近几年随着移动通信技术的迅速发展,越来越多的智能可穿戴设备应用到了人们生活的方方面面,这也推动了对可穿戴天线更深入的研究与设计。可穿戴天线应该具备小型化的特点,同时要求性能更稳定,不随人体的活动和外界条件变化而改变。考虑到可穿戴天线离人体很近甚至与人体接触,必须降低天线对人体的辐射以及人体复杂的介质环境对天线性能的影响。本文在分析了可穿戴天线的设计方法及结构原理之后,设计了两款可穿戴天线。1.设计了基于HIS高阻抗表面的圆环形天线,高阻抗表面属于电磁带隙结构的一种。这款天线工作在2.4GHz-2.5GHz频段,天线由上下两层结构组成:下层是HIS高阻抗表面作为天线的反射底板,该HIS的设计是基于厚度为1.6mm的FR4介质圆盘,其上表面由八个扇形铜面覆盖,扇形单元在角度方向上具有周期性间隔,这种HIS表面可用于天线小型化和带宽增强,并具有反射特性;上层为圆环天线,该环形天线具有两个馈电端口,使天线结构更紧凑,同时性能更稳定。通过计算和软件仿真对天线的几何参数进行了优化分析,并确定了该天线的几何尺寸,HIS圆面的半径为25mm,天线高度为3.4mm。最后测得了该天线的中心频率为2.44GHz,回波损耗低至-37dB,天线绝对带宽为180MHz,天线的增益已达到5.7dB,后向辐射为-7.5dB,水平方向全向辐射,满足了可穿戴天线的设计要求。根据仿真模型制作了天线实物并进行了测试,该款可穿戴天线实现了高增益,比普通可穿戴天线的增益高2dB-3dB。2.设计了基于EBG电磁带隙结构的圆环形天线,该款天线工作在5.6GHz-5.9GHz频段。天线由上下两层结构组成:下层是EBG结构作为天线的反射底板,该EBG结构的设计是基于17mm*17mm*1.6mm的方形FR4介质基板,其上表面是由2*2的矩形贴片阵列组成,每个矩形单元中间开一个圆形孔;上层放置圆形开环天线。最后通过仿真侧得了天线的性能结果,该天线的中心频率约为5.8GHz,回波损耗最低为-37dB,天线绝对带宽约为400MHz,天线的最高增益为4.5dB,天线的后向辐射为-9.7dB,水平方向全向辐射,满足了可穿戴天线的设计要求。根据仿真模型制作了天线实物并进行了测试,该款可穿戴天线实现了小型化,相比于其他可穿戴天线具有更小的体积,更易于集成。在本文的天线设计中,主要创新点有EBG结构的设计和HIS高阻抗表面的设计,本文设计的两款天线均可以应用在智能手表等智能可穿戴设备中。