[发明专利]一种基于共面波导馈电的可穿戴双频带天线

说明书

本发明公开一种基于共面波导馈电的可穿戴双频带天线，包括介质基板、辐射贴片和接地板，所述介质基板由聚酰亚胺材料制成，介质基板的厚度为0.08mm，介电常数为4.3，损耗正切角为0.004，所述接地板和辐射贴片印刷在介质基板的同一侧；所述辐射贴片由矩形形状和U形形状的辐射贴片相连构成，矩形形状的辐射贴片中部挖有矩形缝隙；所述接地板设置有两个且均为矩形结构，两个接地板相对称的设置于辐射贴片的两侧，每个接地板上均挖有环形缝隙。

技术领域

本发明涉及柔性可穿戴天线领域，特别是涉及一种基于共面波导馈电的可穿戴双频带天线。

背景技术

近年来，诸如可穿戴设备，柔性微电子产品以及柔性集成电路等未来产业得到了社会的极大重视。为研制出可集成到柔性材料当中的无线通信系统，设计中对于柔性天线和柔性无源器件的需求有了极大的提升。基于不同柔性材料，诸如液晶高分子聚合物(LCP)，聚醚酰亚胺(PEI)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的多种天线设计已经被提出。这些材料有独特的射频特性，比如低的介电常数和损耗正切角。最近，聚二甲硅氧烷(PDMS)因为其优异的机械和电气性能成为众多有前景的柔性材料之一，用来制作天线的介质基板。大量的柔性天线技术已经被提出，有文献中已提出过用导电布制作出的纯纺织贴片天线。

此外，在无线通信领域中，双频技术的应用越来越广泛，对多频天线性能的要求也越来越高。例如，在移动通信领域，频谱资源变得越来越紧张。为了满足用户的快速增长的要求，天线的频段也从以前的GSM频段扩展到DCS&PCS频段，以及最新业务5G频段，除此之外广泛应用的还有Bluetooth、无线局域网频段，这些都要求手机等无线设备的天线具有双频、三频、甚至更多频率共用一个天线。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，实现天线的柔性可穿戴功能和有效提高天线的利用率，提供一种基于共面波导馈电的可穿戴双频带天线。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于共面波导馈电的可穿戴双频带天线，包括介质基板、辐射贴片和接地板，所述介质基板由聚酰亚胺材料制成，介质基板的厚度为0.08mm，介电常数为4.3，损耗正切角为0.004，所述接地板和辐射贴片印刷在介质基板的同一侧；所述辐射贴片由矩形形状和U形形状的辐射贴片相连构成，矩形形状的辐射贴片中部挖有矩形缝隙；所述接地板设置有两个且均为矩形结构，两个接地板相对称的设置于辐射贴片的两侧，每个接地板上均挖有环形缝隙。

进一步的，所述接地板的上部两侧均设有倒角。

进一步的，所述天线的整体尺寸为30mm*28mm*0.08mm。

进一步的，天线采用共面波导馈电方式，输入阻抗为50Ω。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.本发明天线通过共面波导馈电方式和PI材料的使用，把天线的辐射贴片和接地板集成在介质基板的同侧，使得天线辐射贴片在复杂的环境下可以随着介质基板的形变而形变，并能够保持正常的工作性能。此外，通过对辐射贴片和接地板的形状与尺寸的不断修改和优化，天线可以在1.89GHz-2.67GHz和3.02GHz-3.23GHz两个频段内收发信号，有效缩减了可穿戴设备的尺寸。

2.仿真结果表明，本发明天线在1.89GHz-2.67GHz和3.02GHz-3.23GHz两个工作频带中，回波损耗均在-10dB以下，电压驻波比小于2，阻抗匹配程度良好，同时保证了辐射方向图E面和H面的稳定性，满足柔性可穿戴和双频率工作的需求。

附图说明

图1本发明天线的尺寸结构示意图。

图2a和图2b分别是原始天线及其回波损耗随频率变化曲线图。