[发明专利]一种利用纺织材料和导电织物设计的可穿戴天线

说明书

本发明涉及一种利用纺织材料和导电织物设计的可穿戴天线，属于天线技术领域。包括天线基板和辐射贴片，辐射贴片附着在天线基板上，辐射贴片由第一矩形贴片、第二矩形贴片和半圆形贴片组成，第二矩形贴片设于第一矩形贴片的侧面，半圆形贴片组成设于第二矩形贴片下部，第一矩形贴片的一侧设有槽线；天线基板为纺织材料，其尺寸为35mm×35mm×1mm,辐射贴片为柔性材料导电织物。本发明在覆盖5151‑5250MHz(室内)无线频段的基础上，能够实现一定程度的弯曲，达到与人体共形的要求。

技术领域

本发明涉及一种利用纺织材料和导电织物设计的可穿戴天线，属于天线技术领域。

背景技术

可穿戴天线(Wearable Antenna),是指采用特殊的方式或者特殊的材料,将天线集成于人体所经常穿戴的载体上，通常而言，其多用柔性材料或者纺织材料制作而成，这样设计的天线能够更加容易和人体保持共形，而且相对而言较为轻便，也易于携带。同时，可穿戴天线作为共形天线中的一类，由于其附着在人体表面，也不得不考虑它与人体之间的相互影响，当人体在运动状态下，可穿戴天线就可能会因此发生弯曲折叠等形变，天线在这种形变下，能否依旧具有良好的性能，是可穿戴天线研究中必须探究的一个方面。

可穿戴天线在医疗、军事等领域，都有着巨大的应用价值。在医疗方面，可以把天线、传感器和医疗设备一起放置在人体身上，通过天线把检测到的数据传送到网络终端，以便医生可以实时监测病人身体状态，这对老年人医疗保健的服务是非常值得期待的。在军事领域中，可穿戴天线相比于传统的头戴式天线，由于其体积小、便于携带和隐藏，将会得到广泛的应用。

将织物材料作为天线的基板，利用导电织物作为上层的辐射贴片以及下层的基板，由于这两种材料均是柔性材料，能够实现与人体的共形，所以非常适合用于可穿戴天线设计。

由于可穿戴天线的工作环境为人体，人体各组织的介电常数都随频率而变化，所以人体建模对天线性能的仿真至关重要。通常，简单的人体模型会用单层或三层介质盒子模型来代替。单层的为皮肤模型，三层的为皮肤、脂肪和肌肉模型组成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有可穿戴天线以及室内无线通信设备多工作于2.4GHz频段，相同工作频段会带来干扰，5.2GHz是一个新提出的应用频段，提出一种利用纺织材料和导电织物设计的可穿戴天线，在覆盖5151-5250MHz(室内)无线频段的基础上，能够实现一定程度的弯曲，达到与人体共形的要求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种利用纺织材料和导电织物设计的可穿戴天线，包括天线基板1和辐射贴片2，所述辐射贴片2附着在天线基板1上，辐射贴片2由第一矩形贴片2-1、第二矩形贴片2-2和半圆形贴片2-3组成，第二矩形贴片2-2设于第一矩形贴片2-1的侧面，半圆形贴片2-3组成设于第二矩形贴片2-2下部，第一矩形贴片2-1的一侧设有槽线3；天线基板1为纺织材料，其尺寸为35mm×35mm×1mm,辐射贴片2为柔性材料导电织物(σ＝1.18×10⁵S/m)。半圆形贴片结构，使得电流路径发生改变，从而实现了天线的小型化。

所述第一矩形贴片2-1的尺寸为29mm×1mm，第二矩形贴片2-2的尺寸为25mm×9mm，半圆形贴片2-3的直径为23mm。

所述辐射贴片2的厚度为0.17mm。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

第一、本发明的尺寸仅为35mm×35mm×1.34mm，尺寸较小，不影响穿戴的舒适度，同时在小尺寸的情况下满足频带以及辐射特性要求；

第二、本发明天线辐射贴片下半部分采用半圆设计，改变电流路径，减小了天线的整体尺寸；

第三、本发明相比以往采用覆铜介质基板的可穿戴天线不同，本发明整体采用了柔性材料，在保证天线性能的前提下能够适当弯曲，实现与人体的共形。