[发明专利]一种柔性宽带偶极子可穿戴石墨烯天线

说明书

本发明涉及一种柔性宽带偶极子可穿戴石墨烯天线，包括：柔性介质基板以及设置在柔性介质基板上的辐射单元，辐射单元采用偶极子天线形式，包括上下对称设置第一导体和第二导体，其中，第一导体包括连接的梯形部和矩形部，梯形部的上底靠近柔性介质基板的中心，下底与矩形部的第一长边连接，矩形部的第二长边靠近柔性介质基板的边缘，矩形部的长边与梯形部的下底的长度相同；第一导体靠近柔性介质基板边缘的一侧间隔设置有若干矩形槽，矩形槽的深度从中心到两侧呈递减趋势，相邻矩形槽之间的间距相等。本发明的天线，辐射单元采用宽带的偶极子天线形式，并加载对称、渐变的矩形槽结构，实现了较宽的阻抗带宽。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种柔性宽带偶极子可穿戴石墨烯天线。

背景技术

随着无线通信技术的蓬勃发展以及可穿戴电子设备的兴起，以人体为中心的无线通讯系统已经成为当今的研究热点之一。人体无线通讯系统作为现代移动通信的重要组成部分，在医疗辅助、健康监测、娱乐休闲以及消防救援等领域发挥着重要的作用。而天线作为发射和接收电磁波的不可或缺的无线电设备，是无线通信系统中的重要环节。天线的性能将直接影响到通信系统的品质。为满足人体通信的质量及舒适度要求，研究一种具备柔性、轻质量、低剖面等特点的可穿戴天线显得尤为重要。

可穿戴天线的研究可大致分为以下三个方面：1、可穿戴天线模型的研究；2、可穿戴天线的材料应用；3、可穿戴天线与人体的交互影响。随着软件无线电的发展，VHF/UHF宽带全向天线的研究引起越来越多学者的关注。目前的可穿戴天线，主要包括单极子形式和微带贴片形式。单极子天线结构简单且易于实现宽带，但是这种类型的天线对人体影响较大(SAR值较高)，且通常尺寸较大，安装不便。微带天线可实现人体与天线的隔离，但其本身带宽较窄，且天线的性能会随着形状的改变而降低。另外，可穿戴天线多为背负式天线，伸开后体积较大，士兵在穿越丛林等作战环境时极为不便，难以适应作战人员各类战术动作，且隐蔽性较差。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种柔性宽带偶极子可穿戴石墨烯天线。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种柔性宽带偶极子可穿戴石墨烯天线，包括：柔性介质基板以及设置在所述柔性介质基板上的辐射单元，所述辐射单元采用偶极子天线形式，包括上下对称设置第一导体和第二导体，其中，

所述第一导体包括连接的梯形部和矩形部，所述梯形部的上底靠近所述柔性介质基板的中心，下底与所述矩形部的第一长边连接，所述矩形部的第二长边靠近所述柔性介质基板的边缘，所述矩形部的长边与所述梯形部的下底的长度相同；

所述第一导体靠近所述柔性介质基板边缘的一侧间隔设置有若干矩形槽，所述矩形槽的深度从中心到两侧呈递减趋势，相邻所述矩形槽之间的间距相等。

在本发明的一个实施例中，所述第一导体与所述第二导体之间的间隔宽度≤10mm。

在本发明的一个实施例中，所述梯形部的上底长度为0.3λ_g-0.45λ_g，其中，λ_g为介质波导波长。

在本发明的一个实施例中，所述矩形部的长边的长度为2.5λ_g-3.8λ_g，短边的长度≥12mm，其中，λ_g为介质波导波长。

在本发明的一个实施例中，所述第一导体的矩形部的第二长边与所述第二导体的矩形部的第二长边之间的距离为λ_g-1.6λ_g，其中，λ_g为介质波导波长。

在本发明的一个实施例中，位于中心处的所述矩形槽的深度为0.3λ_g-0.48λ_g，其中，λ_g为介质波导波长；