一种小型化低频压电晶体天线的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，具体领域为一种小型化低频压电晶体天线。


背景技术：

2.无线电通信是信息社会的关键支撑技术，其产业化重点之一是移动通信设备的小型化，首先是天线小型化。特别是，能在地下和水中实现无线通信的小型甚低频(vlf)天线，已成为国际天线技术水平的标志之一。
3.甚低频无线电波，是指电磁波频谱范围为3～30khz，对应电磁波真空波长为数十千米，显然甚低频天线的小型化难度极大。即使是短天线(长度约为收发无线电波波长的十分之一)，也无法适应移动通信应用。
4.压电晶体天线，是指压电单晶体谐振应用于天线，久为人知，其基本原理是熟知的逆压电效应和压电效应。基于压电晶体纵体波速度，设计晶体棒长度，使其与馈电的发射导行波信号谐振，晶体棒将产生最大的同频长度机械伸缩。而基于压电效应，晶体棒长度机械伸缩也加强了发射导行波信号导致的晶体棒总极化矢量幅度变化，形成电偶极子振动，向外发射电磁波，实现偶极子发射天线功能。
5.显然，压电晶体产生的机械波，因声速仅为真空电磁波速的十万分之一，作为偶极子天线，其长度也至少可小十万倍，小型化完全超过预期，成为甚低频天线的未来明星。
6.最近公开的“压电发射机“(美国专利us0424714)和相关技术报导，提出并演示了采用铌酸锂单晶的甚低频天线技术方案和研究样机，打开了甚低频压电天线的实用化进程。但是，由于其馈电发射导行波直接作为压电晶体棒的电激励源，其电压幅度比晶体矫顽场低许多，此时晶体极化是线性行为，产生的晶体棒总极化矢量变化值不大，即偶极矩小，天线发射电场效率低，实用前景堪忧。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种小型化低频压电晶体天线。
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种小型化低频压电晶体天线，包括压电晶体板、交流高压极化电源单元和发射导行波信号馈电单元，
9.所述的压电晶体板由单轴铁电单晶体加工制作，其长度方向与晶体极化轴不正交；压电晶体板的上下两表面和长度方向的两端上分别设置有电极，
10.所述的交流高压极化电源单元与压电晶体板的上下两表面上的电极连接；
11.所述的发射导行波信号馈电单元与压电晶体板的长度方向两端上的电极连接；
12.交流高压极化电源与发射导行波信号在压电晶体板内产生的合成极化电场幅度大于压电晶体板总极化矢量发生极性反转的矫顽场。
13.优选的，所述的单轴铁电单晶体包括但不限于铌酸锂单晶体、钽酸锂单晶体。
14.优选的，所述的压电晶体板的长度方向机械振动与导行波发射信号谐振，其机械
支撑处谐振振幅最小。
15.优选的，所述的压电晶体板的晶体极化轴在压电晶体板长度方向与厚度方向构成的平面内。
16.优选的，所述的交流高压极化电源和发射导行波信号在压电晶体板内产生的合成电场方向与晶体极化轴的夹角最小。
17.优选的，所述的交流高压极化电源单元输出的电源输出波形是具有过冲前沿且正负相间的近矩形脉冲。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用压电晶体在高于晶体矫顽场激励下其极化矢量变号的非线性铁电性，增大压电天线总极化强度变化值数十倍；
19.实现利用压电晶体铁电性自发极化矢量反转机制，达到甚低频压电天线实用化要求，采用了板状压电晶体，将天线需要的激励源分离为交流高压极化电压与发射导行波信号两部分，交流高压极化电压与发射导行波信号分别施加在板的厚度方向和长度方向，并充分采用了目前已有成效的降低晶体矫顽场的多种技术：化学计量比晶体，晶体表面富锂化，晶体掺杂，提高晶体温度和激光辐照晶体等。
附图说明
20.图1a为铁电晶体的电滞回线原理图；
21.图1b为铁电晶体的电滞回线初始曲线图；
22.图2为铌酸锂晶体结构图；
23.图3为铌酸锂晶体的相变前后的自由能极化图；
24.图4为已单畴化晶体在反向极化进程中的畴状态图；
25.图5为ieee欧拉角定义坐标图；
26.图6为钽酸锂电滞回线图；
27.图7为本实用新型的结构图；
28.图8为本实用新型的发射信号曲线图；
29.图9为本实用新型的极化电压曲线图；
30.图10为本实用新型的压电晶体板总极化矢量图；
31.图11为本实用新型的极化电场、极化矢量和压电晶体板的取向关系图。
32.图中：1、压电晶体板；2、交流高压极化电源单元；3、发射导行波信号馈电单元。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.为实用化甚低频压电天线，需要加大晶体棒的总极化矢量变化幅度，最佳技术方案是充分利用铌酸锂晶体铁电性呈现的非线性极化：单畴化铌酸锂晶体，具有自发极化(即晶体未施加电场时也保持很大的极化矢量值)，当外电场幅度大于其矫顽场后，晶体的自发极化矢量会变号，使压电晶体棒的总极化矢量最大变化幅度可为晶体自发极化强度的两
倍，较之线性极化，至少达百倍。
35.铌酸锂晶体是现有已知铁电晶体中具有最大自发极化强度的，室温下为0.5～0.7c/m^2。由于铌酸锂是硬铁电材料，同成份铌酸锂晶体矫顽场达到20kv/mm以上，对于前述专利所揭示的数据(棒长9.4cm)，为此需要35khz，其电压幅度至少大于2mv幅度的发射导行波信号源激励，目前技术无法实现。
36.针对以上技术难点，首先，概述铁电晶体及铌酸锂晶体铁电性。因本专利涉及的铁电材料，仅限于铁电体体单晶，即“铌酸锂”应理解为铌酸锂体单晶。
37.七大晶系晶体中，具有非中心对称性的20种点群晶体，其弹性与介电特性会产生机电耦合，其中线性效应就是熟知的压电效应与逆压电效应，由此这些晶体被称之为压电晶体(piezoelectric crystals)。
38.压电晶体中，有10种极性点群，会出现晶体电偶极矩。在某个温度范围内，即使在无外电场时，晶胞结构使正负电荷中心不重合，构成电偶极子而显现出电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化ps(spontaneous polarization)。
39.上述具有自发极化的晶体中，一些晶体在没有外电场和外力作用下，从顺电相过渡到铁电相时，将出现至少两个等价的自发极化方向，以便使晶体的总自由能最小。因此，在某个温度范围内，自发极化方向可以因外电场作用而重新取向。其极化强度与电场强度的关系曲线，是高度非线性的，表现为滞后回线，即电滞回线(ferroelectric hysteresis loop)，如图1b。因其与铁磁体的磁滞回线形状类似，表现出类似于铁磁体的特点，故称为具有铁电性(ferroelectricity)，人们把这类晶体称为铁电晶体，其实晶体中并不含有铁。
40.图1a为电滞回线显示原理图，示波器的水平偏转电压正比于施加在待测铁电晶体样品的电场e，而示波器垂直偏转电压正比于待测铁电晶体样品产生的极化强度p。采用低频交流电压源，则在示波器荧光屏上显示待测晶体的电滞回线(图1b)。
41.刚生长且冷却到低于居里点温度的原生铁电晶体，虽处于铁电相，但由于内部晶胞自发极化方向顺/逆c轴是等几率的，晶体极化强度近似为零，需要施加电场使晶体显现其铁电特性。图1b就是相变后原生晶体极化时表现的电滞回线。
42.电场施加于晶体时，其自发极化方向沿电场方向的晶胞增加。在电场很弱时，极化线性地依赖于电场，如图1b中oa段曲线。
43.当电场继续增强时，极化随电场增加比线性快，出现非线性。当电场强度继续增大，达到相应于b点的值时，晶体内部极化方向一致，整个晶体呈单畴状态，极化强度趋于饱和。
44.继续增加电场，由于感应极化的增加，总极化仍然有所增加(bc段)。此时p与e成线性关系(类似于单个弹性偶极子)，将这线性部分外推至e＝0时的情况，此时在纵轴上的截距称为饱和极化强度或自发极化强度ps，它表示了铁电晶体晶胞的一个稳定极化状态。
45.如果电场自图中c处开始降低，晶体的极化强度亦随之减小。在零电场处，仍存在极化，称为剩余极化强度pr(remanent polarization)。这是因为电场减低时，部分晶胞的极化方向由于晶体内应力的作用偏离了电场方向。但当e＝0时，大部分晶胞极化方向未变，因而宏观上还有剩余极化强度。由此，剩余极化强度pr是对整个晶体而言。
46.当反向电场继续增大到某一值时，剩余极化才全部消失，电滞回线中极化为零时的外加反向电场强度称为矫顽场-ec(coercive field)。反向电场超过-ec，极化矢量才开
始变号。如果它大于晶体的击穿场强，那么在极化矢量变号前，晶体就被击穿，则不能说该晶体具有铁电性。
47.反向电场作用效果类同于正向电场，同样有-ps，-pr和ec值。
48.实际晶体的电滞回线可能左右不对称，矩形度差别也比较大。
49.原生晶体极化后，只要不经过超过居里点温度的热处理，其极化状态稳定，此时晶体的电滞回线是一个右上左下对角拉伸后的矩形。在没有外加电场时，显现剩余极化，并保持最近极化后的极化方向。
50.由于电滞回线具有类同于铁磁体的磁滞回线，以此比照铁磁体磁畴理论，采用“铁电畴(ferroelectric domain)”术语研究铁电晶体的极化特性。
51.通常，铁电体内各晶胞的自发极化方向不相同，但在一个其内部电偶极子沿同一个方向的小区域内，各晶胞的自发极化方向相同，这个小区域就称为铁电畴(本文中简称畴)。显见畴是具有相同自发极化方向晶胞集合的宏观表现。两畴之间的界壁称为畴壁，畴壁通常位于晶体缺陷附近，因为缺陷区存在内应力，畴壁不易移动。畴结构与晶体结构有关，根据两个畴的自发极化方向差异，可分为90
°
畴壁、180
°
畴壁等。
52.铁电畴与铁磁畴有着本质的差别：
53.1、铁电畴壁的厚度很薄，大约是几个晶格常数的量级，但铁磁畴壁则很厚，可达到几百个晶格常数的量级(例如fe，磁畴壁厚约1000)；
54.2、磁畴的自发磁化方向可逐步改变方向，而铁电体则不可能，只有几个可能。
55.迄今为止，已发现的具有铁电性的材料，有一千多种。具有铁电性的晶体可按照结晶状态、极化轴、相态、微观结构、维度模型等标准进行分类。此处仅就本专利涉及的铁电晶体分类做一简单表述。
56.有一类铁电晶体的相变是与一类离子的亚点阵相对于另一亚点阵的整体位移相联系，称为位移型铁电体。其宏观特性是不溶于水，力学性质硬，居里点温度高，故又称“硬”铁电晶体，其电滞回线的矩形度高。
57.若铁电晶体的自发极化强度极性反转时，其每一个原子的位移平行于极轴，称为“一维型”铁电晶体。
58.如铁电晶体内部的畴取向仅沿晶体一个晶轴(即c轴)方向，则称为单轴铁电晶体，其畴壁只有180
°
畴壁，即畴壁两侧的畴，其自发极化方向相反。
59.铌酸锂(linbo3，ln)是已知居里点温度最高(1150℃～1230℃，与锂/铌比相关)和自发极化最大(室温下0.50c/m2～0.70c/m2)的铁电晶体。钽酸锂(litao3，lt)晶体结构和物理特性与铌酸锂相似，其居里点630℃，自发极化室温值约0.50c/m2。下面相关铌酸锂的表述，也适合于钽酸锂。
60.铌酸锂属三方晶系，r3c空间群，3m点群，钛铁矿型(畸变钙钛矿型)结构，如图2。可以把整个晶体看成是由
·
氧八面体组成，相邻的氧八面体有共同的顶点，构成abo3型双氧化物(li2o-nb2o5)晶格。沿三重极轴(即晶体c抽)排列着畸变的氧八面体。氧八面体中出现的正离子次序是nb-li-空。
61.铌酸锂晶体通常是从高温熔体或熔盐中生长出来的，通常批产技术是采用提拉法(czochralski法)从铌锂氧化物高温共融固液相时生长出单晶，其li/nb比稍小于1，为48.6/51.4＝0.946左右，称为同成份铌酸锂(congruent ln，cln)晶体。采用更优化的晶体
生长技术，可以生长出li/nb≈1.0的化学计量比铌酸锂单晶(stoichimetric ln，sln)。
62.铌酸锂在居里温度以上时为顺电相，低于居里温度时，相变为铁电相，具有铁电性。
63.铌酸锂顺电相结构如图2a，由三个氧负离子构成三角形氧平面，取向交叉叠层排列成氧八面体骨架，锂离子位于氧平面内，铌离子则镶崁在氧八面体中心，两者相距为1.5个氧平面间距。
64.图3表示了铌酸锂晶体的相变前后的自由能，从顺电相过渡到铁电相时，只会出现两个等价的自发极化方向，由于铁电相铌酸锂是一维单轴位移型晶体，因此锂铌离子只会沿c轴同步移动，其极化强度方向与正离子移动方向相同，图2b为自发极化正向示意，锂原子沿 c轴方向移动
65.铁电体自发极化的产生机制是与铁电体的晶体结构密切相关，铌酸锂自发极化的出现主要是铌酸锂氧八面体中离子偏离中心位置变化的结果。当前关于铁电相起源，特别是对位移式铁电体的理解已经发展到从晶格振动频率变化来理解其铁电相产生的原理，即所谓“软模理论”。
66.除非另有说明，以下所述的铌酸锂，均处于铁电相状态。
67.在器件制作时，一般是从单畴晶体片开始，因此需要将铌酸锂原生晶体单畴化，即使整个晶体内部极化基本同向，显现出标称值的自发极化强度。原生晶体单畴化是在稍低于晶体居里温度的高温环境下，利用高压直流电极化数十小时后，再冷却到室温实现的。
68.单畴化的晶体在后续加工时，只要热处理温度不超过其居里温度，其极化状态十分稳定，加工成的压电晶片，也具有体晶体同样的极化状态。特别是，由于正极性表面与负极性表面的化学腐蚀性差别明显，对一些应用中要加以注意。
69.经过单畴化的铌酸锂晶体具有压电、铁电、光电、非线性光学、热电等多性能，同时具有光折变效应，被誉称为“光电硅”。
70.为理解畴的产生、运动，我们从铌酸锂晶体的电滞回线开始。
71.电滞回线是畴在外电场作用下运动的宏观描述，它图示表明了铁电体的极化随着电场变化的效果，极化强度与外加电场之间呈非线性关系。
72.一个有限铁电晶体，由于晶体缺陷、杂质或应力，总会产生与存在畴，因为非有序能降低体系势能。铌酸锂是单轴铁电晶体，自发极化仅沿晶体c轴，故只有180
°
畴壁。
73.畴在外电场作用下，总是要趋向于与外电场方向一致，称作畴“转向”。畴转向是通过在外电场作用下新畴的出现、发展以及畴壁的移动来实现的。实验发现，在电场作用下，180
°
畴的“转向”(对铌酸锂等单轴晶体，也就是“反转”)是通过许多尖劈形新畴的出现、发展而实现的，尖劈形新畴迅速沿前端向前发展。一般在外电场作用下(人工极化)180
°
畴转向比较充分；同时由于“转向”时结构畸变小，内应力小，因而这种转向比较稳定。当外加电场撤去后，则有小部分畴偏离极化方向，恢复原位，大部分畴则停留在新转向的极化方向上，这就是剩余极化。
74.图4显示已单畴化晶体在反向极化进程中的畴状态，由于本技术方案所涉及的压电铁电晶体，部分表面制作了电极以供施加电场。起始状态是单畴化的，且未施加电场时具有剩余极化(晶体内部箭头)，如图4a。原因是此时部分畴，特别是在界面处的一些畴，由于晶体内应力的作用，其极性与整个晶体的极化矢量相反。大部分畴仍停留在极化方向，因而
宏观上还有剩余极化强度pr。由此，剩余极化强度是对整个晶体而言。
75.反向极化时，反向电场(晶体外箭头)施加于晶体。在电场很弱时，此时已有的畴壁移动与发展占主导地位，晶体极化强度随反向电场增加而线性变小。当电场增强时，新畴成核，畴壁运动成为不可逆的，极化随电场地减小比线性快，如图4b。
76.畴壁运动，是畴壁外侧晶胞极性反转，使畴扩展，首先是沿电场方向生长，直到贯穿整个晶体，如图4c所示。
77.反极性贯穿畴，会向其两侧继续扩展。当反向电场继续增大到某一值时，剩余极化才全部消失，电滞回线中极化为零时的外加电场强度，即矫顽场ec。反向电场超过ec，极化矢量才开始变号，如图4d。
78.图4e状态与图4a状态正好相反，处于逆向单畴化状态，完成反向极化过程。
79.极化温度的高低影响到畴运动和转向的难易，矫顽场和饱和电场场强度随温度升高而降低。极化温度较高，可以在较低的极化电压下达到同样的效果，其电滞回线形状比较瘦长。
80.畴转向需要一定的时间，时间增长，极化充分，畴定向排列更加完全，同时，也具有较高的剩余极化强度。
81.极化电压加大，电畴转向程度高，剩余极化变大。
82.本技术方案采用了板状压电晶体，将以欧拉角(euler angle)表征其切型。
83.欧拉角是用三个绕轴旋转角实现坐标系旋转完全变换，并以一组(三个)旋转角标记。可以有多种选取旋转轴方式，在压电晶体表征时，ieee标准采用了动态轴(即旋转轴随旋转改变)zxz序。
84.图5表示了铌酸锂压电晶体板局部坐标系(x1,x2,x3)与全局晶轴坐标系(x y z)的变换过程。其中x1轴表示板长度方向，即纵体波传播方向，x3轴表示板法向，即板厚度方向，x2轴由右旋坐标系确定。铌酸锂晶轴坐标系，按规定，对称面的法向为x轴，三重对称极化c轴为z轴，y轴按右旋坐标定义在晶体对称面m内。
85.为确定压电晶体板切型的欧拉角(φ，θ，ψ)，首先将坐标系(x1,x2,x3)与坐标系(x y z)重合。第一步是坐标系(x1,x2,x3)绕z轴逆时针旋转φ角，x1到达xrot处，x3仍与z轴重合。第二步，坐标系(x1,x2,x3)绕xrot轴逆时针旋转θ角，x-y平面与x1-y1平面分离，后者法线x3与z轴夹角为θ。最后一步，绕新z轴(即x3)逆时针旋转ψ角，实现了欧拉角(φ，θ，ψ)旋转变换，如图5。
86.注意到，此时晶体板的法线x3(即厚度方向)与晶体z轴的夹角为θ，即欧拉角第二个指数，而晶体z轴不一定在晶体板的纵截面(x1-x3面)内，它与板长度方向的夹角取名为α。
87.如前述，能在地下和水中实现无线通信的小型甚低频(vlf)天线，已成为国际天线技术水平的标志之一。甚低频无线电波真空传播的电磁波波长长达数十千米，显然甚低频天线的小型化难度极大。采用压电晶体谐振应用于天线，其声速仅为真空电磁波速的10^-5，作为偶极子天线，其长度也至少可小10^5倍。最近公开的美国专利提出并演示了采用铌酸锂单晶的甚低频天线技术方案和研究样机，打开了甚低频压电天线的实用化进程。但是，由于其馈电发射导行波直接作为压电晶体棒的电激励源，其电压幅度比晶体矫顽场低许多，产生的晶体棒总极化矢量变化值不大，即偶极矩小，天线发射电场效率低，实用前景堪
忧。
88.图6为沿钽酸锂晶体z轴施加极化电场时的电滞回线，外曲线是同成份钽酸锂晶体的，而内曲线是化学计量比晶体的。图中a点或b点是晶体未施加电场时正/负剩余极化状态。因为铌酸锂钽酸锂晶体是硬铁电晶体，电滞回线的矩形度很高，晶体剩余极化强度与晶体自发极化强度近似相等。也就是说，当极化电场不大于其矫顽场时，极化电场变化导致的晶体极化矢量变化比较小。
89.前述美国专利的基本数据表明，压电晶体棒长94mm，棒直径16mm，谐振频率约35.5khz，施加电压最大幅度125kv(即极化电场1.33kv/mm)，显然距a点(当压电晶体棒极化矢量方向与晶体c轴相同时)或b点(当压电晶体棒极化矢量方向与晶体c轴相反时)很近，只能维持原有极化矢量方向，极化强度变化极小。相关报导其偶极矩为7.5ma-m左右。可换算出具体极化矢量变化仅为11mc/m2，此值仅为铌酸锂自发极化强度(550mc/m2)的五十分之一。
90.为实用化甚低频压电天线，需要加大晶体棒的总极化矢量变化幅度，最佳技术方案是充分利用铌酸锂晶体的铁电性：当外电场幅度大于其矫顽场后，晶体的剩余极化矢量会变号，使压电晶体棒的总极化矢量最大变化幅度可为晶体自剩余极化强度的两倍。
91.铌酸锂晶体是现有已知的铁电晶体中具有最大自发极化强度的，室温下为0.5～0.7c/m^2。由于铌酸锂是硬铁电材料，同成份铌酸锂晶体矫顽场达到20kv/mm以上，对于前述专利所揭示的数据(棒长9.4cm)，为此至少需要35khz，大于2mv导行波发射信号激励，目前技术无法实现。
92.显然，降低交流高压极化电压是新技术方案的核心，关键是减小极化电压路径长度，减小晶体矫顽场。但晶体天线长度是由导行波发射信号频率和晶体纵体波速确定的，是无法改变的。
93.针对以上技术难点，本发明提出两个技术创新点：
94.为减小极化电压跨接路径长度的创新是：将天线需要的激励源分离为交流高压极化电压与发射导行波信号两部分；采用板状压电晶体，交流高压极化电压与发射导行波信号分别施加在板的厚度方向和长度方向。显然，晶体板的厚度较长度可以小许多，极大降低了为超过晶体矫顽场所需的极化电压同时，也保持且优化了晶体天线的特性。
95.为减小晶体矫顽场，技术方案中充分采用了目前已有成效的降低晶体矫顽场的多种技术：化学计量比晶体，晶体表面富锂化，晶体掺杂，提高晶体温度和激光辐照晶体等等。
96.显见，本发明提出的技术方案：分离交流高压极化电源与发射导行波信号,采用板状压电晶体及加入降低晶体矫顽场措施，极大降低对极化电源的要求。基于目前技术即可实现利用压电晶体铁电性自发极化矢量反转机制，增大压电天线总极化强度变化值数十倍，达到甚低频压电天线实用化要求。
97.基于上述内容基本实施例如图7至11所示，体现了技术方案为减小极化电压跨接路径长度的创新，本实用新型提供一种技术方案：一种小型化低频压电晶体天线，包括压电晶体板、交流高压极化电源单元和发射导行波信号馈电单元，
98.所述的压电晶体板由单轴铁电单晶体加工制作，其长度方向与晶体极化轴不正交；压电晶体板的上下两表面和长度方向的两端上分别设置有电极，
99.所述的交流高压极化电源单元与压电晶体板的上下两表面上的电极连接；
100.所述的发射导行波信号馈电单元与压电晶体板的长度方向两端上的电极连接；
101.交流高压极化电源与发射导行波信号在压电晶体板内产生的合成极化电场幅度大于压电晶体板总极化矢量发生极性反转的矫顽场。
102.所述的单轴铁电单晶体包括但不限于铌酸锂单晶体、钽酸锂单晶体，单晶体在生长时有意掺杂了降低晶体矫顽场的元素，如镁mg，锌zn，in铟，sc钪等。
103.另外，压电晶体板的表面层经过富锂化处理、掺杂处理、高温处理和电脉冲老化处理。
104.所述的压电晶体板的长度方向机械振动与导行波发射信号谐振，其机械支撑处谐振振幅最小。
105.所述的压电晶体板的晶体极化轴在压电晶体板长度方向与厚度方向构成的平面内。
106.所述的交流高压极化电源和发射导行波信号在压电晶体板内产生的合成电场方向与晶体极化轴的夹角最小。
107.所述的交流高压极化电源单元输出的电源输出波形是具有过冲前沿且正负相间的近矩形脉冲。
108.通过本技术方案，分离交流高压极化电源与发射导行波信号,采用板状压电晶体及加入降低晶体矫顽场措施，极大降低对极化电源的要求。基于目前技术即可实现利用压电晶体铁电性自发极化矢量反转机制，增大压电天线总极化强度变化值数十倍，达到甚低频压电天线实用化要求。
109.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。