本申請公開了一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，包括：第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、主輻射貼片、寄生貼片單元、直流偏置電路、地板，第一介質(zhì)基板的上表面印刷有主輻射貼片與四個寄生貼片單元；第二介質(zhì)基板的下表面印刷有直流偏置電路和地板，第一介質(zhì)基板與第二介質(zhì)基板相互平行，且第一介質(zhì)基板的中心位置、第二介質(zhì)基板的中心位置之間的連線與第一介質(zhì)基板垂直。該面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線具有以下優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計方便；（2）具有多個輻射模式、且為垂直極化；（3）在輻射結(jié)構(gòu)中引入頂端加載貼片和短路柱，實現(xiàn)低剖面；（4）直流偏置電路的電源從天線地板引入，減少直流偏置電路對天線射頻性能的影響。減少直流偏置電路對天線射頻性能的影響。減少直流偏置電路對天線射頻性能的影響。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線
[0001]本專利技術(shù)涉及可穿戴天線
，具體涉及一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線。
技術(shù)介紹
[0002]近年來，隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，天線作為無線通信中必不可少的用來發(fā)射或接受無線電波的部件，也得到了飛速發(fā)展。其中，可穿戴天線是安裝在人體、動物等身體上的天線，在醫(yī)療健康和軍事安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]為了減少人體姿態(tài)運動帶來的可穿戴設(shè)備位置變化對天線性能的影響，提高天線輻射性能，同時，對不需要接收信號的方向起屏蔽作用，可穿戴波束可重構(gòu)天線被提出。
[0004]波束可重構(gòu)天線在保持天線極化方式與工作頻段不變的情況下，改變方向圖形狀或主波束輻射方向。改變天線主波束輻射方向的一般方法是相控陣技術(shù)，但是相控陣需要較多天線單元，占用空間較大，饋電系統(tǒng)復(fù)雜，使得系統(tǒng)成本增加。另一些利用跳變驅(qū)動器在可穿戴天線上僅實現(xiàn)了全向和定向兩種輻射模式，無法實現(xiàn)水平面的波束掃描，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較大，無法滿足可穿戴設(shè)備的需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0005]本申請實施例提供了一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，該天線基于單極子輻射體結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計方便、多輻射模式可切換、垂直極化的特點。
[0006]本申請?zhí)峁┝艘环N面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，所述天線包括：第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、主輻射貼片、寄生貼片單元、直流偏置電路、地板，所述第一介質(zhì)基板的上表面印刷有所述主輻射貼片與四個所述寄生貼片單元；所述第二介質(zhì)基板的下表面印刷有所述直流偏置電路和所述地板，所述第一介質(zhì)基板與所述第二介質(zhì)基板相互平行，且所述第一介質(zhì)基板的中心位置、所述第二介質(zhì)基板的中心位置之間的連線與所述第一介質(zhì)基板垂直。
[0007]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述主輻射貼片的中心位置與同軸線內(nèi)導(dǎo)體連接，所述主輻射貼片的一側(cè)通過短路金屬柱接地。
[0008]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，主輻射體是頂部貼片加載的具有垂直極化特性的單極子結(jié)構(gòu)。
[0009]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述四個寄生貼片單元環(huán)繞在主輻射貼片的周圍，呈中心對稱設(shè)置，且每個寄生貼片依次通過短路金屬柱、位于所述第二介質(zhì)基板上表面的開關(guān)二極管、短路接地的焊盤與地板連接。
[0010]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，當(dāng)目標(biāo)寄生貼片單元連接的開關(guān)二極管導(dǎo)通，而所述四個寄生貼片單元中除了所述目標(biāo)寄生貼片單元以外的其他寄生貼片單元所連接的開關(guān)二極管斷開時，所述目標(biāo)寄生貼片單元的電長度大于半波長，所述目標(biāo)寄生貼片起到反射器的作用，所述目標(biāo)寄生貼片的波束指向目標(biāo)寄生貼片單元的反方向。
[0011]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述直流偏置電路通過所述直流偏置電路中包含的直流饋電貼片進行直流饋電，所述直流饋電貼片與開關(guān)二極管的陽極相連，所述直流偏置電路通過所述開關(guān)二極管和短路接地的焊盤回流至地板；所述直流饋電貼片與所述地板之間的縫隙加載有電容，射頻電流可從所述電容上通過，而直流信號無法從所述電容通過，以保持射頻連續(xù)性并防止直流源短路。
[0012]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述天線中包含的四個二極管分別指向第一方向、第二方向、第三方向與第四方向，所述第一方向、第二方向、第三方向與第四方向均位于同一個平面上且互不相同，所述第一方向與所述第二方向垂直，所述第二方向與所述第三方向垂直，所述第三方向與所述第四方向垂直，所述第四方向與所述第一方向垂直，當(dāng)指向第一方向的二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，且指向除所述第一方向以外其他方向的二極管處于截止?fàn)顟B(tài)時，所述天線處于第一輻射模式，輻射方向圖朝第三方向輻射；當(dāng)指向第二方向的二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，且指向除所述第二方向以外其他方向的二極管處于截止?fàn)顟B(tài)時，所述天線處于第二輻射模式，輻射方向圖朝第四方向輻射；當(dāng)指向第三方向的二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，且指向除所述第三方向以外其他方向的二極管處于截止?fàn)顟B(tài)時，所述天線處于第三輻射模式，輻射方向圖朝第一方向輻射；當(dāng)指向第四方向的二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，且指向除所述第四方向以外其他方向的二極管處于截止?fàn)顟B(tài)時，所述天線處于第四輻射狀態(tài)，輻射方向圖朝第二方向輻射。
[0013]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述天線可應(yīng)用于可穿戴設(shè)備，所述可穿戴設(shè)備包括頭盔、衣服及耳機。
[0014]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一介質(zhì)基板與第二介質(zhì)基板厚度均為0.508毫米，地板直徑為40毫米，主輻射貼片的直徑為14.2毫米，寄生貼片單元的長寬分別為9毫米和6毫米。
[0015]可選的，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述天線可實現(xiàn)水平方向90
°
、180
°
、270
°
和360
°
的覆蓋水平全向的垂直極化輻射。
[0016]本申請?zhí)峁┝艘环N面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，所述天線包括：第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、主輻射貼片、寄生貼片單元、直流偏置電路、地板，所述第一介質(zhì)基板的上表面印刷有所述主輻射貼片與四個所述寄生貼片單元；所述第二介質(zhì)基板的下表面印刷有所述直流偏置電路和所述地板，所述第一介質(zhì)基板與所述第二介質(zhì)基板相互平行，且所述第一介質(zhì)基板的中心位置、所述第二介質(zhì)基板的中心位置之間的連線與所述第一介質(zhì)基板垂直。該面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線具有以下優(yōu)點：
[0017](1)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計方便；
[0018](2)具有多個輻射模式、且為垂直極化；
[0019](3)在輻射結(jié)構(gòu)中引入頂端加載貼片和短路柱，實現(xiàn)低剖面；
[0020](4)直流偏置電路的電源從天線地板引入，減少直流偏置電路對天線射頻性能的影響。
附圖說明
[0021]為了更清楚地說明申請實施例技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域
普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0022]圖1是本申請實施例提供的一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本申請實施例提供的一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線中第一介質(zhì)基板上表面的示意圖；
[0024]圖3是本申請實施例提供的一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線中第二介質(zhì)基板上表面的示意圖；
[0025]圖4是本申請實施例提供的一種直流偏置電路的示意圖；
[0026]圖5是本申請實施例提供的一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線在不同輻射狀態(tài)下的S參數(shù)圖；
[0027]圖6是本申請實施例提供的一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線在不同輻射狀態(tài)下歸一化輻射方向圖。
具體實施方式
[0028]為了使本
的人員更好地理解本申請方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，其特征在于，所述天線包括：第一介質(zhì)基板、第二介質(zhì)基板、主輻射貼片、寄生貼片單元、直流偏置電路、地板，所述第一介質(zhì)基板的上表面印刷有所述主輻射貼片與四個所述寄生貼片單元；所述第二介質(zhì)基板的下表面印刷有所述直流偏置電路和所述地板，所述第一介質(zhì)基板與所述第二介質(zhì)基板相互平行，且所述第一介質(zhì)基板的中心位置、所述第二介質(zhì)基板的中心位置之間的連線與所述第一介質(zhì)基板垂直。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，其特征在于，所述主輻射貼片的中心位置與同軸線內(nèi)導(dǎo)體連接，所述主輻射貼片的一側(cè)通過短路金屬柱接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，其特征在于，主輻射體是頂部貼片加載的具有垂直極化特性的單極子結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，其特征在于，所述四個寄生貼片單元環(huán)繞在主輻射貼片的周圍，呈中心對稱設(shè)置，且每個寄生貼片單元依次通過短路金屬柱、位于所述第二介質(zhì)基板上表面的開關(guān)二極管、短路接地的焊盤與地板連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，其特征在于，當(dāng)目標(biāo)寄生貼片單元連接的開關(guān)二極管導(dǎo)通，而所述四個寄生貼片單元中除了所述目標(biāo)寄生貼片單元以外的其他寄生貼片單元所連接的開關(guān)二極管斷開時，所述目標(biāo)寄生貼片單元的電長度大于半波長，所述目標(biāo)寄生貼片單元起到反射器的作用，所述目標(biāo)寄生貼片單元的波束指向所述目標(biāo)寄生貼片單元的反方向。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向可穿戴設(shè)備的緊湊型波束可重構(gòu)天線，其特征在于，所述直流偏置電路通過所述直流偏置電路中包含的直流饋電貼片進行直流饋電，所述直流饋電貼片與開關(guān)二極管的陽極相連，所述直流偏置電路通過所述開關(guān)二極管和短路接地的焊盤回流至地板；所述直流饋電貼片與所述地板之間的縫隙加載有電容，射頻電流可從所述電容上通過，而直流信號無法從所述電容...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖成博，龔家銘，覃洪浪，
申請(專利權(quán))人：深圳市思訊通信技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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