本文關(guān)鍵詞：織物可穿戴天線及其應(yīng)用研究　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：織物天線具有平面化的結(jié)構(gòu)和良好的可集成性、可彎折性,是可穿戴應(yīng)用中極具潛力的天線類型,其設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究對可穿戴技術(shù)的發(fā)展和推廣有著重要的意義。本文建立了四分之一波長貼片天線和半模襯底集成空腔天線這兩種適合可穿戴應(yīng)用的“半結(jié)構(gòu)”平面天線的空腔模型,推導(dǎo)了這兩種天線的諧振頻率和內(nèi)部電場分布的理論表達(dá)式,比較了它們作為可穿戴式天線的優(yōu)劣;進(jìn)行了四分之一波長貼片天線和半模襯底集成空腔天線的建模仿真和參數(shù)優(yōu)化;針對織物天線襯底因縫紉導(dǎo)致變形無法準(zhǔn)確建模的問題,提出了含縫紉側(cè)壁的織物天線的建模方法,通過制作實(shí)物天線、測得參數(shù)以修正襯底壓縮下陷深度的仿真數(shù)值,并通過仿真分析和解釋了襯底壓縮下陷對于所考慮的兩種織物天線性能的影響;提出了一種針對圓柱面彎折情況的織物天線參數(shù)優(yōu)化方法,避免了在多種彎折情況下織物天線可工作帶寬降低和中心頻率偏移;使用導(dǎo)電織物、導(dǎo)電縫紉線、PF-4發(fā)泡材料和數(shù)字縫紉機(jī)分別制作了四分之一波長貼片天線和半模襯底集成空腔天線的實(shí)物樣品,并比較了兩種天線的實(shí)測性能。在深入分析平面半模襯底集成空腔天線受到翻折時(shí)的性能的基礎(chǔ)上,提出了翻折結(jié)構(gòu)的半模襯底集成空腔天線,進(jìn)一步降低了天線的寬度;使用帶屏蔽的帶狀線饋電結(jié)構(gòu)代替了饋電探針,提升了翻折結(jié)構(gòu)的半模襯底集成空腔天線的整體扁平程度,簡化了天線的實(shí)際制作工藝,解決了可穿戴天線與其它器件、電路連接的問題;分析了兩層襯底厚度對天線帶寬的影響;分析了導(dǎo)電底面寬度對天線頻率和輻射特性的影響;使用導(dǎo)電織物、導(dǎo)電縫紉線、PF-4發(fā)泡材料和數(shù)字縫紉機(jī)制作了翻折結(jié)構(gòu)的織物半模襯底集成空腔天線的實(shí)物樣品,實(shí)際測量了天線在人體表面和遭遇彎折時(shí)的性能。結(jié)合煤礦井下具體的無線通信環(huán)境,選擇了便宜、結(jié)實(shí)且不易燃的皮革材料作為襯底材料;通過分析平面半模襯底集成空腔天線的空腔中不同位置添加短接針的天線性能變化,總結(jié)出了短接針位置和諧振頻率、阻抗匹配之間的規(guī)律;設(shè)置了三個(gè)不同位置的過孔,使用了可拆卸的金屬螺絲,得到了2.45 GHz、2.67 GHz、2.87 GHz和3.08 GHz四個(gè)可切換的諧振頻率,并且滿足了煤礦本質(zhì)安全的要求;制作了實(shí)物天線,并經(jīng)實(shí)際測試驗(yàn)證,該織物天線的實(shí)物可在上述四個(gè)頻率間順利切換。
[Abstract]:This paper presents a method of modeling fabric antenna with a quarter - wave patch antenna and a half - mode substrate integrated cavity antenna . the physical antenna is manufactured and verified by actual test , and the real object of the fabric antenna can smoothly switch between the four frequencies .

【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN826

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本文編號：1384822