CN112952382B - 磁电机械天线的调制方法、系统及计算机设备 - Google Patents

磁电机械天线的调制方法、系统及计算机设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112952382B
CN112952382B CN202110126840.2A CN202110126840A CN112952382B CN 112952382 B CN112952382 B CN 112952382B CN 202110126840 A CN202110126840 A CN 202110126840A CN 112952382 B CN112952382 B CN 112952382B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
mechanical
resonance frequency
eigenfrequency
heterojunction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110126840.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112952382A (zh
Inventor
南天翔
季雅惠
田世伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202110126840.2A priority Critical patent/CN112952382B/zh
Publication of CN112952382A publication Critical patent/CN112952382A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112952382B publication Critical patent/CN112952382B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/22—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation in accordance with variation of frequency of radiated wave
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/10—Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • H04L27/12—Modulator circuits; Transmitter circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本申请提供了一种磁电机械天线的调制方法、系统、计算机设备及其可读存储介质。所述磁电机械天线的调制方法包括：对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场。检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较。若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。本申请采用上述方法，可以直接实现对机械天线的BFSK调制通信，避免采用外加电路改变系统机械谐振频率而实现的BFSK调制，从而简化BFSK调制方案，有利于机械天线的集成。

Description

磁电机械天线的调制方法、系统及计算机设备
技术领域
本申请涉及天线技术领域，特别是涉及磁电机械天线的调制方法、系统、计算机设备及其可读存储介质。
背景技术
传统天线依赖于电磁波的谐振，其尺寸需与电磁波波长相比拟才能实现谐振，因此其尺寸受制于波长。一类依靠机械谐振的磁电机械天线帮助缩小传统天线尺寸。机械天线常采用BFSK(二进制频率键控)进行调制，从而实现数据传输。
目前，同一根机械天线实现两种谐振频率的传输，采用的BFSK调制方案是通过对天线结构串联或并联一个旁路结构电路来改变其谐振频率，从而实现同一根机械天线具有两种谐振频率。但这种机械天线BFSK调制方案过于复杂，不利于天线集成。
发明内容
基于此，有必要针对现有机械天线BFSK调制方案过于复杂，不利于天线集成的问题，提供一种磁电机械天线的调制方法、系统、计算机设备及其可读存储介质。
一种磁电机械天线的调制方法，应用于磁电异质结天线，所述方法包括：
对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场；
检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较；
若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。
在其中一个实施例中，所述若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等的步骤包括：
在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率大于所述谐振本征频率，则降低所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等；
在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率小于所述谐振本征频率，则增大所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等。
在其中一个实施例中，所述检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较的步骤之前还包括：
通过仿真检测待调制的所述异质结天线的机械谐振本征频率。
在其中一个实施例中，所述异质结天线包括：
固定板；
第一电极，设置在所述固定板；
压电层，设置在所述第一电极远离所述固定板的一侧；
第二电极，设置在所述压电层远离所述第一电极的一侧；以及
铁磁层，设置在所述第二电极远离所述压电层的一侧。
在其中一个实施例中，所述异质结天线还包括：
支撑板，所述第一电极通过所述支撑板设置在所述固定板，且所述第一电极、所述支撑板和所述固定板之间形成腔体。
在其中一个实施例中，所述铁磁层的材料包括YIG(钇铁石榴石)、Ni(镍)、Fe(铁)、FeGa(铁镓)、FeGaB(铁镓硼)或Metglas(金属玻璃)。
在其中一个实施例中，所述压电层的材料包括AlN(氮化铝)、ZnO(氧化锌)、PZT(锆钛酸铅)、PMN-PT(铌镁酸铅-钛酸铅)、LiNbO3(铌酸锂)、LiTaO3(钽酸锂)或Quartz(石英)。
一种磁电机械天线的调制系统，应用于异质结天线，所述系统包括：
磁场单元，用于对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场；
检测单元，用于检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率；
调节单元，分别与所述磁场单元和所述检测单元信号连接，用于将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较，若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。
在其中一个实施例中，所述调节单元用于在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率大于所述谐振本征频率，则降低所述磁场单元施加的所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等；
在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率小于所述谐振本征频率，则增大所述磁场单元施加的所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任一项所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中任一项所述的方法的步骤。
与现有技术相比，上述磁电机械天线的调制方法、系统、计算机设备及其可读存储介质。所述磁电机械天线的调制方法包括首先对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场。其次，检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较。最后，若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。本申请采用上述方法，可以直接实现对机械天线的BFSK调制通信，避免采用外加电路改变系统机械谐振频率而实现的BFSK调制，从而简化BFSK调制方案，有利于机械天线的集成。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的磁电机械天线的调制方法的流程图；
图2为本申请一实施例提供的异质结天线的原理图；
图3为本申请另一实施例提供的异质结天线的原理图；
图4为本申请一实施例提供的AlN/YIG异质结天线的辐射效率图；
图5为本申请一实施例提供的AlN/YIG异质结天线的耦合后辐射频率效果图；
图6为本申请另一实施例提供的AlN/YIG异质结天线的耦合后辐射强度效果图；
图7为本申请一实施例提供的磁电机械天线的调制系统的结构框图；
图8为本申请一实施例提供的计算机设备的内部结构图。
附图标记说明：
10、异质结天线；110、固定板；120、第一电极；130、压电层；131、通孔；140、第二电极；150、铁磁层；160、支撑板；161、腔体；20、磁电机械天线的调制系统；210、磁场单元；220、检测单元；230、调节单元。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，本申请一实施例提供一种磁电机械天线的调制方法，应用于磁电异质结天线。所述异质结天线可以采用压电/铁磁磁电异质结结构。所述方法包括：
S102：对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场。
具体的，可以将待调制的所述异质结天线放置在可以产生偏置磁场的环境内。当将待调制的所述异质结天线放置完成后，可以对待调制的所述异质结天线所处的环境施加偏置磁场。
S104：检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较。
在一个实施例中，可以通过控制器或处理器检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较。当对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场后，所述控制器或处理器可以检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率。具体的，所述控制器或处理器可以通过铁磁共振仪检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率。当检测到所述铁磁共振频率后，所述控制器或处理器可以将所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率进行比较。
若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率之间的差值小于等于设定阈值，则可以认为所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内相等。此时完成对待调制的所述异质结天线的调制过程，不需要执行步骤S106。反之，若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则执行步骤S106。其中，所述设定阈值的具体数值可根据实际需求进行设定，此处不做具体数值限定。
S106：若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。
可以理解，当所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等时，所述控制器或处理器可以调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。具体的，在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率大于所述谐振本征频率，则可以降低所述偏置磁场的大小，从而使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等。在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率小于所述谐振本征频率，则可以增大所述偏置磁场的大小，从而使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等。所述误差范围可以根据实际需求进行设定，此处不做具体数值限定。当所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等时，所述铁磁共振频率的辐射峰与所述谐振本征频率的辐射峰发生耦合，从而分裂出两个辐射效率提高且具有机械谐振特性的辐射频率。
因此，本申请采用上述方法，可以直接实现对机械天线的BFSK调制通信，避免采用外加电路改变系统机械谐振频率而实现的BFSK调制，从而简化BFSK调制方案，进而有利于天线集成。
在一个实施例中，所述检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较的步骤之前还包括：通过仿真检测待调制的所述异质结天线的机械谐振本征频率。具体的，所述控制器或处理器可以通过仿真对待调制的所述异质结天线的机械谐振本征频率进行检测。在其他实施例中，所述控制器或处理器还可以通过阻抗分析仪或网络分析仪对待调制的所述异质结天线的机械谐振本征频率进行检测。如此所述控制器或处理器可以通过所述阻抗分析仪、网络分析仪或仿真实现对待调制的所述异质结天线的机械谐振本征频率进行检测，从而便于后续对天线进行调制。
请参见图2，在一个实施例中，所述异质结天线10包括固定板110、第一电极120、压电层130、第二电极140以及铁磁层150。所述第一电极120设置在所述固定板110。所述压电层130设置在所述第一电极120远离所述固定板110的一侧。所述第二电极140设置在所述压电层130远离所述第一电极120的一侧。所述铁磁层150设置在所述第二电极140远离所述压电层130的一侧。
可以理解，所述固定板110的材质不限制，只要具有支撑的作用即可。所述固定板110的材质可以为硅。所述固定板110的材质也可以为其它绝缘材料。在一个实施例中，所述固定板110采用硅片，可以降低导电特性。可以理解，所述第一电极120设置在所述固定板110的方式不限制，只要保证所述第一电极120设置在所述固定板110上即可。所述第一电极120可以通过粘贴的方式固定于所述固定板110。所述第一电极120也可以通过卡扣的方式固定于所述固定板110。在一个实施例中，所述第一电极120与所述固定板110之间采用粘贴的方式进行固定，可提高固定的可靠性。
可以理解，所述压电层130设置在所述第一电极120远离所述固定板110的一侧的方式不限制，只要保证所述压电层130设置在所述第一电极120上即可。所述压电层130可以通过粘贴的方式固定于所述第一电极120。所述压电层130也可以通过卡扣的方式固定于所述第一电极120。在一个实施例中，所述第一电极120与所述压电层130之间采用粘贴的方式进行固定，可提高固定的可靠性。同样的，所述第二电极140与所述压电层130之间、以及所述铁磁层150与所述第二电极140之间均可采用卡扣或者粘贴的方式进行固定。
在一个实施例中，所述铁磁层150的材料应具有较小的磁阻尼系数。例如，所述铁磁层150的材料可以包括YIG(钇铁石榴石)、Ni(镍)、Fe(铁)、FeGa(铁镓)、FeGaB(铁镓硼)、Metglas(金属玻璃)等。其中，In(铟)、Sn(锡)、V(钒)、Ga(镓)、Al(铝)元素可以替代YIG中的Fe元素。Gd(钆)、Ce(铈)、Pr(镨)稀土元素以及Bi(铋)元素等可以替代YIG中的Y(钇)元素。例如Ga:YIG(Y3(FeGa)5O12)、Al:YIG(Y3(FeAl)5O12)、Ce:YIG((YCe)3Fe5O12)、Ce:YGaIG((YCe)3(FeGa)5O12)、Ce:YAlIG((YCe)3(FeAl)5012)、Bi:GdIG((GdBi)3Fe5O12)等。所述铁磁层150采用较小的磁阻尼系数的材料，可以使得所述铁磁层150的铁磁共振特性更加显著。
所述铁磁层150的材料还可以包含一种或多种非金属(例如选自Si(硅)、B(硼)和P(磷)的一种或多种)与一种或多种金属(例如选自Fe、Co(钴)、Ni和Mo(钼)的一种或多种)的合金，例如：Y3M2(FeO4)3(M:Fe、Co和Ni)、Fe1-xGaxB(x＝0-1)、Mn3Ga、Mn3Ni、Nd2Fe14B、CoFeO4、Ni80Fe20、Fe80Ga20、不同组分CoFeB、不同组分FeGaB、Fe1-xGax(x＝0-1)和不同组分FeCoSiB等。
在一个实施例中，所述压电层130的材料可以包括AlN(氮化铝)、ZnO(氧化锌)、硅酸钛钡Ba2TiSi2O8、不同配比镁铌酸铅Pb(Mg1-xNbx)O3、第一预设浓度的Sm掺杂不同配比镁铌酸铅Pb(Mg1-xNbx)O3、不同配比镁铌酸铅钛酸铅yPb(Mg1-xNbx)O3-(1-y)PbTiO3(x，y＝0～1)、第二预设浓度的Sm(钐)掺杂不同配比的镁铌酸铅钛酸铅yPb(Mg1-xNbx)O3-(1-y)PbTiO3(x，y＝0～1)、不同配比锌铌酸铅钛酸铅yPb(Zn1-xNbx)O3-(1-y)PbTiO3(x，y＝0～1)、不同配比锆钛酸铅PbZrxTi1-xO3(x＝0～1)、不同配比钛酸铋钠和钛酸铋钾(1-x)Na1/2Bi1/2TiO3-xK1/ 2Bi1/2TiO3(x＝0～1)、不同配比钛酸铋钠钛酸钡(1-x)Na1/2Bi1/2TiO3-xBaTiO3(x＝0～1)、钛酸铋钠(Na1/2Bi1/2)TiO3、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-钛酸钙和锆酸钡系化合物BaTiO3–CaTiO3–BaTiZrO3、不同配比镍钛酸铋和锆钛酸铅xBi(Ni1/2Ti1/2)O3-(1-x)Pb(Zr1/2Ti1/2)O3、钛酸铋BiTiO3、钛酸锶SrTiO3、磷酸钾GaPO4、硼酸锂Li2B4O7、化学计量比和同成分铌酸锂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、石英等。
在一个实施例中，所述固定板110与所述压电层130对应的位置设置有通孔131。所述通孔131的面积小于或等于所述压电层130在所述固定板110的正投影的面积。所述异质结天线10在使用时，对所述第一电极120和所述第二电极140通电，从而实现对位于所述第一电极120和所述第二电极140之间的所述压电层130施加交变电压。所述压电层130在承受交变电压后，所述压电层130利用逆压电效应产生应力震荡(即弹性机械波)。所述压电层130产生的机械波可以传播到所述铁磁层150。因所述固定板110与所述压电层130对应的位置设置有所述通孔131，可以增强机械波的传播质量。所述铁磁层150利用铁磁材料的压磁效应产生磁化震荡(即交变磁流源)，从而实现向空间中辐射电磁波。
请参见图3，在一个实施例中，所述异质结天线10还包括支撑板160。所述第一电极120通过所述支撑板160设置在所述固定板110，且所述第一电极120、所述支撑板160和所述固定板110之间形成腔体161。可以理解，所述支撑板160的数量可以为两个。所述第一电极120、两个所述支撑板160和所述固定板110之间可以形成所述腔体161。如此所述压电层130产生的机械波传播到所述铁磁层150时，可以增强机械波的传播质量。
在一个实施例中，假设所述压电层130的材料为AlN(氮化铝)，所述铁磁层150的材料为YIG。采用步骤S102至S106对所述异质结天线进行调制的过程中，如图4所示，当所述偏置磁场的大小逐渐增大时，由于所述铁磁层150的铁磁共振特性会对所述异质结天线10的磁电辐射进行增强，从而提高辐射效率。而当偏置磁场在118.7奥斯特至122.7奥斯特时，所述铁磁层150的铁磁共振特性对所述异质结天线10的磁电辐射的增强效果最大。
与此同时，在该偏置磁场的范围内，所述铁磁共振频率的辐射峰与所述谐振本征频率的辐射峰发生耦合，并分裂出两个辐射效率提高且具有机械谐振特性的辐射频率(如图5所示)。请参见图6，在121.25奥斯特的偏置磁场下，在1.319千兆赫和1.348千兆赫处的两个辐射峰的辐射强度相当，且均呈机械谐振状态。两个机械谐振辐射峰的存在使得本申请中的异质结天线10可以直接进行BFSK调制。采用上述磁电机械天线的调制方法，可根据所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率分裂出的两个具有机械谐振特性的辐射频率效率相近，且具有一定的谐振频率间隔。因此本申请中的磁电机械天线的调制方法可直接用于机械天线的BFSK调制，同时还提高了所述异质结天线10的磁电辐射质量。另外，通过施加偏置磁场改变所述铁磁共振频率的其它方法均在本申请的保护范围内，本申请不一一列举。
在一个实施例中，假设所述压电层130的材料为ZnO，所述铁磁层150的材料为YIG。采用步骤S102至S106对所述异质结天线进行调制的过程中，当偏置磁场在75.2奥斯特到83.2奥斯特时，所述铁磁层150的铁磁共振特性对所述异质结天线10的磁电辐射的增强效果最大。由此可知，所述误差范围可根据所述异质结天线10的实际材料进行选择，本申请不做具体数值的限定。
请参见图7，本申请另一实施例提供一种磁电机械天线的调制系统20。所述磁电机械天线的调制系统20应用于异质结天线10。所述磁电机械天线的调制系统20包括：磁场单元210、检测单元220以及调节单元230。所述磁场单元210用于对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场。所述检测单元220用于检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率。所述调节单元230分别与所述磁场单元210和所述检测单元220信号连接。所述调节单元230用于将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较。若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。
可以理解，所述磁场单元210可以为能够产生偏置磁场的设备。所述检测单元220可以为铁磁共振仪。所述调节单元230可以为控制器或控制芯片。所述检测单元220用于检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率发送至所述调节单元230。所述调节单元230接收到所述铁磁共振频率后，将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较，若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。
具体的，所述调节单元230将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较，在所述误差范围内若所述铁磁共振频率大于所述谐振本征频率，则可以降低所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等。在所述误差范围内若所述铁磁共振频率小于所述谐振本征频率，则可以增大所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等。当所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等时，所述铁磁共振频率的辐射峰与所述谐振本征频率的辐射峰发生耦合，从而分裂出两个辐射效率提高且具有机械谐振特性的辐射频率。
因此，本申请采用上述磁电机械天线的调制系统20，可以直接实现对机械天线的BFSK调制通信，避免采用外加电路改变系统机械谐振频率而实现的BFSK调制，从而简化BFSK调制方案，进而有利于天线集成。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种车辆变道的预警方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
请参见图8，本申请另一实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任一项所述的磁电机械天线的调制方法的步骤。
在一个实施例中，所述处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
S102：对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场；
S104：检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较；
S106：若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。
本申请一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中任一项所述的磁电机械天线的调制方法的步骤。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
S102：对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场；
S104：检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较；
S106：若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。
上述计算机设备和计算机可读存储介质，首先对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场。其次，检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较。最后，若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等。本申请采用上述方法，可以直接实现对机械天线的BFSK调制通信，避免采用外加电路改变系统机械谐振频率而实现的BFSK调制，从而简化BFSK调制方案，有利于机械天线的集成。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种磁电机械天线的调制方法，其特征在于，应用于磁电异质结天线，所述方法包括：
对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场；
检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较；
若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述机械谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等；
在所述机械谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等的情况下，所述铁磁共振频率的辐射峰与所述机械谐振本征频率的辐射峰发生耦合，分裂得到两个辐射频率；
所述异质结天线根据两个所述辐射频率进行二进制频率键控(BFSK)调制。
2.如权利要求1所述的磁电机械天线的调制方法，其特征在于，所述若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等的步骤包括：
在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率大于所述谐振本征频率，则降低所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等；
在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率小于所述谐振本征频率，则增大所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等。
3.如权利要求1所述的磁电机械天线的调制方法，其特征在于，所述检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率，并将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较的步骤之前还包括：
通过仿真检测待调制的所述异质结天线的机械谐振本征频率。
4.如权利要求1-3中任一项所述的磁电机械天线的调制方法，其特征在于，所述异质结天线包括：
固定板(110)；
第一电极(120)，设置在所述固定板(110)；
压电层(130)，设置在所述第一电极(120)远离所述固定板(110)的一侧；
第二电极(140)，设置在所述压电层(130)远离所述第一电极(120)的一侧；以及
铁磁层(150)，设置在所述第二电极(140)远离所述压电层(130)的一侧。
5.如权利要求4所述的磁电机械天线的调制方法，其特征在于，所述异质结天线还包括：
支撑板(160)，所述第一电极(120)通过所述支撑板(160)设置在所述固定板(110)，且所述第一电极(120)、所述支撑板(160)和所述固定板(110)之间形成腔体(161)。
6.如权利要求4所述的磁电机械天线的调制方法，其特征在于，所述铁磁层(150)的材料包括YIG(钇铁石榴石)、Ni(镍)、Fe(铁)、FeGa(铁镓)、FeGaB(铁镓硼)或Metglas(金属玻璃)。
7.如权利要求6所述的磁电机械天线的调制方法，其特征在于，所述压电层(130)的材料包括AlN(氮化铝)、ZnO(氧化锌)、PZT(锆钛酸铅)、PMN-PT(铌镁酸铅-钛酸铅)、LiNbO3(铌酸锂)、LiTaO3(钽酸锂)或Quartz(石英)。
8.一种磁电机械天线的调制系统，其特征在于，应用于异质结天线，所述系统包括：
磁场单元(210)，用于对待调制的所述异质结天线施加偏置磁场；
检测单元(220)，用于检测待调制的所述异质结天线的铁磁共振频率；
调节单元(230)，分别与所述磁场单元(210)和所述检测单元(220)信号连接，用于将所述铁磁共振频率与所述异质结天线的机械谐振本征频率进行比较，若所述铁磁共振频率与所述机械谐振本征频率在误差范围内不相等，则调整所述偏置磁场的大小，使得所述机械谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等；
在所述机械谐振本征频率和所述铁磁共振频率在所述误差范围内相等的情况下，所述铁磁共振频率的辐射峰与所述机械谐振本征频率的辐射峰发生耦合，分裂得到两个辐射频率，以使所述异质结天线根据两个所述辐射频率进行二进制频率键控(BFSK)调制。
9.如权利要求8所述的磁电机械天线的调制系统，其特征在于，所述调节单元(230)用于在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率大于所述谐振本征频率，则降低所述磁场单元(210)施加的所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等；
在所述误差范围内，若所述铁磁共振频率小于所述谐振本征频率，则增大所述磁场单元(210)施加的所述偏置磁场的大小，使得所述谐振本征频率和所述铁磁共振频率相等。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
CN202110126840.2A 2021-01-29 2021-01-29 磁电机械天线的调制方法、系统及计算机设备 Active CN112952382B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110126840.2A CN112952382B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 磁电机械天线的调制方法、系统及计算机设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110126840.2A CN112952382B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 磁电机械天线的调制方法、系统及计算机设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112952382A CN112952382A (zh) 2021-06-11
CN112952382B true CN112952382B (zh) 2023-03-14

Family

ID=76239781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110126840.2A Active CN112952382B (zh) 2021-01-29 2021-01-29 磁电机械天线的调制方法、系统及计算机设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112952382B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114095323B (zh) * 2021-10-13 2023-02-03 西安电子科技大学 机械天线时频组合调制系统、方法、设备、介质及终端
CN114024131B (zh) * 2021-11-04 2023-01-24 北京邮电大学 一种压电机械天线及其制备方法和通信设备
CN114039199B (zh) * 2021-11-04 2022-12-06 北京邮电大学 一种频率可调谐的压电环机械天线和通信设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108879071A (zh) * 2018-07-03 2018-11-23 西安电子科技大学 基于磁致伸缩压电材料的磁电天线及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794920A (ja) * 1993-09-17 1995-04-07 Sony Corp 強磁性磁気共鳴装置
WO2019033140A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-21 The Australian National University MODULATION SYSTEM AND METHOD, POLARIZATION CONTROL SYSTEM AND METHOD, AND ISOLATOR DEVICE AND METHOD

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108879071A (zh) * 2018-07-03 2018-11-23 西安电子科技大学 基于磁致伸缩压电材料的磁电天线及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Modeling of multiple dynamics in the radiation of bulk acoustic wave antennas;Zhi Yao;《IEEE JOURNAL ON MULTISCALE AND MULTIPHYSICS COMPUTATIONAL TECHNIQUES》;20191231;第5卷;说明书第5-16页及附图1-8 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112952382A (zh) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112952382B (zh) 磁电机械天线的调制方法、系统及计算机设备
US8625335B2 (en) Magnetic storage element, magnetic storage device, and magnetic memory
US10601400B1 (en) Frequency tunable RF filters via a wide-band SAW-multiferroic hybrid device
Berlincourt et al. Piezoelectric effect in the ferroelectric range in SbSI
JP6674478B2 (ja) 大電流読出強誘電体単結晶薄膜メモリ及びその製造方法と操作方法
CN113381782B (zh) 一种射频前端模组、制备天线和滤波器的方法及装置
Land et al. THE DEPENDENCE OF THE SMALL-SIGNAL PARAMETERS OF FERROELECTIC CERAMIC RESONATORS UPON STATE OF POLARIZATION
CN112886223B (zh) 一种甚低频电磁波天线及电磁波收发装置
Domann et al. Strain-mediated magnetoelectric storage, transmission, and processing: Putting the squeeze on data
Cole et al. Equilibrium Spin Configuration and Resonance Behavior of RbMn F 3
Chowdhury et al. Parametric amplification of spin waves using acoustic waves
Zheng et al. Shear-strain-mediated large nonvolatile tuning of ferromagnetic resonance by an electric field in multiferroic heterostructures
Yanagitani et al. Polarization control of ScAlN, ZnO and PbTiO3 piezoelectric films: application to polarization-inverted multilayer bulk acoustic wave and surface acoustic wave devices
CN113097699B (zh) 天线及电子装置
Shimidzu et al. Frequency-switchable polarity-inverted BAW resonators based on PZT/PTO epitaxial films using difference in coercive field
Guo et al. Optimized piezoelectric properties and temperature stability in PSN‐PMN‐PT by adjusting the phase structure and grain size
Pertsev et al. Ferromagnetic resonance in epitaxial films: Effects of lattice strains and voltage control via ferroelectric substrate
Sekimoto et al. High-order mode bulk acoustic wave resonators based on polarity-inverted SiAlN/AlN multilayered films for high-frequency operation
Rosen Analysis and design of ceramic transformers and filter elements
DE102021201854A1 (de) Dotierungsmassnahmen mit aluminiumnitrid für akustische volumenwellenfilter
Ishii et al. Magnetically controlled surface acoustic waves on multiferroic BiFeO 3
JP5097338B2 (ja) 圧電薄膜弾性波素子、圧電薄膜弾性波素子を用いた情報処理装置、及び圧電薄膜弾性波素子の製造方法
CN112002797B (zh) 基于多铁异质结的电场控制自旋波逻辑器件及其控制方法
Kuznetsova et al. The power flow angle of acoustic waves in thin piezoelectric plates
US2901679A (en) Ferroelectric devices

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant