一种基于嵌花针织物的对称振子天线及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于嵌花针织物的对称振子天线及制备方法。基底、第一辐射单元和第二辐射单元之间交织形成对称振子一体化织物，其中第一辐射单元、第二辐射单元的结构相同且均相嵌地交织在基底的中部区域中，第一辐射单元和第二辐射单元之间对称且间隔布置；所述对称振子一体化织物通过铜丝与同轴连接器电连接后实现对称振子天线的馈电。本发明专利技术还公开了一种基于嵌花针织物的对称振子天线的制备方法。本发明专利技术提出的对称振子天线整体性好，兼具隐蔽性与柔软性，辐射单元嵌入基底内，能够有效改善纺织天线分层问题，制备方法简便，易于推广。推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于嵌花针织物的对称振子天线及制备方法


[0001]本专利技术涉及智能纺织品和柔性天线领域的一种对称振子天线，具体涉及了一种基于嵌花针织物的对称振子天线及制备方法。

技术介绍

[0002]随着网络技术的蓬勃发展，物联网正在改变人们的生活。其中，体域网(BodyAreaNetwork)是以人体为中心的一套小型网络，能够实时监测使用者的各项生理指标，为智慧医疗的实现提供基础。体域网功能的实现需要可穿戴设备的支持，为了降低可穿戴设备对人体活动的干扰，设备需要满足轻便可弯曲等要求，并且数据传输方式为无线传输。因此，设计可穿戴设备时需要用到天线，并且使用柔性材料。
[0003]天线在智能穿戴设备中是不可缺少的一个元件，用于收发电磁信号。为了得到轻便可弯，穿戴舒适的特性，通常采用柔性材料制作天线。其中，纺织材料因其易与服装共形，是最受青睐的柔性天线制作材料之一。目前已有的纺织天线成型方法有印刷法，即使用导电油墨在纺织基底表面形成辐射单元；刺绣法，即使用导电绣线在纺织基底上绣出辐射单元；直接法，即将裁切好的辐射单元直接黏贴或缝合到纺织基底表面。
[0004]对称振子天线结构简单用途广泛，其全向的辐射特性使其适合应用于体域网中。纺织对称振子天线通常包含基底和辐射单元两个部分，负责辐射信号的主要是辐射单元，基底起到支撑辐射单元的作用。由于辐射单元和基底之间是独立的两层材料，辐射单元在使用中存在从基底剥离，从而使天线失效的隐患。辐射单元在基底层表面形成凸出的结构，使产品的隐蔽性较差。另外，辐射单元与基底层的结合需要额外的制作工艺，使产品的制作成本较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的问题是：如何制备一种具有无线信号传输功能的柔性对称振子天线，使辐射单元无缝嵌入基底层，提高纺织对称振子天线的一体化程度和隐蔽性，简化纺织对称振子天线的制作流程。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于嵌花针织物的对称振子天线。本专利技术采用针织嵌花技术，将对称振子天线的两个辐射单元嵌入基底中一体织造成型，其辐射单元和基底分别由导电纱线和绝缘纱线构成，得到的对称振子天线整体性好，兼具隐蔽性与柔软性，为柔性天线和智能纺织品提供了一种新的设计思路。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一、一种基于嵌花针织物的对称振子天线
[0009]天线包括基底、第一辐射单元、第二辐射单元、同轴连接器和铜丝；
[0010]基底、第一辐射单元和第二辐射单元之间交织形成对称振子一体化织物，其中第一辐射单元、第二辐射单元的结构相同且均相嵌地交织在基底的中部区域中，第一辐射单元和第二辐射单元之间对称且间隔布置；所述对称振子一体化织物通过铜丝与同轴连接器
电连接后实现对称振子天线的馈电。
[0011]所述对称振子一体化织物通过铜丝与同轴连接器电连接，具体为：一根铜丝的一端与同轴连接器的内导体连接脚相连，一根铜丝的另一端与第一辐射单元相连，另一根铜丝的一端与同轴连接器的外导体连接脚相连，另一根铜丝的另一端与第二辐射单元相连。
[0012]所述对称振子天线工作于特高频波段，频率范围为300MHz
‑
3GHz。
[0013]所述第一辐射单元和第二辐射单元均由导电纱线织造而成；所述导电纱线为导电金属镀层纱线或金属线。
[0014]所述基底由绝缘纱线织造而成；所述绝缘纱线为化纤纱或者是化纤与天然纤维混纺而成的纱线。
[0015]所述基底的绝缘纱线的直径、伸长率与第一辐射单元和第二辐射单元的导电纱线的直径、伸长率相同。
[0016]所述第一辐射单元和第二辐射单元所在区域的形状为矩形、方波形状或者分形形状。
[0017]所述第一辐射单元、第二辐射单元的边缘均与基底进行交织。
[0018]二、一种基于嵌花针织物的对称振子天线的制备方法
[0019]方法包括以下步骤：
[0020]步骤1：确定对称振子天线的两个辐射单元形状，再根据对称振子天线所需的工作频率设置两个辐射单元的尺寸；
[0021]步骤2：根据两个辐射单元的尺寸确定对称振子天线的织造参数；
[0022]步骤3：根据两个辐射单元的尺寸和对称振子天线的织造参数，选择一种绝缘纱线，用于对称振子天线的基底的织造；选择一种导电纱线，用于两个辐射单元的织造；
[0023]步骤4：使用绝缘纱线采用针织平纹组织的方式逐行织造中部区域一侧部的基底，中部区域一侧部的基底的宽度大于两个辐射单元的宽度之和；
[0024]步骤5：根据两个辐射单元的尺寸，采用针织嵌花的方法逐行织造基底的中部区域和其中的两个辐射单元，其中两个辐射单元每行均使用导电纱线进行织造，基底每行均使用绝缘纱线进行织造，辐射单元与基底交界处的绝缘纱线与导电纱线进行行方向或列方向的相互交织，形成连续织物；
[0025]步骤6：使用绝缘纱线采用针织平纹组织的方式逐行织造中部区域另一侧部的基底，中部区域另一侧部的基底的宽度大于两个辐射单元的宽度之和；
[0026]步骤7：两根铜丝的一端分别与同轴连接器的内导体连接脚、外导体连接脚相连，两根铜丝的另一端分别与两个辐射单元相连，获得对称振子天线。
[0027]所述步骤2中的织造参数包括针织机针距和织造张力。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]第一，该针织嵌花对称振子天线既能实现信号传输功能，又具备纺织品柔软的特性，能够与曲面共形，在智能穿戴领域应用前景广泛。
[0030]第二，该针织嵌花对称振子天线的辐射单元嵌入基底中，使突出表面的辐射单元容易剥落的问题得到改善，同时提高了纺织天线结构的隐蔽性。
[0031]第三，利用该针织嵌花织造对称阵子天线，比机织方法织造流程简单，织造效率高，纱线在织造过程中磨损少，织机占地面积小，有利于推广使用。
附图说明
[0032]图1为针织嵌花对称阵子一体化织物织造结构图；
[0033]图2为针织嵌花对称振子天线结构示意图；
[0034]图3为辐射单元为方波形状的示意图；
[0035]图4为辐射单元为分形形状的示意图；
[0036]图5为实施例中对称振子天线的实测S11。
[0037]图中：1、基底，2、第一辐射单元，3、第二辐射单元，4、对称阵子一体化织物，5、同轴连接器，6、铜丝。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]在本专利技术的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌花针织物的对称振子天线，其特征在于，包括基底(1)、第一辐射单元(2)、第二辐射单元(3)、同轴连接器(5)和铜丝(6)；基底(1)、第一辐射单元(2)和第二辐射单元(3)之间交织形成对称振子一体化织物(4)，其中第一辐射单元(2)、第二辐射单元(3)的结构相同且均相嵌地交织在基底(1)的中部区域中，第一辐射单元(2)和第二辐射单元(3)之间对称且间隔布置；所述对称振子一体化织物(4)通过铜丝(6)与同轴连接器(5)电连接后实现对称振子天线的馈电。2.根据权利要求1所述的一种基于嵌花针织物的对称振子天线，其特征在于，所述对称振子一体化织物(4)通过铜丝(6)与同轴连接器(5)电连接，具体为：一根铜丝(6)的一端与同轴连接器(5)的内导体连接脚相连，一根铜丝(6)的另一端与第一辐射单元(2)相连，另一根铜丝(6)的一端与同轴连接器(5)的外导体连接脚相连，另一根铜丝(6)的另一端与第二辐射单元(3)相连。3.根据权利要求1所述的一种基于嵌花针织物的对称振子天线，其特征在于，所述对称振子天线工作于特高频波段，频率范围为300MHz
‑
3GHz。4.根据权利要求1所述的一种基于嵌花针织物的对称振子天线，其特征在于，所述第一辐射单元(2)和第二辐射单元(3)均由导电纱线织造而成；所述导电纱线为导电金属镀层纱线或金属线。5.根据权利要求1所述的一种基于嵌花针织物的对称振子天线，其特征在于，所述基底(1)由绝缘纱线织造而成；所述绝缘纱线为化纤纱或者是化纤与天然纤维混纺而成的纱线。6.根据权利要求1所述的一种基于嵌花针织物的对称振子天线，其特征在于，所述基底(1)的绝缘纱线的直径、伸长率与第一辐射单元(2)和第二辐射单元(3)的导电纱线的直径、伸长率相同。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邝野，陈晏如，娄琳，胡志霖，顾冰菲，薛瑞，郑晶晶，闫彦红，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：