實驗名稱：電壓放大器在低頻探測天線技術研究中的應用

實驗設備：信號發生器，ATA-2161電壓放大器，LiNbO3材料，頻譜儀，線圈等。

實驗內容：提出了一款工作在45kHz的壓電天線。分析壓電天線的遠場磁感應強度和輻射效率的理論計算公式，并通過在COMSOL中仿真不同壓電材料，不同圓柱體尺寸、不同鍍金厚度以及不同耦合環尺寸對壓電天線性能的影響，得到在遠場磁感應強度和輻射效率上都優異的壓電天線。

實驗過程：

（1）壓電天線的設計；

經過不斷調試，選擇LiNbO3作為壓電材料設計壓電天線，該壓電天線在COMSOL中的物理模型如圖所示。

（2）壓電天線的實測過程；

在壓電天線的諧振頻率的實測中，利用函數信號發生器發送45 kHz的正弦波，再利用ATA- -2161電壓放大器將正弦波的電壓幅度放大，將放大的電壓輸入到LiNbO3晶體兩端，再利用接收線圈接收LiNbO3晶體輻射出的電磁波，并通過在接收線圈上加調諧電容使接收線圈諧振Z 后利用頻譜儀對接收線圈進行掃頻，可得到LiNbO3壓電天線的諧振頻率。

壓電天線的發送信號系統

壓電線圈的接收信號系統

（3）通過改變LiNbO3晶體兩端電壓和接收線圈與LiNbO3晶體之間的間距，可以測得不同電壓和不同間距下接收線圈的接收功率。

壓電天線收發信息系統的實物測試

實驗結果：

   （1）不同電壓和不同間距下接收線圈的接收功率

   （2）空曠環境下不同間距下接收線圈的接收功率。

實驗結論：

    圖對比發現兩者一致，驗證了壓電天線具有向外輻射電磁波的特性。通過改變LiNbO;晶體兩端輸入電壓和接收線圈與LiNbO3壓電天線之間的距離,測得不同情況下接收線圈的接收功率。之后我們去空曠干擾小的環境對壓電天線再次進行了測試，在LiNbO3晶體兩端輸入電壓為115V情況下測得壓電天線Z遠距離下能接收到的輻射功率，Z遠距離為58 m，其輻射功率為-138 dBm。

實驗中所用到的電壓放大器ATA-2161參數指標：

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布，西安安泰電子科技有限公司（Aigtek）是國內專業從事測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業。公司致力于電壓放大器、計量校準產品、線束測試儀等產品為核心的相關行業測試解決方案的研究，為用戶提供具有競爭力的測試方案，Aigtek 已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試 用。如想了解更多實驗方案，請持續關注安泰電子。