[实用新型]一种可穿戴式微型位置传感器

说明书

本实用新型公开了一种可穿戴式微型位置传感器，包括从上至下依次层叠的密封层、印刷电路板层和支撑缓冲层，所述印刷电路板层上设有辐射器电路，所述辐射器电路包括用于信号接入的接入端口、用于接地的接地端口、连接在接入端口和接地端口之间的电容、并联在电容上的线圈、连接在接入端口的振子，所述接地端口、接入端口连接在耦合电缆上。基于本实用新型的电路结构，电缆的信号经振子和线圈实现近场分布，其不仅可实现两个频率间隔很远的频段辐射，结构简单，体积小，且辐射距离可达1米，满足动作提取等领域的实验需求。

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，具体涉及一种可穿戴式微型位置传感器。

背景技术

近距离电磁场辐射问题不同于传统意义上的天线，其电磁场能量集中在菲列尔区，并不是大部分辐射到远场形成方向图。近距离电磁场的应用大多集中于无线充电和近场通讯NFC领域，两者的作用距离都小于10CM。无线充电的辐射器线圈匝数很密，功率容量很大，体积也较大，大约10Cm左右面积，由于需要高品质的黄铜材料，成本也较高；近场通讯辐射器很小，作用距离也很小，仅适合贴合情况下的工作。

在作用距离需要达到1米、对体积要求相对较小在1-2cm且在一辐射器内具有不同频段辐射分量的领域，譬如动作提取领域的辐射器上述技术和装置均不适合。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种可穿戴式微型位置传感器。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种可穿戴式微型位置传感器，包括从上至下依次层叠的密封层、印刷电路板层、支撑缓冲层和粘接层，印刷电路板层上连接有耦合电缆。

本耦合器芯片的支撑缓冲层用于支撑辐射器电路使之与固定面保持平行，并且一定程度上缓冲固定面扭转形变引起的应力，保护电路板。密封层用于密闭所有内部结构，使得传感器可承受日常的清洗。粘接层用于与服饰进行连接固定，以实现传感器对穿戴者位置信息的采集。

作为优选，所述印刷电路板层上设有辐射器电路，所述辐射器电路包括用于信号接入的接入端口、用于接地的接地端口、连接在接入端口和接地端口之间的电容、并联在电容上的线圈、连接在接入端口的振子，所述接地端口、接入端口连接在耦合电缆上。本方案中，接入端口连接电缆，信号从耦合电缆馈入，电磁波经能量经过电容分别馈入线圈部分电路和振子部分。相对低频率的信号主要从线圈辐射形成近距离的场分布，相对高频率的信号主要从振子电路辐射形成近距离的场分布。本辐射器将耦合电缆中的导行电磁波转变为近距离似稳场电磁场分布，可同时馈入低频信号和高频信号，实现两个频率间隔很远的频段辐射分量。反之，线圈和振子可将周围的似稳场转化为感应电流进入电缆形成接收信号。采用上述电路结构，电路结构简单，相对体积小，同时又提供了足够的辐射面积达到足够的作用距离，辐射距离可达1米，填补了无线充电线圈和NFC天线的空白。基于上述电路结构，可基于测量电磁场变化来反解传感器本身的位置和角度，得出的结果是相对于信号源点的绝对位置坐标和夹角，同时由于使用的电磁波频率远远低于可见光或者红外线，所以具有相当良好的绕射和衍射效果，在传感器作用距离内一般物体包括金属的遮挡效应几乎可以忽略，就解决了上述另外两种方法的缺陷。

作为优选，所述辐射器电路还包括电阻，所述电阻连接在振子与接入端口之间。

进一步的，所述电阻为可调电阻。电阻与振子为串联关系，通过调节电阻阻值可调节信号强度，调节辐射距离，将电阻设置为可调电阻便于对辐射距离的调节。

作为优选，所述耦合电缆与接地端口、接入端口的连接处设置有电缆固定结构。电缆固定结构用于防止外围的应力拉扯损坏电缆与印制电路板辐射器的焊点，增强芯片结构的稳定性。

作为优选，所述振子成方波形状。

作为优选，为了减小电路体积，所述线圈为印刷电路。