一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線，包括天線地板，所述天線地板上方設有主輻射單元,所述主輻射單元包括中心金屬片和外緣金屬環；所述中心金屬片設置在外緣金屬環的內部，所述中心金屬片和外緣金屬環通過設置于兩者之間的金屬條帶連接；所述天線地板與主輻射單元之間設有短路針和同軸空心金屬柱，所述主輻射單元直接通過雙短路針和同軸空心金屬柱支撐設于天線地板上。本實用新型結構簡單、小巧、輕便，整體形似一枚鈕扣，可以縫制在衣物上而不妨礙美觀，天線可以替代鈕扣，實現人體中心網絡設備間的信號傳遞作用；另外天線的結構穩定，不易變形，在一定程度上可以滿足天線穩定性的要求。
【專利說明】
一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線
技術領域
[0001]本實用新型屬于無線通信設備技術領域，涉及一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線。
【背景技術】
[0002]在智能手機進入停滯期后，以智能眼鏡、智能手表等為代表的智能可穿戴設備成為了通信終端產品生產巨頭的競爭主戰場。可穿戴設備被越炒越熱，各式可穿戴設備被勢如破竹般地推進市場，預計將成為繼智能手機之后又一個爆發性增長點。智能可穿戴手表和眼鏡僅僅只是開始，可穿戴設備的主流應用將會囊括信息娛樂與社交分享、醫療以及健康檢測、軍用及工業等，下一代的可穿戴計算設備還將成為我們衣服面料的一部分或植入體內形成以人體為中心的無線網絡，即人體中心網絡。實現人體中心網絡的關鍵問題之一是人體天線的開發。人體天線是人體中心網絡組網的連接節點，其本身的設計存在眾多的挑戰。眾所周知，天線對工作環境一般都有一定的要求，而人體這個復雜的媒質似乎并不適合傳統天線工作，為了推動人體中心無線網絡的發展，靠近人體工作的天線必不可少，這就推動了可穿戴天線的發展。
[0003]目前對于可穿戴天線的研究和設計存在一些特殊要求和難點。由于可穿戴天線工作于靠近人體區域，除了人體本身復雜的電磁環境對天線的性能的影響外，人體不同的運動狀態下的肢體變化、隨身攜帶的其他電子設備、可穿戴天線本身的結構、外界的物理環境等都會對可穿戴天線的工作帶來不可忽視的影響。此外，設計可穿戴天線時還要考慮天線本身結構在應用時擁有一定的舒適度和美觀。總結以上種種的前提，可穿戴天線必須做到輕便小巧、低剖面、帶寬要足夠寬，天線的背向輻射要足夠小。
【實用新型內容】
[0004]實用新型目的:本實用新型的目的是為了解決現有技術中可穿戴天線不能抵抗人體干擾的問題，提供一種體積小、抗干擾能力強、高增益的可穿戴的環形雙頻鈕扣天線。
[0005]技術方案:本實用新型所述的環形雙頻鈕扣天線，其目的是這樣實現的:
[0006]—種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線，包括天線地板，所述天線地板上方設有主輻射單元，所述主輻射單元包括中心金屬片和外緣金屬環;所述中心金屬片設置在外緣金屬環的內部，所述中心金屬片和外緣金屬環通過設置于兩者之間的金屬條帶連接;所述天線地板與主輻射單元之間設有短路針和同軸空心金屬柱，所述主輻射單元直接通過短路針和同軸空心金屬柱支撐設于天線地板上。
[0007]所述天線地板的表面設有織物層作為介質層，所述同軸空心金屬柱穿過織物層與天線地板相連接，同軸空心金屬柱的內芯底端為饋電端。
[0008]所述中心金屬片為圓形，所述外緣金屬環為圓環形，中心金屬片與外緣金屬環同心，通過調整中間金屬片的面積和外緣金屬環的內圓直徑和外緣直徑來控制天線的工作頻段。
[0009]所述短路針的數量為兩根，短路針的上端均與主輻射單元的中心金屬片連接，采用兩根短路針不僅可以減少本實用新型在高度上的尺寸，同時通過調整兩根短路針之間的相對距離和在中心金屬片上的位置，以及同軸空心金屬柱的位置來控制本實用新型所實現的雙頻段的頻比。
[0010]通過調整短路針和同軸空心金屬柱的高度以及同軸空心金屬柱的內徑和外徑來控制本實用新型的輸入端匹配。
[0011]所述織物層的厚度為I?3皿1，介電常數小于2。
[0012]有益效果:本實用新型所述的可穿戴的環形雙頻鈕扣天線巧妙的采用兩根短路針結構，不僅減少了本實用新型在高度上的尺寸，并且通過調整兩根短路針之間的相對距離和在中心金屬片上的位置，以及同軸空心金屬柱的位置來控制本實用新型所實現的雙頻段的頻比；采用同軸空心金屬柱的短接回路結構有效的改善了天線的輸入端匹配，同時結合雙短路針結構共同調節天線的頻比以及起著支撐主輻射單元的作用;天線的輻射方向幾乎成單向性，可以使人體免受輻射的傷害;本實用新型結構簡單、小巧、輕便，整體形似一枚鈕扣，可以縫制在衣物上而不妨礙美觀，天線可以替代鈕扣，實現人體中心網絡設備間的信號傳遞作用;另外天線的結構穩定，不易變形，在一定程度上可以滿足天線穩定的要求。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0014]圖2是本實用新型實施例中可穿戴的環形雙頻鈕扣天線的電壓駐波比仿真側視圖；
[0015]圖3是本實用新型實施例中可穿戴的環形雙頻鈕扣天線在2.4G工作頻帶內的實測增益曲線；
[0016]圖4是本實用新型實施例中可穿戴的環形雙頻鈕扣天線在5G工作頻帶內的實測增益曲線。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]為了加深對本實用新型的理解，下面將結合實施例和附圖對本實用新型作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。
[0019]參見圖1所示，一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線，整體為一枚鈕扣形狀，其主要包括天線地板6，所述天線地板6的上方設有主輻射單元8，所述主輻射單元8包括中心金屬片I和外緣金屬環2，中心金屬片I為圓形，所述外緣金屬環2為圓環形，中心金屬片I與外緣金屬環2同心，且中心金屬片I設置在外緣金屬環2的內部。所述中心金屬片I和外緣金屬環2通過設置于兩者之間的金屬條帶3連接;所述天線地板6與主輻射單元I之間設有短路針4和同軸空心金屬柱5，所述短路針4的數量為兩根，均與主輻射單元8的中心金屬片I連接，所述主輻射單元8直接通過短路針4和同軸空心金屬柱5支撐設于天線地板6上。
[°02°]天線地板6覆蓋在厚度為2mm，介電常數為1.38的織物層7的背面，所述同軸空心金屬柱5穿過天線地板6與織物層7相連接，同軸空心金屬柱5的內芯5-1底端為饋電端。
[0021]通過調整中間金屬片I的面積和外緣金屬環2的內圓直徑和外緣直徑來控制天線的工作頻段。
[0022]采用兩根短路針4不僅可以減少本實用新型在高度上的尺寸，同時通過調整兩根短路針4之間的相對距離和在中心金屬片I上的位置，以及同軸空心金屬柱5的位置來控制本實用新型所實現的雙頻段的頻比。
[0023]通過調整短路針4和同軸空心金屬柱5的高度以及同軸空心金屬柱5的內徑和外徑來控制本實用新型的輸入端匹配。
[0024]本實用新型所述的可穿戴的環形雙頻鈕扣天線整體高度為11mm，主輻射單元8的外緣金屬環2的外徑為20mm，天線尺寸很小，隱蔽性良好。經過測試，本實施例在2.4-2.4835GHz、5.725-5.85GHz兩個免費公用頻段內具有良好的阻抗匹配特性，其回波損耗，其測試的駐波圖見圖3、圖4所示，工作頻帶內的增益典型值為3-5dB。
[0025]實施例2
[0026]織物層7厚度為1mm，介電常數為1.38，其他結構同實施例1。
[0027]實施例3
[0028]織物層7厚度為3mm，介電常數為1.38，其他結構同實施例1。
[0029]應當說明的是，以上所述僅為本實用新型專利的較佳實施例而已，并不足以限制本實用新型的技術方案。在本實用新型的精神和原則之內，可以根據上述說明加以增減、替換、變換或改進，而所有這些增減、替換、變換或改進的技術方案，都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線，包括天線地板(6)，所述天線地板(6)上方設有主輻射單元(8)，其特征在于，所述主輻射單元(8)包括中心金屬片(I)和外緣金屬環(2);所述中心金屬片(I)設置在外緣金屬環(2)的內部，所述中心金屬片(I)和外緣金屬環(2)通過設置于兩者之間的金屬條帶(3)連接;所述天線地板(6)與主輻射單元(8)之間設有短路針(4)和同軸空心金屬柱(5)，所述主輻射單元(8)直接通過短路針(4)和同軸空心金屬柱(5)支撐設于天線地板(6)上。2.根據權利要求1所述的一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線，其特征在于，所述天線地板(6)的上表面設有織物層(7)作為介質層，所述同軸空心金屬柱(5)穿過織物層(7)與天線地板(6)相連接，同軸空心金屬柱(5)的內芯(5-1)底端為饋電端。3.根據權利要求1所述的一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線，其特征在于，所述中心金屬片(I)為圓形，所述外緣金屬環(2)為圓環形，中心金屬片(I)與外緣金屬環(2)同心。4.根據權利要求1所述的一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線，其特征在于，所述短路針(4)的數量為兩根，短路針(4)的上端均與主輻射單元(8)的中心金屬片(I)連接。5.根據權利要求2所述的一種可穿戴的環形雙頻鈕扣天線，其特征在于，所述織物層(7)的厚度為I?3mm，介電常數小于2。
【文檔編號】H01Q1/50GK205452521SQ201521140635
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月31日
【發明人】陳平, 朱曉維, 唐小芳, 蒯振起, 張彥
【申請人】南京濠暻通訊科技有限公司