研究人员提出用于跨介质通信的电—机—磁耦合新机理。 2023年12月17日，深圳大学教授董蜀团队及其合作者的最新研究成果发表于《先进材料》，研究团队针对极低频/超低频电磁波通信辐射效率极低的困惑，提出了一种压电陶瓷/铁磁材料异质结构电—机—磁耦合新理论方法，大大增强了低频辐射效率，并启发了低频机械天线的设计灵感，为今后跨海水、地下等恶劣环境下的通信保障提供了新的方案。
极低频/超低频电磁波能够在恶劣的跨介质信道中传播，但是传统的电磁天线尺寸大（大于10公里），功耗非常高。为解决这一问题，该研究提出了一种厘米级尺寸的压电陶瓷/铁磁材料异质结构，即电—机—磁耦合谐振子，用于极低频/超低频跨介质磁通信。该谐振子的品质因子Q比之前报道的机械天线和环形线圈天线高出一到五个数量级。
与传统极低频/超低频频段环形线圈天线相比，该谐振器的辐射效率提高了5000多倍，并且其磁场辐射能力也比压电谐振式机械天线提高了200%。
此外，该研究将谐振器的弛豫时间减少了80%，可以大大提高通信速率。最后，研究团队搭建了跨介质水下磁通信系统，实现了跨海水介质磁通信，表明了其作为便携、高效的极低频/超低频通信天线的潜力。（来源：中国科学报 刁雯蕙）
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202309159
作者：董蜀等 来源：《先进材料》
