一种带V型槽的全纺织带宽增强半模衬底集成腔天线制造技术

一种带V型槽的全纺织带宽增强半模衬底集成腔天线，包括导电顶面、介质衬底和导电底面；介质衬底覆盖在导电底面的上表面；所述介质衬底中嵌入有导电侧壁，导电侧壁底端与导电底面连接、顶端与导电顶面连接；导电侧壁包括左侧导电侧壁、前侧导电侧壁和右侧导电侧壁，导电侧壁、导电顶面与导电底面之间形成半模衬底集成空腔，半模衬底集成空腔内设有馈电探针；导电顶面、导电底面、左侧导电侧壁、右侧导电侧壁之间形成辐射开口，辐射开口位于半模衬底集成空腔的后端；导电顶面靠近辐射开口的一侧设置有V型槽，V型槽与辐射开口相连通。该天线结构简单、尺寸较小、带宽较宽，可实现5G WLAN频段的全覆盖，适用于可穿戴设备的应用需求。适用于可穿戴设备的应用需求。适用于可穿戴设备的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种带V型槽的全纺织带宽增强半模衬底集成腔天线


[0001]本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种带V型槽的全纺织带宽增强半模衬底集成腔天线。

技术介绍

[0002]近年来，可穿戴天线已被研究并应用于各种领域，包括医疗监测、运动训练、国防和安全。织物天线由导电和非导电织物材料制成，因其高柔韧性、低重量和易集成到服装中而适合可穿戴的应用。如何在人体上放置织物天线是一个亟需解决的问题。首先，这种天线必须是低剖面的设计，以便于能集成到衣服中；其次，要易于制造、轻巧、灵活、机械耐用，并且对人体的日常活动影响最小。
[0003]由于衬底集成波导(SIW)天线具有平面结构好、制造成本低、低损耗的优点，在传统的技术中被广泛研究，但是SIW天线的缺点之一就是尺寸较大，因而无法适用于可穿戴设备。半模衬底集成空腔(HMSIC)天线由SIW天线发展而来，其是在SIW天线的基础上，通过引入电或磁的对称性，使得整体的结构减少了一半。但是，由于HMSIC天线具有单一谐振模式，因此其阻抗带宽很窄，无法适用于更高传输的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种带V型槽的全纺织带宽增强半模衬底集成腔天线，该天线结构简单、尺寸较小、带宽较宽，可实现5G WLAN频段的全覆盖，适用于可穿戴设备的应用需求。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种带V型槽的全纺织带宽增强半模衬底集成腔天线，包括导电顶面、介质衬底和导电底面；所述介质衬底覆盖在导电底面的上表面，导电顶面位于介质衬底前半部分的上表面；所述介质衬底中嵌入有导电侧壁，导电侧壁的底端与导电底面连接、顶端与导电顶面连接；所述导电侧壁由高度相平齐的左侧导电侧壁、前侧导电侧壁和右侧导电侧壁组成，所述左侧导电侧壁和右侧导电侧壁均为长条形结构且尺寸相等并平行设置，其长度方向均沿前后方向延伸；所述前侧导电侧壁为长条形结构，其长度方向沿左右方向延伸，且两端分别与左侧导电侧壁的前端和右侧导电侧壁的前端固定连接；所述导电顶面、导电底面与导电侧壁之间形成半模衬底集成空腔；所述半模衬底集成空腔内设置有馈电探针并嵌入在介质衬底中，所述馈电探针为铜质圆柱，其顶端与导电顶面连接，其底端通过绝缘连接件与介质衬底的下表面固定连接；所述导电顶面、导电底面、左侧导电侧壁、右侧导电侧壁之间形成辐射开口，辐射开口位于半模衬底集成空腔的后端；导电顶面靠近辐射开口的一侧设置有V型槽，所述V型槽与辐射开口相连通。
[0006]进一步的，所述V型槽的左右两臂宽度相等且左右对称，V型槽的开角朝向前侧导电侧壁且开角为90
°
。
[0007]优选的，所述导电顶面的尺寸小于介质衬底一半的尺寸。
[0008]优选的，所述导电侧壁为金属导线缝纫织品。
[0009]优选的，所述导电侧壁由镀银线117/172PLY直线缝制3遍得到的缝纫织品，其电阻为0.6Ω。
[0010]优选的，所述导电顶面和导电底面均由型号为NCS95R
‑
CR的导电布材质组成，其方块电阻为0.04Ω。
[0011]优选的，介质衬底为长方体结构，导电顶面和导电底面为矩形结构。
[0012]优选的，介质衬底材质为foam PF
‑
4泡沫。
[0013]与现有技术相比，本专利技术在衬底集成波导(SIW)天线基础上，通过引入对称的磁壁，产生半模衬底集成空腔(HMSIC)天线，使得整个结构减少了一半。采用全织物制作，顶面和底面是由型号为NCS95R
‑
CR的导电布制作，导电侧壁由镀银线117/172PLY缝纫而成，具有易于与人体衣服集成、易于制作、成本低等优点，适用于穿戴式天线设计。通过增加V型槽，解决了由于HMSIC天线阻抗带宽很窄的问题，实现了5G WLAN频段的全覆盖。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的结构示意图；
[0015]图2是图1的A向视图；
[0016]图3是本专利技术的整体俯视图；
[0017]图4是本专利技术在自由空间和人体表面的仿真实测回波损耗S11曲线；
[0018]图5为本专利技术在自由空间沿x轴和沿y轴弯曲的实测回波损耗曲线；
[0019]图6为本专利技术在5.15GHz、5.21GHz、5.5GHz、5.62GHz、5.825GHz处的E
‑
plane和H
‑
plane平面实测辐射方向图；
[0020]为清楚地反映部件关系，图1中将导电顶面以透明方式画出。
[0021]图中：1、半模衬底集成空腔，2、V型槽，3、导电顶面，4、介质衬底，5、导电底面，6、馈电探针，7、导电侧壁，71、左侧导电侧壁，72、前侧导电侧壁，73、右侧导电侧壁，8、辐射开口。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术作进一步说明(以下描述中的左、右、前、后方向与图1中的左、右、前、后方向相同，只是为了清楚的描述本专利技术)。
[0023]如图1至图3所示，一种带V型槽的全纺织带宽增强半模衬底集成腔天线，包括导电顶面3、介质衬底4和导电底面5；所述介质衬底4覆盖在导电底面5的上表面，导电顶面3位于介质衬底4前半部分的上表面，导电顶面3的后端位于y轴上，且沿x轴左右对称；
[0024]所述介质衬底4中嵌入有导电侧壁7，导电侧壁7的底端与导电底面5连接、顶端与导电顶面3连接；所述导电侧壁7由高度相平齐的左侧导电侧壁71、前侧导电侧壁72和右侧导电侧壁73组成，所述左侧导电侧壁71和右侧导电侧壁73均为长条形结构且尺寸相等并平行设置，其长度方向均沿x轴方向即前后方向延伸；所述前侧导电侧壁72为长条形结构，其长度方向沿y轴方向即左右方向延伸，且两端分别与左侧导电侧壁71的前端和右侧导电侧壁73的前端固定连接；
[0025]所述导电顶面3、导电底面5与导电侧壁7之间形成半模衬底集成空腔1；所述半模衬底集成空腔1内设置有馈电探针6并嵌入在介质衬底4中，馈电探针6位于半模衬底集成空腔1的x轴上，所述馈电探针6为铜质圆柱，其顶端与导电顶面3连接，其底端通过绝缘连接件
与介质衬底4的下表面固定连接；
[0026]所述导电顶面3、导电底面5、左侧导电侧壁71、右侧导电侧壁73之间形成辐射开口8，辐射开口8位于半模衬底集成空腔1的后端；
[0027]导电顶面3靠近辐射开口8的一侧设置有V型槽2，所述V型槽2与辐射开口8相连通。
[0028]所述V型槽2的左右两臂宽度相等且沿x轴左右对称，V型槽2的开角朝向前侧导电侧壁72且开角为90
°
。
[0029]所述导电顶面3的尺寸小于介质衬底4一半的尺寸。
[0030]所述导电侧壁7为金属导线缝纫织品。所述导电侧壁7由镀银线117/172PLY直线缝制3遍得到的缝纫织品，其电阻为0.6Ω。
[0031]所述导电顶面3和导电底面5均由型号为NCS95R
‑
CR的导电布材质组成，其方块电阻为0.04Ω。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带V型槽的全纺织带宽增强半模衬底集成腔天线，包括导电顶面(3)、介质衬底(4)和导电底面(5)；所述介质衬底(4)覆盖在导电底面(5)的上表面，导电顶面(3)位于介质衬底(4)前半部分的上表面；其特征在于，所述介质衬底(4)中嵌入有导电侧壁(7)，导电侧壁(7)的底端与导电底面(5)连接、顶端与导电顶面(3)连接；所述导电侧壁(7)由高度相平齐的左侧导电侧壁(71)、前侧导电侧壁(72)和右侧导电侧壁(73)组成，所述左侧导电侧壁(71)和右侧导电侧壁(73)均为长条形结构且尺寸相等并平行设置，其长度方向均沿前后方向延伸；所述前侧导电侧壁(72)为长条形结构，其长度方向沿左右方向延伸，且两端分别与左侧导电侧壁(71)的前端和右侧导电侧壁(73)的前端固定连接；所述导电顶面(3)、导电底面(5)与导电侧壁(7)之间形成半模衬底集成空腔(1)；所述半模衬底集成空腔(1)内设置有馈电探针(6)并嵌入在介质衬底(4)中，所述馈电探针(6)为铜质圆柱，其顶端与导电顶面(3)连接，其底端通过绝缘连接件与介质衬底(4)的下表面固定连接；所述导电顶面(3)、导电底面(5)、左侧导电侧壁(71)、右侧导电侧壁(73)之间形成辐射开口(8)，辐射开口(8)位于半模衬底集成空腔(1)的后端；所述导电顶面(3)靠近辐射开口(8)的一侧设置有V型槽(2)，所述V型槽(2)与辐射开口(8)相连通。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘逢雪，孟凡宇，毛满，蒋天语，毛俊稀，葛建明，
申请(专利权)人：江苏锡沂高新材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：