天线及电子装置制造方法及图纸

一种天线及电子装置。该天线包括压电结构和压磁结构，该压电结构和压磁结构配置为使得该压电结构在电场作用下发生机械形变时使该压磁结构发生机械形变并产生电磁波。该天线具有结构简单、高效便携等优点。高效便携等优点。高效便携等优点。

【技术实现步骤摘要】
天线及电子装置


[0001]本公开的实施例涉及一种天线及电子装置。

技术介绍

[0002]水下和远距离通信经常使用超低频电磁波(例如频率为3kHz
‑
30kHz)，因为在这些频率下，电磁波可有效穿透海水或灰尘，并且，在地球电离层波导中衰减很小(例如<6db/1000km)。信号穿透深度或趋肤深度随电磁波的频率减小而增加。例如，电磁波在海水中的趋肤深度与其频率的1/2次方成反比(δ＝252(f)
‑
1/2
)；对于25kHz的电磁波而言，其趋肤深度在海水中达到约1.6m。这使得潜艇可以有效进行水下通信，极大增加了其隐蔽性。
[0003]传统天线依靠电磁共振可以提高电磁波辐射效率，然而传统天线在发射或接收较大尺寸(也即较低频率)的电磁波时需要具有较大的尺寸，例如天线的尺寸需要与该电磁波的波长尺寸在同一个数量级，这使得传统的电子天线的便携性面临挑战。例如，能够发射超低频(例如30kHz)电磁波的传统天线的尺寸大于1km，难以安装在结构简单的移动设备上。

技术实现思路

[0004]本公开至少一实施例提供一种天线，包括压电结构和压磁结构。所述压电结构和所述压磁结构配置为使得所述压电结构在电场作用下发生机械形变时使(例如驱动)所述压磁结构发生机械形变并产生电磁波。
[0005]在一些示例中，所述压电结构和所述压磁结构至少部分接触。
[0006]在一些示例中，所述压电结构和所述压磁结构沿第一方向排列；所述压电结构为沿所述第一方向延伸的长条形结构，在所述第一方向上具有最大尺寸，且配置为在电场作用下在所述第一方向发生机械形变。
[0007]在一些示例中，所述压电结构在垂直于所述第一方向的截面的周长与所述压电结构沿所述第一方向的尺寸的比值范围为1∶100
‑
4∶1。
[0008]在一些示例中，所述截面的形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形。
[0009]在一些示例中，所述正方形的边长或所述圆形的半径与所述压电结构沿第一方向的尺寸的比值范围均为0.01
‑
0.5；沿所述第一方向，所述压电结构和所述压磁结构的尺寸比值范围为0.5
‑
1000。
[0010]在一些示例中，所述压电结构和所述压磁结构沿第一方向排列；所述压电结构在所述第一方向上具有最小尺寸，且配置为在电场作用下在垂直于所述第一方向的方向上发生机械形变。
[0011]在一些示例中，所述压电结构在垂直于所述第一方向的截面的周长与所述压电结构沿所述第一方向的尺寸的比值范围为4000∶1
‑
4∶1。
[0012]在一些示例中，所述截面的形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形。
[0013]在一些示例中，所述压电结构和所述压磁结构沿第一方向排列；所述天线还包括第一电极和第二电极；所述第一电极和所述第二电极配置为在被施加电压时为所述压电结
构提供电场以使所述压电结构发生机械形变。
[0014]在一些示例中，所述第一电极和所述第二电极分位于所述压电结构在所述第一方向上的两侧。
[0015]在一些示例中，所述第一电极和第二电极位于所述压电结构在所述第一方向上的同侧，互为叉指结构、同层设置且彼此绝缘。
[0016]在一些示例中，所述天线还包括位于所述压电结构远离所述第一电极及所述第二电极一侧的悬浮电极。
[0017]在一些示例中，所述压电结构的材料包括如下的一种或多种陶瓷或晶体材料：硅酸钛钡(Ba2TiSi2O8)、镁铌酸铅Pb(Mg1‑
x
Nb
x
)O3、掺杂Sm的镁铌酸铅Pb(Mg1‑
x
Nb
x
)O3、镁铌酸铅和钛酸铅的混合物yPb(Mg1‑
x
Nb
x
)O3‑
(1
‑
y)PbTiO3(0≤x≤1，0≤y≤1)、掺杂Sm的镁铌酸铅和钛酸铅的混合物yPb(Mg1‑
x
Nb
x
)O3‑
(1
‑
y)PbTiO3(0≤x≤1，0≤y≤1)、锌铌酸和铅钛酸铅的混合物yPb(Zn1‑
x
Nb
x
)O3‑
(1
‑
y)PbTiO3(0≤x≤1，0≤y≤1)、锆钛酸铅PbZr
x
Ti1‑
x
O3(0≤x≤1)、(1
‑
x)Na
1/2
Bi
1/2
TiO3‑
xK
1/2
Bi
1/2
TiO3(0≤x≤1)、钛酸铋钠和钛酸钡的混合物(1
‑
x)Na
1/2
Bi
1/2
TiO3‑
xBaTiO3(0≤x≤1)、钛酸铋钠(Na
1/2
Bi
1/2
)TiO3、氧化锌ZnO、氮化铝AlN、铌酸钠NaNbO3、铌酸钾KNbO3、钨酸钠NaWO3、聚偏氟乙烯PVDF、偏硼酸铋α
‑
BiB3O6、铁酸铋BiFeO3、钛酸钡钛酸钙锆酸钡的混合物BaTiO3‑
CaTiO3‑
BaTiZrO3、镍钛酸铋和锆钛酸铅的混合物xBi(Ni
1/2
Ti
1/2
)O3‑
(1
‑
x)Pb(Zr
1/2
Ti
1/2
)O3(0≤x≤1)、钛酸铋BiTiO3、钛酸锶SrTiO3、磷酸钾GaPO4、硼酸锂Li2B4O7、铌酸锂LiNbO3、α
‑
二氧化硅α
‑
SiO2、硅酸铝钙Ca2Al2SiO7、硼酸锌铋Bi2ZnB2O7、铝酸钇YAlO3、铬酸钇YCrO3、铁酸钇YFeO3、硅酸镓镧系列材料、稀土钙氧硼酸盐RECa4O(BO3)3系列材料及稀土钙氧硼酸盐系列材料互掺材料。
[0018]在一些示例中，所述压磁结构的材料包括金属和非金属组成的合金；所述非金属包括Si、B和P中的一种或多种，所述金属包括Fe、Co、Ni和Mo中的一种或多种。
[0019]在一些示例中，所述压磁结构的材料包括如下的一种或多种材料：Y3Fe2(FeO4)3、Y3Co2(FeO4)3、Y3Ni2(FeO4)3、Fe1‑
x
Ga
x
B(0≤x≤1)、Mn3Ga、Mn3Ni、Nd2Fe
14
B、CoFeO4、Ni
80
Fe
20
、Fe
80
Ga
20
、CoFeB、FeGaB、Fe1‑
x
Ga
x
(0≤x≤1)、FeCoSiB。
[0020]本公开至少一实施例还提供一种电子装置，包括以上任一实施例提供的天线。
附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线，包括压电结构和压磁结构，其中，所述压电结构和所述压磁结构配置为使得所述压电结构在电场作用下发生机械形变时使所述压磁结构发生机械形变并产生电磁波。2.如权利要求1所述的天线，其中，所述压电结构和所述压磁结构至少部分接触。3.如权利要求1所述的天线，其中，所述压电结构和所述压磁结构沿第一方向排列；所述压电结构为沿所述第一方向延伸的长条形结构，在所述第一方向上具有最大尺寸，且配置为在电场作用下在所述第一方向发生机械形变。4.如权利要求3所述的天线，其中，所述压电结构在垂直于所述第一方向的截面的周长与所述压电结构沿所述第一方向的尺寸的比值范围为1:100
‑
4:1。5.如权利要求4所述的天线，其中，所述截面的形状为圆形、椭圆形、正方形或长方形。6.如权利要求1所述的天线，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：南天翔，田世伟，季雅惠，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：