传统的极低频无线通信系统的天线射频发送原理为通电导体内部的振荡电流经放大器耦合,从而产生射频信号进行辐射,天线的尺寸直接决定了辐射的效率,为了进行远距离信号的发送,天线的尺寸往往占地很大,因此极大限制了极低频无线通信系统的发展。但极低频电磁波在水下和地下介质中的衰减系数较小,在对地通信和对潜通信方面的优势明显,因此低频天线的小型化已经成为相关研究人员的重点关注话题。本文提出一种永磁体式机械天线,通过旋转永磁体从而产生极低频电磁波,该种方式不需要阻抗匹配网络,仅需要通过改变永磁体的体积,即可增大辐射的效率,为低频天线的小型化提供了参考价值。本文对机械天线的基本原理进行了阐述,然后对电偶极子与磁偶极子辐射的磁场强度和电场强度进行理论推导,结合现有材料工艺,选定钕铁硼（Nd Fe B）永磁体作为机械天线的旋转材料,并采用正交放置的电流环模拟旋转磁偶极子在近场、远场磁场强度与辐射的瞬态方向进行仿真,得出旋转磁偶极子的辐射符合旋转辐射特性。机械天线由于其便携性,以及辐射的电磁波频率低,在对潜通信和对地通信领域的实用性更高。本文通过理论推导与实验测量,分析了机械天线在对潜通信和对地通信的可行性。通过理论推导可以得知,水下介质的电导率和电磁波频率决定了电磁波在水下的传播衰减与趋肤深度,极低频电磁波由于其频段低,在水下的衰减较小,趋肤深度基本满足对潜通信的距离要求;在对地通信的分析中,通过对地下常见物质的电导率、磁导率和介电常数的实验测量与理论计算,得知极低频电磁波在地下介质中的衰减系数较小,验证了机械天线对潜通信和对地通信的可行性。由于极低频信号频段低,能携带的数据量小,为提高信息的传输量,基于频移键控（FSK）和振幅键控（ASK）提出了一种3进制A-F混合调制（3AFK）的调制方法。该种调制方法有效提高了数码率,增加了信息的传输量。然后选用基带正交数字解调方法实现对机械天线调制信号的解调,并设计了解调算法。同时还设计了一种机械天线激励信号的接收机系统,采用软件无线电技术与硬件电路相结合的方式,完成对极低频信号的接收与解调。