[发明专利]一种共形馈电的TM模式可穿戴弧形介质谐振器天线

说明书

本发明公开了一种共形馈电的TM模式可穿戴介质谐振器天线，包括：介质谐振器、地板、介质基板和馈线；所述地板与介质谐振器共形，介质谐振器固定于介质基板外表面中间，馈线位于介质基板上表面，且延伸至介质谐振器侧面与介质谐振器共形；介质基板内、外表面分别贴合地板和介质谐振器；所述天线由馈线馈电，然后电磁波能量通过馈线传导至介质谐振器。本发明的优点在于：基板为环状结构，属于可穿戴结构，应用领域广泛且应用场景灵活；共形结构，调节地板尺寸时不会增加额外的剖面大小，可以获得高增益/宽波束特性；相较微带天线拥有更宽的带宽；基板与介质谐振器上共形馈电线兼有装配对准作用，使得制作加工容易。

技术领域

本发明涉及共形可穿戴天线技术领域，特别涉及一种共形馈电的TM模式可穿戴介质谐振器天线。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，物联网、无限体域网等通信新兴技术得到越来越多的关注，人们对无线通信设备的便携性要求也越来越高，各种可穿戴设备层出不穷，这就促使无线通信设备要朝着共形化方向发展。

目前国内外，对于可穿戴天线的研究，大多基于微带天线，主要是采用柔性基板如酰亚胺、相纸、聚乳酸等有机柔性介质或柔性纺织材料制作而成，其金属贴片应用柔性铜箔或者导电织物。这样的天线一般具有较小的体积和低剖面，多为附着在衣物之上，而且能较好和人体保持共形；

而相比于微带天线，介质谐振器天线拥有宽带宽、高极化纯度、高设计自由度、多辐射模式等诸多优点，可以进一步满足共形系统对天线性能的要求，但是，介质谐振器天线并未实际应用于弧形共形和可穿戴设备中。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种共形馈电的TM模式可穿戴弧形介质谐振器天线，能有效的解决上述现有技术存在的问题。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种共形馈电的TM模式可穿戴弧形介质谐振器天线，包括：介质谐振器1、馈线2、介质基板3和地板4；

所述地板4与介质谐振器1共形，介质谐振器1固定于介质基板3外表面中间，地板4材料为铜箔；

介质基板3内、外表面分别贴合覆盖地板4和介质谐振器1；

所述天线由馈线2馈电，馈线2位于介质基板3上表面，且延伸至介质谐振器1侧面与介质谐振器1共形，电磁波能量通过馈线2传导至介质谐振器1。

所述介质基板3采用陶瓷制成，介质基板3的相对介电常数是5.8，介质基板3为闭合环状用于手臂穿戴。

进一步地，介质谐振器1采用氧化铝陶瓷材料制成，相对介电常数12.3，其内径为40mm，厚度为10mm，弧度为60度，宽度为27mm。

进一步地，介质基板3厚度为2mm，内径38mm，宽度60mm。

进一步地，地板4宽度和环形介质基板4保持一致为60mm，弧度为80度。

进一步地，馈线2为铜微带线，馈线2分为介质基板3上和介质谐振器1上两部分；介质基板3上馈线2部分宽度为5.64mm，长为16.5mm,与介质谐振器1共形的馈线2部分宽度为5.00mm，高度为9.52mm。

与现有技术相比本发明的优点在于：

1.采用适合人体手腕尺寸的闭合环形介质基板，适用于可穿戴设备。

2.地板、介质谐振器都与介质基板共形，可应用于弯曲表面，共形结构使得在不增加额外的剖面尺寸的情况下，可以通过调节地板尺寸实现宽波束要求，低背瓣，高增益等性能要求也可由此法调整。

3.天线馈电时使馈电线路分为两个部分，介质基板表面馈线部分兼有装配对齐校准作用，使得制作加工变得容易。