CN102800957A - 双频段可穿戴式微带天线及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双频段可穿戴式微带天线及其实现方法，主要解决了现有技术中的天线不能满足人们对其小型化、便于穿戴的要求的问题。该双频段可穿戴式微带天线，包括由柔性材料制作而成的介质基板，还包括设置于介质基板上表面的h型结构金属箔片，和设置于该介质基板下表面的接地片，一端通过微带馈线与h型结构金属箔片边缘相连的同轴传输线，以及与同轴传输线另一端相连的同轴接头。通过上述方案，本发明达到了小型化、便于携带、性能较好的目的，具有很高的实用价值和推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种微带天线，具体地说，是涉及一种双频段可穿戴式微带天线及其实现方法。
背景技术
可穿戴式微带天线是一种利用柔性材料的特性使得整个天线结构具有柔软、易弯曲特点的天线，其不是一种固定形态的天线，工作在靠近人体的区域，且能够让人穿戴在身上。
然而现有的可穿戴式微带天线大都选用传统的硬质材料，不能弯折，且结构复杂，造成天线体积过大、不易于携带，穿戴后会影响人体运动，并容易造成天线的损坏，因此发明创造一种体积较小且易于携带的可穿戴式微带天线为人们所需。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体积小、易于携带的双频段可穿戴式微带天线及其实现方法，主要解决现有技术中存在的天线体积过大、不便于携带的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
双频段可穿戴式微带天线，包括由柔性材料制作而成的介质基板，还包括设置于介质基板上表面的h型结构金属箔片，和设置于该介质基板下表面的接地片。
进一步地，还包括一端通过微带馈线与h型结构金属箔片边缘相连的同轴传输线，以及与同轴传输线另一端相连的同轴接头。即本发明采用边馈结构进行馈电。为了便于携带，所述同轴传输线的位置可以移动。
具体地说，所述微带馈线的宽度W由以下公式确定：
其中，
为介质基板的介电常数，其值为2.4；h为测得的介质基板的厚度。
作为优选，所述制作介质基板的柔性材料为羊毛毡；所述h型结构金属箔片和接地片均由铜箔制作而成；所述接地片与介质基板大小相同。
本发明中提供了一种上述双频段可穿戴式微带天线的实现方法，包括以下步骤：
（1）按所需天线大小裁剪出羊毛毡和与羊毛毡大小相同的铜箔，以及计算得出大小的h型结构金属箔片；
（2）使用强力胶将铜箔粘贴于羊毛毡的一面，并将h型结构金属箔片粘贴于羊毛毡的另一面；
（3）将同轴传输线一端的内芯通过微带馈线与h型结构金属箔片的边缘焊接为一体结构，将同轴传输线的另一端与同轴接头相连。
为了进一步确保天线的性能，所述强力胶为工业液体强力胶。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过改变天线结构、采用不同的材质，在实现便于穿戴及小型化的同时提高了天线的性能，符合科技发展和人们的需求。
（2）本发明选用羊毛毡作为介质基板，这种材质的介质基板具有一定的柔软性但不完全如布料般容易被随意褶皱，且介电常数均匀，因此在满足便于穿戴的同时也不会影响天线的性能。
（3）本发明中选用工业液体强力胶进行粘贴，由于工业液体强力胶粘贴时分布较为均匀，不容易引起介质基板厚度的变化，对电磁参数的影响较小，因此进一步保证了本天线的整体性能。
（4）本发明中，h型结构金属箔片和接地片均由铜箔制作而成，因此具有较好的电性能和更强的辐射能力，以及更小的能量损耗。同时，铜箔粘贴于羊毛毡上后可以有适当的弯曲，且不会影响天线性能，充分满足人们对其便于穿戴的需求。
（5）本发明中，我们选用h型结构金属箔片，其无需额外增加别的器件便能够覆盖ISM的两个工作频段：2.4-2.5 GHz, 5.725-5.875 GHz，这两个频段不仅是无线局域网应用的频段，还是未来无线体域网的重要使用频段，因此本发明具有非常广阔的应用前景，能够满足使用者的不同需求，且与使用两个不同的天线工作于这两个频段相比，本发明明显降低了成本、减小了体积、简化了加工过程和天线的优化调试过程，更便于集成。
（6）本发明中，我们采用边馈结构，并选用了易于边馈的h型结构金属箔片进行信号的接收与发射，这样的结构不会增加天线的厚度且更有利于集成，充分考虑到了实际应用中人们的需求。
（7）本发明通过对天线的结构和材质进行优化，使得天线的尺寸大大减小，不仅节约了人体空间和天线成本，还能使天线尽可能少地弯折，性能更为稳定，寿命更长。
（8）本发明中，我们选择与羊毛毡大小相同的铜箔作为接地片，这样的结构能够最大限度地减小天线对人体的辐射，最大限度地降低了天线对人体的伤害，具有很高的使用价值和推广价值。
（9）本发明中，我们使用与微带馈线相连的同轴传输线进行馈电，由于该同轴传输线的位置可以移动，因而使得天线的放置及馈电的选择更为随意，更便于人们携带。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的原理图。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1-介质基板，2-h型结构金属箔片，3-微带馈线，4-同轴传输线，5-同轴接头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，双频段可穿戴式微带天线，包括由羊毛毡制作而成的介质基板1，设置于介质基板1上表面的由铜箔制作而成的h型结构金属箔片2，和设置于该介质基板1下表面的由铜箔制作而成且与介质基板1大小相同的接地片，以及一端通过微带馈线3与h型结构金属箔片2边缘相连的同轴传输线4，该同轴传输线4的另一端还连接有同轴接头5。
在本发明中，当天线用作发射天线时，同轴接头用于连接通信设备，在工作过程中，通信设备将需要发射出去的信号通过同轴传输线输入天线，然后利用h型结构金属箔片向外辐射携带有信号的能量，将信号发射出去，完成信号的传输；当天线用作接收天线时，h型结构金属箔片接收携带有信号的能量，并将携带有信号的能量通过同轴传输线输入通信设备，从而完成对信号的接收。
在此，我们还提供了一种上述双频段可穿戴式微带天线的实现方法，包括以下步骤：按所需天线大小裁剪出羊毛毡和与羊毛毡大小相同的铜箔，以及计算得出大小的h型结构金属箔片；使用强力胶将铜箔粘贴于羊毛毡的一面，并将h型结构金属箔片粘贴于羊毛毡的另一面；将同轴传输线一端的内芯通过微带馈线与h型结构金属箔片的边缘焊接为一体结构，将同轴传输线的另一端与同轴接头相连。其中，所述强力胶为工业液体强力胶。
如图2所示，在本发明中，所述h型结构金属箔片的h型结构的下半部分控制高频工作频段，其上半部分控制低频工作频段。当电流馈入后，一部分流经h型结构金属箔片的下半部分，一部分流经h型结构金属箔片的上半部分。无论是哪个部分，当电流到达h型结构金属箔片的边缘时，就会向外辐射能量，而电流流过的路程长短就决定了工作的频率，在此，我们可以通过控制这两个部分的长短来控制天线的工作频段。在本发明中，下半部分路程较短，对应了高频工作频段，上半部分路程较长，对应了低频工作频段。
在本发明中，微带馈线的宽度W由以下公式确定：
其中，
为介质基板的介电常数，其值为2.4；h为测得的介质基板的厚度，在本发明中，经试验得出的介质基板优选厚度为3mm，人们可以根据实际情况对其进行优化。
微带馈线的位置通过以下方式确定：
我们假设一个位置x，由于工作频段已经选定为低频：2.4-2.5 GHz；高频：5.725-5.875 GHz，而天线的工作频段是由电流流经的路径长度确定的，因此通过天线工作的频段可以估算出电流的低频路径长度a和电流的高频路径长度b，由于电流的低频路径长度a和电流的高频路径长度b与位置x相关，而h型结构金属箔片的大小是确定的，因而可以推算出x的值：
利用公式：
其中，f为天线工作频段的中心频率；c为光速；L为电流的低频路径长度a或电流的高频路径长度b，即当f为高频段的中心频率时计算出的值为高频路径长度b，当f为低频段的中心频率时计算出的值为低频路径长度a；
为介质基板的介电常数，其值为2.4；根据该公式便可计算出电流的低频路径长度a和电流的高频路径长度b，由于h型结构金属箔片的大小以及微带馈线的宽度均是确定的，而微带馈线的长度不会影响本天线的工作性能，人们便可以根据以上数值计算出x的值，再加以优化便可得出较好的馈电点位置。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。
Claims (8)
1.双频段可穿戴式微带天线，包括由柔性材料制作而成的介质基板（1），其特征在于，还包括设置于介质基板（1）上表面的h型结构金属箔片（2），和设置于该介质基板（1）下表面的接地片。
2.根据权利要求1所述的双频段可穿戴式微带天线，其特征在于，还包括一端通过微带馈线（3）与h型结构金属箔片（2）边缘相连的同轴传输线（4），以及与同轴传输线（4）另一端相连的同轴接头（5）。
3.根据权利要求2所述的双频段可穿戴式微带天线，其特征在于，所述微带馈线的宽度W由以下公式确定：
其中，
为介质基板的介电常数，其值为2.4；h为测得的介质基板的厚度。
4.根据权利要求3所述的双频段可穿戴式微带天线，其特征在于，所述制作介质基板（1）的柔性材料为羊毛毡。
5.根据权利要求4所述的双频段可穿戴式微带天线，其特征在于，所述h型结构金属箔片（2）和接地片均由铜箔制作而成。
6.根据权利要求5所述的双频段可穿戴式微带天线，其特征在于，所述接地片与介质基板（1）大小相同。
7.双频段可穿戴式微带天线的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按所需天线大小裁剪出羊毛毡和与羊毛毡大小相同的铜箔，以及计算得出大小的h型结构金属箔片；
（2）使用强力胶将铜箔粘贴于羊毛毡的一面，并将h型结构金属箔片粘贴于羊毛毡的另一面；
（3）将同轴传输线一端的内芯通过微带馈线与h型结构金属箔片的边缘焊接为一体结构，将同轴传输线的另一端与同轴接头相连。
8.根据权利要求7所述的双频段可穿戴式微带天线的实现方法，其特征在于，所述强力胶为工业液体强力胶。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105140636A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种可穿戴全向/定向方向图可重构天线 |
| CN105375099A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-03-02 | 西安电子科技大学 | 一种二频段天线及天线的信号发射、接收方法 |
| CN107799890A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-03-13 | 天津大学 | 一种带有电磁带隙的五边分形多频可穿戴天线 |
| US20180331430A1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | Autel Robotics Co., Ltd. | Antenna assembly, wireless communications electronic device and remote control having the same |
| WO2018205502A1 (zh) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 天线组件、具有此天线组件的无线通信电子设备及遥控器 |
| CN110336127A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-15 | 上海矽杰微电子有限公司 | 一种圆极化微带天线 |
| CN111953365A (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-17 | 微动互联（北京）科技有限公司 | 一种穿戴式体域网数据基站 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1639914A (zh) * | 2002-03-06 | 2005-07-13 | 独立行政法人情报通信研究机构 | 微带天线 |
| CN1906801A (zh) * | 2004-01-16 | 2007-01-31 | 安蒂诺瓦有限公司 | 用于膝上计算机、打印机以及类似设备的双频段分集式无线局域网天线系统 |
| CN2929982Y (zh) * | 2006-01-20 | 2007-08-01 | 磊德科技（深圳）有限公司 | 片式柔性天线 |
| CN101800351A (zh) * | 2009-02-09 | 2010-08-11 | 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 | 薄片天线及其制造方法 |
-
2012
- 2012-08-23 CN CN2012103022925A patent/CN102800957A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1639914A (zh) * | 2002-03-06 | 2005-07-13 | 独立行政法人情报通信研究机构 | 微带天线 |
| CN1906801A (zh) * | 2004-01-16 | 2007-01-31 | 安蒂诺瓦有限公司 | 用于膝上计算机、打印机以及类似设备的双频段分集式无线局域网天线系统 |
| CN2929982Y (zh) * | 2006-01-20 | 2007-08-01 | 磊德科技（深圳）有限公司 | 片式柔性天线 |
| CN101800351A (zh) * | 2009-02-09 | 2010-08-11 | 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 | 薄片天线及其制造方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105140636A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-09 | 哈尔滨工业大学 | 一种可穿戴全向/定向方向图可重构天线 |
| CN105140636B (zh) * | 2015-09-18 | 2018-09-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种可穿戴全向/定向方向图可重构天线 |
| CN105375099A (zh) * | 2015-09-25 | 2016-03-02 | 西安电子科技大学 | 一种二频段天线及天线的信号发射、接收方法 |
| US20180331430A1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | Autel Robotics Co., Ltd. | Antenna assembly, wireless communications electronic device and remote control having the same |
| WO2018205502A1 (zh) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 天线组件、具有此天线组件的无线通信电子设备及遥控器 |
| US10468775B2 (en) | 2017-05-12 | 2019-11-05 | Autel Robotics Co., Ltd. | Antenna assembly, wireless communications electronic device and remote control having the same |
| CN107799890A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-03-13 | 天津大学 | 一种带有电磁带隙的五边分形多频可穿戴天线 |
| CN111953365A (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-17 | 微动互联（北京）科技有限公司 | 一种穿戴式体域网数据基站 |
| CN110336127A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-15 | 上海矽杰微电子有限公司 | 一种圆极化微带天线 |
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