一种用于物联网的手提包拉链天线制造技术

本发明专利技术公开了一种用于物联网的手提包拉链天线，包括：手提包、拉链和馈电装置；手提包的开口处设置拉链，拉链包括两端的终止片、中间的若干链牙和拉手；馈电装置设置在终止片之下与终止片接触，或者设置在链牙之下或侧面与链牙接触；采用手提包上的金属拉链作为辐射体。本发明专利技术的优点是：成本低，不需要人身上额外的安装空间，结构牢固，不需要担心脱落等问题。可以获得具有一定灵活性的辐射方向特性和增益，实用度广泛。

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【技术实现步骤摘要】
一种用于物联网的手提包拉链天线
本专利技术涉及天线
，特别涉及一种用于物联网的手提包拉链天线。
技术介绍
现有技术中，常见的无线系统包括雷达、通信、导航等，其天线通常是金属材质，或金属与固体介质的混合结构。在可穿戴领域，国内外近年来相关天线实现途径主要包括以下几方面：一、含银纳米线的小型化平面天线，首先使用模板将银纳米线排列为特定的图案，然后铺上一层液体聚合物，待聚合物凝固后，形成包含预期图案的弹性材料，该图案材料能构成带贴片天线的辐射组件，通过调整其形状，控制天线工作频率。由于其天线设计实现并未使用常见的金属，而是定制化材料，因此，加工制作工艺复杂，成本较高。二、使用金属钮扣或金属皮带扣天线。尺寸小，具有一定的辐射能力，对于波长较短、频率较高的系统，其电尺寸才有优势。特别是纽扣天线，只能有效辐射频率较高的信号。但是该天线物理尺寸小，电尺寸受限，辐射方向性较弱，辐射和接收无线电能量不够集中。三、设计金属材料的变形振子天线、环天线等，尺寸很小，嵌入到系统中，跟目前主流的手机天线类似，通常比手机天线尺寸更小。缺点和纽扣天线类似。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了一种用于物联网的手提包拉链天线，解决了现有技术中存在的缺陷。为了实现以上专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种用于物联网的手提包拉链天线，包括：手提包、拉链和馈电装置；手提包的开口处设置拉链，拉链包括两端的终止片、中间的若干链牙和拉手；馈电装置设置在终止片之下与终止片接触，或者设置在链牙之下或侧面与链牙接触；所述拉链的材料为金属。进一步地，馈电装置包括：金属接地板、介质基板和馈电探针；金属接地板之上为介质基板，馈电探针竖立设置在介质基板中心，馈电探针一端贯穿介质基板与金属接地板连接，馈电探针7另一端与拉链的终止片或链牙连接。作为优选，拉链长度385mm，链牙长度4.5mm，链牙宽度1.0mm，馈电位置距离拉链左边终止片外缘34.5mm，馈电探针长度5.8mm，馈电探针直径0.8mm，馈电基板20mm×20mm×1.6mm。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：成本低，不需要人身上额外的安装空间，结构牢固，不需要担心脱落等问题。通过改变馈电位置等方法，天线可调谐工作于不同的频段；根据拉开程度的不同，可以获得具有一定灵活性的辐射方向特性和增益，具备一定的可重构性。可应用在包括：体域网、物联网、智能家居电气设备控制和智慧城市、环境监测、无线能量收集、无线通信、导航定位等多种领域中，实用度广泛。附图说明图1是本专利技术实施例拉链天线的结构示意图；图2是本专利技术实施例拉链天线的侧面结构示意图；图3是本专利技术实施例馈电装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例不同的馈电位置对应的反射系数(x轴方向)图；图5是本专利技术实施例反射系数随馈电位置的变化(z轴方向)图；图6是本专利技术实施例手提包拉链天线的辐射效率和总效率曲线图；图7是本专利技术实施例手提包拉链天线二维极坐标方向图；图8是本专利技术实施例拉链处于不同拉开状态下的天线方向图；图9是本专利技术实施例手提包拉链天线对应于不同链齿长度的辐射方向图；图10是本专利技术实施例天线反射系数随链齿宽度的变化曲线图；图11是本专利技术实施例手提包拉链天线对应于不同馈电位置的增益曲线图；图12是本专利技术实施例天线增益随拉链链齿长度的变化曲线图；图13是本专利技术实施例人体对手提包拉链天线辐射方向图的影响；图14是本专利技术实施例仿真和实测的S11比较图；图15是本专利技术实施例手提包拉链天线仿真和实测方向(@2.44GHz)比较图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图并列举实施例，对本专利技术做进一步详细说明。如图1至3所示，一种用于物联网的手提包拉链天线，包括：手提包、拉链和馈电装置1；手提包的开口处设置拉链，拉链包括两端的终止片2、中间的若干链牙3和拉手4；馈电装置1设置在终止片2之下与终止片2接触，或者设置在链牙3之下或侧面与链牙3接触；馈电装置1包括：金属接地板5、介质基板6和馈电探针7；金属接地板5之上为介质基板6，馈电探针7竖立设置在介质基板6中心，馈电探针7一端贯穿介质基板6与金属接地板5连接，馈电探针7另一端与拉链的终止片2或链牙3连接。一组性能指标较好的参数：拉链长度385mm，链牙长度4.5mm，链牙宽度1.0mm，馈电位置距离拉链左边34.5mm，馈电探针长度5.8mm，馈电探针直径0.8mm，馈电基板20mm×20mm×1.6mm。为了研究手提包天线的性能，使用了CST微波工作室进行仿真，在此基础上分析了多个参数的影响。探针和拉链链牙不同的连接方式可能会引起反射系数的变化，如图4所示，这里的几种连接分别是链牙的侧面或底部，接触的松紧程度不同。在图中所示三种情况下，都可以找到一定的可用频段。例如，从链牙侧面松散连接可以得到三个工作频段，中心频率分别是1.20GHz，1.58GHz和2.15GHz。事实上，探针的具体坐标将影响天线的回波损耗。图7的4组反射系数分别对应着右边链牙1.75mm，2.75mm和3.75mm及左边1.75mm的馈电位置。从图中可以看到，当探针从链带中间向外侧移动时，天线的匹配性能越来越差。从计算结果来看，天线获得的最佳工作频段是2.37GHz-2.49GHz，中心频点在2.44GHz，带宽120MHz，相对带宽4.92％。如图6所示，手提包拉链天线的辐射效率和总效率。其中，总效率的最低值是2.90GHz处的97.0％，而辐射效率的最高数值为2.70GHz处的97.4％。表1给出了天线在2.0GHz-3.0GHz之间的具体效率数据。可以看出天线的总效率在频段内尽管有起伏，但是其效率能够满足正常的通信要求。表1手提包拉链天线效率当馈电位置沿着x轴移动时，辐射方向图将发生变化。图7提供了手提包拉链天线在2.44GHz处的二维极坐标方向图，馈电位置分别对应x＝34.5mm,93mm和192mm。图7(a)是水平极化方向图的XoZ平面(即Phi＝0°，Theta从0°扫描到360°)，图7(b)是垂直极化方向图的YoX平面(即Theta＝90°，Phi从0°扫描到360°)。根据天线结构，XoZ平面内是对称的，而其他平面内有显著的方向性。图8给出了拉链被拉开不同程度的辐射方向图((a)XoZ平面，(b)YoX平面)，包括拉链闭合(@2.41GHz)，拉开四分之一(@2.35GHz)及拉开一半(@2.48GHz)等三种情况。在XoZ平面内，三者差别不大。而在YoX平面内，如图中所示，最大辐射方向有所变化。这主要是由于拉链拉开之后，天线结构发生了变化。实际上，被拉开的链齿将作为仍闭合的链齿的引向器而发挥作用。为了分析各种参数对天线性能的影响，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于物联网的手提包拉链天线，其特征在于，包括：手提包、拉链和馈电装置；手提包的开口处设置拉链，拉链包括两端的终止片、中间的若干链牙和拉手；馈电装置设置在终止片之下与终止片接触，或者设置在链牙之下或侧面与链牙接触；所述拉链的材料为金属。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于物联网的手提包拉链天线，其特征在于，包括：手提包、拉链和馈电装置；手提包的开口处设置拉链，拉链包括两端的终止片、中间的若干链牙和拉手；馈电装置设置在终止片之下与终止片接触，或者设置在链牙之下或侧面与链牙接触；所述拉链的材料为金属。


2.根据权利要求1所述的一种用于物联网的手提包拉链天线，其特征在于：馈电装置包括：金属接地板、介质基板和馈电探针；
金属接地板之上为介...

【专利技术属性】
技术研发人员：李高升，熊艳晔，蒋建辉，肖培，申婉婷，邱永峰，刘柱，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43