一种工作于GPS频段的可佩戴式天线的制作方法

本发明涉及天线，尤其涉及一种工作于GPS频段的可佩戴式天线。

背景技术：

随着UWB、蓝牙、WLAN等无线技术的不断进步，无线技术已越发成为电信和网络行业最热门的研究领域之一。因此，基于无线技术的小型化可穿着的通讯体系已成为智能纺织品开发和研制中的一个重要组成部分，在医疗保健、消防等诸多领域有着广泛的应用。

可佩戴式天线采用织物结构作为天线的介质，这使天线技术在与传统天线相比上实现了巨大的进步。这种天线重量轻、安装方便，可以应用于多种场合，将来可设计集成在“智能衣物”里的佩戴式天线系统，而“智能衣物”可应用于、体育、医疗甚至太空领域，例如：运动员的服装、急救人员的工作服和太空宇航员的宇航服等等。另外，通过“智能衣物”提供的数据传输能力也可以实现各种各样的需求，因此，其在各种个人通信业务中，为新一代的移动通信提供了更大的设计灵活性。佩戴式天线形式多样、结构灵活，可舒适地佩戴于人体，既具备一定的隐蔽性，又可满足各种通信需求。

佩戴式天线在各个领域都有着广阔的应用前景，但是目前还没有广泛应用起来，目前国内外学者更多关注于其验证性的工作，在实际的产品开发与天线设计中还有很大的发展空间。研究轻薄便携，尽量能和人体保持共形，同时也不会影响人体的正常活动的佩戴式天线十分必要。

技术实现要素：

本发明提供一种工作于GPS频段的可佩戴式天线，技术方案如下：

工作于GPS频段的可佩戴式天线，它包括基板、折叠L形阻抗匹配输入传输线、开槽式缺口正方形导电布、正方形开槽、上L形导电布、右L形导电布、下L形导电布、开槽式缺口矩形金属接地板、地板矩形开槽；基板的上表面设有折叠L形阻抗匹配输入传输线、开槽式缺口正方形导电布、正方形开槽、上L形导电布、右L形导电布、下L形导电布，折叠L形阻抗匹配输入传输线的下端与基板的底端相连，折叠L形阻抗匹配输入传输线的右端与开槽式缺口正方形导电布的左端中心相连，正方形开槽在基板的中心位置，上L形导电布与开槽式缺口正方形导电布的上端中心相连，右L形导电布与开槽式缺口正方形导电布的右端中心相连，下L形导电布与开槽式缺口正方形导电布的下端中心相连，基板的下表面设有开槽式矩形金属接地板、地板矩形开槽，开槽式矩形金属接地板上设有地板矩形开槽，开槽式矩形金属接地板的左端与基板的左端相连，开槽式矩形金属接地板的右端与基板的右端相连，开槽式矩形金属接地板的下端与基板的下端相连。

所述的基板是相对介电常数为1.15毛毡布材料，基板的长度为126mm～128mm，宽度121mm～123mm，厚度为1.8mm～2.2mm。所述的导电布的材料是镀铜镍的聚酯纤维布，所述的折叠L形阻抗匹配输入传输线上侧矩形长度为16mm～18mm，宽度为4mm～6mm，厚度为0.08mm～1mm，中间矩形长度为21mm～23mm，宽度为4mm～6mm，厚度为0.08mm～1mm，下侧矩形长度为36mm～37mm，宽度为8mm～10mm，厚度为0.08mm～1mm。所述的开槽式缺口正方形导电布边长为77mm～79mm，厚度为0.08mm～1mm，左上角和右下角分别去掉一个腰长为5mm～7mm，厚度为0.08mm～1mm的等腰直角三角形。所述的正方形开槽边长为19mm～21mm，槽深为0.08mm～1mm。所述的上L形导电布的上侧矩形的长度为9mm～11mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm，下侧矩形的长度为7mm～9mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm。所述的右L形导电布左侧矩形长度为7mm～9mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm，右侧矩形的长度为9mm～11mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm。所述的下L形导电布的上侧矩形的长度为7mm～9mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm，下侧矩形的长度为9mm～11mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm。所述的开槽式矩形金属接地板的长度为126mm～128mm，宽度为60mm～62mm，厚度为0.08mm～1mm。地板矩形开槽的长度为40mm～42mm，宽度为1mm～3mm，槽深为0.08mm～1mm，地板矩形开槽的左侧距离基板1的左端距离为9mm～11mm，地板矩形开槽的下侧距离基板1的下端距离为9mm～11mm。

本发明选用的导电布是镀铜镍的聚酯纤维布，采用平纹纺织方式，背面涂有高粘性的自粘胶，具有较好的柔韧性和耐磨性，该材料比较适合作为佩戴式天线的辐射部分。本发明所涉及的天线在人体背部模型环境下进行仿真，工作于GPS频段，辐射特性好，成本低。

附图说明

图1是工作于GPS频段的可佩戴式天线的正面结构示意图；

图2是工作于GPS频段的可佩戴式天线的背面结构示意图；

图3是工作于GPS频段的可佩戴式天线的回波损耗图；

图4是天线在1.575GHz时的E面、H面辐射方向图；

具体实施方式

如图1～2所示，一种工作于GPS频段的可佩戴式天线，包括基板1、折叠L形阻抗匹配输入传输线2、开槽式缺口正方形导电布3、正方形开槽4、上L形导电布5、右L形导电布6、下L形导电布7、开槽式矩形金属接地板8、地板矩形开槽9；基板1的上表面设有折叠L形阻抗匹配输入传输线2、开槽式缺口正方形导电布3、正方形开槽4、上L形导电布5、右L形导电布6、下L形导电布7，折叠L形阻抗匹配输入传输线2的下端与基板1的底端相连，折叠L形阻抗匹配输入传输线2的右端与开槽式缺口正方形导电布3的左端中心相连，正方形开槽4在基板1的中心位置，上L形导电布5与开槽式缺口正方形导电布3的上端中间相连，右L形导电布6与开槽式缺口正方形导电布3的右端中心相连，下L形导电布7与开槽式缺口正方形导电布3的下端中心相连，基板1的下表面设有开槽式矩形金属接地板8、地板矩形开槽9，开槽式矩形金属接地板8上设有地板矩形开槽9，开槽式矩形金属接地板8的左端与基板1的左端相连，开槽式矩形金属接地板8的右端与基板1的右端相连，开槽式矩形金属接地板8的下端与基板1的下端相连。

所述的基板1是相对介电常数为1.15毛毡布材料，基板1的长度为126mm～128mm，宽度121mm～123mm，厚度为1.8mm～2.2mm。所述的导电布的材料是镀铜镍的聚酯纤维布，所述的折叠L形阻抗匹配输入传输线2上侧矩形长度为16mm～18mm，宽度为4mm～6mm，厚度为0.08mm～1mm，中间矩形长度为21mm～23mm，宽度为4mm～6mm，厚度为0.08mm～1mm，下侧矩形长度为36mm～37mm，宽度为8mm～10mm，厚度为0.08mm～1mm。所述的开槽式缺口正方形导电布3边长为77mm～79mm，厚度为0.08mm～1mm，左上角和右下角分别去掉一个腰长为5mm～7mm，厚度为0.08mm～1mm的等腰三角形。所述的正方形开槽4边长为19mm～21mm，槽深为0.08mm～1mm。所述的上L形导电布5的上侧矩形的长度为9mm～11mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm，下侧矩形的长度为7mm～9mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm。所述的右L形导电布6左侧矩形长度为7mm～9mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm，右侧矩形的长度为9mm～11mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm。所述的下L形导电布7的上侧矩形的长度为7mm～9mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm，下侧矩形的长度为9mm～11mm，宽度为1mm～3mm，厚度为0.08mm～1mm。所述的开槽式矩形金属接地板8的长度为126mm～128mm，宽度为60mm～62mm，厚度为0.08mm～1mm。地板矩形开槽9的长度为40mm～42mm，宽度为1mm～3mm，槽深为0.08mm～1mm，地板矩形开槽9的左侧距离基板1的左端距离为9mm～11mm，地板矩形开槽9的下侧距离基板1的下端距离为9mm～11mm。

实施例1

选择厚度为2mm的毛毡布作为佩戴式天线的基板，其相对介电常数为1.15，基板长度为127mm，宽度122mm，厚度为2mm。选用的导电布是镀铜镍的聚酯纤维布。折叠L形阻抗匹配输入传输线上侧矩形长度为17mm，宽度为5mm，厚度为0.09mm，中间矩形长度为22mm，宽度为5mm，厚度为0.09mm，下侧矩形长度为36.5mm，宽度为9mm，厚度为0.08mm。开槽式缺口正方形导电布边长为78mm，厚度为0.09mm，左上角和右下角分别去掉一个腰长为6mm，厚度为0.09mm的等腰直角三角形。正方形开槽边长为20mm，槽深为0.09mm。上L形导电布的上侧矩形的长度为10mm，宽度为2mm，厚度为0.09mm，下侧矩形的长度为8mm，宽度为2mm，厚度为0.09mm。右L形导电布左侧矩形长度为8mm，宽度为2mm，厚度为0.09mm，右侧矩形的长度为10mm，宽度为2mm，厚度为0.09mm。下L形导电布的上侧矩形的长度为8mm，宽度为2mm，厚度为0.09mm，下侧矩形的长度为10mm，宽度为2mm，厚度为0.09mm。开槽式矩形金属接地板的长度为127mm，宽度为61mm，厚度为0.09mm。地板矩形开槽的长度为41mm，宽度为2mm，槽深为0.09mm，地板矩形开槽的左侧距离基板的左端距离为10mm，地板矩形开槽的下侧距离基板的下端距离为10mm。在HFSS软件中创建人体背部模型，对可佩戴式天线的各项性能指标进行测试，所得的回波损耗曲线如附图3所示。由图可见，-10dB以下的工作频段为1.538GHz～1.617GHz，中心频率落在1.575GHz，覆盖GPS工作频段。图4所示为工作于GPS频段的可佩戴式天线在1.575GHz时E面、H面方向图。