[发明专利]一种可穿戴全向/定向方向图可重构天线

说明书

本发明公开了一种可穿戴全向/定向方向图可重构天线，所述天线由天线阵列及其馈电网络层、双稳态复合材料基板、跳变驱动器及接地板构成，其中：天线阵列及其馈电网络位于双稳态复合材料基板的上层，跳变驱动器埋入到双稳态复合材料基板的中间层，接地板位于双稳态复合材料基板的最下层。本发明利用双稳态复合材料基板的两种稳定构型实现天线方向图全向/定向可重构，两种稳定构型的转换可通过跳变驱动器实现；与现有可穿戴天线相比，结构设计简单，易于人体共形，且方向图可重构，具有多功能性，可用于个人可穿戴移动通信及野外恶劣环境通信领域。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种可穿戴全向/定向方向图可重构天线。

背景技术

可穿戴天线是以人体为载体的天线，其在医学、个人移动通信、单兵作战通信系统中的得到了广泛的应用。为了使可穿戴天线正常工作而不受人体姿态和运动的影响，要求可穿戴天线在水平面为全向辐射，有利于天线接收信号。但是在某些特殊环境或特殊任务，又要求可穿戴天线能够拆卸并实现定向辐射，这样能够提高天线辐射性能，并且对不需要接受信号的方向起到屏蔽的作用。方向图可重构天线是潜在的可实现这一要求的技术途径。目前，国内外有关方向图可重构天线只能使方向图发生一定角度的偏转，而不是全向/定向方向图可重构天线。CN 1937319A提出了一种全向/定向方向图可重构天线，其结构复杂且不能应用在可穿戴天线领域。

发明内容

本发明的目的是实现可穿戴天线方向图全向/定向可重构，提高可穿戴天线的性能以适应不同的环境，使其应用在个人移动通信及野外恶劣环境通信领域，进而提供一种可穿戴全向/定向方向图可重构天线。

本发明的目的是通过以下技术实现的：

一种可穿戴全向/定向方向图可重构天线，包括天线阵列及其馈电网络层、双稳态复合材料基板、跳变驱动器及接地板，其中：天线阵列及其馈电网络位于双稳态复合材料基板的上层，跳变驱动器埋入到双稳态复合材料基板的中间层，接地板位于双稳态复合材料基板的最下层。

本发明中，所述的天线阵列及其馈电网络层、跳变驱动器及接地板均与双稳态复合材料基板一体化固化成型。

本发明中，所述的双稳态复合材料基板具有两种稳定构型：一种为封闭圆柱稳定构型，一种为敞开圆柱稳定构型，实现可穿戴天线方向图的全向/定向可重构。

本发明中，所述的双稳态复合材料基板采用[0_n/90_n]铺层，从下至上为[90_n]层和[0_n]层，其中：[90_n]层粘接接地板，[0_n]层铺设粘接天线阵列及其馈电网络，跳变驱动器埋入到[90_n]层和[0_n]层之间。n的值由预浸料材料及所需的曲率决定，预浸料材料为玻璃纤维预浸料或其它介质材料预浸料，制备工艺为热压罐工艺。

本发明中，所述的天线阵列及其馈电网络层可以利用印刷技术将天线阵列及馈电网络印刷在薄膜上，然后再与双稳态复合材料基板固化，或将金属层与双稳态复合材料基板共固化，然后利用刻蚀技术制备天线阵列及其馈电网络。

本发明中，所述的天线阵列及馈电网络层由天线单元和与其相连的馈电网络构成，天线单元等间距横向排列在双稳态复合材料基板上层，利用馈电网络实现天线阵列的馈电，其单元个数及单元距离由天线工作频率及双稳态基板的尺寸决定，馈电网络为并联馈电、串联馈电或串并联结合馈电。

本发明中，所述的天线阵列为微带贴片天线阵列，其尺寸与间距由介质基板介电性能、尺寸及天线工作频率决定。原则是：微带贴片等间距的布置在基板上，利用馈电网络实现天线阵列的馈电，当双稳态复合材料基板为圆柱构型时，贴片之间的距离均相同。