一种穿戴式天线制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种穿戴式天线，包括：电磁场带隙衬底、天线辐射器和位于电磁场带隙衬底和天线辐射器之间的第一介质层；所述天线辐射器包括：位于第一介质层背离电磁场带隙衬底一侧的凹形金属层；位于凹形金属层背离第一介质层一侧的第二介质层；位于第二介质层背离凹形金属层一侧的微带线，所述微带线包括电连接的第一导线和第二导线；其中，凹形金属层的开口方向朝向第一导线，且凹形金属层在第一介质层上的投影与第一导线在第一介质层上的投影不交叠，凹形金属层在第一介质层上的投影覆盖第二导线在第一介质层上的投影。该穿戴式天线体积较小，辐射效率较高，适合穿戴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线
,尤其涉及一种穿戴式天线。
技术介绍
近年来，随着无线通信设备的不断缩小，穿戴式无线通信设备得到了迅速发展。而天线作为无线通信的必备部件，为了减小整个穿戴系统的体积，可以把它从通信设备中分离出来，作为一个独立的部分，穿戴于人或人的衣物上。但是，现有技术中的天线体积较大，即使最小的手机天线，其高度也在8毫米左右，并不适合穿戴。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种穿戴式天线，适合穿戴，且辐射效率较高。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了如下技术方案:一种穿戴式天线，包括:电磁场带隙衬底、天线辐射器和位于所述电磁场带隙衬底和天线辐射器之间的第一介质层；所述天线辐射器包括:位于所述第一介质层背离所述电磁场带隙衬底一侧的凹形金属层；位于所述凹形金属层背离所述第一介质层一侧的第二介质层；位于所述第二介质层背离所述凹形金属层一侧的微带线，所述微带线包括电连接的第一导线和第二导线；其中，所述凹形金属层的开口方向朝向所述第一导线，且所述凹形金属层在所述第一介质层上的投影与所述第一导线在所述第一介质层上的投影不交叠，所述凹形金属层在所述第一介质层上的投影覆盖所述第二导线在所述第一介质层上的投影。优选的，所述凹形金属层开口的长度为所述穿戴式天线工作波长范围中心波长的1/40优选的，所述电磁场带隙衬底的反常相位频率与所述穿戴式天线的谐振频率相同。优选的，所述电磁场带隙衬底包括:第一金属层、绝缘基板和位于所述绝缘基板背离所述第一金属层一侧的多个呈矩阵排列的电磁场带隙单元。优选的，所述电磁场带隙单元的俯视图形状为方形、圆形或椭圆形。优选的，所述电磁场带隙单元的个数为4-6个，包括端点值。优选的，所述电磁场带隙单元为蘑菇型电磁场带隙单元，或周期音叉型电磁场带隙单元，或方块型电磁场带隙单元，或共面紧凑型电磁场带隙单元。优选的，所述第一介质层为FR4介质；所述第二介质层为FR4介质。优选的，所述第一介质层沿所述EBG衬底到天线辐射器方向上的厚度为1.2mm。优选的，所述微带线还包括:位于所述第二介质层背离所述凹形金属层一侧，与所述第二导线电连接的第三导线；所述第三导线在所述第二介质层上投影落于所述凹形金属层在所述第二介质层上的投影范围内，且所述第三导线在平行于所述第二介质层的平面内，沿垂直于所述凹形金属层开口方向的投影与所述凹形金属层的开口在平行于所述第二介质层的平面内，沿垂直于所述凹形金属层开口方向的投影不交叠。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点:本专利技术所提供的穿戴式天线，包括:电磁场带隙衬底、天线辐射器和位于所述电磁场带隙衬底和天线辐射器之间的第一介质层，其中，所述天线辐射器包括:位于所述第一介质层背离所述电磁场带隙衬底一侧的凹形金属层；位于所述凹形金属层背离所述第一介质层一侧的第二介质层；位于所述第二介质层背离所述凹形金属层一侧的微带线，厚度较薄。而且，本专利技术所提供的穿戴式天线中，所述微带线包括电连接的第一导线和第二导线；其中，所述凹形金属层的开口方向朝向所述第一导线，且所述凹形金属层与所述第一导线在所述第一介质层上的投影不交叠，所述凹形金属层在所述第一介质层上的投影覆盖所述第二导线在所述第一介质层上的投影，从而使得所述微带线和所述凹形金属层构成巴伦天线，其中，所述第一导线用于接收天线辐射信号，所述第二导线和所述凹形金属层构成不平衡-平衡转换器，将所述第一导线接收到的不平衡辐射信号转换为平衡辐射信号，使得天线电流集中在天线周围，而不会分布到地面的边缘去，提高了电流的密度，面积较小，再利用所述电磁场带隙衬底对转换后的辐射信号进行耦合辐射，提高所述穿戴式天线的辐射效率。由此可见，本专利技术实施例所提供的穿戴式天线，厚度较薄，面积较小，辐射效率较高，从而使得所述穿戴式天线的体积较小，辐射效率较高，适合穿戴。【附图说明】图1为本专利技术一个实施例所提供的穿戴式天线的结构示意图；图2为本专利技术一个实施例所提供的穿戴式天线中，微带线和凹形金属层的俯视图；图3为本专利技术一个实施例所提供的穿戴式天线中，电磁场带隙衬底的结构示意图；图4为本专利技术一个实施例所提供的电磁场带隙衬底中，电磁场带隙单元的俯视图；图5为本专利技术另一个实施例中所提供的穿戴式天线中，微带线和凹形金属层的俯视图；图6为穿戴式天线的频率-辐射效率曲线示意图，其中，曲线I为预期获得的穿戴式天线的频率-辐射效率曲线示意图，曲线2为本专利技术实施例所提供的穿戴式天线的频率-辐射效率曲线示意图，曲线3为现有技术中在FPC天线与人体之间增加金属层的天线结构的频率-辐射效率曲线示意图。【具体实施方式】正如
技术介绍
部分所述，现有技术中的天线并不适合穿戴。专利技术人研究发现，FPC天线很薄，可以将FPC天线贴在人体表面，解决现有技术中天线体积较大的问题。但是，人体组织的介电常数较高，天线紧贴在人体表面，会使得天线的谐振频率比在空气中低，使得FPC天线的频率向低漂移，而且，天线辐射的能量也会被人体组织吸收，辐射效率很低。专利技术人在上述研究的基础上，进一步研究发现，可以在FPC天线与人体之间插入金属层，来避免FPC天线和人体的直接接触，从而解决由于FPC天线与人体直接接触而导致的辐射效率较低的问题。但是，由于金属是电壁，天线紧贴金属，会使得天线的镜像电流方向与天线的实际电流方向相反，同样降低天线的辐射效率，专利技术人在上述研究的基础上，更进一步研究发现，可以利用EBG(Electromagnetic Band Gap,即电磁场带隙)结构代替金属层插入FPC天线与人体之间。由于EBG (Electromagnetic Band Gap,即电磁场带隙)结构在特定频段是磁壁，可以使得天线的镜像电流方向和天线的实际电流方向相同，不会降低天线的辐射效率。但是，现有技术中天线电流分布范围较广，为了提高天线的辐射效率，需要EBG的面积足够大，几乎和整个前胸或后背的面积相同，才能有效，从而使得其不便于穿戴。有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种穿戴式天线，包括:电磁场带隙衬底、天线辐射器和位于所述电磁场带隙衬底和天线辐射器之间的第一介质层；所述天线辐射器包括:位于所述第一介质层背离所述电磁场带隙衬底一侧的凹形金属层；位于所述凹形金属层背离所述第一介质层一侧的第二介质层；位于所述第二介质层背离所述凹形金属层一侧的微带线，所述微带线包括电连接的第一导线和第二导线；其中，所述凹形金属层的开口方向朝向所述第一导线，且所述凹形金属层在所述第一介质层上的投影与所述第一导线在所述第一介质层上的投影不交叠，所述凹形金属层在所述第一介质层上的投影覆盖所述第二导线在所述第一介质层上的投影。由上可知，本专利技术实施例所提供的穿戴式天线，包括:电磁场带隙衬底、天线辐射器和第一介质层，而所述天线辐射器包括:凹形金属层、第二介质层和微带线，厚度较薄。而且，本专利技术实施例所提供的穿戴式天线中，所述微带线包括电连接的第一导线和第二导线，从而可以利用所述微带线和所述凹形金属层构成巴伦天线，其中，所述第一导线用于接收天线辐射信号，所述第二导线和所述凹形金属层构成不平衡-平衡转换器，将所述第一导线接收到的不平衡辐射信号转换为平衡辐射信号，使得天线电流集中在天线周围，而不会分布到地面的边缘去，提高了电流的密度，面积较小，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿戴式天线，其特征在于，包括：电磁场带隙衬底、天线辐射器和位于所述电磁场带隙衬底和天线辐射器之间的第一介质层；所述天线辐射器包括：位于所述第一介质层背离所述电磁场带隙衬底一侧的凹形金属层；位于所述凹形金属层背离所述第一介质层一侧的第二介质层；位于所述第二介质层背离所述凹形金属层一侧的微带线，所述微带线包括电连接的第一导线和第二导线；其中，所述凹形金属层的开口方向朝向所述第一导线，且所述凹形金属层在所述第一介质层上的投影与所述第一导线在所述第一介质层上的投影不交叠，所述凹形金属层在所述第一介质层上的投影覆盖所述第二导线在所述第一介质层上的投影。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜罡，马磊，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11