物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展給終端帶來了春天,刺激以人體為中心的通信系統(tǒng)的發(fā)展,終端需求趨于多樣化,應(yīng)用場景多樣化,電磁環(huán)境多樣化,傳統(tǒng)的天線已經(jīng)無法滿足人體穿戴通信系統(tǒng)的要求。柔性可穿戴天線可以應(yīng)對隨人體活動變化而變化的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境,使天線即使在彎曲狀態(tài)下也能保持良好的雙工通信能力,與人體共形的同時也能保證穩(wěn)定的電磁性能。介質(zhì)埋藏天線與柔性可穿戴天線的結(jié)合可以提升柔性可穿戴天線在實(shí)際應(yīng)用中隱蔽性、耐腐蝕性和機(jī)械耐受性等性能。打破傳統(tǒng)天線在人體活動表面應(yīng)用時的局限,解決天線在人體柔性可穿戴通信系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。本文主要研究將FDM 3D打印技術(shù)與柔性可穿戴天線結(jié)合的介質(zhì)埋藏天線,根據(jù)柔性可穿戴天線和介質(zhì)埋藏微帶天線的特性設(shè)計天線。由于FDM 3D打印技術(shù)具有自動化程度高、精度高、制造自由度高、節(jié)約材料、環(huán)保等諸多優(yōu)勢,應(yīng)用于柔性介質(zhì)埋藏天線研究可以發(fā)揮更大價值。首先選取了性能卓越的3D打印線材Ninja Flex作為天線的柔性介質(zhì)材料和介質(zhì)埋藏材料,為避免不同3D打印過程造成材料屬性不同,確定打印過程并測試模型的介電常數(shù)和損耗角正切,為天線設(shè)計提供可靠的材料數(shù)據(jù)支撐�；诮橘|(zhì)埋藏微帶天線的理論基礎(chǔ)... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

小型雙極化UWB介質(zhì)埋藏天線

天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文8程度越好，信號傳輸效率越高，反射回信號源的信號越少，信號利用率越高，天線性能越好。S11由公式2-3定義為：1110logreinPSP（2-3）式中，reP為天線的反射功率，而inP為天線的入射功率。在行業(yè)中，通常默認(rèn)S11小于等于-10dB是可以正常工作的，在這個標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的頻帶寬度為天線的工作帶寬，天線的S11越小，則天線的匹配程度越好，信號利用率也就越高。3.方向圖通過天線的方向圖可以直觀的觀察天線的輻射特性和增益值等，如圖2-1所示，一般天線的方向圖是以這樣的坐標(biāo)軸來建模2D或3D方向圖形的。圖2-1天線方向圖的坐標(biāo)系在使用二維方向圖時，一般用兩個相互正交的平面映射圖來表示天線的輻射方向特性。圖中的角和角就是天線方向圖中提到的兩個角，用來定義方向圖的切面。4.增益

天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文12態(tài)時，會不可避免地出現(xiàn)電磁性能問題。對于柔韌性來說，織物是非常好的材料選擇，且在許多應(yīng)用場景中超寬帶天線是不可或缺的，MaciejKlemm等人首次用導(dǎo)電織物和0.5mm厚的亞克力織物設(shè)計出超寬帶（UWB）柔性可穿戴天線，如圖2-3所示，這個全織物柔性天線工作在聯(lián)邦通信委員會FCC批準(zhǔn)的UWB（3.1GHz–10.6GHz）頻段[3]。為了平衡一些典型情況下的不同電磁性能，HanWang等人提出了帶有泡沫基底材料的可穿戴貼片天線，他們設(shè)計并制造的柔性可穿戴天線引入了雙諧振技術(shù)，在尺寸為0.3580.3580.011的情況下使用EVA（乙烯-乙酸乙烯酯）泡沫作為柔性介質(zhì)材料并用銅網(wǎng)柔性導(dǎo)體材料設(shè)計柔性圖2-3全織物UWB柔性可穿戴天線可穿戴天線，具有良好的柔性和安全性[8]。CarlaHertleer等人考慮到消防員的系統(tǒng)，首次將織物天線應(yīng)用在柔性防護(hù)泡沫上且適用于消防員服裝。他們使用了厚度為3.94mm的減震泡沫發(fā)明了一種柔性可穿戴天線，這種天線即使工作在壓縮或彎曲狀態(tài)下，也能獲得至少180MHz的工作帶寬，非常適合集成到服裝中[4]。引入的智能紡織系統(tǒng)說明了可穿戴通信工具的必要性，并引發(fā)了對紡織天線的研究。但是，大多數(shù)織物都非常薄（大約0.5毫米），這給要設(shè)計一種工作在ISM（IndustrialScientificMedical）的2.4GHz–2.4835GHz頻段的天線的天線設(shè)計人員帶來了挑戰(zhàn)。柔性墊泡沫通�？捎糜诜雷o(hù)服，并通過提供均勻，穩(wěn)定和足夠的厚度來克服這些困難。除此之外，其多孔結(jié)構(gòu)、阻燃性和防水性使其成為應(yīng)用于防護(hù)服中的天線基底材料的不二選擇。MahmoudWagih等人在25μm厚的柔性聚酰亞胺材料上設(shè)計了小型的2.4GHz天線，適用于可穿戴設(shè)備[12]。應(yīng)用在人體表面的天線結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免使用剛性的同軸饋電，CarlaHertleer等人是首先利用孔徑耦?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]介質(zhì)埋藏貼片對稱振子天線[J]. 倪國旗,高本慶,薛正輝.  北京理工大學(xué)學(xué)報. 2009(10)
[2]介質(zhì)埋藏微帶貼片八木天線設(shè)計[J]. 倪國旗,高本慶.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2009(10)
[3]一種新型的層疊式介質(zhì)埋藏貼片八木天線[J]. 倪國旗,高本慶.  電波科學(xué)學(xué)報. 2009(02)
[4]N層介質(zhì)覆蓋矩形微帶天線的分析[J]. 劉剛,葉春飛,鐘順時.  電子科學(xué)學(xué)刊. 1997(04)

博士論文
[1]人體中心網(wǎng)絡(luò)可穿戴天線及傳播特性研究[D]. 劉寧.北京郵電大學(xué) 2012

碩士論文
[1]介質(zhì)埋藏特型天線的設(shè)計與研究[D]. 韓非凡.桂林電子科技大學(xué) 2016



本文編號：3519930