【導讀】低頻磁電天線在實際應用中常受限于窄帶特性及陣列應用時的頻率偏差問題，制約了其性能發揮。本研究聚焦低頻可重構磁電天線設計，基于磁電天線機械振蕩原理，創新性提出機械調節方法實現超低頻可重構特性，可在不破壞天線結構的前提下寬范圍調控工作頻率、帶寬等多維性能。
實驗名稱：激勵低頻可重構磁電天線
實驗內容：根據磁電天線的機械振蕩原理，本研究提出了一種基于機械調節方法的超低頻可重構磁電天線。該磁電天線的多維性能，如工作頻率、帶寬和品質因數（Q），可以在不破壞天線結構的情況下在很大的動態范圍內進行調整。基于磁電天線的振蕩理論，還構建了相應的等效電路模型，并定量分析了磁電天線的多維調諧方法。最后，制作了原型機，分別在機械域和電磁域測試了磁電天線的可重構特性，驗證了機械調諧方法的可行性和有效性。
研究方向：低頻可重構磁電天線設計
測試設備：ATA-7010高壓放大器，信號發生器，GMI磁傳感器，頻譜儀等。
圖1：磁電天線測試平臺的整體圖
圖2：磁電天線測試平臺發射端細節圖
實驗過程：信號發生器產生的掃頻信號通過ATA-7010高壓放大器傳輸到磁電天線的叉指電極膜上。基于壓電效應，在亥姆霍茲線圈提供的磁偏壓（60Oe）下，叉指電極薄膜上的電場通過PZT-5H壓電陶瓷轉換為機械波。然后，機械波驅動鐵鎵合金薄片，并根據壓磁效應感應出與機械波頻率相同的磁流。最后，磁流產生輻射磁場，并被距離天線0.9米的GMI磁傳感器捕獲。然后，磁傳感器的信息被發送到頻譜分析儀，從而獲得磁電天線在電磁域的幅頻響應特性和衰減特性。
實驗結果：
圖3：磁電天線頻率響應特性的仿真結果
圖4：磁電天線頻率響應的測試結果
機械域和電磁域的測試結果如附圖3和4所示。可以看出，在不同的彈簧條件下，ME天線在兩個域中的頻率響應特性與等效電路的結果具有很好的一致性。實驗結果表明，工作頻率、帶寬和Q值調節范圍分別為138~1133Hz、14~222Hz和2.85~22.57。該技術有望解決現有磁電天線的現實窄帶問題和天線陣列應用中的工作頻率偏差問題。
功率放大器推薦：ATA-7010高壓放大器
圖：ATA-7010高壓放大器指標參數
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總結
本研究通過理論建模、原型機制作與多域測試，系統完成了激勵低頻可重構磁電天線的相關研究工作。實驗結果證實，基于機械調節方法的磁電天線可實現138~1133Hz的工作頻率、14~222Hz的帶寬及2.85~22.57的品質因數調節，且測試結果與等效電路模型具有良好一致性，充分驗證了機械調諧方法的可靠性。該技術有效突破了現有磁電天線窄帶及陣列應用中頻率偏差的瓶頸，具備顯著的實際應用價值。西安安泰電子提供的ATA-7010高壓放大器等專業測試設備，為實驗的順利開展與精準測試提供了有力保障。
