看到一个全新的天线设计思路，不明觉厉

ilovepp

南天翔另辟蹊径，找到一种新方法。他研发的小型天线由微机电系统（MEMS）和磁电子材料结合构成，从而能通过声学波驱动磁偶极子谐振产生电磁波的辐射。这种天线基于一种声学波和磁子的耦合效应：在压电材料与磁性材料组成的结构中，当压电材料被施加电压时会产生变形，并传递至磁性材料使其变形，产生震荡，并最终完成电磁波的发射，满足信息无线传输的所需。

他和团队在硅衬底上通过微机电系统工艺，构筑了可集成的微型天线，这种天线不再依赖电磁波谐振，而是通过声波振动发射电磁波。
也就是说，这种器件的结构以及它的工作原理，是与传统天线截然不同的，其声学波驱动机制，使得天线尺寸能匹配声学波的波长、而非波长更长的电磁波。

他的工作抛弃了传统天线的设计原理，实现了理论创新，在实际应用中的突破是显而易见的 —— 工作在 2.5 GHz 频率下的微机电天线，可将传统天线的尺寸缩小两个数量级。南天翔的创新使相同频率下工作的天线尺寸缩小了 100 倍，他发表在 Nature Communications 上的论文曾做过一个对比：2.5 GHz 的天线如果应用传统原理来做的话，面积大概是 11 平方厘米。如果应用声学波驱动机制制作，大概是 0.002 平方厘米。
这一突破对智能手机的更新换代意义重大。目前的手机天线仍占据很大空间，同时，为满足不同通信频率和功能的需求，天线数量也非常多，数量增加要求多个天线之间的形状重新排布，对手机设计提出新的要求。
“手机中的芯片、传感器现在可以做得很小，主要占空间的一个是电池，另一个就是天线。” 他介绍说。
他研发的微型天线则避免了这些问题，“如果使用这种天线的话，能节省很大体积，就可以把手机做得更薄，或者增大电池容量。”
除此以外，对比相同尺寸的传统天线，微机电天线还具备更高的辐射传输效率，它能利用集成电路的工艺制造，且可以实现量产。
这种天线因其微型化、可集成、低成本的特性而具有广阔的应用前景。据预测，到 2025 年将有超过 750 亿个移动设备通过天线接入物联网，这是可集成微型天线的巨大机遇。
例如，当前智能手机使用液晶聚合物天线（LCP）或者利用手机外壳的金属边框，它的尺寸大，难以与手机通信芯片集成，阻碍了 5G 大规模 MIMO 天线的发展，因此产业界对可集成的微型天线阵列的需求很大。同时，可穿戴、可植入生物传感器以及电子皮肤也都需要发展一种微型、无感、高效的通讯技术。

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/ljfo_ddDt9i80iuRYDlIdQ

unifax001

不懂 但是说什么声波搞电磁波 频率不同嘛 初中好像是这么说的

饭桶

电磁波比声波波长长？你别骗我啊，我九年都认真读的。

tomzbj

饭桶 发表于 2020-12-15 15:55
电磁波比声波波长长？你别骗我啊，我九年都认真读的。

频率一样, 声波的波速慢多了...

norman33

比声学波波长更长的电磁波？啥鬼玩意

mo812

按照传统的看不大懂文章讲的工作原理

gzhuli

饭桶 发表于 2020-12-15 15:55
电磁波比声波波长长？你别骗我啊，我九年都认真读的。

波长 = 波速 / 频率，2.4G电磁波在真空中的波长是12.5cm，2.4G声波横波在氮化铝陶瓷中的波长是2.64um(音速6333m/s)，没毛病。

其实声波在RF领域早就有广泛应用，315/433M常用的声表面波滤波器(SAW)听过吧？

gzhuli

这才是真正的干货，Nature原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-00343-8

饭桶

gzhuli 发表于 2020-12-15 16:27
波长 = 波速 / 频率，2.4G电磁波在真空中的波长是12.5cm，2.4G声波横波在氮化铝陶瓷中的波长是2.64um(音速 ...

大师一语顿开啊！~

nanfang2000

我们公司做超声波的，不过才十几MHz，要实现上GHz的超声波太难了吧

xy-mcu

前段时间陪小朋友听 少年得到.
说到,如果奥特曼需要去远处救人, 是天上飞呢?还是钻地?
这里有个前提就是 奥特曼的 速度是 xx马赫.

epwwm

别蒙我，我知道声波是20~20K，电磁波是高得多的，什么叫声学波驱动磁偶极子谐振产生电磁波的辐射？？

moon2jin

gzhuli 发表于 2020-12-15 16:27
波长 = 波速 / 频率，2.4G电磁波在真空中的波长是12.5cm，2.4G声波横波在氮化铝陶瓷中的波长是2.64um(音速 ...

在材料里面波长短，终归要转化发送到空气当中呀，转换效率如何呢？

1a2b3c

感觉就是声表的另外一种使用。 现在1、2个G的声表几十年前就在用了，直接输出功率也能到10mw左右，就是大师说的315/433那种，只是是有缘的，不晓得内部是不是封装了有源器件

nanfang2000

epwwm 发表于 2020-12-15 18:06
别蒙我，我知道声波是20~20K，电磁波是高得多的，什么叫声学波驱动磁偶极子谐振产生电磁波的辐射？？ ...

那是人耳能听到的范围，实际上声波是机械波，没有频率上限。比如常用的超声波就高达20~40mhz

gzhuli

moon2jin 发表于 2020-12-15 18:15
在材料里面波长短，终归要转化发送到空气当中呀，转换效率如何呢？

传统天线是通过交变电场产生电磁场，这个是交变磁场产生电磁场，估计近场辐射模式不一样，不过粗略看了一下论文貌似也没有说远场辐射效率如何。

gzhuli

1a2b3c 发表于 2020-12-15 18:38
感觉就是声表的另外一种使用。 现在1、2个G的声表几十年前就在用了，直接输出功率也能到10mw左右，就是大师 ...

对的，感觉就是声表的电极换成了软磁材料，然后施加个静磁场在周围，这层软磁材料一抖起来就产生电磁波了，类似手里拿个磁铁超高速晃动来产生电磁波……

Elex

gzhuli 发表于 2020-12-15 16:27
波长 = 波速 / 频率，2.4G电磁波在真空中的波长是12.5cm，2.4G声波横波在氮化铝陶瓷中的波长是2.64um(音速 ...

估计是文科生写的文章，不知道谁见过11平方厘米这么大的2.4G的天线，现在陶瓷天线就很小了
另外，说缩小手机天线尺寸我觉得不太可信，毕竟天线又不是只管发射，缩小这么多的天线的接收灵敏度下降可不少

gzhuli

Elex 发表于 2020-12-15 20:24
估计是文科生写的文章，不知道谁见过11平方厘米这么大的2.4G的天线，现在陶瓷天线就很小了
另外，说缩小 ...

微信鸡汤文就不要太较真了，肯定是文科生写手加油添醋自己YY的，要看就看我上面贴的Nature原文，那个还是实打实的干货，没这些吹牛逼话。

Elex

gzhuli 发表于 2020-12-15 20:34
微信鸡汤文就不要太较真了，肯定是文科生写手加油添醋自己YY的，要看就看我上面贴的Nature原文，那个还是 ...

原文的接收灵敏度方面还是值得怀疑，毕竟接收电磁波的能量跟受照面积有关

lyping1987

微波武器，好像真的不是由电产生的微波。

No.5

这种天线只能发射吧？怎么接收呢？

david1234

同感，接收灵敏度太低