一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线制造技术

技术编号:41266970 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-11 09:22
本技术公开了一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,包括介质板,介质板的背面设置有接地层,其正面设置有矩形金属层,矩形金属层上设置有多组对称的斜缝隙,每组斜缝隙中均加载有电容,在矩形金属层的上下两端对称设置多个短直细线电感,每个短直细线电感的末端设置金属过孔,金属过孔贯穿介质板和接地层导通,并在在矩形金属层的左右两端设置有对称的四级匹配,矩形金属层左侧的四级匹配接50Ω输入端,其右侧的四级匹配接50Ω负载。四级匹配为一水平放置的宝塔结构。高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线的‑10dB带宽为8.76GHz,带宽范围为4.65‑13.41GHz,相对带宽97.3%,与相关的基片集成波导天线相比具有更好的性能表现但同时结构紧凑得多。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微带天线,具体涉及一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线


技术介绍

1、随着社会的发展,现如今对过去一些复杂的、大型的电子装置提出了更为小型化和便携化的要求,于是可穿戴设备应运而生。可穿戴设备主要是指,可以集成到衣物上或者直接穿戴在人体上,甚至于安装在人体内部组织结构上的各种小型化便携智能设备,它们被广泛应用于医疗、健康、军事、安全、娱乐等多个领域。可穿戴设备作为一种硬件设备其独特之处是需要通过软件支持以及数据、云端交互来实现其强大的功能。要实现天线的可穿戴,那么这一可穿戴天线的便携性是首先要考虑的问题,于是各种电小天线被应用到了可穿戴领域。

2、传统的微带天线要满足可穿戴环境的特殊需求则基本上只能设计为窄带的可穿戴天线,在需要较宽的带宽的可穿戴天线时,这一设计的微带可穿戴天线就不能适用了。所以,还需要设计具有宽带特性的电小天线来满足宽带可穿戴环境,而且宽带的可穿戴天线即使在弯曲情形或者其它会引起天线性能恶化的情况下具有更好的抗弯曲性能等。就目前已有的多种天线设计而言,能够满足高方向性及低剖面的电小天线中,漏波天线具有比较鲜明的特点,尤其是基于复合左右手传输线的漏波天线从理论上来说非常适合于可穿戴天线。

3、如图1所示的8单元复合左右手传输线漏波可穿戴天线,这种crlh传输线尽管具有非常优异的15mm×1mm的宽度和厚度,但需要多个单元串联从而使得总长度达到了125mm,这对可穿戴设备来说还是比较长的,导致直接穿戴在人体时比较容易损坏。考虑到即使经过大量的全波仿真优化所得到的性能较好的crlh传输线依然是一个带宽相对较窄的天线,而传统上使用较多的交指电容和短截线电感实现的周期性左右手传输线应用范围有很大的限制,所以需要一种新的左右手传输线周期单元结构来进行更方便,更有效率的左右手传输线漏波天线设计及仿真。


技术实现思路

1、针对上述问题,本申请提出了一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,将交指电容由斜缝隙替代,将端直细线电感加载在斜缝隙的上下两端,综合了基片集成波导漏波天线的大密度金属过孔阵列和常用辐射缝隙设计,增加了左手电感和左手电容的密集程度,但又不至于因为相距过近而引起左手电容间产生电感,左手电感间产生电容。并在其左右两端设置四级匹配,使用四级匹配变换来改善天线匹配并增强天线性能。

2、本技术采用的技术方案是:

3、一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,包括介质板,介质板的背面设置有接地层,其正面设置有矩形金属层,矩形金属层上设置有多组对称的斜缝隙,每组斜缝隙中均加载有电容,并在矩形金属层的上下两端对称设置多个短直细线电感,每个短直细线电感的末端设置金属过孔,金属过孔贯穿介质板和接地层导通。

4、作为本技术方案的一种优选方式,在矩形金属层的左右两端设置有对称的多级匹配,矩形金属层左侧的多级匹配接50ω输入端,其右侧的多级匹配接50ω负载。

5、进一步地,在矩形金属层的左右两端设置对称的四级匹配,该四级匹配为一水平放置的宝塔结构。

6、更进一步地,四级匹配的长度e=24mm。

7、作为本技术方案的另一种优选方式,矩形金属层上设置有三组对称的斜缝隙,每一组斜缝隙为一“八”字型结构,对应的,矩形金属层的上下两端分别设置有4个短直细线电感。

8、进一步地,矩形金属层的尺寸为20×20mm;斜缝隙的缝隙长l=5mm,宽0.5mm,同侧相邻两个斜缝隙的间距d=5mm;短直细线电感的尺寸为1×3mm,同侧相邻两个短直细线电感的间距d=5mm;金属过孔的直径为05mm。

9、进一步地,每个斜缝隙与水平中心轴线的夹角均为45°。

10、更进一步地,金属过孔的直径为d=1mm。

11、作为本技术方案的另一种优选方式,介质板采用rogers 5880板材,其介电常数为2.2,损耗角正切0.0009,厚度为1mm。

12、本技术的有益效果:本技术设计的高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线集成了基片集成波导天线与左右手传输线漏波天线的优点。新型的可穿戴天线的-10db带宽为8.76ghz,带宽范围为4.65-13.41ghz,相对带宽97.3%,与相关的基片集成波导天线相比具有更好的性能表现但同时结构紧凑得多。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,包括介质板,介质板的背面设置有接地层,其正面设置有矩形金属层,矩形金属层上设置有多组对称的斜缝隙,每组斜缝隙中均加载有电容,并在矩形金属层的上下两端对称设置多个短直细线电感,每个短直细线电感的末端设置金属过孔,金属过孔贯穿介质板和接地层导通。

2.根据权利要求1所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,在矩形金属层的左右两端设置有对称的多级匹配,矩形金属层左侧的多级匹配接50Ω输入端,其右侧的多级匹配接50Ω负载。

3.根据权利要求2所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,在矩形金属层的左右两端设置对称的四级匹配,该四级匹配为一水平放置的宝塔结构。

4.根据权利要求3所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,四级匹配的长度e=24mm。

5.根据权利要求1所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,矩形金属层上设置有三组对称的斜缝隙,每一组斜缝隙为一“八”字型结构,对应的,矩形金属层的上下两端分别设置有4个短直细线电感。

6.根据权利要求5所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,矩形金属层的尺寸为20×20mm;斜缝隙的缝隙长l=5mm,宽0.5mm,同侧相邻两个斜缝隙的间距D=5mm;短直细线电感的尺寸为1×3mm,同侧相邻两个短直细线电感的间距d=5mm;金属过孔的直径为05mm。

7.根据权利要求5所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,每个斜缝隙与水平中心轴线的夹角均为45°。

8.根据权利要求1所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,介质板采用Rogers 5880板材,其介电常数为2.2,损耗角正切0.0009,厚度为1mm。

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【技术特征摘要】

1.一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,包括介质板,介质板的背面设置有接地层,其正面设置有矩形金属层,矩形金属层上设置有多组对称的斜缝隙,每组斜缝隙中均加载有电容,并在矩形金属层的上下两端对称设置多个短直细线电感,每个短直细线电感的末端设置金属过孔,金属过孔贯穿介质板和接地层导通。

2.根据权利要求1所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,在矩形金属层的左右两端设置有对称的多级匹配,矩形金属层左侧的多级匹配接50ω输入端,其右侧的多级匹配接50ω负载。

3.根据权利要求2所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,在矩形金属层的左右两端设置对称的四级匹配,该四级匹配为一水平放置的宝塔结构。

4.根据权利要求3所述的一种高频新型复合左右手传输线漏波可穿戴天线,其特征在于,四级匹配的长度e=24mm。

5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:段中航林浩冬古博孙雁君姚皓瀚
申请(专利权)人:中国民用航空飞行学院
类型:新型
国别省市:

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