一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线

文档序号:40337801发布日期:2024-12-18 13:15阅读:150来源:国知局
技术简介:
本发明针对现有柔性可穿戴天线频段局限、宽带与多极化性能不足、机械鲁棒性差等问题,提出一种低剖面双极化超宽带柔性天线。通过外侧缝隙激励低频谐振、内侧缝隙激励中高频谐振,结合谐振馈电结构优化阻抗匹配,实现300-1200MHz超宽带覆盖,双端口分别支持水平与垂直极化模式,具备准全向辐射特性及优异机械稳定性,适用于复杂应急通信场景。
关键词:柔性可穿戴天线,双极化超宽带

本发明属于通信天线,具体涉及一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线。


背景技术:

1、归纳梳理近年来国内外关于柔性可穿戴天线和馈电网络的研究现状可以看见,虽然研究范围较为广泛,但仍然存在研究频段多为ism频段,进而导致其应用范围受限的问题,例如在应急通信系统等较低频段工作场景,国内外相关研究极少;其次,在目前的研究中,天线同时具备宽带特性、多极化特性以及方向图准全向特性的极少,大多数天线只具备其中一种特性或者设计为可重构天线,实现方法复杂,目前应急通信系统采用的传统鞭状天线存在多种使用问题,例如体积较大、质地较硬、带宽较窄且极化单一等,为此,提出了一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,其利用外侧缝隙激励低频谐振,利用内侧缝隙激励中高频谐振,利用谐振馈电结构改善其阻抗匹配以拓展带宽。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,包括:

4、介质基板层,所述介质基板层选用kev l ar柔性纤维;

5、微带谐振馈电结构层,所述微带谐振馈电结构层设置在介质基板层一侧,所述微带谐振馈电结构层设置有1端口和2端口两个,且所述1端口和2端口相对设置;

6、辐射贴片层,所述辐射贴片层设置在介质基板层另一侧,所述辐射贴片层上设置有多条缝隙。

7、优选的,所述微带谐振馈电结构层和辐射贴片层均采用微波电磁屏蔽防辐射织物作为导电材料。

8、优选的,定义所述介质基板层宽度为g、厚度为h。

9、优选的,所述辐射贴片层宽度与介质基本层宽度相同,所述辐射贴片层中部刻蚀有外正方形缝隙,定义外正方形缝隙边长为s1,所述外正方形缝隙一角处填充有长度为lpad的金属片,所述金属片上开设有槽宽为w、槽深为l的矩形槽,所述外正方形缝隙中部设置有边长为s2的正方形辐射贴片,且正方形辐射贴片中部刻蚀有边长为s3的正方形缝隙。

10、优选的,所述1端口由水平渐变条带、水平均匀条带和三个垂直均匀条带组成,所述水平渐变条带始端宽度为w1、终端宽度为w2,所述水平均匀条带承接在水平渐变条带宽度为w2的一侧,所述水平均匀条带宽度为w3,定义所述水平均匀条带端部与介质基板层中心距离为loff,一个所述垂直均匀皮带距离端口为l1、宽度为w1、长度为l 1,一个所述垂直均匀皮带距离端口为l2、宽度为w2、长度为l2,一个所述垂直均匀皮带距离端口为l3、宽度为w3、长度为l 3。

11、优选的,所述2端口由两条弯曲皮带和一条垂直皮带组成,一条弯曲皮带呈l形设置,包括宽度为whead、长度为x1的水平段和宽度为whead、长度为x2的垂直段,一条弯曲皮带包括宽度为wneck、长度为x3的竖直段和洞槽段,所述洞槽段宽度为whole、深度为hhole,所述垂直皮带宽度为wtail、长度为ltail。

12、优选的,所述g为300mm、h为5mm、s1为200mm、s2为85mm、s3为60mm、lpad为85mm、w为20mm、l为84mm、w1为10mm、w2为18mm、w3为16mm、loff为32mm、l1为16mm、l2为38mm、l3为72mm、l1为24mm、l2为38mm、l3为46mm、w1为8mm、w2为5mm、w3为6mm、whead为6mm、x1为32mm、x2为15mm、wneck为3mm、x3为14mm、whole为11mm、hhole为32mm、wtail为1mm、ltail为18mm。

13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

14、本发明设置介质基板层、微带谐振馈电结构层和辐射贴片层组成柔性可穿戴天线,并对介质基板层、微带谐振馈电结构层和辐射贴片层的结构进行特别设计,形成的天线阻抗带宽覆盖300-1200mhz,隔离度在12db以上,能够实现准全向辐射,双端口分别激励水平极化与垂直极化模式,平均增益分别大于4.74dbi和3.82dbi,具备较好的机械鲁棒性,在实际穿戴过程中,能够有效适用于现代化应急通信场景和复杂多样的应急救援动作,有效减小弯曲、褶皱和断裂对于天线鲁棒性的影响。



技术特征:

1.一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,其特征在于:所述微带谐振馈电结构层和辐射贴片层均采用微波电磁屏蔽防辐射织物作为导电材料。

3.根据权利要求2所述的一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,其特征在于:定义所述介质基板层宽度为g、厚度为h。

4.根据权利要求3所述的一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,其特征在于:所述辐射贴片层宽度与介质基本层宽度相同,所述辐射贴片层中部刻蚀有外正方形缝隙,定义外正方形缝隙边长为s1,所述外正方形缝隙一角处填充有长度为lpad的金属片,所述金属片上开设有槽宽为w、槽深为l的矩形槽,所述外正方形缝隙中部设置有边长为s2的正方形辐射贴片,且正方形辐射贴片中部刻蚀有边长为s3的正方形缝隙。

5.根据权利要求4所述的一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,其特征在于:所述1端口由水平渐变条带、水平均匀条带和三个垂直均匀条带组成,所述水平渐变条带始端宽度为w1、终端宽度为w2,所述水平均匀条带承接在水平渐变条带宽度为w2的一侧,所述水平均匀条带宽度为w3,定义所述水平均匀条带端部与介质基板层中心距离为loff,一个所述垂直均匀皮带距离端口为l1、宽度为w1、长度为l 1,一个所述垂直均匀皮带距离端口为l2、宽度为w2、长度为l2,一个所述垂直均匀皮带距离端口为l3、宽度为w3、长度为l 3。

6.根据权利要求5所述的一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,其特征在于:所述2端口由两条弯曲皮带和一条垂直皮带组成,一条弯曲皮带呈l形设置,包括宽度为whead、长度为x1的水平段和宽度为whead、长度为x2的垂直段,一条弯曲皮带包括宽度为wneck、长度为x3的竖直段和洞槽段,所述洞槽段宽度为whole、深度为hhole,所述垂直皮带宽度为wtail、长度为ltail。

7.根据权利要求6所述的一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线,其特征在于:所述g为300mm、h为5mm、s1为200mm、s2为85mm、s3为60mm、lpad为85mm、w为20mm、l为84mm、w1为10mm、w2为18mm、w3为16mm、loff为32mm、l1为16mm、l2为38mm、l3为72mm、l 1为24mm、l2为38mm、l 3为46mm、w1为8mm、w2为5mm、w3为6mm、whead为6mm、x1为32mm、x2为15mm、wneck为3mm、x3为14mm、whole为11mm、hhole为32mm、wtail为1mm、ltail为18mm。


技术总结
本发明涉及通信天线领域,具体公开了一种低剖面双极化超宽带柔性可穿戴天线;本发明设置介质基板层、微带谐振馈电结构层和辐射贴片层组成柔性可穿戴天线,并对介质基板层、微带谐振馈电结构层和辐射贴片层的结构进行特别设计,形成的天线阻抗带宽覆盖300‑1200MHz,隔离度在12dB以上,能够实现准全向辐射,双端口分别激励水平极化与垂直极化模式,平均增益分别大于4.74dBi和3.82dBi,具备较好的机械鲁棒性,在实际穿戴过程中,能够有效适用于现代化应急通信场景和复杂多样的应急救援动作,有效减小弯曲、褶皱和断裂对于天线鲁棒性的影响。

技术研发人员:高翔,郭鹍,唐文飞,徐子昂,卜祥元,安建平
受保护的技术使用者:北京理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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