论文部分内容阅读
体域网是以人体为中心的一种网络,可以使人体与其他终端实现信息互联,而可穿戴天线是在体域网内用来收发信息的,具有非常重要的作用。可穿戴天线主要有两种形式:一种是体积很小的很坚硬的立体式天线,另一种是利用柔性材料制作而成的可以弯折的天线。由于可穿戴天线的特殊性,设计过程中要考虑天线在人体上的稳定性及天线对人体的辐射安全问题,为了解决这两个问题,采用了具有同向反射相位的人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor, AMC)结构,并提出了小型化的AMC结构,对比传统的AMC结构具有更小的尺寸和更优的性能。本文设计了多款工作在体域网的工业、科学和医疗(Industrial, Scientific and Medical,ISM>开放频段的单、双频可穿載天线:1)设计了一款纽扣状的天线,工作在ISM的双频频段。天线整体可以伪装成为一个标准的金属纽扣,而且非常坚硬不易变形。但它是立体的非低剖面的,并且具有全向辐射特性,所以我们又设计了几款加载AMC结构的柔性可穿戴天线,可以实现天线的低剖面,并减小对人体的辐射。2)设计了一款柔性单频单极子天线,工作在ISM的低频频段,并设计了蘑菇型的AMC结构加载到天线下方,天线整体带宽80MHz,正向增益从-2.8dBi提高到了 8.2dBi,背瓣辐射明显减少,天线整体高2.2mm,平面面积为3226.24mm~2。3)设计了一个小型化六边形的AMC结构加载到单频单极子天线的下方,通过给六边形铜环刻槽的方式缩小每个AMC单元结构的尺寸,而且其有效同相反射相位带宽从之前的60MHz展宽到了100MHz,加载AMC结构后天线的平面面积为1834.09mm~2,高2.4mm,正向增益提高到了 6.68dBi,同时减小了对人体的辐射。4)设计了一款覆盖ISM双频段的环形嵌套单极子天线,并设计了对应频段的双频六边形AMC结构。加载AMC结构后天线整体的平面尺寸为2123.72mm~2,高2.6mm.两个频段的正向增益均提高了8dB以上,同时背瓣辐射明显降低。