[實用新型]一種應用于貼近人體天線使用的織物超材料反射面

有效

• 申請號: 201920191732.1
• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN209434397U
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 馬波力;林永義;黃漪;王炤;裴睿;王璟琛
• 申請（專利權）人: 西交利物浦大學
• 主分類號: H01Q15/14
• 分類號: H01Q15/14;H01Q15/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本實用新型公開了一種應用于貼近人體天線使用的織物超材料反射面，包括導電纖維上表面、普通織物纖維材料介質和導電纖維材料地板，導電纖維上表面由多行多列回字型導電纖維貼片組成。由于織物和導電纖維材料的應用，本反射面可以被集成于衣物中需要使用可穿戴天線的位置。在使用本實用新型所述織物超材料反射面后，可穿戴天線對于人體的輻射比吸收率將有大幅下降。同時，朝著人體之外方向的天線增益將有顯著提高。

技術領域

本實用新型屬于無線通信技術領域，具體涉及一種超材料反射面。

背景技術

穿戴設備即可以被用戶直接穿戴于身上的電子設備。這樣的設備常被集成于衣物，衣物裝飾附件，或其他穿戴附件上。目前較為成功的商業化可穿戴設備包括智能手表，智能手環和智能眼鏡等。

常見的可穿戴設備基本都同時擁有數據采集和數據傳輸能力，可穿戴設備能力的發揮離不開數據交互甚至云端處理和控制帶來的巨大優勢。因此，無線通信模塊在可穿戴設備中扮演了非常重要的角色。除了使用常規的板載天線之外，一些特別為可穿戴設備使用情景設計的天線可以提高這些設備的通信效率。

可穿戴設備天線的設計一般會優先考慮利用一些穿戴物品中本身即為金屬的部分，例如眼鏡鏡腿和鏡框，金屬的扣子，拉鏈或者皮帶扣。這一類可穿戴天線由于使用場景極其靠近人體，所以有兩個因素必須被考慮，

第一， 人體的介電性質會對天線性能有所影響。當人體于天線距離較近時，人體的介電性質會對天線的諧振頻率，輻射方向等等重要性質產生影響。對于不同身高、體重、年齡的使用者，由于體內組織體積厚度不同，這樣的影響也很有可能不一樣。同時，即使對于同一使用者，天線位于其身體的不同位置也會對天線的性能造成影響。

第二：天線產生的電磁輻射會被人體吸收。為了保證絕對安全，數個國際標準組織都對最大輻射吸收量做出了限制。輻射吸收量主要以比吸收率 (SAR, SpecificAbsorption Rate) 來衡量。電氣和電子工程師協會(IEEE， Institute of Electricaland Electronics Engineers)在標準文檔IEEE/IEC 62704-1中規定了通過時域有限差分方式計算平均比吸收率的方法。在可穿戴天線的設計和仿真過程中，比吸收率應當也被計算并考慮到。

為了減少人體對穿戴天線的影響同時減少人體對輻射的吸收，在可穿戴天線靠近人體一側增加一塊反射面是一個可行的解決方案。但是，普通的金屬反射面為在不影響天線工作頻率的情況下起到反射作用，一般需要距離天線輻射單元四分之一到二分之一個波長。這樣的距離要求在穿戴天線的應用中是不合適的。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種應用于貼近人體天線使用的織物超材料反射面，可降低穿戴天線對于人體的輻射比吸收率，同時提高朝著人體之外方向的天線增益。

為了解決以上技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：一種應用于貼近人體天線使用的織物超材料反射面，包括導電纖維上表面、普通織物纖維材料介質和導電纖維材料地板，導電纖維上表面由多行多列回字型導電纖維貼片組成。

進一步的，普通織物纖維材料介質和導電纖維材料地板的完全重合。

進一步的，普通織物纖維材料介質和導電纖維材料地板的長度為120mm，寬度為90mm。

進一步的，導電纖維上表面由三行四列回字型導電纖維貼片組成。

進一步的，每個回字型導電纖維貼片的外正方形邊長為26mm，外正方形掏空部分正方形邊長為12mm，內部小正方形貼片邊長為8mm。

進一步的，普通織物纖維材料介質的相對介電常數為1.6。