一种应用于体域网的超宽带低频段变形pifa的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA，包括天线辐射单元、地板、馈电片和SMA天线接头，其中天线辐射单元包含辐射片和短路片，辐射片与地板的一端通过短路片连接，馈电片顶部与辐射片相连接，馈电片底部与SMA天线接头内导体连接，地板的另一端形成弯折段。本实用新型的PIFA，具有体积小、馈电方式简单等特点，适用于人体局域网即体域网的通信。
【专利说明】—种应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及体域网通信领域，特别涉及一种应用于体域网的超宽带低频段变形 PIFA。
【背景技术】
[0002]目前，已提出的用于无线体域网的超宽带天线，体积偏大，易受人体有耗介质的影响。由于平面倒F天线(Planar Inverted-F Antenna, PIFA)对人体的福射减少,进而比吸收率低，所以有人设计了用于人体通信的平面倒F天线。但是，这些平面倒F天线结构复杂，其制作难度大。
[0003]一般而言，平面倒F天线可以归类为单极子天线，图1、图2、图3分别给出了三种单极子天线向平面倒F天线的演变:第一种是将线单极子弯折后并在左侧添加倒L形导电线接地实现平面倒F结构，最后可以将弯折导电线拓展为平面以增加天线频段；第二种为微带天线，将其弯折后在馈线同侧添加导电线接地实现平面倒F结构；第三种为顶板加载单极子线天线，在顶板一侧添加导电平面接地实现平面倒F结构。设计过程中，天线左端添加短路片相当于在天线形成的并联谐振电路中引进电感，抵消右侧由于单极子天线弯折引进的电容。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA，其尺寸较小。
[0005]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:
[0006]一种应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA，包括天线辐射单元、地板、馈电片和SMA (Sub-Miniature-A)天线接头,其中天线福射单元包含福射片和短路片，福射片与地板的一端通过短路片连接，馈电片顶部与辐射片相连接，馈电片底部与SMA天线接头内导体连接，地板的另一端形成弯折段。
[0007]所述的辐射片的形状为直角梯形，上底的长度Ltl为7mm，下底的长度Lt2为3mm，腰的长度L为13mm。
[0008]所述的短路片的高度h为5.5mm?6mm,宽度Ws为5mm ;馈电片的宽度Wf为7mm ；馈电片底部与地板之间的距离hf为Imm ;短路片与馈电片之间的距离d为5mm ;地板的长度Lg为60mm，宽度Wg为22mm，地板弯折段的高度hg为7mm，长度L。为17mm。短路片的高度h为5.5mm时，以S11 ( -1OdB为标准，天线覆盖1.5GHz频段(3.5?5GHz);而h为6mm时，天线覆盖带宽为3.1?4.9GHz，共1.7GHz频段；虽然继续增加h，天线带宽稍微增加，但h设置为6_即可覆盖所需频带。短路片与馈电片之间的距离d影响天线反射系数的深度。优化后选择d为5mm则天线能够覆盖所需要的3.1?4.9GHz频带。
[0009]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0010]1、本实用新型采用了斜边顶板技术，实现阻抗匹配，进而拓宽频段，再采用弯折地板方式使得天线很好的覆盖了 3.1?4.9GHz的超宽带低频段。
[0011]2、本实用新型采用斜边顶板技术和折叠地板后，平面倒F天线在自由空间覆盖
3.1?4.6GHz而在人体上覆盖3.4?4.6GHz (反射系数S11 ( -1OdB)。由于人体的影响，天线在人体上的性能比自由空间性能稍微差些，但仍可接受，使得该平面倒F天线适合用于体域网系统。
[0012]3、本实用新型考虑到基板材料的损耗问题，介电常数L= I和电损耗角tan δ 的空气被用作顶板辐射贴片和地板间的介质，而且空气间隙也可以用来安装其他电子设备；天线馈电片与地板共面且二者之间存在一定的馈电端口，因此制作时SMA接头内导体直接与馈电片相焊接，外导体则与地板焊接相连着，就避免了在地板钻孔的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为第一种单极子天线演变示意图；
[0014]图2为第二种单极子天线演变示意图；
[0015]图3为第三种单极子天线演变示意图；
[0016]图4为本实用新型所述的应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA的结构示意图；
[0017]图5为图4所述变形PIFA的虚线圈住部分的局部放大图；
[0018]图6为图4所述变形PIFA的尺寸参数示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0020]如图4、5，一种应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA，包括天线辐射单元、地板
1、馈电片2和SMA天线接头4，其中天线辐射单元包含辐射片5和短路片6，辐射片5与地板I的一端通过短路片6连接,馈电片2顶部与福射片5相连接,馈电片2底部与SMA天线接头4的内导体3连接，地板I的另一端形成弯折段7，该弯折段7由地板I的另一端向上弯折并向左弯折；其中SMA天线接头4连接同轴电缆，将PIFA接收的信号输出；
[0021]如图6，所述的辐射片的形状为直角梯形，上底的长度Ltl为7mm，下底的长度Lt2为3mm,腰的长度L为13mm ；
[0022]如图6,所述的短路片的高度h为5.5mm?6mm,宽度Ws为5mm ;馈电片的宽度Wf为7mm ;馈电片底部与地板之间的距离hf为Imm ;短路片与馈电片之间的距离d为5mm ;地板的长度Lg为60mm，宽度Wg为22mm，地板弯折段的高度hg为7mm，长度L。为17mm。短路片的高度h为5.5mm时，以S11彡-1OdB为标准，天线覆盖1.5GHz频段(3.5?5GHz);而h为6mm时，天线覆盖带宽为3.1?4.9GHz，共1.7GHz频段；虽然继续增加h，天线带宽稍微增力口，但h设置为6mm即可覆盖所需频带。
[0023]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA，其特征在于:包括天线辐射单元、地板、馈电片和SMA天线接头，其中天线辐射单元包含辐射片和短路片，辐射片与地板的一端通过短路片连接，馈电片顶部与福射片相连接，馈电片底部与SMA天线接头内导体连接,地板的另一端形成弯折段。
2.根据权利要求1所述的应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA，其特征在于:所述的辐射片的形状为直角梯形，上底的长度Ltl为7mm，下底的长度Lt2为3mm，腰的长度L为13mm。
3.根据权利要求1所述的应用于体域网的超宽带低频段变形PIFA，其特征在于:所述的短路片的高度h为5.5mm?6mm,宽度Ws为5mm ;馈电片的宽度Wf为7mm ;馈电片底部与地板之间的距离hf为Imm ;短路片与馈电片之间的距离d为5mm ;地板的长度Lg为60mm，宽度Wg为22mm,地板弯折段的高度hg为7mm,长度L。为17mm。
【文档编号】H01Q1/50GK203942027SQ201420264833
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】刘雄英, 刘辉, 邓春萍 申请人:华南理工大学