随着无线通信技术的不断发展以及穿戴式智能终端的日益普及,体域网作为一种新型的网络形式成为大家的研究热点之一,具备智能、美观、便携及穿戴舒适性等特点的穿戴式电子产品备受广大消费者的青睐。人体中心网络是第四代移动通信(4G)的一个重要组成部分,其中,柔性可穿戴天线是人体中心网络天线研究的重点,研究具有低剖面、易穿戴、易与人体共形等特点的柔性可穿戴天线具有重要意义。本文面向穿戴式无线通信系统的柔性天线设计及实现方法展开工作,其主要研究内容可概括为:(1)掌握天线设计的基本理论知识,深入研究柔性可穿戴天线的制备方法及工艺流程,了解柔性可穿戴天线的研究现状与发展动态,研究不同介质基体和辐射贴片实现柔性可穿戴天线设计的基本方法,探索辐射贴片的导电性对天线性能的影响机制,阐述辐射贴片的导电机理以及提升导电性的方法。(2)基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性介质基体和导电银胶设计一款工作于2.45GHz和5.8 GHz ISM频段的双频柔性可穿戴天线,阐述该双频柔性天线的工作原理、拓扑结构及制备流程,研究提升辐射贴片导电性的方法并对导电银胶成膜后的电学特性进行分析。实现在中心频率2.45 GHz和5.8 GHz处,实测回波损耗分别为-26 dB和-28 dB,电压驻波比分别为1.5和1.8,实测方向图与仿真结果保持良好的一致性。通过建立双频柔性可穿戴天线的弯曲模型,探索弯曲状态对天线性能的影响,仿真与实测验证了该双频柔性可穿戴天线的可行性。(3)研究纳米打印技术在柔性可穿戴天线设计中的应用,通过在PET柔性基体上喷涂打印银纳米颗粒的方法,设计一款工作于3.6 GHz WiMAX频段的全打印式柔性可穿戴共面波导天线。阐述全打印柔性共面波导天线的结构设计、制备流程和性能表征方法,探索提升、优化喷涂打印银纳米颗粒制备辐射贴片电学性能和力学性能的基本方法,探索不同弯曲半径对全打印式柔性可穿戴共面波导天线性能的影响。3.6 GHz中心频率处,实现回波损耗仿真与实测分别为-36.7 dB和-23.8 dB,-10 dB带宽为180MHz,驻波比为1.3,实测方向图与仿真保持较好的一致性,喷涂打印技术为设计柔性可穿戴天线提供了一种简单可行的实现方法。(4)提出一款工作于2.45 GHz ISM频段的柔性可穿戴织物微带天线,以织物为柔性基体,石墨烯/聚苯胺填充PDMS制备柔性高导电辐射贴片和接地平面。研究织物天线设计原理与实现方法,介绍织物微带天线的结构特点与制备流程,阐述石墨烯/聚苯胺/PDMS复合材料的导电机理与性能特点。中心频率2.45 GHz处,实现回波损耗仿真与实测分别为-36.2 dB和-22.6 dB,-10 dB带宽为165 MHz,驻波比为1.58,实测方向图与仿真保证良好的一致性。通过建立弯曲模型和三层人体组织模型,研究弯曲状态对织物微带天线性能影响,依据人体组织与织物微带天线在不同距离时的SAR值,分析织物微带天线对人体的辐射影响,结果表明,织物微带天线的接地平面有效地降低了天线对人体的辐射,SAR值在安全标准范围内。本文通过研究天线设计理论,针对柔性可穿戴天线的发展需求,探索柔性天线的设计与实现方法,为穿戴式无线通信系统中柔性天线的设计与研制提供了可行性的解决方案。