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

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

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：提出了一款工作在45kHz的壓電天線。分析壓電天線的遠(yuǎn)場磁感應(yīng)強(qiáng)度和輻射效率的理論計(jì)算公式，并通過在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)尺寸對壓電天線性能的影響，得到在遠(yuǎn)場磁感應(yīng)強(qiáng)度和輻射效率上都優(yōu)異的壓電天線。

實(shí)驗(yàn)過程：

（1）壓電天線的設(shè)計(jì)；

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

（2）壓電天線的實(shí)測過程；

在壓電天線的諧振頻率的實(shí)測中，利用函數(shù)信號發(fā)生器發(fā)送45kHz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，再利用接收線圈接收LiNbO3晶體輻射出的電磁波，并通過在接收線圈上加調(diào)諧電容使接收線圈諧振最后利用頻譜儀對接收線圈進(jìn)行掃頻，可得到LiNbO3壓電天線的諧振頻率。

壓電天線的發(fā)送信號系統(tǒng)

壓電線圈的接收信號系統(tǒng)

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

壓電天線收發(fā)信息系統(tǒng)的實(shí)物測試

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（1）不同電壓和不同間距下接收線圈的接收功率

（2）空曠環(huán)境下不同間距下接收線圈的接收功率。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

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

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

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布，西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國內(nèi)專業(yè)從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。公司致力于電壓放大器、計(jì)量校準(zhǔn)產(chǎn)品、線束測試儀等產(chǎn)品為核心的相關(guān)行業(yè)測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案，Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。

審核編輯 黃昊宇