本發(fā)明涉及天線,尤其涉及一種以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線。
背景技術(shù):
隨著科技的發(fā)展,對(duì)以人體為中心的無線通信網(wǎng)絡(luò)的研究正在逐漸升溫,可穿戴天線也是其中一個(gè)重要的研究分支??纱┐魈炀€,顧名思義就是可以穿戴在身上的單個(gè)天線或者天線網(wǎng)絡(luò)。制作天線之前,首先要確定選用什么材料來制作天線。傳統(tǒng)的用于制作天線的材料多為金屬材料,因?yàn)榻饘俨牧系膶?dǎo)電性能很好。但是對(duì)于可穿戴天線而言,金屬材料并不一定是最佳的選擇。因?yàn)榭纱┐魈炀€不光要求有較好的輻射性能,還需要其具有一定的柔韌性,這樣才不至于給使用者造成不便。目前一般的可穿戴天線的特點(diǎn)是介質(zhì)基板是紡織品,導(dǎo)電材料是由導(dǎo)電織物、導(dǎo)電金屬線或者是其它導(dǎo)電材料構(gòu)成。一般而言,可穿戴天線具有低剖面、便于攜帶、易于和人體保持共形等特點(diǎn)??纱┐魈炀€重量輕、安裝方便,可以應(yīng)用于多種場(chǎng)合,工作頻段較多得針對(duì)ism頻段,即藍(lán)牙、wifi等以人體為中心的短距離無線通信技術(shù)的工作頻段。與普通微波天線相比,微帶天線的優(yōu)點(diǎn)有:重量輕,體積小,剖面低,具有平面結(jié)構(gòu),成本低,容易批量生產(chǎn),易實(shí)現(xiàn)雙頻段、雙極化,能得到單方向的寬瓣方向圖等。
可穿戴天線的應(yīng)用前景十分值得期待,在醫(yī)療、體育等領(lǐng)域,都將表現(xiàn)出其巨大的價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線,技術(shù)方案如下:
以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線,包括基板、阻抗匹配輸入傳輸線、倒u字形貼片、右向開口u字形貼片、u字形貼片、接地板;基板的上表面設(shè)有阻抗匹配輸入傳輸線、倒u字形貼片、右向開口u字形貼片、u字形貼片;阻抗匹配輸入傳輸線的左端與基板的左端相連,倒u字形貼片的左下端與阻抗匹配輸入傳輸線的右上端相連,倒u字形貼片的右下端與右向開口u字形貼片右上端相連,右向開口u字形貼片右下端與u字形貼片右上端相連;基板的下表面設(shè)有接地板,接地板的左端與基板左端相連。
所述的基板為牛仔布材料,基板的長度為44.5mm~45.5,寬度為19.5mm~20.5mm,厚度為0.6mm~0.7mm,所述的阻抗匹配輸入傳輸線位于距離基板下端6mm~7mm處,阻抗匹配輸入傳輸線長度為4.5mm~5.5mm,寬度為1mm~2mm。所述倒u字形貼片由第一左縱向矩形貼片、第一上橫向貼片、第一右縱向矩形貼片順次連接組成,第一左縱向矩形貼片長度為8mm~9mm,寬度為1.5mm~2.5mm,第一上橫向貼片長度為31.5mm~32.5mm,寬度為0.5mm~1.5mm,第一右縱向矩形貼片長度4.5mm~5.5mm,寬度為4.5mm~5.5mm。所述右向開口u字形貼片由第二橫向矩形貼片、第一中部貼片、第三橫向矩形貼片順次連接組成,第二橫向矩形貼片長度為11mm~12mm,寬度為0.5mm~1.5mm,第一中部貼片長度為6mm~7mm,寬度為4mm~5mm,第三橫向矩形貼片長度11mm~12mm,寬度為0.5mm~1.5mm。所述u字形貼片由第二右縱向矩形貼片、第四橫向矩形貼片、第二左縱向矩形貼片順次連接組成,第二右縱向矩形貼片長度為5mm~6mm,寬度為1.5mm~2.5mm,第四橫向矩形貼片長度為25.5mm~26.5mm,寬度為1.5mm~2.5mm,第二左縱向矩形貼片長度9mm~10mm,寬度為3.5mm~4.5mm。所述的接地板由左側(cè)矩形貼片和右側(cè)矩形貼片組成,左側(cè)矩形貼片的長度為7.5mm~8.5mm,寬度為1mm~2mm,右側(cè)矩形貼片的長度為9.5mm~10.5mm,寬度為6.5mm~7.5mm。
本發(fā)明尺寸小,質(zhì)量輕,輻射特性好,牛仔布材質(zhì)柔軟便于與人體貼合,可以覆蓋ism頻段,應(yīng)用前景廣闊。
附圖說明
圖1是以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線的正面結(jié)構(gòu)圖;
圖2是以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線的背面結(jié)構(gòu)圖;
圖3是以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線的回波損耗圖;
圖4是天線在2.45ghz時(shí)的e面、h面輻射方向圖;
圖5是天線在5.8ghz時(shí)的e面、h面輻射方向圖;
具體實(shí)施方式
如圖1~2所示,一種以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線。它包括基板1、矩形的阻抗匹配輸入傳輸線2、倒u字形貼片3、右向開口u字形貼片4、u字形貼片5、接地板6;基板1的上表面設(shè)有阻抗匹配輸入傳輸線2、倒u字形貼片3、右向開口u字形貼片4、u字形貼片5;阻抗匹配輸入傳輸線2的左端與基板1的左端相連,倒u字形貼片3的左下端與阻抗匹配輸入傳輸線2的右上端相連,倒u字形貼片3的右下端與右向開口u字形貼片4右上端相連,右向開口u字形貼片4右下端與u字形貼片5右上端相連;基板1的下表面設(shè)有接地板6,接地板6的左端與基板1左端相連。
所述的基板1為牛仔布材料,長度為44.5mm~45.5,寬度為19.5mm~20.5mm,厚度為0.6mm~0.7mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線2位于距離基板1下端6mm~7mm處,阻抗匹配輸入傳輸線2長度為4.5mm~5.5mm,寬度為1mm~2mm。所述的倒u字形貼片3由第一左縱向矩形貼片、第一上橫向貼片、第一右縱向矩形貼片順次連接組成,第一左縱向矩形貼片長度為8mm~9mm,寬度為1.5mm~2.5mm,第一上橫向貼片長度為31.5mm~32.5mm,寬度為0.5mm~1.5mm,第一右縱向矩形貼片長度4.5mm~5.5mm,寬度為4.5mm~5.5mm。所述右向開口u字形貼片4由第二橫向矩形貼片、第一中部貼片、第三橫向矩形貼片順次連接組成,第二橫向矩形貼片長度為11mm~12mm,寬度為0.5mm~1.5mm,第一中部貼片長度為6mm~7mm,寬度為4mm~5mm,第三橫向矩形貼片長度11mm~12mm,寬度為0.5mm~1.5mm。所述的u字形貼片5由第二右縱向矩形貼片、第四橫向矩形貼片、第二左縱向矩形貼片順次連接組成,第二右縱向矩形貼片長度為5mm~6mm,寬度為1.5mm~2.5mm,第四橫向矩形貼片長度為25.5mm~26.5mm,寬度為1.5mm~2.5mm,第二左縱向矩形貼片長度9mm~10mm,寬度為3.5mm~4.5mm。所述的接地板6由左側(cè)矩形貼片和右側(cè)矩形貼片組成,左側(cè)矩形貼片的長度為7.5mm~8.5mm,寬度為1mm~2mm,右側(cè)矩形貼片的長度為9.5mm~10.5mm,寬度為6.5mm~7.5mm。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中,可佩戴式微帶天線的結(jié)構(gòu)亦如前所述(圖1~2),具體結(jié)構(gòu)在此不再贅敘。如圖3~4所示,可佩戴式微帶天線的具體參數(shù)如下:
選擇介電常數(shù)為1.7的牛仔布材料制作基板,長度為45mm,寬度為20mm,厚度為0.65mm,所述的阻抗匹配輸入傳輸線位于距離基板下端6.5mm處,阻抗匹配輸入傳輸線長度為5mm,寬度為1.5mm。所述的倒u字形貼片由第一左縱向矩形貼片、第一上橫向貼片、第一右縱向矩形貼片順次連接組成,第一左縱向矩形貼片長度為8.5mm,寬度為2mm,第一上橫向貼片長度為32mm,寬度為1mm,第一右縱向矩形貼片長度為5mm,寬度為5mm。所述右向開口u字形貼片由第二橫向矩形貼片、第一中部貼片、第三橫向矩形貼片順次連接組成,第二橫向矩形貼片長度為11.5mm,寬度為1mm,第一中部貼片長度為6.5mm,寬度為4.5mm,第三橫向矩形貼片長度11.5mm,寬度為1mm。所述的u字形貼片由第二右縱向矩形貼片、第四橫向矩形貼片、第二左縱向矩形貼片順次連接組成,第二右縱向矩形貼片長度為5.5mm,寬度為2mm,第四橫向矩形貼片長度為26mm,寬度為2mm,第二左縱向矩形貼片長度9.5mm,寬度為4mm。所述的接地板由左側(cè)矩形貼片和右側(cè)矩形貼片組成,左側(cè)矩形貼片的長度為8mm,寬度為1.5mm,右側(cè)矩形貼片的長度為10mm,寬度為7mm。以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線的各項(xiàng)性能指標(biāo)采用hfss軟件進(jìn)行測(cè)試,所得的回波損耗曲線如附圖3所示。由圖可見,-10db以下的工作頻段為2.37ghz~2.98ghz、5.69ghz~6.08ghz。圖4所示為以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線在2.45ghz時(shí)的e面、h面方向圖,圖5所示為以牛仔布為基板的可佩戴式微帶天線在5.8ghz時(shí)的e面、h面方向圖,由圖可見,天線輻射性能良好,具有全向性。