[发明专利]一种应用于5G通信的柔性可穿戴天线

说明书

本发明公开了一种应用于5G通信的柔性可穿戴天线，包括介质基板1、辐射贴片2、馈电线3、接地板4和金属面5；介质基板1采用聚酰亚胺柔性材料，其上侧设有辐射贴片2、馈电线3和接地板4，其下侧设有金属面5；辐射贴片2为开H形槽的矩形贴片，其下端采用渐变结构，开三角形槽；馈电线3与辐射贴片2的下端相连，接地板4位于馈电线3的两侧，其上端采用渐变结构，开三角形槽。本发明天线的‑10dB阻抗带宽覆盖3.3‑3.6GHz的5G通信频段，从而实现高速率、低延时的特点。介质基板1采用聚酰亚胺柔性材料，厚度为0.2mm，剖面低，且满足柔性天线的性能要求，实现天线的可穿戴性，提高天线的实用性。

技术领域

本发明涉及无线通信柔性天线领域，尤其涉及一种应用于5G通信的柔性可穿戴天线。

背景技术

从上世纪八十年代的模拟蜂窝系统到现如今的4G系统，无线通信技术经历了巨大的发展变化。目前，4G通信技术已经得到大规模商用，数据传输速率得到了一个很大的提升。然而，随着物联网、车联网等新兴技术的快速崛起，人们对无线通信系统提出了更高的要求。4G通信技术已经无法满足人们对于高速率、低时延的需求。

因此，5G成为当前移动通信产业的关注焦点。随着宽带无线服务需求的不断增长，现有的频谱资源出现了严重短缺现象。目前，低频段的频谱已经相当拥挤(3GHz以下),作为全球最主流的5G频段——3.5GHz,几乎所有的设备商、运营商均支持这一频段。这意味着3.5GHz频段拥有最广泛的产业链支持，可以最大限度降低5G建设难度、降低设备成本，能够让运营商在最短的时间内建设好5G网络。

可穿戴设备市场需求大：近年来全球可穿戴设备出货量为3.1亿台，比之前增长16.7％，市场规模庞大；性能优越：随着消费升级及AI、VR、AR等技术的逐渐普及，可穿戴设备已从过去的单一功能迈向多功能，同时具有更加便携、实用等特点；应用广泛：智能可穿戴设备在医疗保健、导航、社交网络、商务和媒体等许多领域有众多可开发应用，并能通过不同场景的应用给未来生活带来改变。大部分可穿戴设备工作在ISM频段，各种无线设备容易产生信号干扰，而将可穿戴设备应用在3.5GHz频段可以减少无线设备间的信号干扰。大部分可穿戴设备应用WIFI、蓝牙、ZigBee，随着技术的发展，这些技术无法满足人们对于高速率、低延时的需求，3.5GHz作为5G通信主流频段可以实现高速率、低延时。由此设计一款应用于5G通信可穿戴柔性天线具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点与不足，实现天线的柔性可穿戴性和小型化、低剖面等特点，本发明提供了一种采用聚酰亚胺柔性材料的柔性可穿戴天线，使得天线发生弯曲形变时天线能保持良好性能。仿真结果表明，在5G主流频段(3.3-3.6GHz)，回波损耗均在-10dB以下，电压驻波比小于1.5，阻抗匹配程度良好，同时保证了天线的全向性，具备可穿戴、小型化和低剖面的优点。

本发明的技术方案：

一种应用于5G通信的柔性可穿戴天线，包括介质基板1、辐射贴片2、馈电线3、接地板4和金属面5；介质基板1采用聚酰亚胺柔性材料，其上侧设有辐射贴片2、馈电线3和接地板4，其下侧设有金属面5；辐射贴片2为开H形槽的矩形贴片，其下端采用渐变结构，开三角形槽；馈电线3与辐射贴片2的下端相连，接地板4位于馈电线3的两侧，其上端采用渐变结构，开三角形槽。

进一步，所述的介质基板1厚度为0.2mm，长度L为25mm，宽度W为28.2mm。

进一步，所述的介质基板1采用聚酰亚胺柔性材料，其介电常数为3.4，损耗角正切值为0.008。

进一步，所述的辐射贴片2为矩形贴片，长度L3为18.5mm,宽度为18.5mm，辐射贴片2中心开H形槽，尺寸为长度L4＝9.5mm，外宽W4＝9.3mm，内宽W5＝6.7mm，辐射贴片2下端采用渐变结构，三角形槽长度为7.75mm,宽度W6为0.55mm。