[發明專利]一種加載AMC結構的整體封裝超薄柔性天線

在審

• 申請號: 201910200114.3
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109755739A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 王蒙軍;楊澤;馬平;吳旭景;鄭宏興;李爾平;王霞
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q9/40;H01Q1/27
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞

本發明公開了一種加載AMC結構的整體封裝超薄柔性天線，包括單極子天線、AMC結構和中間基底；單極子天線包括輻射單元一、地板一、微帶饋線和基底一；AMC結構包括輻射單元二、基底二和地板二；地板一和輻射單元二分別粘合在中間基底的兩面；基底一的正面印刷有輻射單元一和微帶饋線，背面印刷有地板一；輻射單元一和微帶饋線相連；微帶饋線的底邊與基底一的底邊相連；地板一的底邊與基底一底邊連接并且共線；基底二的正面印刷有輻射單元二，背面印刷有地板二；輻射單元二的底邊與基底二的底邊連接并且共線。將AMC結構作為全向輻射單極子天線的背板，利用其同相反射相位特性，保持天線低剖面，增大向背離人體表面方向的輻射，提高輻射增益和效率。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體為一種加載AMC結構的整體封裝超薄柔性天線。

背景技術

近年來，隨著實時監測人體生理特征數據的需求增多，遠程醫療技術逐漸發展起來。通過無線傳輸將采集到的人體生理參數，例如血壓、心率、呼吸速率等，傳送到終端設備進行記錄和分析，由此對人體健康狀態做出正確的判斷。天線作為該通信過程中的重要器件，應該具備高增益、高輻射效率等穩定優良的輻射特性。由于人體組織為一種高介電常數、高損耗的材質，當天線靠近人體工作時，兩者會產生相互影響，一方面人體對天線產生影響，造成天線工作性能的惡化，另一方面天線輻射的電磁波會危害人體健康。AMC(人工磁導體，Artificial Magnetic Conductor)結構作為一種屏蔽結構可以實現天線在人體表面正常通信，減少人體與天線之間的相互影響。由于人體組織(例如胳膊)皮膚表層并不處于平面狀態，具有一定弧度，需要天線具備彎曲特性，能與人體共形。另外，天線加載AMC結構，兩者中間需要支撐，現有技術中均采用泡沫(例如Kush Agarwal等在文獻《Wearable AMCBacked Near-Endfire Antenna for On-Body Communications on Latex Substrate》中)，泡沫材質不易集成，造成天線整體剖面高度較大，不能滿足天線的低剖面整體封裝設計。綜上所述，設計一種以柔性材料為基底，加載AMC結構的整體封裝超薄柔性天線至關重要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種加載AMC結構的整體封裝超薄柔性天線。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，提供一種加載AMC結構的整體封裝超薄柔性天線，其特征在于該天線包括單極子天線、AMC結構和中間基底；所述單極子天線和AMC結構分別粘合在中間基底的兩面；

所述單極子天線包括輻射單元一、地板一、微帶饋線和基底一；所述AMC結構包括輻射單元二、基底二和地板二；所述地板一和輻射單元二分別粘合在中間基底的兩面；所述基底一的正面印刷有輻射單元一和微帶饋線，背面印刷有地板一；所述輻射單元一和微帶饋線相連；微帶饋線的底邊與基底一的底邊相連；地板一的底邊與基底一底邊連接并且共線；所述基底二的正面印刷有輻射單元二，背面印刷有地板二；輻射單元二的底邊與基底二的底邊連接并且共線。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：

(1)本天線由單極子天線、AMC結構和支撐兩者的中間基底組成。單極子天線是一種全向天線，能夠向空間各個方向輻射電磁波。將AMC結構作為單極子天線的背板，利用AMC結構的同相反射相位特性，保持天線低剖面的同時，降低高介電損耗的人體組織對天線輻射性能的影響，同時增大天線向背離人體表面方向的輻射，減少單極子的背向輻射即對人體的輻射，將全向輻射變成定向輻射，實現天線在人體表面的定向傳輸，提高輻射增益和輻射效率。

(2)通過調節單極子天線的中心貼片、上貼片、左貼片和右貼片的寬度，使單極子天線工作頻段在2.45GHz附近。通過調節AMC結構的輻射單元和基底的厚度，改變其等效電感和電容，進而改變其工作頻率，使其在2.45GHz頻率附近范圍內對入射波產生同相反射，實現在諧振頻率2.45GHz處的反射相位為0°。