CN110176669B - 双通道超宽频可穿戴天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双通道超宽频可穿戴天线。它包括衬底、左圆形贴片、左蛇形联结环、U形联结环、右蛇形联结环、右圆形贴片、矩形缺口接地板；其中左圆形贴片、左蛇形联结环、U形联结环、右蛇形联结环、右圆形贴片位于衬底正面位置，且左圆形贴片、右圆形贴片之间按从左向右的顺序分别连接有左蛇形联结环、U形联结环、右蛇形联结环；其中U形联结环的左右两个柄端分别与左蛇形联结环的右下部分、右蛇形联结环的左下部分相连接；矩形缺口接地板位于衬底背面位置。本发明的双通道超宽频可穿戴天线具有结构简单，频带宽，辐射特性好，成本低等优点，满足在可穿戴无线通信领域的应用要求。
Description
技术领域
本发明涉及在可穿戴无线通信应用技术领域，具体涉及一种双通道超宽频可穿戴天线。
背景技术
作为天线领域中的一种新型天线，可穿戴天线有不同于一般天线的特点。首先，可穿戴天线是一种可以植入于衣物内的电子设备，具有多种的变化形式，通常而言，其多用柔性材料或者纺织材料制作而成，这样设计的天线能够更加容易和人体保持共形，而且相对而言较为轻便，也易于携带。其次，可穿戴天线作为共形天线中的一类，由于其附着在人体表面，也必须考虑它与人体之间的相互影响。
可穿戴天线在医疗等领域，都有着巨大的应用价值。例如在医疗方面，可以把天线、传感器和医疗设备一起放置在人体身上，通过天线把检测到的数据传送到网络终端，以便医生可以实时监测病人身体状态，尤其是在我国随着老年人口的增加，可穿戴天线对老年人医疗保健的服务也是非常值得期待的。随着研究的深入，可穿戴天线将会进一步发展和成熟起来，有着广阔的发展前景。但是现有的天线结构复杂、尺寸较大、制作困难、损耗大、辐射性能不够好。因此迫切需要研究出一种结构简单、尺寸较小、辐射特性好、成本低的新型天线来满足实际应用的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种双通道超宽频可穿戴天线。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种双通道超宽频可穿戴天线，它包括衬底、左圆形贴片、左蛇形联结环、U形联结环、右蛇形联结环、右圆形贴片和矩形缺口接地板；其中左圆形贴片、左蛇形联结环、U形联结环、右蛇形联结环、右圆形贴片均位于衬底正面位置，且左圆形贴片、右圆形贴片的底边上连接有与左圆形贴片、右圆形贴片材质相同的矩形柄端，矩形柄端也位于衬底正面位置；左圆形贴片和右圆形贴片分别布置于衬底正面的两侧，左圆形贴片的右侧、右圆形贴片的左侧之间按从左向右的顺序由左蛇形联结环、U形联结环、右蛇形联结环顺次连接；其中U形联结环的左右两个柄端分别与左蛇形联结环的右下部分、右蛇形联结环的左下部分相连接；矩形缺口接地板位于衬底背面位置，其顶边上开设有一个矩形缺口，底边与衬底底边平齐，两条侧边与分别衬底的两条侧边平齐。
上述方案中的各部件具体参数可采用如下优选方式。
所述的衬底所用材料为涤纶材料，衬底的长度为50～52mm，宽度为30～32mm，厚度为1.5～1.7mm。
所述的左圆形贴片与右圆形贴片的形状大小完全相等，半径为9～11mm，且两个贴片的矩形柄端长度均为10～12mm，宽度均为3～5mm。
所述的左蛇形联结环与右蛇形联结环的形状大小完全相等，两者结构在衬底正面呈镜像对称；左蛇形联结环中包括三条平行的条状矩形块，左侧的条状矩形块与中间的条状矩形块的底部通过一个矩形连接块相连，右侧的条状矩形块与中间的条状矩形块的顶部也通过一个矩形连接块相连，左侧的条状矩形块顶部与左圆形贴片右侧通过上部矩形柄端相连，右侧的条状矩形块底部与U形联结环的左侧柄端顶部通过下部矩形柄端相连；其中上部矩形柄端长度为2～4mm，宽度为1～3mm；下部矩形柄端长度为1～3mm，宽度为0.8～1mm；三条条状矩形块的形状大小完全相等，长度为5～7mm，宽度为0.5～0.7mm；连接各个条状矩形块的两个矩形连接块形状大小完全相等，长度为1～3mm，宽度为1～3mm。
所述的U形联结环左右跨度为1～3mm，左右两个柄端的长度为8～10mm，宽度为0.5～0.7mm。
所述的矩形缺口接地板长度为50～52mm，宽度为7～9mm；其中矩形缺口的长度为24～26mm，宽度为6～8mm。
本发明的双通道超宽频可穿戴天线具有结构简单，频带宽，辐射特性好，成本低等优点，满足在可穿戴无线通信领域的应用要求。
附图说明
图1是双通道超宽频可穿戴天线正面图；
图2是双通道超宽频可穿戴天线反面图；
图3是双通道超宽频可穿戴天线回波损耗图；
图4是天线在2.6GHz时E面、H面辐射方向图；
图5是天线在9.2GHz时E面、H面辐射方向图；
图6是天线在2.6GHz时贴片的表面电流图；
图7是天线在9.2GHz时贴片的表面电流图。
具体实施方式
如图1和2所示，一种双通道超宽频可穿戴天线，它包括衬底1、左圆形贴片2、左蛇形联结环3、U形联结环4、右蛇形联结环5、右圆形贴片6和矩形缺口接地板7；其中左圆形贴片2、左蛇形联结环3、U形联结环4、右蛇形联结环5、右圆形贴片6均位于衬底1正面位置，且左圆形贴片2、右圆形贴片6的底边上连接有与左圆形贴片2、右圆形贴片6材质相同的矩形柄端，矩形柄端也位于衬底1正面位置。每条矩形柄端的中轴线穿过所连接的贴片的圆心。衬底1正面位置的整体形状呈左右镜像对称。左圆形贴片2和右圆形贴片6分别布置于衬底1正面的两侧，左圆形贴片2的右侧、右圆形贴片6的左侧之间按从左向右的顺序由左蛇形联结环3、U形联结环4、右蛇形联结环5顺次连接。其中U形联结环4的左右两个柄端分别与左蛇形联结环3的右下部分、右蛇形联结环5的左下部分相连接；矩形缺口接地板7位于衬底1背面位置，其顶边的正中位置开设有一个矩形缺口，整体呈凹字形。矩形缺口接地板7底边与衬底1底边平齐，两条侧边与分别衬底1的两条侧边平齐。
各器件的具体材料和参数选择如下：衬底1呈矩形，所用材料为涤纶材料，衬底的长度为50～52mm，宽度为30～32mm，厚度为1.5～1.7mm。左圆形贴片2与右圆形贴片6的形状大小完全相等，半径为9～11mm，且两个贴片的矩形柄端长度均为10～12mm，宽度均为3～5mm。左蛇形联结环3与右蛇形联结环5的形状大小完全相等，两者结构在衬底1正面呈镜像对称。左蛇形联结环3中包括三条平行的条状矩形块，左侧的条状矩形块与中间的条状矩形块的底部通过一个矩形连接块相连，右侧的条状矩形块与中间的条状矩形块的顶部也通过一个矩形连接块相连，左侧的条状矩形块顶部与左圆形贴片2右侧通过上部矩形柄端相连，右侧的条状矩形块底部与U形联结环4的左侧柄端顶部通过下部矩形柄端相连；其中上部矩形柄端长度为2～4mm，宽度为1～3mm；下部矩形柄端长度为1～3mm，宽度为0.8～1mm；三条条状矩形块的形状大小完全相等，长度均为5～7mm，宽度均为0.5～0.7mm；连接三条条状矩形块的两个矩形连接块形状大小完全相等，长度均为1～3mm，宽度均为1～3mm。右蛇形联结环5的形状亦同。U形联结环4由两个平行的竖向矩形的柄端底部通过矩形的连接块连接而成，U形联结环4的左右跨度，即左侧柄端的左边缘与右侧柄端的右边缘距离为1～3mm，左右两个柄端的长度均为8～10mm，宽度均为0.5～0.7mm。矩形缺口接地板6长度为50～52mm，宽度为7～9mm；其中矩形缺口的长度为24～26mm，宽度为6～8mm。
下面基于该双通道超宽频可穿戴天线，结合实施例具体说明本发明的技术效果。
实施例1
本实施例中，双通道超宽频可穿戴天线的结构和各部件形状如上所述，因此不再赘述。但各部件的具体参数如下：
衬底呈矩形，所用材料为涤纶材料，衬底的长度为50mm，宽度为30mm，厚度为1.5mm。左圆形贴片与右圆形贴片的形状大小完全相等，半径为9.5mm，且贴片的矩形柄端长度为10.5mm，宽度为3mm。左蛇形联结环与右蛇形联结环的形状大小完全相等，结构呈镜像对称；左蛇形联结环中有三条平行的条状矩形块，左侧的条状矩形块与中间的条状矩形块的底部通过一个矩形连接块相连，右侧的条状矩形块与中间的条状矩形块的顶部也通过一个矩形连接块相连，左侧的条状矩形块顶部与左圆形贴片右侧通过上部矩形柄端相连，右侧的条状矩形块底部与U形联结环的左侧柄端顶部通过下部矩形柄端相连；其中上部矩形柄端长度为2.5mm，宽度为1mm；下部矩形柄端长度为1mm，宽度为0.8mm；中间三条条状矩形块的形状大小完全相等，长度均为5.9mm，宽度均为0.5mm，相邻条状矩形块间隙距离为0.24mm；连接三条条状矩形块的两个矩形连接块形状大小完全相等，长度均为1.24mm，宽度均为1mm。U形联结环左右跨度为1.38mm，左右两个柄端的长度为8mm，宽度为0.5mm。矩形缺口接地板长度为50mm，宽度为7.5mm；其中矩形缺口的长度为24.76mm，宽度为6mm。该可穿戴天线在超宽的频带范围内均具有较好的辐射特性。图3是双通道超宽频可穿戴天线回波损耗图，可见-10dB的频率范围为2.6GHz-9.2GHz。图4是天线在2.6GHz时E面、H面辐射方向图。图5是天线在9.2GHz时E面、H面辐射方向图。图6是天线在2.6GHz时贴片的表面电流图。图7是天线在9.2GHz时贴片的表面电流图。
Claims (6)
1.一种双通道超宽频可穿戴天线，其特征在于，包括衬底（1）、左圆形贴片（2）、左蛇形联结环（3）、U形联结环（4）、右蛇形联结环（5）、右圆形贴片（6）和矩形缺口接地板（7）；其中左圆形贴片（2）、左蛇形联结环（3）、U形联结环（4）、右蛇形联结环（5）、右圆形贴片（6）均位于衬底（1）正面位置，且左圆形贴片（2）、右圆形贴片（6）的底边上连接有与左圆形贴片（2）、右圆形贴片（6）材质相同的矩形柄端，矩形柄端也位于衬底（1）正面位置；左圆形贴片（2）和右圆形贴片（6）分别布置于衬底（1）正面的两侧，左圆形贴片（2）的右侧、右圆形贴片（6）的左侧之间按从左向右的顺序由左蛇形联结环（3）、U形联结环（4）、右蛇形联结环（5）顺次连接；其中U形联结环（4）的左右两个柄端分别与左蛇形联结环（3）的右下部分、右蛇形联结环（5）的左下部分相连接；矩形缺口接地板（7）位于衬底（1）背面位置，其顶边上开设有一个矩形缺口，矩形缺口接地板（7）的底边与衬底（1）底边平齐，矩形缺口接地板（7）的两条侧边与分别衬底（1）的两条侧边平齐。
2.如权利要求1所述的一种双通道超宽频可穿戴天线，其特征在于所述的衬底（1）所用材料为涤纶材料，衬底的长度为50~52mm，宽度为30~32mm，厚度为1.5~1.7mm。
3.如权利要求1所述的一种双通道超宽频可穿戴天线，其特征在于所述的左圆形贴片（2）与右圆形贴片（6）的形状大小完全相等，半径为9~11mm，且两个贴片的矩形柄端长度均为10~12mm，宽度均为3~5mm。
4.如权利要求1所述的一种双通道超宽频可穿戴天线，其特征在于所述的左蛇形联结环（3）与右蛇形联结环（5）的形状大小完全相等，两者结构在衬底（1）正面呈镜像对称；左蛇形联结环（3）中包括三条平行的条状矩形块，左侧的条状矩形块与中间的条状矩形块的底部通过一个矩形连接块相连，右侧的条状矩形块与中间的条状矩形块的顶部也通过一个矩形连接块相连，左侧的条状矩形块顶部与左圆形贴片（2）右侧通过上部矩形柄端相连，右侧的条状矩形块底部与U形联结环（4）的左侧柄端顶部通过下部矩形柄端相连；其中上部矩形柄端长度为2~4mm，宽度为1~3mm；下部矩形柄端长度为1~3mm，宽度为0.8~1mm；三条条状矩形块的形状大小完全相等，长度为5~7mm，宽度为0.5~0.7mm；连接各个条状矩形块的两个矩形连接块形状大小完全相等，长度为1~3mm，宽度为1~3mm。
5.如权利要求1所述的一种双通道超宽频可穿戴天线，其特征在于所述的U形联结环（4）左右跨度为1~3mm，左右两个柄端的长度为8~10mm，宽度为0.5~0.7mm。
6.如权利要求1所述的一种双通道超宽频可穿戴天线，其特征在于所述的矩形缺口接地板（6）长度为50~52mm，宽度为7~9mm；其中矩形缺口的长度为24~26mm，宽度为6~8mm。
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