據(jù)美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室2017年10月12日?qǐng)?bào)道，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室材料和制造部與東北大學(xué)合作，采用全新的信號(hào)收發(fā)方法，近期開發(fā)出一種微型天線，尺寸縮小100倍，小于1毫米。這一成果可能大大推動(dòng)軍事和商業(yè)通信系統(tǒng)小型化步伐。

多年來，大多數(shù)電子元件都已實(shí)現(xiàn)微小型化，但天線微型化的步伐受阻。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)天線有嚴(yán)謹(jǐn)精確的金屬結(jié)構(gòu)，天線需要保持一定長度，才能以適當(dāng)頻率諧振，從而有效地發(fā)射或接收所需的電磁波。這卻限制了天線的微型化。

美國新一代天線原理圖

美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室材料和制造部與東北大學(xué)的研究人員則利用應(yīng)變波的傳播速度比光速慢得多的性質(zhì)，在保持頻率不變的情況下，使用聲學(xué)濾波器技術(shù)，將微波電壓轉(zhuǎn)換成應(yīng)變波，減小波長；再利用磁性材料涂覆常規(guī)的體聲波濾波器，因?yàn)檫@些較慢的應(yīng)變波可以轉(zhuǎn)換成輻射，從而避免了常規(guī)天線微型化后會(huì)面臨的低效率難題。

該微型天線使用“多鐵性復(fù)合材料”的特殊絕緣材料代替導(dǎo)電材料，感測(cè)微波電場(chǎng)。這種絕緣材料由將磁性轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變的磁致伸縮材料和轉(zhuǎn)換應(yīng)變的壓電材料組成電壓轉(zhuǎn)換材料。這種絕緣材料由磁致伸縮材料和壓電材料構(gòu)成：磁致伸縮材料將磁性轉(zhuǎn)化為應(yīng)變，壓電材料將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電壓。多鐵復(fù)合材料的應(yīng)用可以使超小型天線通過感應(yīng)微波磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)天線功能。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，新的天線與相似大小的傳統(tǒng)天線相比性能更佳，且它們完全不需要任何電源，僅由簡單的電子元件組成即可工作。此外，不同的幾何設(shè)計(jì)能控制薄膜共振的頻率，他們通過兩種不同的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從特高頻（UHF）到甚高頻（VHF）的跨越，展示了這項(xiàng)技術(shù)的成熟應(yīng)用。包括可穿戴天線、生物可植入和生物可注射天線、智能手機(jī)和無線通信系統(tǒng)等。