本发明涉及传感器领域，具体涉及一种可穿戴式微型位置传感器。
背景技术：
近距离电磁场辐射问题不同于传统意义上的天线，其电磁场能量集中在菲列尔区，并不是大部分辐射到远场形成方向图。近距离电磁场的应用大多集中于无线充电和近场通讯nfc领域，两者的作用距离都小于10cm。无线充电的辐射器线圈匝数很密，功率容量很大，体积也较大，大约10cm左右面积，由于需要高品质的黄铜材料，成本也较高；近场通讯辐射器很小，作用距离也很小，仅适合贴合情况下的工作。
在作用距离需要达到1米、对体积要求相对较小在1-2cm且在一辐射器内具有不同频段辐射分量的领域，譬如动作提取领域的辐射器上述技术和装置均不适合。
技术实现要素：
本发明为了解决上述技术问题提供一种可穿戴式微型位置传感器。
本发明通过下述技术方案实现：
一种可穿戴式微型位置传感器，包括从上至下依次层叠的密封层、印刷电路板层、支撑缓冲层和粘接层，印刷电路板层上连接有耦合电缆。
本耦合器芯片的支撑缓冲层用于支撑辐射器电路使之与固定面保持平行，并且一定程度上缓冲固定面扭转形变引起的应力，保护电路板。密封层用于密闭所有内部结构，使得传感器可承受日常的清洗。粘接层用于与服饰进行连接固定，以实现传感器对穿戴者位置信息的采集。
作为优选，所述印刷电路板层上设有辐射器电路，所述辐射器电路包括用于信号接入的接入端口、用于接地的接地端口、连接在接入端口和接地端口之间的电容、并联在电容上的线圈、连接在接入端口的振子，所述接地端口、接入端口连接在耦合电缆上。本方案中，接入端口连接电缆，信号从耦合电缆馈入，电磁波经能量经过电容分别馈入线圈部分电路和振子部分。相对低频率的信号主要从线圈辐射形成近距离的场分布，相对高频率的信号主要从振子电路辐射形成近距离的场分布。本辐射器将耦合电缆中的导行电磁波转变为近距离似稳场电磁场分布，可同时馈入低频信号和高频信号，实现两个频率间隔很远的频段辐射分量。反之，线圈和振子可将周围的似稳场转化为感应电流进入电缆形成接收信号。采用上述电路结构，电路结构简单，相对体积小，同时又提供了足够的辐射面积达到足够的作用距离，辐射距离可达1米，填补了无线充电线圈和nfc天线的空白。基于上述电路结构，可基于测量电磁场变化来反解传感器本身的位置和角度，得出的结果是相对于信号源点的绝对位置坐标和夹角，同时由于使用的电磁波频率远远低于可见光或者红外线，所以具有相当良好的绕射和衍射效果，在传感器作用距离内一般物体包括金属的遮挡效应几乎可以忽略，就解决了上述另外两种方法的缺陷。
作为优选，所述辐射器电路还包括电阻，所述电阻连接在振子与接入端口之间。
进一步的，所述电阻为可调电阻。电阻与振子为串联关系，通过调节电阻阻值可调节信号强度，调节辐射距离，将电阻设置为可调电阻便于对辐射距离的调节。
作为优选，所述耦合电缆与接地端口、接入端口的连接处设置有电缆固定结构。电缆固定结构用于防止外围的应力拉扯损坏电缆与印制电路板辐射器的焊点，增强芯片结构的稳定性。
作为优选，所述振子成方波形状。
作为优选，为了减小电路体积，所述线圈为印刷电路。
作为优选，所述密封层、印刷电路板层和支撑缓冲层密封在圆盘形介质材料内。
本发明与现有技术相比，至少具有如下的优点和有益效果：
1、本发明电缆的信号经振子和线圈实现近场分布，其不仅可实现两个频率间隔很远的频段辐射，结构简单，体积小，且辐射距离可达1米，满足动作提取等领域的实验需求。
2、基于本发明的电路结构，可基于测量电磁场变化来反解传感器本身的位置和角度，电磁波具有相当良好的绕射和衍射效果，解决金属对信号遮挡问题。
3、基于本传感器的电磁场通讯，可实现对绝对位置坐标的计算。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明的结构示意图。
图2为辐射器电路的电路原理图。
图3为本传感器的爆炸图。
图中附图标记的名称为：
1、接入端口，2、振子，3、接地端口，4、密封层，5、印刷电路板层，6、支撑缓冲层，7、粘接层，9、耦合电缆，10、电缆固定结构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1、图2所示的一种可穿戴式微型位置传感器，包括从上至下依次层叠的密封层4、印刷电路板层5和支撑缓冲层6和粘接层7，印刷电路板层5上连接有耦合电缆9。
具体的，印刷电路板层5上设有辐射器电路，辐射器电路包括接入端口1、接地端口3、电容c、线圈l、振子2，接入端口1用于与电缆连接，以接入信号；接地端口3用于与地相连；接地端口、接入端口连接在耦合电缆9上，实现与外部设备的连接；电容c连接在接入端口1和接地端口3之间；线圈l并联在电容上，信号经电缆接入后，电磁波中相对低频率的信号从线圈辐射形成近距离的场分布；振子2连接在接入端口1上，信号经电缆接入后，电磁波中相对高频率的信号从振子辐射形成近距离的场分布。
基于上述电路结构，可基于测量电磁场变化来反解传感器本身的位置和角度，得出的结果是相对于信号源点的绝对位置坐标和夹角，同时由于使用的电磁波频率远远低于可见光或者红外线，所以具有相当良好的绕射和衍射效果，在传感器作用距离内一般物体包括金属的遮挡效应几乎可以忽略，就解决了上述另外两种方法的缺陷。且采用本装置，通过彼此间的电磁场通讯来计算相互的位置关系和速度关系，从而能够反映所固定身体关节的运动轨迹。通过一组传感器的相互位置关系和速度关系计算，就能求解出所有传感器相对于坐标参考源点的绝对位置。
实施例2
基于上述实施例的原理，本实施例对上述实施例进行优，即在接入端口1与振子2之间连接一电阻r，该电阻采用可调电阻，通过可调电阻调节信号强度。
为了减小芯片的结构，线圈采用印刷电路实现，线圈可制作为圆形、方形、菱形或其他形状，需要说明的是，采用其他形状的线圈也在本方案的保护范围内。
振子可采用异性结构，譬如如图2所示的方波形状，需要说明的是，采用其他形状的等长度振子也在本方案的保护范围内。
耦合电缆9实现芯片与外部设备的连接，其连接处的稳定性关系到整个芯片的稳定性，在耦合电缆与接地端口、接入端口的连接处设置有电缆固定结构10以提高其稳定性。
如图3所示，整个密封层、印刷电路板层和支撑缓冲层密封在圆盘形介质材料内，也可采用其他形状，譬如：方形、菱形等，密封层4和支撑缓冲层采用低介电常数的介质材料，以降低电磁场的损耗。
通过上述结构可采用低廉成本、小体积将电缆中的导行电磁波转变为近距离似稳场电磁场分布或将辐射器周围的似稳场转化为感应电流进入电缆形成接收信号。该辐射器不同于常规的天线用于形成一个远场分布的方向图。通过线圈和振子的结构，同时允许两个频率间隔很远的工作频率工作，覆盖范围达到1米以内。通过适当的频率和匹配设计，该辐射器使得馈入的双频率电信号产生的电场在天线附近形成特定的分布梯度，以适应特定的应用，譬如动作提取领域，应用于服饰及手套用于人体动作捕捉，当然，其也可应用于其他有同样适用需求的领域。应用于服饰、手套等装备时，可在支撑缓冲层的下方设置粘接层7，便于芯片与装备的粘接固定。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。