[發明專利]一種可穿戴全向/定向方向圖可重構天線

有效

• 申請號: 201510596530.1
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105140636B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 戴福洪;胡建強;李巖奇;潘殿坤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q3/01;H01Q21/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明公開了一種可穿戴全向/定向方向圖可重構天線，所述天線由天線陣列及其饋電網絡層、雙穩態復合材料基板、跳變驅動器及接地板構成，其中：天線陣列及其饋電網絡位于雙穩態復合材料基板的上層，跳變驅動器埋入到雙穩態復合材料基板的中間層，接地板位于雙穩態復合材料基板的最下層。本發明利用雙穩態復合材料基板的兩種穩定構型實現天線方向圖全向/定向可重構，兩種穩定構型的轉換可通過跳變驅動器實現；與現有可穿戴天線相比，結構設計簡單，易于人體共形，且方向圖可重構，具有多功能性，可用于個人可穿戴移動通信及野外惡劣環境通信領域。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，涉及一種可穿戴全向/定向方向圖可重構天線。

背景技術

可穿戴天線是以人體為載體的天線，其在醫學、個人移動通信、單兵作戰通信系統中的得到了廣泛的應用。為了使可穿戴天線正常工作而不受人體姿態和運動的影響，要求可穿戴天線在水平面為全向輻射，有利于天線接收信號。但是在某些特殊環境或特殊任務，又要求可穿戴天線能夠拆卸并實現定向輻射，這樣能夠提高天線輻射性能，并且對不需要接受信號的方向起到屏蔽的作用。方向圖可重構天線是潛在的可實現這一要求的技術途徑。目前，國內外有關方向圖可重構天線只能使方向圖發生一定角度的偏轉，而不是全向/定向方向圖可重構天線。CN 1937319A提出了一種全向/定向方向圖可重構天線，其結構復雜且不能應用在可穿戴天線領域。

發明內容

本發明的目的是實現可穿戴天線方向圖全向/定向可重構，提高可穿戴天線的性能以適應不同的環境，使其應用在個人移動通信及野外惡劣環境通信領域，進而提供一種可穿戴全向/定向方向圖可重構天線。

本發明的目的是通過以下技術實現的：

一種可穿戴全向/定向方向圖可重構天線，包括天線陣列及其饋電網絡層、雙穩態復合材料基板、跳變驅動器及接地板，其中：天線陣列及其饋電網絡位于雙穩態復合材料基板的上層，跳變驅動器埋入到雙穩態復合材料基板的中間層，接地板位于雙穩態復合材料基板的最下層。

本發明中，所述的天線陣列及其饋電網絡層、跳變驅動器及接地板均與雙穩態復合材料基板一體化固化成型。

本發明中，所述的雙穩態復合材料基板具有兩種穩定構型：一種為封閉圓柱穩定構型，一種為敞開圓柱穩定構型，實現可穿戴天線方向圖的全向/定向可重構。

本發明中，所述的雙穩態復合材料基板采用[0_n/90_n]鋪層，從下至上為[90_n]層和[0_n]層，其中：[90_n]層粘接接地板，[0_n]層鋪設粘接天線陣列及其饋電網絡，跳變驅動器埋入到[90_n]層和[0_n]層之間。n的值由預浸料材料及所需的曲率決定，預浸料材料為玻璃纖維預浸料或其它介質材料預浸料，制備工藝為熱壓罐工藝。

本發明中，所述的天線陣列及其饋電網絡層可以利用印刷技術將天線陣列及饋電網絡印刷在薄膜上，然后再與雙穩態復合材料基板固化，或將金屬層與雙穩態復合材料基板共固化，然后利用刻蝕技術制備天線陣列及其饋電網絡。

本發明中，所述的天線陣列及饋電網絡層由天線單元和與其相連的饋電網絡構成，天線單元等間距橫向排列在雙穩態復合材料基板上層，利用饋電網絡實現天線陣列的饋電，其單元個數及單元距離由天線工作頻率及雙穩態基板的尺寸決定，饋電網絡為并聯饋電、串聯饋電或串并聯結合饋電。

本發明中，所述的天線陣列為微帶貼片天線陣列，其尺寸與間距由介質基板介電性能、尺寸及天線工作頻率決定。原則是：微帶貼片等間距的布置在基板上，利用饋電網絡實現天線陣列的饋電，當雙穩態復合材料基板為圓柱構型時，貼片之間的距離均相同。