測(cè)試設(shè)備：鎖相放大器、直流電流源、亥姆霍茲線(xiàn)圈、螺線(xiàn)管、ATA-3090功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)分析儀、標(biāo)定線(xiàn)圈、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀、差示掃描量熱儀、熱重分析儀、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、X射線(xiàn)衍射儀、傅立葉變換紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：在磁電復(fù)合系統(tǒng)中采用鎖相放大器驅(qū)動(dòng)亥姆霍茲線(xiàn)圈生成直流偏置磁場(chǎng)與螺線(xiàn)管激發(fā)交流磁場(chǎng)，通過(guò)功率放大器調(diào)控壓電纖維諧振狀態(tài)；同步在MoS2改性粘接層的PZT/Metglas復(fù)合結(jié)構(gòu)中量化磁發(fā)射強(qiáng)度與1m處輻射場(chǎng)強(qiáng)；利用信號(hào)發(fā)生器生成ASK調(diào)制信號(hào)，通過(guò)信號(hào)分析儀解析波形保真度；結(jié)合聲阻抗模型計(jì)算應(yīng)力傳遞效率，基于磁偶極子方程外推遠(yuǎn)場(chǎng)輻射強(qiáng)度，最終建立聲學(xué)匹配參數(shù)-磁電轉(zhuǎn)換效率的定量關(guān)聯(lián)模型。

圖1：磁電復(fù)合材料調(diào)制測(cè)量裝置的示意圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：聲阻抗匹配測(cè)試證實(shí)，當(dāng)MoS2填充量為1wt%時(shí)，粘接層楊氏模量提升至5.56GPa（未改性?xún)H3.2GPa），聲透射系數(shù)達(dá)0.132（未改性0.077），應(yīng)力傳遞效率提升71%，驅(qū)動(dòng)磁電復(fù)合材料在最佳偏置場(chǎng)（12kHz諧振頻率、1A直流偏置）下磁發(fā)射強(qiáng)度達(dá)331μT，較未改性樣品（220μT）提升1.5倍；在距離發(fā)射源1m處實(shí)測(cè)輻射強(qiáng)度為2.7nT，并通過(guò)磁偶極子模型外推100m處輻射強(qiáng)度約40fT；ASK調(diào)制驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，信號(hào)分析儀解析二進(jìn)制信號(hào)（0101序列）的波形保真度＞98%，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)無(wú)損傳輸；定量關(guān)聯(lián)模型進(jìn)一步揭示，聲阻抗參數(shù)（Z=2.7MRayl）與磁發(fā)射強(qiáng)度的擬合相關(guān)系數(shù)達(dá)R2=0.94，表明界面應(yīng)力傳遞效率對(duì)磁電轉(zhuǎn)換的調(diào)控權(quán)重占主導(dǎo)（85%）。

圖2：最佳偏置下MoS2填充前后磁電復(fù)合材料:（a）近場(chǎng)輻射特性（b）磁場(chǎng)強(qiáng)度隨實(shí)測(cè)距離變化曲線(xiàn)

表3本工作與已報(bào)道的磁電天線(xiàn)輻射性能比較

功率放大器推薦：ATA-3090C

圖：ATA-3090C功率放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，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。西安安泰電子是專(zhuān)業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)。

審核編輯 黃宇