应用案例

【概述】

2025年北京邮电大学团队发布论文《Low-frequency metamaterial antenna based on magnetic field coupling effect》；研究中使用Aigtek安泰ATA-4052C高压功率放大器，搭建磁耦合谐振天线无线传输测试系统。研究中展示了一种具有高辐射容量、频率可调性、方向可调性和紧凑型的磁共振耦合超材料（MRCM）天线。为了阐明其辐射机制和频率调制能力，进行了等效电路模型和电磁仿真。与传统环形天线相比，MRCM天线可以实现辐射磁通密度提高七倍，并将有效的磁传输距离延长三倍。此外，MRCM天线允许调整辐射方向和操作频率，增强了其在不同应用scenarios中的通用性。这种超材料天线设计使口袋大小的天线能够实现180米的有效通信范围，为在变化环境（如水下和地下）中改善通信能力提供了有前途的解决方案。

实验名称：磁耦合谐振天线无线传输测试

研究方向：低频通信

实验内容：在发射端，由信号发生器产生的信号经过功率放大器放大并馈入磁耦合谐振天线，从而辐射磁场；在接收端，使用有源环形天线将接收到的磁场信号转换为电信号，并分别使用锁相放大器与频谱分析仪分析接收信号的时域与频域特征。

测试设备：ATA-4052C高压功率放大器，任意函数发生器，有源环形天线，锁相放大器，频谱分析仪等。

实验过程：

图1：实验测试系统图

1、频谱测试：首先由任意函数发生器生成扫频信号，并使用功率放大器将信号进行放大，放大后的信号馈入天线；记录并分析频谱仪接收到的频域信号，完成磁耦合谐振天线的频率响应测试。

2、远距离传输测试：首先进行信号调制，采用ASK调制方案，通过任意函数发生器生成50%占空比的ASK信号，并使用功率放大器将调制信号的电压（电流）放大到仪器承受最大值，高功率信号馈入天线；根据锁相放大器接收到的时域信号失真程度移动接收端位置，测量最远有效传输距离。

实验结果：

图：实验结果

1、磁耦合谐振天线在谐振频率磁场辐射获得显著增强，同等测试条件下为传统环形天线的7倍；

2、在200W输入功率下成功实现180m远距离传输，是传统环形天线的3倍。

安泰放大器在此应用中的产品优势：

1.高输出功率能力——实现远距离传输的核心保障

2.宽频带覆盖与频率响应平坦性——保证扫频测试的准确性

3.高线性度与低波形失真——保障信号的完整传输

【文献】Low-frequency metamaterial antenna based on magnetic field coupling effect

【推荐产品】：ATA-4052C高压功率放大器

图：ATA-4052C高压功率放大器指标参数

本文实验素材由西安安泰电子整理发布。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。西安安泰电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率信号源、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测试仪器研发、生产和销售的高科技企业。如想了解更多功率放大器等产品，请持续关注安泰电子官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。

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