一种柔性形变传感天线及其设计方法技术

技术编号：42395891 阅读：20 留言：0更新日期：2024-08-16 16:19

本发明专利技术公开了一种柔性形变传感天线及其设计方法，属于天线与微波技术以及物联网领域。该天线包括带开槽的扇形贴片、接地板、柔性介质板以及柔性覆层，可共形附加于各种物体表面，通过检测天线因弯曲形变引起的谐振频率变化，实现对共形表面弯曲度的传感功能。本发明专利技术旨在实现无线传感器系统中的传感和通信双重功能，且可通过改变扇形圆心角及半径双自由度调整所述天线的传感灵敏度，可应用于多种检测场景。本发明专利技术所设计的天线传感灵敏度高，具有稳定的单向波束，且增益高、低SAR、结构简单、低剖面，易加工实现，在物联网的各种无线传感与射频识别系统中有广泛应用前景。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种柔性形变传感天线及其设计方法，属于物联网与可穿戴设备。

技术介绍

1、天线传感器是具有通信和传感双重功能的电子设备，可以通过更少的系统组件来实现。天线传感器的功能原理通过其几何或固有材料变化对天线谐振频率产生影响，通过对反射系数的影响来评估天线谐振频率。近年来，柔性电子器件的机械特性包括褶皱、弯曲和应力/收缩，将大大扩展现代电子设备从平面到多种真实的非平面应用场景。到目前为止，天线传感器已应用于许多行业，如农业生产、建筑结构安全、生物医学传感、食品质量监测等，包括温度传感、裂纹传感、应变传感和介电传感等。

2、这些应用大多是在刚性材料上设计的，不能拉伸和弯曲。所以将天线与柔性材料相结合并探究弯曲传感特性能满足复杂多变的检测场景：如人体体态监测、座椅、远程控制开关等。比如将其集成在客制化服装的特定部位(如颈部、腰部和各个关节处)来实现无线控制的vr交互；再比如将该天线组成阵列，贴附在气象热气球上，气球随升空高度增加(外部气压减小)体积逐渐膨胀，导致谐振点偏移，最终可由膨胀程度和气压间特性关系推算目前的升空高度...

【技术保护点】

1.一种柔性形变传感天线的设计方法，其特征在于，所述设计方法具体为：

2.根据权利要求1所述的一种柔性形变传感天线的设计方法，其特征在于，在中心频率固定的条件下，所述扇形贴片(1)的圆心角大于180°且小于360°，对应的半径范围为六分之一波长～三分之一波长。

3.根据权利要求1所述的一种柔性形变传感天线的设计方法，其特征在于，所述矩形槽(2)长度范围小于六分之一波长，宽度范围为四十分之一波长～十五分之一波长。

4.根据权利要求1所述的一种柔性形变传感天线的设计方法，其特征在于，所述柔性介质板(5)的介电常数为1～10。