一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线

本发明涉及天线，尤其涉及一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线。

背景技术：

1、随着无线通信技术的高速发展和可穿戴智能设备的普及，可穿戴天线的设计得到了广泛研究。可穿戴天线一般具有小体积、低比吸收率的特点，被广泛应用在医疗、军事活动、日常生活以及休闲娱乐等方面。

2、由于可穿戴天线需要穿戴于身体部位的特殊应用场景，可穿戴天线应小型便携，并且要满足人体舒适性要求，减小对人体活动的影响。由于佩戴部位或者人体的运动活可能导致可穿戴天线产生不同程度的形变，会对天线的辐射性能有一定影响，为了保证其功能的稳定性，可穿戴天线需要在不同的辐射环境下保持性能稳定。因此可穿戴天线通常采用柔性介质材料，如牛仔布和毛毡等纺织材料。透明硅胶具有光学透明、柔韧以及电气性能良好的特点，很好的满足了可穿戴天线对于舒适性以及稳定性的要求，并且其光学透明的特点能够增加天线的美观程度。可穿戴天线作为一种长期佩戴于人体的电磁设备，应该尽可能减小对人体辐射的影响。大多数可穿戴天线采用全地面或者超表面的方式以减弱天线的背向辐射，但不可避免地增加了天线的大小影响穿戴舒适性。为了天线的工作性能稳定，天线的工作带宽也应尽可能地宽，减小频偏对天线工作的影响。基于以上几点，本发明提出一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，具有宽带、小型、光学透明、背向辐射小的特点。

技术实现思路

1、根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，包括：正z形金属薄片、反z形金属薄片、透明介质和馈电端口。

2、所述正z形金属薄片包括顶部辐射板、垂直连接板、底部反射板；所述顶部辐射板包括开槽长辐射臂、开槽短辐射臂和l形金属板；所述开槽长辐射臂包括三个尺寸相同的长金属条和两个尺寸相同的长矩形槽；所述开槽短辐射臂包括三个尺寸相同的短金属条和两个尺寸相同的短矩形槽；所述底部反射板的结构与顶部辐射板的结构相同；所述顶部辐射板与底部反射板通过垂直连接板相连接；其中正z形金属薄片沿水平面旋转180度构成反z型金属薄片，所述反z型金属薄片的结构和尺寸与正z形金属薄片相同；

3、所述正z形金属薄片、反z型金属薄片和馈电端口置于透明介质中；所述馈电端口位于上方两个l形金属板之间。

4、进一步地，所述底部反射板置于顶部辐射板的下方，可以有效减小顶部辐射板产生的后向辐射，缩减天线的整体尺寸。

5、进一步地，通过调节垂直连接板长度，改变顶部辐射板与底部反射板间隔。垂直连接板长度小于二分之一波长，可减少底部反射板对顶部反射板前向辐射的干扰。

6、进一步地，所述开槽长辐射臂与开槽短辐射臂的引入，有效展宽了天线的工作频段。臂长长度在0.1～0.2倍波长之间，并且所述开槽长辐射臂和开槽短辐射臂长度差应大于0.01倍波长。

7、进一步地，所述开槽长辐射臂和开槽短辐射臂之间存在一定间隔，能够提高天线交叉极化比，间隔大小在1mm～2mm之间。

8、进一步地，所述长矩形槽与短矩形槽的引入，增加了天线的光学透明度，使得天线能够更好的应用于可穿戴领域。

9、进一步地，所述透明介质由硅胶浇筑而成。透明硅胶具有光学透明、柔韧性好以及良好的电气性能，使得天线有较好的穿戴舒适性，并且降低了天线高度。

技术特征：

1.一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，其特征在于包括：正z形金属薄片(1)、反z形金属薄片(2)、透明介质(3)和馈电端口(4)；

2.根据权利要求1所述的一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，其特征在于：将所述底部反射板(13)置于顶部辐射板(11)的下方，从而减小顶部辐射板(11)产生的后向辐射，缩减天线的整体尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，其特征在于：通过调节垂直连接板(12)长度，改变顶部辐射板(11)与底部反射板(13)间隔；其中垂直连接板(12)长度小于二分之一波长，从而减少底部反射板(13)对顶部辐射板(11)前向辐射电磁波的干扰。

4.根据权利要求1所述的一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，其特征在于：通过设置所述开槽长辐射臂(111)和开槽短辐射臂(112)，从而展宽天线的工作频段，所述开槽长辐射臂(111)和开槽短辐射臂(112)的臂长在0.1～0.2倍波长之间，并且长度差大于0.01倍波长。

5.根据权利要求1所述的一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，其特征在于：所述开槽长辐射臂(111)和开槽短辐射臂(112)之间存在一定间隔，从而提高天线交叉极化比，间隔大小在1mm～2mm之间。

6.根据权利要求1所述的一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，其特征在于：通过加载长矩形槽(1112)和短矩形槽(1122)，增加天线的光学透明度。

7.根据权利要求1所述的一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，其特征在于：所述透明介质(3)由硅胶浇筑而成。

技术总结本发明公开了一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，包括一种基于双偶极子的光学透明宽带可穿戴天线，包括：正Z形金属薄片、反Z形金属薄片、透明介质和馈电端口。所述正Z形金属薄片包括顶部辐射板、垂直连接板、底部反射板；所述顶部辐射板包括开槽长辐射臂、开槽短辐射臂和L形金属板。本发明通过引入反射板减小天线背向辐射，通过引入不同长度辐射，拓宽了天线带宽，并且通过开槽和使用透明介质，使得天线具有光学透明的特征。该天线实现了宽带宽、小体积、光学透明、背向辐射小，适用于5GHz～7GHz可穿戴系统。技术研发人员：刘宏梅,裴彦杰,王勤意,王钟葆,赵可心受保护的技术使用者：大连海事大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14