專利名稱：雙頻段可穿戴式微帶天線及其實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微帶天線，具體地說，是涉及一種雙頻段可穿戴式微帶天線及其實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
可穿戴式微帶天線是一種利用柔性材料的特性使得整個天線結(jié)構(gòu)具有柔軟、易彎曲特點的天線，其不是一種固定形態(tài)的天線，工作在靠近人體的區(qū)域，且能夠讓人穿戴在身上。然而現(xiàn)有的可穿戴式微帶天線大都選用傳統(tǒng)的硬質(zhì)材料，不能彎折，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成天線體積過大、不易于攜帶，穿戴后會影響人體運動，并容易造成天線的損壞，因此發(fā)明創(chuàng)造一種體積較小且易于攜帶的可穿戴式微帶天線為人們所需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種體積小、易于攜帶的雙頻段可穿戴式微帶天線及其實現(xiàn)方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的天線體積過大、不便于攜帶的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
雙頻段可穿戴式微帶天線，包括由柔性材料制作而成的介質(zhì)基板，還包括設(shè)置于介質(zhì)基板上表面的h型結(jié)構(gòu)金屬箔片，和設(shè)置于該介質(zhì)基板下表面的接地片。進一步地，還包括一端通過微帶饋線與h型結(jié)構(gòu)金屬箔片邊緣相連的同軸傳輸線，以及與同軸傳輸線另一端相連的同軸接頭。即本發(fā)明采用邊饋結(jié)構(gòu)進行饋電。為了便于攜帶，所述同軸傳輸線的位置可以移動。具體地說，所述微帶饋線的寬度W由以下公式確定
_ 6Ojt W . ,,. ^I, {, W ^ \
50 = —— + 0,441 + 0,082^—+ - 1.45+In —+ 0.94
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其中力介質(zhì)基板的介電常數(shù)，其值為2. 4 ；h為測得的介質(zhì)基板的厚度。作為優(yōu)選，所述制作介質(zhì)基板的柔性材料為羊毛氈；所述h型結(jié)構(gòu)金屬箔片和接地片均由銅箔制作而成；所述接地片與介質(zhì)基板大小相同。本發(fā)明中提供了一種上述雙頻段可穿戴式微帶天線的實現(xiàn)方法，包括以下步驟
(1)按所需天線大小裁剪出羊毛氈和與羊毛氈大小相同的銅箔，以及計算得出大小的h型結(jié)構(gòu)金屬箔片；
(2)使用強力膠將銅箔粘貼于羊毛氈的一面，并將h型結(jié)構(gòu)金屬箔片粘貼于羊毛氈的
另一面；
(3)將同軸傳輸線一端的內(nèi)芯通過微帶饋線與h型結(jié)構(gòu)金屬箔片的邊緣焊接為一體結(jié)構(gòu)，將同軸傳輸線的另一端與同軸接頭相連。為了進一步確保天線的性能，所述強力膠為工業(yè)液體強力膠。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(I)本發(fā)明通過改變天線結(jié)構(gòu)、采用不同的材質(zhì)，在實現(xiàn)便于穿戴及小型化的同時提高了天線的性能，符合科技發(fā)展和人們的需求。(2)本發(fā)明選用羊毛氈作為介質(zhì)基板，這種材質(zhì)的介質(zhì)基板具有一定的柔軟性但不完全如布料般容易被隨意褶皺，且介電常數(shù)均勻，因此在滿足便于穿戴的同時也不會影響天線的性能。(3)本發(fā)明中選用工業(yè)液體強力膠進行粘貼，由于工業(yè)液體強力膠粘貼時分布較為均勻，不容易引起介質(zhì)基板厚度的變化，對電磁參數(shù)的影響較小，因此進一步保證了本天線的整體性能。(4)本發(fā)明中，h型結(jié)構(gòu)金屬箔片和接地片均由銅箔制作而成，因此具有較好的電性能和更強的輻射能力，以及更小的能量損耗。同時，銅箔粘貼于羊毛氈上后可以有適當(dāng)?shù)膹澢?，且不會影響天線性能，充分滿足人們對其便于穿戴的需求。(5)本發(fā)明中，我們選用h型結(jié)構(gòu)金屬箔片，其無需額外增加別的器件便能夠覆蓋 ISM的兩個工作頻段2. 4-2. 5 GHz, 5. 725-5. 875 GHz，這兩個頻段不僅是無線局域網(wǎng)應(yīng)用的頻段，還是未來無線體域網(wǎng)的重要使用頻段，因此本發(fā)明具有非常廣闊的應(yīng)用前景，能夠滿足使用者的不同需求，且與使用兩個不同的天線工作于這兩個頻段相比，本發(fā)明明顯降低了成本、減小了體積、簡化了加工過程和天線的優(yōu)化調(diào)試過程，更便于集成。(6)本發(fā)明中，我們采用邊饋結(jié)構(gòu)，并選用了易于邊饋的h型結(jié)構(gòu)金屬箔片進行信號的接收與發(fā)射，這樣的結(jié)構(gòu)不會增加天線的厚度且更有利于集成，充分考慮到了實際應(yīng)用中人們的需求。(7)本發(fā)明通過對天線的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)進行優(yōu)化，使得天線的尺寸大大減小，不僅節(jié)約了人體空間和天線成本，還能使天線盡可能少地彎折，性能更為穩(wěn)定，壽命更長。(8)本發(fā)明中，我們選擇與羊毛氈大小相同的銅箔作為接地片，這樣的結(jié)構(gòu)能夠最大限度地減小天線對人體的輻射，最大限度地降低了天線對人體的傷害，具有很高的使用價值和推廣價值。(9)本發(fā)明中，我們使用與微帶饋線相連的同軸傳輸線進行饋電，由于該同軸傳輸線的位置可以移動，因而使得天線的放置及饋電的選擇更為隨意，更便于人們攜帶。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的原理圖。上述附圖中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的部件名稱如下
I-介質(zhì)基板，2-h型結(jié)構(gòu)金屬箔片，3-微帶饋線，4-同軸傳輸線，5-同軸接頭。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例如圖I所示，雙頻段可穿戴式微帶天線，包括由羊毛氈制作而成的介質(zhì)基板1，設(shè)置于介質(zhì)基板I上表面的由銅箔制作而成的h型結(jié)構(gòu)金屬箔片2，和設(shè)置于該介質(zhì)基板I下表面的由銅箔制作而成且與介質(zhì)基板I大小相同的接地片，以及一端通過微帶饋線3與h型結(jié)構(gòu)金屬箔片2邊緣相連的同軸傳輸線4，該同軸傳輸線4的另一端還連接有同軸接頭5。在本發(fā)明中，當(dāng)天線用作發(fā)射天線時，同軸接頭用于連接通信設(shè)備，在工作過程中，通信設(shè)備將需要發(fā)射出去的信號通過同軸傳輸線輸入天線，然后利用h型結(jié)構(gòu)金屬箔片向外輻射攜帶有信號的能量，將信號發(fā)射出去，完成信號的傳輸；當(dāng)天線用作接收天線時，h型結(jié)構(gòu)金屬箔片接收攜帶有信號的能量，并將攜帶有信號的能量通過同軸傳輸線輸入通信設(shè)備，從而完成對信號的接收。在此，我們還提供了一種上述雙頻段可穿戴式微帶天線的實現(xiàn)方法，包括以下步驟按所需天線大小裁剪出羊毛氈和與羊毛氈大小相同的銅箔，以及計算得出大小的h型結(jié)構(gòu)金屬箔片；使用強力膠將銅箔粘貼于羊毛氈的一面，并將h型結(jié)構(gòu)金屬箔片粘貼于羊毛氈的另一面；將同軸傳輸線一端的內(nèi)芯通過微帶饋線與h型結(jié)構(gòu)金屬箔片的邊緣焊接為一體結(jié)構(gòu)，將同軸傳輸線的另一端與同軸接頭相連。其中，所述強力膠為工業(yè)液體強力膠。如圖2所示，在本發(fā)明中，所述h型結(jié)構(gòu)金屬箔片的h型結(jié)構(gòu)的下半部分控制高頻工作頻段，其上半部分控制低頻工作頻段。當(dāng)電流饋入后，一部分流經(jīng)h型結(jié)構(gòu)金屬箔片的下半部分，一部分流經(jīng)h型結(jié)構(gòu)金屬箔片的上半部分。無論是哪個部分，當(dāng)電流到達h型結(jié)構(gòu)金屬箔片的邊緣時，就會向外輻射能量，而電流流過的路程長短就決定了工作的頻率，在此，我們可以通過控制這兩個部分的長短來控制天線的工作頻段。在本發(fā)明中，下半部分路程較短，對應(yīng)了高頻工作頻段，上半部分路程較長，對應(yīng)了低頻工作頻段。在本發(fā)明中，微帶饋線的寬度W由以下公式確定
權(quán)利要求
1.雙頻段可穿戴式微帶天線，包括由柔性材料制作而成的介質(zhì)基板(1)，其特征在于，還包括設(shè)置于介質(zhì)基板(I)上表面的h型結(jié)構(gòu)金屬箔片(2)，和設(shè)置于該介質(zhì)基板(I)下表面的接地片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙頻段可穿戴式微帶天線，其特征在于，還包括一端通過微帶饋線(3)與h型結(jié)構(gòu)金屬箔片(2)邊緣相連的同軸傳輸線(4)，以及與同軸傳輸線(4)另一端相連的同軸接頭(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙頻段可穿戴式微帶天線，其特征在于，所述微帶饋線的寬度W由以下公式確定
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙頻段可穿戴式微帶天線，其特征在于，所述制作介質(zhì)基板(I)的柔性材料為羊毛氈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙頻段可穿戴式微帶天線，其特征在于，所述h型結(jié)構(gòu)金屬箔片(2)和接地片均由銅箔制作而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙頻段可穿戴式微帶天線，其特征在于，所述接地片與介質(zhì)基板(I)大小相同。
7.雙頻段可穿戴式微帶天線的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)按所需天線大小裁剪出羊毛氈和與羊毛氈大小相同的銅箔，以及計算得出大小的h型結(jié)構(gòu)金屬箔片；(2)使用強力膠將銅箔粘貼于羊毛氈的一面，并將h型結(jié)構(gòu)金屬箔片粘貼于羊毛氈的另一面； (3)將同軸傳輸線一端的內(nèi)芯通過微帶饋線與h型結(jié)構(gòu)金屬箔片的邊緣焊接為一體結(jié)構(gòu)，將同軸傳輸線的另一端與同軸接頭相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙頻段可穿戴式微帶天線的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述強力膠為工業(yè)液體強力膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙頻段可穿戴式微帶天線及其實現(xiàn)方法，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中的天線不能滿足人們對其小型化、便于穿戴的要求的問題。該雙頻段可穿戴式微帶天線，包括由柔性材料制作而成的介質(zhì)基板，還包括設(shè)置于介質(zhì)基板上表面的h型結(jié)構(gòu)金屬箔片，和設(shè)置于該介質(zhì)基板下表面的接地片，一端通過微帶饋線與h型結(jié)構(gòu)金屬箔片邊緣相連的同軸傳輸線，以及與同軸傳輸線另一端相連的同軸接頭。通過上述方案，本發(fā)明達到了小型化、便于攜帶、性能較好的目的，具有很高的實用價值和推廣價值。
文檔編號H01Q1/48GK102800957SQ20121030229
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月23日
發(fā)明者徐凌, 劉佳奇, 李樂偉, 鄔胤 申請人:電子科技大學(xué)