一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線。
【背景技術(shù)】
[0002]在智能手機進入停滯期后，以智能眼鏡、智能手表等為代表的智能可穿戴設(shè)備成為了通信終端產(chǎn)品生產(chǎn)巨頭的競爭主戰(zhàn)場。可穿戴設(shè)備被越炒越熱，各式可穿戴設(shè)備被勢如破竹般地推進市場，預(yù)計將成為繼智能手機之后又一個爆發(fā)性增長點。智能可穿戴手表和眼鏡僅僅只是開始，可穿戴設(shè)備的主流應(yīng)用將會囊括信息娛樂與社交分享、醫(yī)療以及健康檢測、軍用及工業(yè)等，下一代的可穿戴計算設(shè)備還將成為我們衣服面料的一部分或植入體內(nèi)形成以人體為中心的無線網(wǎng)絡(luò)，即人體中心網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)人體中心網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問題之一是人體天線的開發(fā)。人體天線是人體中心網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的連接節(jié)點，其本身的設(shè)計存在眾多的挑戰(zhàn)。眾所周知，天線對工作環(huán)境一般都有一定的要求，而人體這個復(fù)雜的媒質(zhì)似乎并不適合傳統(tǒng)天線工作，為了推動人體中心無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，靠近人體工作的天線必不可少，這就推動了可穿戴天線的發(fā)展。
[0003]目前對于可穿戴天線的研究和設(shè)計存在一些特殊要求和難點。由于可穿戴天線工作于靠近人體區(qū)域，除了人體本身復(fù)雜的電磁環(huán)境對天線的性能的影響外，人體不同的運動狀態(tài)下的肢體變化、隨身攜帶的其他電子設(shè)備、可穿戴天線本身的結(jié)構(gòu)、外界的物理環(huán)境等都會對可穿戴天線的工作帶來不可忽視的影響。此外，設(shè)計可穿戴天線時還要考慮天線本身結(jié)構(gòu)在應(yīng)用時擁有一定的舒適度和美觀。總結(jié)以上種種的前提，可穿戴天線必須做到輕便小巧、低剖面、帶寬要足夠?qū)?，天線的背向輻射要足夠小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中可穿戴天線不能抵抗人體干擾的問題，提供一種體積小、抗干擾能力強、高增益的可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的環(huán)形雙頻鈕扣天線，其目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線，包括天線地板，所述天線地板上方設(shè)有主輻射單元，所述主輻射單元包括中心金屬片和外緣金屬環(huán);所述中心金屬片設(shè)置在外緣金屬環(huán)的內(nèi)部，所述中心金屬片和外緣金屬環(huán)通過設(shè)置于兩者之間的金屬條帶連接;所述天線地板與主輻射單元之間設(shè)有短路針和同軸空心金屬柱，所述主輻射單元直接通過短路針和同軸空心金屬柱支撐設(shè)于天線地板上。
[0007]所述天線地板的表面設(shè)有織物層作為介質(zhì)層，所述同軸空心金屬柱穿過織物層與天線地板相連接，同軸空心金屬柱的內(nèi)芯底端為饋電端。
[0008]所述中心金屬片為圓形，所述外緣金屬環(huán)為圓環(huán)形，中心金屬片與外緣金屬環(huán)同心，通過調(diào)整中間金屬片的面積和外緣金屬環(huán)的內(nèi)圓直徑和外緣直徑來控制天線的工作頻段。
[0009]所述短路針的數(shù)量為兩根，短路針的上端均與主輻射單元的中心金屬片連接，采用兩根短路針不僅可以減少本發(fā)明在高度上的尺寸，同時通過調(diào)整兩根短路針之間的相對距離和在中心金屬片上的位置，以及同軸空心金屬柱的位置來控制本發(fā)明所實現(xiàn)的雙頻段的頻比。
[0010]通過調(diào)整短路針和同軸空心金屬柱的高度以及同軸空心金屬柱的內(nèi)徑和外徑來控制本發(fā)明的輸入端匹配。
[0011]所述織物層的厚度為1?3皿1，介電常數(shù)小于2。
[0012]有益效果:本發(fā)明所述的可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線巧妙的采用兩根短路針結(jié)構(gòu)，不僅減少了本發(fā)明在高度上的尺寸，并且通過調(diào)整兩根短路針之間的相對距離和在中心金屬片上的位置，以及同軸空心金屬柱的位置來控制本發(fā)明所實現(xiàn)的雙頻段的頻比；采用同軸空心金屬柱的短接回路結(jié)構(gòu)有效的改善了天線的輸入端匹配，同時結(jié)合雙短路針結(jié)構(gòu)共同調(diào)節(jié)天線的頻比以及起著支撐主輻射單元的作用；天線的輻射方向幾乎成單向性，可以使人體免受輻射的傷害;本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、小巧、輕便，整體形似一枚鈕扣，可以縫制在衣物上而不妨礙美觀，天線可以替代鈕扣，實現(xiàn)人體中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的信號傳遞作用；另外天線的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易變形，在一定程度上可以滿足天線穩(wěn)定的要求。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明實施例中可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線的電壓駐波比仿真?zhèn)纫晥D；
[0015]圖3是本發(fā)明實施例中可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線在2.4G工作頻帶內(nèi)的實測增益曲線；
[0016]圖4是本發(fā)明實施例中可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線在5G工作頻帶內(nèi)的實測增益曲線。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0019]參見圖1所示，一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線，整體為一枚鈕扣形狀，其主要包括天線地板6，所述天線地板6的上方設(shè)有主輻射單元8，所述主輻射單元8包括中心金屬片1和外緣金屬環(huán)2，中心金屬片1為圓形，所述外緣金屬環(huán)2為圓環(huán)形，中心金屬片1與外緣金屬環(huán)2同心，且中心金屬片1設(shè)置在外緣金屬環(huán)2的內(nèi)部。所述中心金屬片1和外緣金屬環(huán)2通過設(shè)置于兩者之間的金屬條帶3連接;所述天線地板6與主輻射單元1之間設(shè)有短路針4和同軸空心金屬柱5，所述短路針4的數(shù)量為兩根，均與主輻射單元8的中心金屬片1連接，所述主輻射單元8直接通過短路針4和同軸空心金屬柱5支撐設(shè)于天線地板6上。
[°02°]天線地板6覆蓋在厚度為2mm，介電常數(shù)為1.38的織物層7的背面，所述同軸空心金屬柱5穿過天線地板6與織物層7相連接，同軸空心金屬柱5的內(nèi)芯5-1底端為饋電端。
[0021]通過調(diào)整中間金屬片1的面積和外緣金屬環(huán)2的內(nèi)圓直徑和外緣直徑來控制天線的工作頻段。
[0022]采用兩根短路針4不僅可以減少本發(fā)明在高度上的尺寸，同時通過調(diào)整兩根短路針4之間的相對距離和在中心金屬片1上的位置，以及同軸空心金屬柱5的位置來控制本發(fā)明所實現(xiàn)的雙頻段的頻比。
[0023]通過調(diào)整短路針4和同軸空心金屬柱5的高度以及同軸空心金屬柱5的內(nèi)徑和外徑來控制本發(fā)明的輸入端匹配。
[0024]本發(fā)明所述的可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線整體高度為11mm，主輻射單元8的外緣金屬環(huán)2的外徑為20mm，天線尺寸很小，隱蔽性良好。經(jīng)過測試，本實施例在2.4-2.4835GHz、5.725-5.85GHz兩個免費公用頻段內(nèi)具有良好的阻抗匹配特性，其回波損耗，其測試的駐波圖見圖3、圖4所示，工作頻帶內(nèi)的增益典型值為3-5dB。
[0025]實施例2
[0026]織物層7厚度為1mm，介電常數(shù)為1.38，其他結(jié)構(gòu)同實施例1。
[0027]實施例3
[0028]織物層7厚度為3mm，介電常數(shù)為1.38，其他結(jié)構(gòu)同實施例1。
[0029]應(yīng)當說明的是，以上所述僅為本發(fā)明專利的較佳實施例而已，并不足以限制本發(fā)明的技術(shù)方案。在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進，而所有這些增減、替換、變換或改進的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線，包括天線地板(6)，所述天線地板(6)上方設(shè)有主輻射單元(8)，其特征在于，所述主輻射單元(8)包括中心金屬片(1)和外緣金屬環(huán)(2);所述中心金屬片(1)設(shè)置在外緣金屬環(huán)(2)的內(nèi)部，所述中心金屬片(1)和外緣金屬環(huán)(2)通過設(shè)置于兩者之間的金屬條帶(3)連接;所述天線地板(6)與主輻射單元(8)之間設(shè)有短路針(4)和同軸空心金屬柱(5)，所述主輻射單元(8)直接通過短路針(4)和同軸空心金屬柱(4)支撐設(shè)于天線地板(6)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線，其特征在于，所述天線地板(6)的上表面設(shè)有織物層(7)作為介質(zhì)層，所述同軸空心金屬柱(5)穿過織物層(7)與天線地板(6)相連接，同軸空心金屬柱(5)的內(nèi)芯(5-1)底端為饋電端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線，其特征在于，所述中心金屬片(1)為圓形，所述外緣金屬環(huán)(2)為圓環(huán)形，中心金屬片(1)與外緣金屬環(huán)(2)同心。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線，其特征在于，所述短路針(4)的數(shù)量為兩根，短路針(4)的上端均與主輻射單元(8)的中心金屬片(1)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線，其特征在于，所述織物層(7)的厚度為1?3mm，介電常數(shù)小于2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可穿戴的環(huán)形雙頻鈕扣天線，包括天線地板，所述天線地板上方設(shè)有主輻射單元,所述主輻射單元包括中心金屬片和外緣金屬環(huán)；所述中心金屬片設(shè)置在外緣金屬環(huán)的內(nèi)部，所述中心金屬片和外緣金屬環(huán)通過設(shè)置于兩者之間的金屬條帶連接；所述天線地板與主輻射單元之間設(shè)有短路針和同軸空心金屬柱，所述主輻射單元直接通過雙短路針和同軸空心金屬柱支撐設(shè)于天線地板上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、小巧、輕便，整體形似一枚鈕扣，可以縫制在衣物上而不妨礙美觀，天線可以替代鈕扣，實現(xiàn)人體中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的信號傳遞作用；另外天線的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易變形，在一定程度上可以滿足天線穩(wěn)定性的要求。
【IPC分類】H01Q1/22, H01Q1/50, H01Q1/38, H01Q1/36
【公開號】CN105470629
【申請?zhí)枴緾N201511031495
【發(fā)明人】陳平, 朱曉維, 唐小芳, 蒯振起, 張彥
【申請人】南京濠暻通訊科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月31日