T形缝隙双频钮扣天线的制作方法

文档序号:11105442
T形缝隙双频钮扣天线的制造方法与工艺

本发明涉及一种无线通信设备,尤其涉及一种T形缝隙双频钮扣天线。



背景技术:

目前可穿戴设备炒得热火朝天,世界上一些大的通信产品公司相继推出了各类可穿戴式智能手环、智能手表等,为了使可穿戴式设备研究进一步实用化,我们提出了人体中心网络的概念,人体中心网络是可穿戴式设备概念的延伸和发展,所谓人体中心网络是专门指穿戴在人体上的人体微微网及其连接人体中心无线网络、无线局域网或有线局域网的接入设备,实现人体中心网络的关键是电磁辐射控制和人体天线的开发,而人体天线是人体中心网络组网的连接节点,其本身的设计存在众多的挑战。众所周知,天线对工作环境一般都有一定的要求,而人体这个复杂的媒质似乎并不适合传统天线工作,但是为了推动人体中心无线网络的发展,近人体工作的天线必不可少,这就推动了可穿戴天线的发展。可穿戴天线定义为:在传统天线的基础上,运用不同的结构、材料和加工方式,制作出来运用于可穿戴的天线。这些天线或者集成在人们日常穿戴的衣物中,或者佩戴在身体某部位,更有直接嵌入人体中的,目前对于可穿戴天线的研究和设计存在以下要求和难点:佩戴要求舒适,甚至无感。想做到完全无感,对现在的可穿戴天线近乎是天方夜谭。但是尽量做到轻便小巧、低剖面,则是所有设计者的追求方向;摆放位置要求合理,不能影响天线的性能。天线的性能是很容易受到外界环境的影响的,所以对于天线本身的设计和摆放的位置比较讲究;合理的结构,减小对人体的辐射,同时一定程度上增强天线 的性能;外观应适合使用场合和环境,有时候,可穿戴天线并不可能“隐形”,但是,如果这些天线的外观足够贴合环境,甚至足够酷,那么用户也不介意戴着这样的设备招摇过市。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:为了解决针对现有天线体积大,结构复杂,佩戴不方便等问题,本发明提供一种T形缝隙双频钮扣天线来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种T形缝隙双频钮扣天线,包括矩形金属片、地板以及连接两者的同轴空心金属柱,地板为覆有织物的薄金属层,矩形金属片和同轴空心金属柱的内芯相连同时地板和同轴空心金属柱的外芯相连进行馈电,矩形金属片和地板之间还设置有短路针,矩形金属片上设有T形缝隙。

进一步的,包括T形缝隙由横向矩形缝隙和纵向矩形缝隙垂直连接而成。

进一步的,包括纵向矩形缝隙的一端与横向矩形缝隙连接,纵向矩形缝隙的另一端与矩形金属片侧边连通。

进一步的,包括同轴空心金属柱和短路针均垂直于地板设置。

进一步的,包括同轴空心金属柱的内芯底端为馈点。

进一步的,包括织物厚度为2mm。

本发明的有益效果是,宽频带、体积小、剖面低,小巧轻便、隐蔽性好,可以代替衣物中的钮扣,在不影响衣物的美观外,实现人体中心网络中各设备之间无线通信的功能,而且结构稳固、不易变形,在一定程度上保证了天线性能的稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图;

图2是本发明的矩形金属片示意图;

图3是本发明的电压驻波比仿真测试图;

图4是本发明的工作频带一内的实测增益曲线;

图5是本发明的工作频带二内的实测增益曲线。

图中1、矩形金属片,2、T形缝隙,2-1、横向矩形缝隙,2-2、纵向矩形缝隙,3、短路针,4、同轴空心金属柱,4-1、内芯,5、地板,6、织物。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、2、3、4、5所示,本发明一种T形缝隙双频钮扣天线,包括矩形金属片1、地板5以及连接两者的同轴空心金属柱4,地板5为覆有织物6的薄金属层,矩形金属片1和地板5分别与同轴空心金属柱4的内芯4-1和外芯相连进行馈电,矩形金属片1和地板5之间还设置有短路针3,矩形金属片1上设有T形缝隙2,T形缝隙2由横向矩形缝隙2-1和纵向矩形缝隙2-2垂直连接而成,纵向矩形缝隙2-2的一端与横向矩形缝隙2-1连接,纵向矩形缝隙2-2的另一端与矩形金属片1侧边连通,同轴空心金属柱4和短路针3均垂直于地板5设置,同轴空心金属柱4的内芯4-1底端为馈点,地板5为厚0.06mm的薄金属层,另外织物6的厚度为2mm。

该天线整体为立体结构,由矩形金属片、地板5以及两者之间的短路针3和同轴空心金属柱4组成,其中矩形金属片1上的T形缝隙2由一条横向矩形缝隙2-1和一条纵向缝隙2-2在合适的位置相连接。通过改变调节矩形金属片1的长度和宽度来控制天线的整体工作频段,大体上频率与尺寸成反比趋势,调节T形缝隙2的长度和宽度、短路针3在矩形金属片1上的位置以及同轴空心金属柱4的位置来实现指定的的频比,综合调节这几个因素,可以达到很理想的频比。改变短路针3的直径和高度、同轴空心金属柱5的高度和内外径来完善天线输入匹配;另外采用短路针3还有效地缩小了天线的整体尺寸,同轴空心金属柱4的回路短接结构更好地完善了输入端的匹配程度。天线采用50欧姆的同轴馈电,馈点在同轴空心金属柱4的内芯4-1底端。换个角度看,整个天线呈倒F结构,具有倒F天线的相关优点:宽频带、体积小、剖面低。天线整体结构形似一枚钮扣,小巧轻便、隐蔽性好,可以代替衣物中的钮扣,在不影响衣物的美观外,实现人体中心网络中各设备之间无线通信的功能,该天线两个频段的辐射主要集中在水平方向和背离人体的方向,对人体的辐射不大。在实际应用中,为了方便制作工艺,可以将矩形金属片1改成覆有薄金属层的矩形高频介质基板。经过测试,该T形缝隙双频钮扣天线在2.4-2.4835GHz、5.725-5.85GHz两个免费公用频段宽内具有良好的阻抗匹配特性,在两个工作频带内,天线的回波损耗VSWR<3,另外,在两个工作频带内,天线的最大增益值曲线比较平坦,最大增益典形值为2.1-4dB。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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