[发明专利]一种小型纺织可穿戴微带天线结构

说明书

本发明涉及一种小型纺织可穿戴微带天线结构，包括介质基板，所述介质基板的正反两端分别设有上层辐射贴片和底层接地板，所述上层辐射贴片为矩形，所述矩形的一条竖直边和一条水平边上各开设有一个T型槽，其中，开设有T型槽的水平边上还开设有一个矩形槽。本发明使得天线尺寸减小、带宽增大，且不会增大天线的背向辐射。

技术领域

本发明涉及纺织可穿戴技术领域，特别是涉及一种小型纺织可穿戴微带天线结构。

背景技术

天线在无线通讯系统中起着至关重要的作用，随着互联网通讯技术的发展，能够促进人体与物体交流的体域网(BodyAreaNetwork)逐渐成为研究热点。体域网是分布在人体周围的一种网络，主要用来检测和传输人体的生理数据，并同其他网络协作，将人体纳为整个网络的一部分。在体域网中，可穿戴天线承担了人体与物体的信号传输功能。可穿戴天线一般使用导电织物或者柔性材料作为基板，便于天线与人体的共形。可穿戴天线大多采用介电常数较高的柔性材料，如聚二甲基硅氧烷、Kapton、Vinyl、松下R-F770材料等。然而这些柔性材料与纺织服装的共型性远小于纺织材料，因此对纺织材料制备可穿戴天线的研究越来越重要，并且要求纺织可穿戴天线在满足频带宽度和频带范围的同时，尽可能将天线做到小型化以及减小对纺织材料舒适性的破坏。

微带天线具有体积小、重量轻、制造工艺简单、容易实现共形等优点，适合被选用作为纺织可穿戴天线。微带天线的小型化方式有曲流、加载等，其中曲流的实现方式最简单，而且易满足纺织可穿戴天线的小型化设计要求。曲流技术，即在天线辐射源贴片上开槽，增加天线表面电流路径，降低天线谐振频率进而缩小天线尺寸，并且通过改变开槽结构可以增大天线的带宽。

Guo等人提出了一种具有2.4GHz和5.5GHz双频的嵌入式倒置T槽圆形微带贴片天线，通过在天线表面加载T型槽，缩小了天线尺寸并产生了双频带，但未增加微带天线在单频带处的带宽，介质基板采用的是硬质的FR4印刷电路板，不适用于可穿戴。Murugan,S等人提出了一种用于无线应用的多频微带天线，也是通过加载T型槽，通过改变T型槽尺寸优化得出多频带微带天线，多频率为1.57GHz、1.57GHz和3.4GHz。Asutosh Dhar Dwivedi等人提出了一种应用在C波段、X波段和Ku波段的四角弧型微带贴片天线，通过在天线接地板上加载T型槽，实现了3.68GHz到16.37GHz的带宽，但是未覆盖蓝牙频段，而且由于在地板上进行开槽，增大了天线的背向辐射，不利于可穿戴。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种小型纺织可穿戴微带天线结构，使得天线尺寸减小、带宽增大的同时，不会增大天线的背向辐射。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种小型纺织可穿戴微带天线结构，包括介质基板，所述介质基板的正反两端分别设有上层辐射贴片和底层接地板，所述上层辐射贴片为矩形，所述矩形的一条竖直边上开设有第一垂直槽部分，所述矩形内部开设有第一水平槽部分，所述第一垂直槽部分与第一水平槽部分相连形成第一T型槽；所述矩形的一条水平边上开设有第二水平槽部分，所述矩形内部开设有第二垂直槽部分，第二水平槽部分与第二垂直槽部分相连形成第二T型槽，其中，开设有第二水平槽部分的水平边上还开设有一个矩形槽。

所述介质基板采用介电常数小于3.9的纺织材料制成。

所述上层辐射贴片采用丝网印刷的方式在介质基板上印刷导电银浆制作得到。

所述第一T型槽的第一水平槽部分的长度为18mm，所述第二T型槽的第二垂直槽部分的长度为10mm。

所述矩形槽伸入上层辐射贴片的长度为14mm。

所述第一T型槽、第二T型槽和矩形槽的缝隙宽度为0.5mm～1mm。

所述微带天线结构的馈电方式为同轴馈电。

所述上层辐射贴片中心至馈电点的距离为14mm，所述馈电点位于上层辐射贴片的中心竖直线上。