两种可穿戴天线的研究和设计

发布时间：2020-10-29 11:23

　　 近年来,随着无线通信技术的进步,体域网作为一种新型的网络形式正在被广泛地研究,并取得了一定的成果,为了实现体域网的通信,可穿戴天线在其中起着关键的作用。通常而言,可穿戴天线是一种可以集成到人体衣物中的天线类型,具有低剖面、便于携带、易于和人体保持共形等特点。可穿戴天线的应用前景十分值得期待,在医疗、军事、体育等领域,都将表现出其巨大的价值。 由于可穿戴天线是植入于衣物之中,会对人体产生一定的辐射,所以和一般天线相比,对于可穿戴天线的研究,不仅需要保证天线的各种性能参数,而且还要使天线携带者所受辐射在安全范围内；此外,天线在发生形变下的性能也是需要关注的。笔者参与了辽宁普天数码有限公司和大连海事大学天线微波研究所的合作项目“可穿戴天线的研发”,完成如下工作： (1)分别选择具有良好导电性能的镀铜镍纺织布和2mm厚的毛毡布作为天线辐射单元和介质基板,在综合比较各个测量介电常数方法后,使用谐振腔微扰法对毛毡布的相对介电常数和损耗角正切进行了测量计算。 (2)设计并实现了一款工作于1.575GHz频段的可穿戴右旋圆极化天线,并且对其进行了小型化处理。分析当天线在弯曲状态和放在人体表面时参数性能的变化,仿真研究天线对人体辐射影响的比吸收率。 (3)设计并实现了一款工作于2.45GHz和5.2GHz频段的可穿戴双频天线,采用无地共面波导馈电。分析天线在弯曲和放在人体表面时参数变化,发现该天线对人体辐射较大。为减少比吸收率,给天线设计了一种双频电磁带隙结构,明显减少了天线后向辐射,而且还能提高天线增益。 (4)在微波暗室中,测量了所设计两款天线弯曲和平坦放置时的反射系数、轴比和方向性图。结果表明,除了1.575GHz频段天线在弯曲时轴比恶化外,其他情况下均满足设计要求。
【学位单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TN822
【部分图文】：

的导电铜布作为福射贴片和地板，在天线背部进行馈电，在2.45GHz频率有着较好的辐射特性，天线模型如图1.1所示[7]。/ / ^^/GroundKnitted / m/ WidthCopper / L Jr/Ground plaiie /Ground Length图1.1小型织物天线[7]Fig. 1.1 Novel fabric antenna'^'用导电的纺织材料来代替普通天线用的金属良导体，这是可穿戴天线的特殊性之一，导电织物需要满足如下要求胃(1)表面电阻率dn/sq; (2)具有均匀分布的表面电阻，即在整个辖射贴片上电阻变化小；（3)贴片为柔性以便可以和人体保持共形；（4)当天线发生弯曲等形变时贴片具有良好的軔性。为了研究不同材料的导电织物以及同编织方式对天线性能的影响，PekkaSalonen制作了六款不同的天线来比较它们的性能[9]，天线辐射部分材料分别为-2 -

！IE 图1.3糊蝶结形柔性天线fi4】Fig. 1.3 Flexible bow-tie antenna'''''，A.Tronquo 等人制作 了工作频率在 2.45GHz 的 ISedical )波段可穿戴天线ti5】，该天线为环形结构，采用同轴

分别对天线在表面平坦、弯曲直径7.5cm、弯曲直径12cm这三种情况下进行仿真和测试，天线结构如图1.4所示。实验结果表明天线弯曲之后，在阻抗带宽上有一定的减少，但是不影响其整体使用性能。然而A. Tronquo只是把天线在沿着轴方向弯曲，文献[16]证明了当天线沿着x轴方向即决定天线谐振频率方向弯曲-4 -
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 薛睿峰,钟顺时;微带天线圆极化技术概述与进展[J];电波科学学报;2002年04期

2 段鸿洋;;液晶高分子材料的发展与应用[J];科协论坛(下半月);2011年04期

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1 谢欢欢;电磁带隙结构及在天线设计中的应用研究[D];西安电子科技大学;2011年

本文编号：2860834