO3晶體兩端輸入電壓為115V情況下測(cè)得壓電天線(xiàn)較遠(yuǎn)距離下能接收到的輻射功率，較遠(yuǎn)距離為58 m，其輻射功率為-138 dBm。

實(shí)驗(yàn)中所用到的電壓放大器ATA-2161參數(shù)指標(biāo)：

 

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