穿戴式印刷天线的研制

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穿戴式天线是可穿戴于人或物并能与之共形的天线,其特点是低轮廓、小尺寸、易于隐蔽。本文首先阐述了穿戴式天线的发展,归纳和总结了各种穿戴式天线的设计方法及其性能优劣;提出了穿戴式印刷天线的设计方案,即采用具有低剖面结构、小尺寸、易加工特点的平面倒F天线(PIFA)结构。然后讨论如何利用CST仿真软件建立适当的人体模型,研究人体对天线的阻抗匹配和辐射方向性图等电性能的影响、以及在天线的设计过程中如何考虑这些影响。最后叙述了PIFA天线的辐射机理和结构演变,设计了一种基于微带馈电的U型缝加载PIFA天线,工作于WLAN(无线局域网)2.45 GHz和5.8 GHz频段。在采用计算机软件仿真设计时,把天线置于距人体模型的表面3mm处,因此实际制作的天线已计入人体对天线性能的影响。实验测量所得两个中心频率上天线的阻抗匹配(VSWR≤2:1)频带分别为5%和2.5%:方向性图沿法线为主向;天线外观尺寸仅为35×35×7(mm),可方便地集成于人体局域网(BAN)电子设备或随身佩带,具有广泛的应用前景。
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