[发明专利]一种磁机电耦合式小型化信号接收天线及制造方法

说明书

一种磁机电耦合式小型化信号接收天线及实现方法，包括磁致伸缩材料、压电材料、块状永磁铁、齿轮转盘、中心支架、底座、移动齿条。本发明接收天线基于磁机电耦合效应，当外界电磁波信号传递过来，抵达磁机电耦合式小型化信号接收天线时，磁致伸缩材料层感应到磁场变化，会在其材料层内部产生机械振动，这种振动频率以体声波的形式传播引起压电材料层发生机械振动，压电材料层两端根据压电效应产生变化的压电电压，通过电极输出，利用示波器与上位机对该压电电压进行检测与分析，通过调节不同接收角度提高对外界电磁波接收的灵敏度。本发明的天线接收角度可调节，解决了磁机电耦合式天线定向性接收的问题，具有小型化，便携化，灵敏度高等优点。

技术领域

本发明属于甚低频通信技术领域，尤其涉及一种磁机电耦合式小型化信号接收天线及制造方法。

背景技术

“机械天线”研制项目指标中指出，天线稳态工作时的时变磁场强度为1～100fT@1km，而fT级的磁场强度信号非常微弱，需要高灵敏度磁传感器进行接收。在磁传感器技术领域中，主要有磁感应线圈、光泵磁力仪、超导量子干涉磁力仪等，其分辨率最高可达到pT级。但目前对磁感应线圈等效电特性参数的研究主要集中在高频频谱段，在甚低频领域没有做详细讨论。

在甚低频（ULF: 300Hz-3kHz）的波段中，电磁波主要具有抗干扰能力强、穿透性好等诸多技术优势，可应用于地下，水下等通讯，此状态下高灵敏度接收端显得尤为重要。

所以在保证天线接收性能的前提下进一步提高接收天线高灵敏度、小型化成为一个挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁机电耦合式小型化信号接收天线，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁机电耦合式小型化信号接收天线，该磁机电耦合式小型化信号接收天线包括磁致伸缩材料层、压电材料层、块状永磁体、齿轮转盘、中心支架、底座和移动齿条；

所述的压电材料层用环氧胶粘接于磁致伸缩材料层之间，构成磁致伸缩材料层-压电材料层-磁致伸缩材料层三层结构的天线；

所述的天线用环氧胶粘接于底座的中心支架上，所述块状永磁体固定在齿轮转盘上表面；两块块状永磁体分别对称位于中心支架两侧，三者在同一条直线上，并且块状永磁体的中心与天线等高；

所述的底座侧边设有挡板，所述移动齿条安装在挡板上，所述齿轮转盘与移动齿条相啮合连接，且齿轮转盘上表面设有等角度分布的刻度线。

所述的磁致伸缩材料层的形状为薄片状，其长度为40mm，厚度为0.8mm，宽度10mm；压电材料层的形状为薄片状，其长度为40mm，厚度为0.5mm，宽度10mm。

所述的磁致伸缩材料层的材质为Metglass、Terfenol、Galfenol、FeCo、FeGaB、NiZn铁氧体或Ni-Co铁氧体；压电材料层2的材质为石英、AlN、ZnO、LiNbO₃、BaTiO₃、Pb(Zr,Ti)O₃或Pb(Zn,Nb)O₃-PbTiO₃。

一种磁机电耦合式小型化信号接收天线的制造方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1，提供磁致伸缩材料薄片，从磁致伸缩材料薄片上切割下所需尺寸的两层磁致伸缩材料层；

步骤2，提供压电材料晶体，从压电材料晶体上切割下所需尺寸的一层压电材料层；

步骤3，利用粘接法，用环氧胶将两层磁致伸缩材料层分别粘接在压电材料层的两侧；

步骤4，将上述粘接完成的磁致伸缩材料层-压电材料层-磁致伸缩材料层三层结构的天线置于真空袋中，室温下固化12小时；