可穿戴柔性微带贴片天线

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1、可穿戴柔性微带贴片天线WearableFlexibleMicrostripPatchAntenna专业：电磁场与微波技术作者姓名：张明振指导教师：金杰天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要近年来，无线通信技术发展迅速，人体中心网络越来越得到人们的重视。新兴应用领域的出现对天线性能提出了更高的要求，促进了天线设计及制作技术的发展，其重要的研究方向之一便是可穿戴柔性天线。本文研究了微带天线的带宽展宽技术及其弯曲特性。结合了微带贴片天线剖面薄的优势，成功设计出多种具有宽频带、多用途、性能稳定的可穿戴

2、柔性微带贴片天线。论文中的天线结构都在软件上进行了仿真和优化，选择了部分进行实物制作，验证了设计方案的合理性。主要研究内容如下：1、重点研究了微带天线的宽带化技术及弯曲特性。分析了传统微带天线带宽受限的原因以及常见的带宽展宽技术，如：改变贴片形状、提升阻抗匹配、引入阶梯结构等。讨论了微带贴片天线的弯曲特性，研究了天线弯曲后性能的变化。实验表明：形变会造成天线带宽减小、谐振频率偏移以及回波损耗增加。2、重点研究了天线形状以及介质基板材料对于柔性天线性能的影响。基于微带天线原理，在HFSS软件上进行仿真，不断优

3、化天线尺寸，减小形变对于天线的影响。在此基础上，研究了多种柔性基板材料。通过制作并实测不同材料的天线，分析了各种柔性材料的优劣性。研究表明通过增加天线的带宽和采用适宜的柔性材料可以减小形变带来的影响。3、研究了柔性天线的可穿戴特性。天线穿戴于人体时沿不同方向弯曲会表现出不同的性能。同时，天线穿戴于人体不同位置，性能也会有所差异。通过对不同穿戴方案的对比，得出了最佳穿戴方式。最后，论文探讨了人体舒适度问题。制定了实验方案，调查了多名实验对象，根据反馈结果得出了舒适度较好的穿戴位置。研究结果表明：天线穿戴于手臂

4、上时性能受到的影响较小，舒适度较高。关键词：微带贴片天线，柔性材料，带宽展宽，阶梯结构，可穿戴IABSTRACTInrecentyears,wirelesscommunicationtechnologyhasdevelopedrapidly,andhumancentralnetworkhasdrawnmoreandmoreattention.Itputsforwardhigherrequirementsforantennas,whichhasdirectlypromotedtheemergenceofnew

5、technologiesforantennadesignandproduction.Oneofitsimportantresearchdirectionsisthestudyofwearableflexibleantennas.Thispaperstudiedthebendingcharacteristicsandbandwidthwideningtechnologyofthemicrostripantenna.Withtheadvantageofthemicrostrippatchantenna’sthi

6、nprofile,manysmallwearableflexiblemicrostrippatchantennaweredesigned.Theseantennashavewideband,multi-purposesandstableperformance.Inthispaper,avarietyofantennastructuresweresimulatedonthesimulationsoftware.Someofthemweremanufacturedandtested,andtherational

7、ityofthedesignschemewasverified.Themainresearchcontentsareasfollows:1.Thebroadbandtechnologyandbendingcharacteristicsofmicrostripantennawerestudiedemphatically.Thispaperanalyzedthecausesofbandwidthlimitationoftraditionalmicrostripantennasandthecommonbandwi

8、dthwideningtechniques,suchaschangingpatchshape,improvingimpedancematchingandintroducingstepstructure.Thebendingcharacteristicsofthemicrostrippatchantennawerediscussed,andtheperformanceoftheantennaafterbending