[发明专利]一种应用于贴近人体天线使用的织物超材料反射面

说明书

本发明公开了一种应用于贴近人体天线使用的织物超材料反射面，包括导电纤维上表面、普通织物纤维材料介质和导电纤维材料地板，导电纤维上表面由多行多列回字型导电纤维贴片组成。由于织物和导电纤维材料的应用，本反射面可以被集成于衣物中需要使用可穿戴天线的位置。在使用本发明所述织物超材料反射面后，可穿戴天线对于人体的辐射比吸收率将有大幅下降。同时，朝着人体之外方向的天线增益将有显著提高。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种超材料反射面。

背景技术

穿戴设备即可以被用户直接穿戴于身上的电子设备。这样的设备常被集成于衣物，衣物装饰附件，或其他穿戴附件上。目前较为成功的商业化可穿戴设备包括智能手表，智能手环和智能眼镜等。

常见的可穿戴设备基本都同时拥有数据采集和数据传输能力，可穿戴设备能力的发挥离不开数据交互甚至云端处理和控制带来的巨大优势。因此，无线通信模块在可穿戴设备中扮演了非常重要的角色。除了使用常规的板载天线之外，一些特别为可穿戴设备使用情景设计的天线可以提高这些设备的通信效率。

可穿戴设备天线的设计一般会优先考虑利用一些穿戴物品中本身即为金属的部分，例如眼镜镜腿和镜框，金属的扣子，拉链或者皮带扣。这一类可穿戴天线由于使用场景极其靠近人体，所以有两个因素必须被考虑，

第一， 人体的介电性质会对天线性能有所影响。当人体于天线距离较近时，人体的介电性质会对天线的谐振频率，辐射方向等等重要性质产生影响。对于不同身高、体重、年龄的使用者，由于体内组织体积厚度不同，这样的影响也很有可能不一样。同时，即使对于同一使用者，天线位于其身体的不同位置也会对天线的性能造成影响。

第二：天线产生的电磁辐射会被人体吸收。为了保证绝对安全，数个国际标准组织都对最大辐射吸收量做出了限制。辐射吸收量主要以比吸收率 (SAR, SpecificAbsorption Rate) 来衡量。电气和电子工程师协会(IEEE， Institute of Electricaland Electronics Engineers)在标准文档IEEE/IEC 62704-1中规定了通过时域有限差分方式计算平均比吸收率的方法。在可穿戴天线的设计和仿真过程中，比吸收率应当也被计算并考虑到。

为了减少人体对穿戴天线的影响同时减少人体对辐射的吸收，在可穿戴天线靠近人体一侧增加一块反射面是一个可行的解决方案。但是，普通的金属反射面为在不影响天线工作频率的情况下起到反射作用，一般需要距离天线辐射单元四分之一到二分之一个波长。这样的距离要求在穿戴天线的应用中是不合适的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种应用于贴近人体天线使用的织物超材料反射面，可降低穿戴天线对于人体的辐射比吸收率，同时提高朝着人体之外方向的天线增益。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种应用于贴近人体天线使用的织物超材料反射面，包括导电纤维上表面、普通织物纤维材料介质和导电纤维材料地板，导电纤维上表面由多行多列回字型导电纤维贴片组成。

进一步的，普通织物纤维材料介质和导电纤维材料地板的完全重合。

进一步的，普通织物纤维材料介质和导电纤维材料地板的长度为120mm，宽度为90mm。

进一步的，导电纤维上表面由三行四列回字型导电纤维贴片组成。

进一步的，每个回字型导电纤维贴片的外正方形边长为26mm，外正方形掏空部分正方形边长为12mm，内部小正方形贴片边长为8mm。

进一步的，普通织物纤维材料介质的相对介电常数为1.6。