近年來國內(nèi)移動智能終端設(shè)備及相關(guān)產(chǎn)業(yè)保持快速發(fā)展,智能可穿戴設(shè)備的市場規(guī)模增長迅猛,思科視覺網(wǎng)絡(luò)指數(shù)報告預(yù)測2021年人均可穿戴設(shè)備持有量將達到1.75件�；ヂ�(lián)網(wǎng)醫(yī)療行業(yè)中使用的智能可穿戴設(shè)備可以通過集成傳感器實現(xiàn)對使用者健康狀態(tài)的監(jiān)測,從而大大提高醫(yī)療服務(wù)效率和人民健康水平。天線在智能可穿戴設(shè)備中承擔信息傳輸?shù)淖饔?其性能直接決定傳輸信號質(zhì)量。與傳統(tǒng)硬質(zhì)天線相比,柔性紡織材料可穿戴天線更加符合人體工程學,集成于服裝中穿戴時更為靈活舒適�？纱┐魈炀�還可以用于應(yīng)變測量,當使用者身著集成有可穿戴天線的服裝時,其身體局部受到的外力將以應(yīng)變形式隨服裝傳遞到天線上,從而改變天線尺寸和電流矢量分布情況,最終導(dǎo)致天線諧振頻率發(fā)生偏移。本論文旨在設(shè)計一款基于紡織材料的孔徑耦合雙頻微帶天線,并研究天線應(yīng)變傳感性能,具體分別為彎曲、壓縮和拉伸等應(yīng)變對天線諧振頻率的影響,研究內(nèi)容和結(jié)果如下:首先,結(jié)合微帶天線原理選取滌綸氈作為天線的介質(zhì)基板,通過反推法得到織物在2.45GHz下相對介電常數(shù)為1.25。使用HFSS電磁仿真軟件設(shè)計單頻和雙頻兩款孔徑耦合微帶天線。單頻天線尺寸為150mm?150mm?6mm,諧... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于無線體域網(wǎng)的醫(yī)療檢測設(shè)備[4]

集成電路兼容、易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點，已取得大量研究和發(fā)展[8]。當然微帶天線也具有一定缺點，如輻射效率低、功率低、品質(zhì)因數(shù)高、帶寬窄、極化純度低等，許多研究者都在嘗試克服上述局限性以拓寬微帶天線的應(yīng)用場景。目前，微帶天線已經(jīng)在衛(wèi)星通信、航空航天、雷達、遙感、移動通信、生物醫(yī)學等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。一個新的研究熱點需要對應(yīng)的設(shè)計、制造和測量技術(shù)與之相匹配，下面主要對微帶天線結(jié)構(gòu)、工作原理、性能指標等等展開綜述。1.2.1微帶天線的結(jié)構(gòu)與特點矩形微帶天線是最常用的微帶天線類型之一。基本天線結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，由具有一定介電常數(shù)的絕緣介質(zhì)基板、導(dǎo)電的輻射貼片和接地平面組成。最上層是一個非常薄的輻射貼片，最下層是接地平面，兩者之間由一層介質(zhì)基板隔開，其厚度(h)一般為遠小于波長[9]。圖1-2典型的微帶天線結(jié)構(gòu)[9]

東華大學碩士學位論文第一章緒論3微帶天線的輻射形式是由輻射貼片和接地平面之間場分布以及輻射貼片上的表面電流分布所決定，當對微帶天線進行饋電時，輻射貼片和接地平面的上下表面都會產(chǎn)生如圖1-3所示正負電荷分布[10]。同種電荷在輻射貼片下表面相斥，將一些原本在側(cè)面的電荷“推”到頂部，使電荷在介質(zhì)基板中的分布發(fā)生變化，電流密度也因此發(fā)生改變。同時，由于介質(zhì)基板厚度遠遠小于其寬度，電荷之間能夠保持很強的相互吸引力，從而導(dǎo)致大部分電流和電荷都會堆積在貼片下表面。另一方面，同種電荷之間的斥力也會導(dǎo)致介質(zhì)基板邊緣產(chǎn)生很大的電荷密度（如圖1-4所示），電荷會引起邊緣場，迫使能量通過介質(zhì)基板泄露到自由空間，這就是天線產(chǎn)生輻射的主要原因[11]。圖1-3饋電時微帶天線電荷分布圖1-4微帶天線的邊緣場[10]微帶天線輻射貼片的形狀、尺寸、介質(zhì)基板的厚度、饋電方式及位置都會影響微帶天線性能。天線的輻射貼片可以是任何形狀，常見形狀如正方形、矩形、圓形、圓環(huán)、偶極子等等。輻射貼片的長度約為波長一半，其厚度則非常保介質(zhì)基板的厚度會影響天線邊緣場輻射，為獲得更好的輻射效率，在設(shè)計中通常選用介電常數(shù)較低、厚度較大的材料作為天線介質(zhì)基板，但這樣的材料選擇又必然會導(dǎo)致天線尺寸增大[12]。因此在設(shè)計天線之前，必須結(jié)合實際需求權(quán)衡天線尺寸設(shè)計和性能預(yù)期。1.2.2微帶天線的基本特性參數(shù)微帶天線最基本的參數(shù)包括輻射方向圖、方向性、增益、帶寬、效率和品質(zhì)因數(shù)等[13-16]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]2.45GHz柔性微帶天線的設(shè)計及傳感特性[J]. 解志誠,黃英,王志強,郭小輝.  吉林大學學報(理學版). 2019(01)
[2]基于COMSOL的貼片天線傳感器應(yīng)變測量仿真及試驗研究[J]. 劉志平,毛艷飛,周凱,李大強,柯亮.  儀表技術(shù)與傳感器. 2018(08)
[3]一種用于WiFi頻段的小型化雙頻天線[J]. 王利紅,孫慧萍,孫彩鋒.  山西大同大學學報(自然科學版). 2017(06)
[4]應(yīng)用于WLAN/WiMAX的CPW饋電雙頻天線設(shè)計[J]. 湯雪彬.  電子元件與材料. 2016(08)
[5]NiCr高溫薄膜電阻應(yīng)變計制備及耐高溫性能研究[J]. 崔云先,張子超,丁萬昱,胡曉勇,張啟翔.  儀器儀表學報. 2016(07)
[6]光柵式大應(yīng)變傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計與特性研究[J]. 段成麗,蔣亞東,魏鴻雁,何應(yīng)飛,李起棟.  電子測量與儀器學報. 2013(06)

博士論文
[1]三維機織復(fù)合材料為基礎(chǔ)的共形承載側(cè)饋微帶天線的仿真設(shè)計和性能研究[D]. 許福軍.東華大學 2011
[2]三維紡織復(fù)合材料為基礎(chǔ)的共形承載微帶天線及其基板的結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能研究[D]. 姚瀾.東華大學 2008

碩士論文
[1]基于開口環(huán)諧振器超材料的薄膜型微波傳感器的設(shè)計與研究[D]. 盧鳳翔.中北大學 2019
[2]基于微帶貼片天線的應(yīng)變傳感器與檢測技術(shù)研究[D]. 閆天婷.北京工業(yè)大學 2017
[3]基于HFSS的微帶天線線陣仿真[D]. 呂福全.吉林大學 2017
[4]微帶雙頻天線的研究與設(shè)計[D]. 張申.西安電子科技大學 2012
[5]雙頻圓極化微帶天線的研究與設(shè)計[D]. 溫丹亭.南京郵電大學 2011



本文編號：3414332