Магнитоэлектрический эффект уменьшит размер антенн на несколько порядков

Магнитоэлектрический эффект уменьшит размер антенн на несколько порядков

Американские ученые разработали на основе мембран новые антенны размером на несколько порядков меньше, чем распространенные сегодня компактные антенны для метровых и дециметровых волн. Поскольку такие волны используются в мобильных телефонах и многих других устройствах, исследователи надеются, что их разработка позволит уменьшить размеры мобильных устройств. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Многие технологии, такие как телевидение, сотовая связь или Wi-Fi, используют электромагнитные дециметровые волны, также называемые ультравысокими частотами. Это излучение имеет частоты от 300 МГц до 3 ГГц и длины волн от десяти сантиметров до метра. Поскольку такие частоты используются в мобильных телефонах, ноутбуках и других мобильных устройствах, инженеры пытаются минимизировать размер антенн в них. Но у этой миниатюризации есть предел — антенну сложно сделать меньше, чем примерно одна десятая от длины волны излучения.

Исследователи смогли обойти это ограничение с помощью новой конструкции. Принцип действия их антенны основан на магнитоэлектрическом эффекте. Антенна состоит из двух основных частей. Центральный компонент, состоящий из Fe7Ga2B1 и Al2O3, из-за магнитострикции реагирует на магнитные возмущения и превращает их механические колебания в виде объемных акустических волн. Он соединен с пьезоэлектрическим компонентом из нитрида алюминия, который «принимает» эти колебания, и превращает их в электрический ток.

Для передачи сигнала используется обратная последовательность, и электрический ток преобразуется в электромагнитное излучение. Ученые отмечают, что такая антенна работает на частоте акустического резонанса, а не электромагнитного. Поскольку длина акустической волны примерно на пять порядков меньше, чем электромагнитной при той же частоте, размер такой магнитоэлектрической антенны может быть гораздо меньше, чем существующие аналоги. В качестве демонстрации ученые создали круговую антенну с диаметром 200 микрометров, что почти в 600 раз меньше, чем длина волны излучения, на которую она настроена.
В прошлом году коллектив ученых из России, Великобритании и Литвы разработал и провел испытания приемопередатчика терагерцевого излучения размером с булавочную головку на основе квантовых точек.

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>