文献类型：期刊文章

作　　者：谢冰鸿[1,2] 徐国凯[3] 肖绍球[4,5] 喻忠军[1] 朱大立[2,6]

Xie Bing-Hong;Xu Guo-Kai;Xiao Shao-Qiu;Yu Zhong-Jun;Zhu Da-Li(Institute of Aerospace Information Innovation,Chinese Academy of Sciences,Beijing 101407,China;Institute of Information Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100093,China;School of Systems Science and Engineering,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510006,China;School of Electronics and Information Technology,Guangdong Provincial Key Laboratory of Optoelectronic Information Processing Chips and Systems,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510006,China;Science and Technology on Micro-system Laboratory,Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200050,China;School of Cyberspace Security,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)

机构地区：[1]中国科学院空天信息创新研究院,北京101407 [2]中国科学院信息工程研究所,北京100093 [3]中山大学系统科学与工程学院,广州510006 [4]中山大学电子与信息工程学院(微电子学院),广东省光电信息处理芯片与系统重点实验室,广州510006 [5]中国科学院上海微系统与信息技术研究所,微系统技术重点实验室,上海200050 [6]中国科学院大学网络空间安全学院,北京100049

出　　处：《物理学报》

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2021YFA0716500);国家自然科学基金(批准号:62171487)资助的课题.

年　　份：2023

卷　　号：72

期　　号：11

起止页码：296-306

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2023_2024、EAPJ、EI、IC、JST、RCCSE、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：基于非线性磁致伸缩材料的本构方程,建立了一种“磁-力-电”多场耦合的层合磁电换能器的有限元模型,研究了不同偏置磁场下的谐振磁电效应.基于等效电路模型和二端口网络理论,实现了对谐振状态下磁电系数和等效源阻抗的完整求解.在磁电换能器与负载电阻之间引入优化的L节匹配网络,在提升负载功率的同时拓展了工作带宽.仿真结果与相关文献数据吻合,证实了该模型的准确性和有效性.仿真结果表明,所研究的层合磁电换能器,其磁电系数在450 Oe的偏置磁场下达到51.79 V/(cm·Oe)@51.4 kHz,在350 Oe的偏置磁场下达到极限输出功率–3.01 dBm@50.4 kHz.以保证负载功率为前提,通过优化匹配网络,可实现2.30 dB的功率提升和2.27倍的带宽拓展.本文所建立的非线性有限元模型充分考虑了偏置磁场对谐振磁电效应的影响,该研究结果对小型化磁耦合无线功率传输系统的设计和性能提升具有重要的指导意义.

关 键 词：磁电效应 等效电路 二端口网络 阻抗匹配

分 类 号：TB552[物理学类]