CN109888452A - 一种可拉伸天线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可拉伸天线及其制备方法，该可拉伸天线包括：接地面，该接地面具有第一网状结构；可拉伸基板，设置在上述接地面上；可拉伸导电贴片，设置在上述可拉伸基板上。本发明实施例提供的可拉伸天线及其制备方法能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低。

Description

一种可拉伸天线及其制备方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种可拉伸天线及其制备方法。

背景技术

柔性和可拉伸电子设备的实际应用受到来自传感器的大量数据的无效通信以及由此产生的高功率处理要求的阻碍。为了应对这一挑战，包括蓝牙、近场通信(NFC)和电感耦合在内的无线技术，由于其紧凑性、高处理能力以及最低功耗，而被用于实时传输数据和电力。与电池和超级电容器相比，这些无线传输模块由于不需要更换，因此是耐用的。除了数据和电力的无线传输之外，无线技术还被广泛用作应变传感的远程询问、化学信号检测、裂缝传播监测等等。例如，隐形眼镜中的感应线圈允许通过分别测量反射曲线中的共振频率偏移和反射幅度来无线监测眼内压和泪液中的葡萄糖浓度，但由于NFC技术与数据安全性相关，其工作范围只有几厘米。

因此，能够进行远程操作的射频天线，特别是柔性和可拉伸传感器，引起了越来越多的关注。现有用于生物集成电子的柔性和可拉伸天线包括使用纺织品、液态金属、石墨膜、带导电填料的复合弹性体以及结构设计常规材料。例如，通过编织和针织使用导电织物在可穿戴电子设备中显示出巨大的潜力，例如适形的应变传感器和射频识别标签。纺织天线通过以合理的价格精确控制天线的尺寸，为大规模生产提供了可行的手段，然而由于金属浆料的小厚度与由于趋肤效应导致的导电性降低相关，纺织天线的辐射效率受到损害。此外，由于纺织品本身是不可拉伸的，纺织天线的应用受到限制。在聚合物微流体通道中利用液态金属产生的具有大拉伸性的偶极天线，对于不同的几何设计显示出可调的灵敏度，用微带天线中的液态金属通道替换贴片和接地面，工作范围可达到5米，然而由于液态金属的低导电性，因此采用液态金属的天线效率低，并且液态金属的潜在泄漏也可能对人类和/或环境造成危害。将导电金属纳米线和/或碳纳米管嵌入聚合物基质中作为复合材料得到的天线的拉伸性增强，但是导电性和辐射效率降低。

通过对本身刚性、坚硬的材料进行结构设计，能够赋予材料以柔韧性/可拉伸性，例如在弹性体基材上蒸镀的金薄膜可以拉伸超过几十个百分点，这远远超出了因为局部变薄或形成剪切带而导致的断裂应变。使用这种可拉伸金属的概念产生可伸展的平面倒F天线(PIFA，Planar Inverted F Antenna)，其可以经历高达10％的可逆变形，但是由于薄膜和Au薄膜的低导电率，所得到的天线显示出低效率，与传统天线相比额外损失10dB。为了解决这一问题，通过在图案化的PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)基板上喷墨印刷200－400nm的厚银膜得到可伸缩偶极天线，仅显示出1.7dB的额外损耗，但其性能不可逆。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种微带天线及其制备方法，以解决现有可拉伸天线的导电性和辐射效率低的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供一种可拉伸天线，所述可拉伸天线包括：接地面，所述接地面具有第一网状结构；可拉伸基板，设置在所述接地面上；可拉伸导电贴片，设置在所述可拉伸基板上。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第一网状结构包括在第一方向上延伸的第一网格线和在第二方向上延伸的第二网格线，所述第一网格线和所述第二网格线中的至少一个为在所述接地面所处的平面上波动的波浪线。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述波浪线的线宽为50至100微米，所述波浪线的厚度为所述波浪线的线宽的1至2倍。

结合第一方面、第一方面第一实施方式或第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述可拉伸导电贴片具有第二网状结构。

结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述第一网状结构与所述第二网状结构相同。

结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，所述可拉伸天线还包括：第一绝缘层，设置在所述接地面与所述可拉伸基板之间；第二绝缘层，设置在所述可拉伸基板与所述可拉伸导电贴片之间。

结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，所述可拉伸导电贴片和所述接地面的材料均为金属箔。

结合第一方面或第一方面第一实施方式至第六实施方式中任一实施方式，在第一方面第七实施方式中，所述可拉伸基板为弹性基板。

根据第二方面，本发明实施例提供一种可拉伸天线，所述可拉伸天线包括：可拉伸接地面；可拉伸基板，设置在所述可拉伸接地面上；导电贴片，设置在所述可拉伸基板上，所述导电贴片具有第三网状结构。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述第三网状结构包括在第三方向上延伸的第三网格线和在第四方向上延伸的第四网格线，所述第三网格线和所述第四网格线中的至少一个为在所述导电贴片所处的平面上波动的波浪线。

结合第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，所述波浪线的线宽为50至100微米，所述波浪线的厚度为所述波浪线的线宽的1至2倍。

结合第二方面、第二方面第一实施方式或第二方面第二实施方式，在第二方面第三实施方式中，所述可拉伸接地面具有第四网状结构。

结合第二方面第三实施方式，在第二方面第四实施方式中，所述第三网状结构与所述第四网状结构相同。

结合第二方面，在第二方面第五实施方式中，所述可拉伸天线还包括：第三绝缘层，设置在所述可拉伸接地面与所述可拉伸基板之间；第四绝缘层，设置在所述可拉伸基板与所述导电贴片之间。

结合第二方面，在第二方面第六实施方式中，所述导电贴片和所述可拉伸接地面的材料均为金属箔。

结合第二方面或第二方面第一实施方式至第六实施方式中任一实施方式，在第二方面第七实施方式中，所述可拉伸基板为弹性基板。

根据第三方面，本发明实施例提供一种可拉伸天线的制备方法，所述可拉伸天线的制备方法包括：形成具有第一网状结构的接地面；在所述接地面上形成可拉伸基板；在所述基板上形成可拉伸导电贴片。

根据第四方面，本发明实施例提供一种可拉伸天线的制备方法，所述可拉伸天线的制备方法包括：形成可拉伸接地面；在所述可拉伸接地面上形成可拉伸基板；在所述可拉伸基板上形成具有第二网状结构的导电贴片。

本发明技术方案，与现有技术相比，至少具有如下优点：

本发明实施例提供一种可拉伸天线，该可拉伸天线包括：接地面，该接地面具有第一网状结构；可拉伸基板，设置在上述接地面上；可拉伸导电贴片，设置在上述可拉伸基板上。本发明实施例提供的可拉伸天线能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低。

本发明实施例还提供一种可拉伸天线，该可拉伸天线包括：可拉伸接地面；可拉伸基板，设置在上述可拉伸接地面上；导电贴片，设置在上述可拉伸基板上，该导电贴片具有第三网状结构。本发明实施例提供的可拉伸天线能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低。

本发明实施例还提供一种可拉伸天线的制备方法，该可拉伸天线的制备方法包括：形成具有第一网状结构的接地面；在该接地面上形成可拉伸基板；在该基板上形成可拉伸导电贴片。采用本发明实施例提供的制备方法制备的可拉伸天线能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低。

本发明实施例还提供一种可拉伸天线的制备方法，该可拉伸天线的制备方法包括：形成可拉伸接地面；在该可拉伸接地面上形成可拉伸基板；在该可拉伸基板上形成具有第二网状结构的导电贴片。采用本发明实施例提供的制备方法制备的可拉伸天线能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中可拉伸天线的示意图；

图2是根据本发明实施例的可拉伸天线的制备方法的一个具体示例的流程图；

图3为根据本发明实施例的可拉伸天线的制备方法的另一个具体示例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于对紧凑性、便携性和舒适度的要求不断提高，无线技术在柔性和可拉伸电子产品的开发中起着关键作用。用于柔性和可拉伸电子设备的微带天线是无线技术的重要候选者，然而，微带天线的可拉伸特性通常以降低导电率和辐射效率为代价。通过在微带天线中利用软硅基板和传统金属材料的结构设计，本发明实施例提供两种可拉伸微带天线：“网状微带天线”和“拱形微带天线”。前者从图案化开始利用波浪结构，后者也使用由预应变策略产生的变形波状结构。与它们的固态微带天线相比，所得到的可拉伸微带天线的辐射特性变化不大。同时，“网状微带天线”的共振频率随着沿馈送方向的外部施加的拉伸应变的增加而减小，但“拱形微带天线”的共振频率随着沿馈送方向的外部施加的拉伸应变的增加而增加。在“拱形微带天线”中，外部施加的拉伸应变引起的共振频率的变化具有高灵敏度，与使用银纳米线或基于液态金属的可拉伸微带天线相比，灵敏度分别增加了3.35倍和1.49倍。因此，基于“拱形微带天线”的高灵敏度和兼容特性，本发明实施例还提供一种基于“拱形微带天线”的应变传感器，它能够以高灵敏度、小滞后和可能的无线通信来检测人类手腕的运动。

本发明实施例提供一种可拉伸天线，如图1所示，该可拉伸天线包括：接地面1，该接地面1具有第一网状结构；可拉伸基板2，设置在接地面1上；可拉伸导电贴片3，设置在可拉伸基板2上。

本发明实施例提供的可拉伸天线能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低。

下面的表1示出了现有技术中的可拉伸天线与本发明实施例提供的可拉伸天线在辐射效率上的对比结果，从表1可以看出，本发明实施例提供的可拉伸天线的辐射效率相比于现有的可拉伸天线表现出明显的优势。

表1

类型	辐射效率
		纺织天线	48％
液态金属天线	57％
		银或碳纳米管纳米线复合材料	41％
本发明实施例中的可拉伸天线(无应变)	78％
		本发明实施例中的可拉伸天线(15％应变)	75％

可选地，在本发明的一些实施例中，上述第一网状结构包括在第一方向上延伸的第一网格线和在第二方向上延伸的第二网格线，第一网格线和第二网格线中的至少一个为在接地面所处的平面上波动的波浪线，波浪线的线宽为50至100微米，波浪线的厚度为波浪线的线宽的1至2倍，具体可以是波浪线的线宽为50微米，厚度为100微米。

可选地，在本发明的一些实施例中，上述可拉伸导电贴片具有第二网状结构，第二网状结构可以与第一网状结构相同。

可选地，本发明实施例提供的可拉伸天线还包括：第一绝缘层，设置在接地面与可拉伸基板之间；第二绝缘层，设置在可拉伸基板与可拉伸导电贴片之间。第一绝缘层和第二绝缘层可以是氧化硅层，本发明不以此为限。

可选地，上述可拉伸导电贴片和接地面的材料可以是金属箔，具体可以是金属铜箔。

可选地，上述可拉伸基板为弹性基板，具体可以是有机硅弹性基板，本发明不以此为限。

本发明实施例还提供一种可拉伸天线，该可拉伸天线包括：可拉伸接地面；可拉伸基板，设置在可拉伸接地面上；导电贴片，设置在可拉伸基板上，导电贴片具有第三网状结构。

本发明实施例提供的可拉伸天线能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低，实验结果可参照上面实施例中提供的表1。

可选地，在本发明的一些实施例中，上述第三网状结构包括在第三方向上延伸的第三网格线和在第四方向上延伸的第四网格线，第三网格线和第四网格线中的至少一个为在导电贴片所处的平面上波动的波浪线，波浪线的线宽为50至100微米，波浪线的厚度为波浪线的线宽的1至2倍，具体可以是波浪线的线宽为50微米，厚度为100微米。

可选地，上述可拉伸接地面具有第四网状结构，第四网状结构可以与第三网状结构相同。

可选地，本发明实施例提供的可拉伸天线还包括：第三绝缘层，设置在可拉伸接地面与可拉伸基板之间；第四绝缘层，设置在可拉伸基板与导电贴片之间。第三绝缘层和第四绝缘层可以是氧化硅层，本发明不以此为限。

可选地，上述导电贴片和可拉伸接地面的材料可以为金属箔，具体可以为金属铜箔。

可选地，上述可拉伸基板为弹性基板，具体可以为有机硅弹性基板。

本发明实施例还提供一种可拉伸天线的制备方法，如图2所示，该可拉伸天线的制备方法包括：

步骤S101：形成具有第一网状结构的接地面；

步骤S102：在接地面上形成可拉伸基板；

步骤S103：在基板上形成可拉伸导电贴片。

采用本发明实施例提供的制备方法制备的可拉伸天线能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低。

本发明实施例还提供一种可拉伸天线的制备方法，如图3所示，该可拉伸天线的制备方法包括：

步骤S201：形成可拉伸接地面；

步骤S202：在可拉伸接地面上形成可拉伸基板；

步骤S203：在可拉伸基板上形成具有第二网状结构的导电贴片。

采用本发明实施例提供的制备方法制备的可拉伸天线能够保证天线的可拉伸性，并且由于导电贴片和接地平面采用传统金属材料，没有降低天线的导电性，并通过实验证实了天线的辐射效率也没有降低。

在本发明的一个具体实施例中，可拉伸天线的制备方法可以是，采用激光加工工艺对铜箔进行图案化，形成具有网状结构的贴片和接地面；将具有网状结构的贴片和接地面分别设置于弹性基板的上方和下方，使得具有网状结构的贴片和接地面与弹性基板相接触，可以是先将弹性基板设置于接地面的上方，然后将贴片设置于弹性基板的上方。具体地，商用铜箔通过激光加工工艺进行图案化，形成网状结构，贴片和接地面的网状结构的网格线为波浪形，然后将具有网状结构的贴片和接地面放置在弹性基板上，具体可以是压合于有机硅弹性基板上。在实际应用时，使用焊膏(SMD291SNL250T5，Chipquik Inc.)通过焊接台(MarkEthan 898D Inc.)将SMA(SubMiniature A型)连接器焊接到导电贴片和接地面。

本发明实施例提供的可拉伸天线的制备方法的具体细节可参照上述可拉伸天线实施例中的相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的基于传统金属材料的可拉伸微带天线，使用图案化初始波状结构，可以与优化策略相结合，创建一个应变限制、机械隐形装置，特别适用于生物集成电子产品的应用。将波状蛇纹石中的一组无量纲参数(即归一化厚度、归一化宽度和弧角)与可以用波状蛇纹石的单位元素产生的不同图案组合在一起，得到的结构的可拉伸性很容易调到几十个百分点。通过实验合理地验证了可拉伸天线的辐射特性。由于共振频率偏移对拉伸应变的可调谐依赖性，所得到的可拉伸微带天线也被证明是一类可以通过使用无线询问技术实现无线通信的新型应变传感器。

典型的微带天线包括由刚性介电基板层隔开的导电贴片和接地面。设计柔性和可拉伸天线的第一步是通过用柔性和可拉伸层(例如弹性体聚合物)代替传统的刚性基板来开始。由于其杨氏模量低、超弹性和良好的介电性能(介电常数为3.125，在2.5GHz至3.5GHz的频率范围内损失为0.01)，Ecoflex和Solaris(Smooth－on)作为代表性的有机硅弹性体被选为可拉伸的基材。通过图案化的初始波状结构产生的可变形波状结构，研究了可拉伸微带天线的结构设计，利用波浪形网络获得网状贴片和网状接地面。在没有任何结构设计的情况下，厚度为1.5mm的Solaris基板夹在实心铜贴片和实心接地面之间，形成微带天线，谐振频率为3.50GHz，带宽为0.11GHz，表明使用有机硅弹性体作为电介质基板不会损害微带天线的性能。

由于在外部施加的变形(例如拉伸)时的面内弯曲和/或面外弯曲，波浪形元件可以变形直到施加的拉伸应变远远超过其断裂应变。基于波浪形网络得到的微带天线的可拉伸性取决于代表性波浪形元件的几何参数，例如其线宽、曲率半径和弧角。而且，这些几何参数的变化还导致导电部件(即贴片和接地面)的图案和填充率(即波浪形网络与网状区域中的表观区域的比率)的变化。当图案和填充率改变天线中的电流时，天线的辐射特性(例如谐振频率、增益和效率)将相应地受到影响。在目前的研究中，我们首先研究了具有相同图案但填充率不同的天线。对于具有实心贴片和网状接地面的微带天线，接地面填充率从52.3％增加到74.2％导致谐振频率从2.67GHz增加到3.20GHz，接近具有实心接地面(即3.5GHz)的天线。在贴片或接地面中使用波浪形互连改变了电流路径并增加了传播距离，从而导致有效波长的增加和谐振频率的降低。随着填充率的增加，电流路径的增加导致更短的有效波长和更高的共振频率。另一方面，与其实心对应物相比，填充率从54.4％到74.2％的天线的带宽略微增加。由于设计中特征阻抗与稀疏网状接地面的50欧姆的偏差(即小填充率)，谐振时反射系数S的幅度(－9.6dB)低于网状接地面的设计在填充率为52.3％时－10dB的期望水平。通过实验测量验证了数值模拟的预测结果，并且具有相当好的一致性。填充率对网状贴片与网状接地面的影响类似。在网状贴片中将填充率从64.7％增加到74.2％导致共振频率从2.71GHz增加到3.08GHz。

应当注意，根据传输线模型，微带天线的辐射发生在贴片的边缘。因此，馈电线和接地面的边缘没有被图案化以确保适当的馈电并且避免辐射特性的强烈失真。为了在当前研究中为实心边缘选择合适的值，我们验证了实心边缘的宽度对网状贴片的反射系数S的影响。由于在模拟和实验中实心边缘的宽度对共振频率和带宽的影响可忽略不计，除非另有说明，否则在整个研究的剩余部分中选择3mm的窄边缘宽度。与实心贴片相比，使用填充率为64.7％的波浪形网络结构的贴片显示共振频率从3.50GHz降至2.71GHz，带宽从0.1GHz降至0.07GHz。我们还想指出，填充率的上限目前受到商用刀具可以实现的最小线宽的限制，但是使用其他技术可以实现更密集的网络(即更大的填充率)，例如激光图案/切割或高分辨率3D打印。这意味着所提出的可拉伸贴片天线的工作频率可以进一步扩展到更大的范围。

通过使用相同的代表性波浪形元件在贴片和接地面中构造填充率为74.2％的网状微带天线。在外部施加拉伸应变之前，天线的谐振频率和带宽分别从3.5GHz降至2.92GHz和从0.11GHz降至0.80GHz。随着拉伸应变增加到15％，谐振频率进一步单调减小到2.74GHz。随着拉伸，模拟获得的共振频率从2.92GHz降低到2.77GHz。

应变从0增加到15％，这与实验测量结果相当吻合(从2.93GHz到2.78GHz)。模拟和实验测量之间的微小差异可能归因于自制担架中的不准确应变测量。在实验中测量介电基板的厚度为1.7mm，其用于模拟。电介质基板的厚度清楚地显示出对共振频率的大的影响，其中网状贴片和接地面中的屈曲的作用相对较小。

在接地面中将填充率从74.2％降低到64.7％，同时保持贴片中的填充率不变，导致共振频率降低(从2.92GHz到2.70GHz)而没有拉伸应变。类似于在填充率为74.2％时观察到的趋势，当拉伸应变从0增加到15％时，共振频率也从2.70GHz单调减小到2.52GHz。从实验获得的共振频率与来自模拟的预测相当吻合。

除了共振频率和带宽的变化之外，贴片或接地面中的波浪形网络稍微影响辐射的方向性。总的来说，除了沿－z方向增加的辐射泄漏之外，使用网状结构可以很好地保留微带天线的3D辐射方向图。接地面填充率为74.2％的波浪形网络结构显示，与填充率为64.7％相比，沿+z方向的辐射增加了0.18dB，如三维(3D)辐射方向图和E平面和H平面的归一化辐射方向图所示。实验验证了后向辐射的增加，表明后向辐射与接地面填充率之间存在反比关系。对于施加15％的拉伸应变，填充率分别为74.2％和64.7％的天线沿+z方向的辐射进一步增加。沿+z方向的辐射增强可能源于拉伸时接地面中增加的填充率。

为了理解贴片和接地面上波浪形网络结构在拉伸时对共振频率的作用，研究了具有拉伸贴片或拉伸接地面的网状微带天线。在模拟中，网状微带天线的网状贴片填充率为74.2％，网状接地面填充率为64.7％。与没有拉伸的天线相比，在贴片上施加10％的拉伸应变导致共振频率从2.64GHz降低到2.50GHz。该观察结果与先前研究中的经验分析方程式一致，即共振频率与沿电流方向(馈电方向)的方向的电长度成反比，即其中L为微带天线的长度，ε_eff是基板的有效介电常数，c是真空中光的速度。另一方面，10％的拉伸应变施加在接地面上导致共振频率从2.64GHz增加到2.71GHz，这可能是由于拉伸时填充率增加。在其他研究中也揭示了共振频率和填充率之间的正相关。由于贴片的效果更加突出，这两个竞争因素的综合影响导致拉伸应变为10％时的共振频率从2.64GHz降低到2.55GHz。

柔性和可拉伸的“网状微带天线”在拉伸应变为15％时，对于网状接地面中的两种不同填充率，显示出良好的灵敏度，共振频率偏移分别为0.11GHz和0.15GHz。

波浪形网络的引入导致共振频率的降低并且略微改变微带天线的特征辐射图案。网络结构的较高填充率导致谐振频率与固态微带天线对应物(即3.5GHz)的偏差小。在施加拉伸应变时，“网状微带天线”的共振频率进一步降低，这是由来自网状贴片和接地面的两个竞争因素引起的。

可伸缩微带天线的仿真：在数值模拟中，进行三维有限元分析，研究外加变形时的天线性能。微带天线在变形(即拉伸)时的机械变形首先由有限元软件(ABAQUS，ABAQUSInc.)确定。假设拉伸时基板的泊松效应的厚度变化可忽略不计。然后将从ABAQUS计算的变形结构导入ANSYS高频电磁场模拟(HFSS)包中，用于模拟天线性能(例如，反射曲线和辐射图)。

弹性体基材的介电性能的测量：将Solaris(Smooth－On Inc.)的A部分和B部分以1：1的比例混合，并将混合物在室温下保持24小时，然后使其完全固化。Solaris的介电常数和损耗由谐振模式电介质计(RMD－C－100，GDK Product Inc.)在1GHz至10GHz的范围内确定。两个端口用于提供输入和输出微波以与谐振模式电介质计的腔相互作用。通过使用矢量网络分析仪测量谐振模式的偏移和由于样品的存在而产生的相应品质因数，可以精确地获得介电常数和样品损失。在测量中，样品的介电常数和损耗在2.5至3.5GHz的频率范围内经历了可忽略的变化。Solaris基板的介电常数和损耗在3GHz下测量分别为3.125和0.01，与硅橡胶的报告值一致。这两个代表值用于使用HFSS的可拉伸天线的设计中。在某些实验测量中，由于低刚度、良好的拉伸性和类似的介电性质，还使用具有相同介电常数和损耗的Ecoflex基板。

微带天线的测量：通过定制的担架对可拉伸微带天线施加0％至15％的拉伸应变(即拉伸水平)。为了保护贴片和SMA之间的连接，在自制担架的一个夹具中制作沟槽。在可伸缩天线的弯曲试验中使用具有不同半径的圆柱体。通过矢量网络分析仪(KeysightE5071C)测量变形微带天线的反射曲线(S₁₁)，并在消声室中测量辐射图。

用于运动检测的手腕上的微带天线：Ecoflex被用作微带天线中的基板，用于在腕部运动检测的演示中使设备顺从。然后将传感器连接并用遮蔽胶带(2600，3MInc.)固定到受试者的手腕上。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (18)

1.一种可拉伸天线，其特征在于，包括：

接地面，所述接地面具有第一网状结构；

可拉伸基板，设置在所述接地面上；

可拉伸导电贴片，设置在所述可拉伸基板上。

2.根据权利要求1所述的可拉伸天线，其特征在于，所述第一网状结构包括在第一方向上延伸的第一网格线和在第二方向上延伸的第二网格线，所述第一网格线和所述第二网格线中的至少一个为在所述接地面所处的平面上波动的波浪线。

3.根据权利要求2所述的可拉伸天线，其特征在于，所述波浪线的线宽为50至100微米，所述波浪线的厚度为所述波浪线的线宽的1至2倍。

4.根据权利要求1－3中任一项所述的可拉伸天线，其特征在于，所述可拉伸导电贴片具有第二网状结构。

5.根据权利要去4所述的可拉伸天线，其特征在于，所述第一网状结构与所述第二网状结构相同。

6.根据权利要求1所述的可拉伸天线，其特征在于，还包括：

第一绝缘层，设置在所述接地面与所述可拉伸基板之间；

第二绝缘层，设置在所述可拉伸基板与所述可拉伸导电贴片之间。

7.根据权利要求1所述的可拉伸天线，其特征在于，所述可拉伸导电贴片和所述接地面的材料均为金属箔。

8.根据权利要求1－7中任一项所述的可拉伸天线，其特征在于，所述可拉伸基板为弹性基板。

9.一种可拉伸天线，其特征在于，包括：

可拉伸接地面；

可拉伸基板，设置在所述可拉伸接地面上；

导电贴片，设置在所述可拉伸基板上，所述导电贴片具有第三网状结构。

10.根据权利要求9所述的可拉伸天线，其特征在于，所述第三网状结构包括在第三方向上延伸的第三网格线和在第四方向上延伸的第四网格线，所述第三网格线和所述第四网格线中的至少一个为在所述导电贴片所处的平面上波动的波浪线。

11.根据权利要求10所述的可拉伸天线，其特征在于，所述波浪线的线宽为50至100微米，所述波浪线的厚度为所述波浪线的线宽的1至2倍。

12.根据权利要求9－11中任一项所述的可拉伸天线，其特征在于，所述可拉伸接地面具有第四网状结构。

13.根据权利要求12所述的可拉伸天线，其特征在于，所述第三网状结构与所述第四网状结构相同。

14.根据权利要求9所述的可拉伸天线，其特征在于，还包括：

第三绝缘层，设置在所述可拉伸接地面与所述可拉伸基板之间；

第四绝缘层，设置在所述可拉伸基板与所述导电贴片之间。

15.根据权利要求9所述的可拉伸天线，其特征在于，所述导电贴片和所述可拉伸接地面的材料均为金属箔。

16.根据权利要求9－15中任一项所述的可拉伸天线，其特征在于，所述可拉伸基板为弹性基板。

17.一种可拉伸天线的制备方法，其特征在于，包括：

形成具有第一网状结构的接地面；

在所述接地面上形成可拉伸基板；

在所述基板上形成可拉伸导电贴片。

18.一种可拉伸天线的制备方法，其特征在于，包括：

形成可拉伸接地面；

在所述可拉伸接地面上形成可拉伸基板；

在所述可拉伸基板上形成具有第二网状结构的导电贴片。