本發(fā)明涉及天線，尤其涉及一種工作于GPS頻段的可佩戴式天線。

背景技術(shù)：

隨著UWB、藍(lán)牙、WLAN等無線技術(shù)的不斷進(jìn)步，無線技術(shù)已越發(fā)成為電信和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)最熱門的研究領(lǐng)域之一。因此，基于無線技術(shù)的小型化可穿著的通訊體系已成為智能紡織品開發(fā)和研制中的一個重要組成部分，在醫(yī)療保健、消防等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

可佩戴式天線采用織物結(jié)構(gòu)作為天線的介質(zhì)，這使天線技術(shù)在與傳統(tǒng)天線相比上實(shí)現(xiàn)了巨大的進(jìn)步。這種天線重量輕、安裝方便，可以應(yīng)用于多種場合，將來可設(shè)計(jì)集成在“智能衣物”里的佩戴式天線系統(tǒng)，而“智能衣物”可應(yīng)用于、體育、醫(yī)療甚至太空領(lǐng)域，例如：運(yùn)動員的服裝、急救人員的工作服和太空宇航員的宇航服等等。另外，通過“智能衣物”提供的數(shù)據(jù)傳輸能力也可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的需求，因此，其在各種個人通信業(yè)務(wù)中，為新一代的移動通信提供了更大的設(shè)計(jì)靈活性。佩戴式天線形式多樣、結(jié)構(gòu)靈活，可舒適地佩戴于人體，既具備一定的隱蔽性，又可滿足各種通信需求。

佩戴式天線在各個領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景，但是目前還沒有廣泛應(yīng)用起來，目前國內(nèi)外學(xué)者更多關(guān)注于其驗(yàn)證性的工作，在實(shí)際的產(chǎn)品開發(fā)與天線設(shè)計(jì)中還有很大的發(fā)展空間。研究輕薄便攜，盡量能和人體保持共形，同時也不會影響人體的正?；顒拥呐宕魇教炀€十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種工作于GPS頻段的可佩戴式天線，技術(shù)方案如下：

工作于GPS頻段的可佩戴式天線，它包括基板、折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線、開槽式缺口正方形導(dǎo)電布、正方形開槽、上L形導(dǎo)電布、右L形導(dǎo)電布、下L形導(dǎo)電布、開槽式缺口矩形金屬接地板、地板矩形開槽；基板的上表面設(shè)有折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線、開槽式缺口正方形導(dǎo)電布、正方形開槽、上L形導(dǎo)電布、右L形導(dǎo)電布、下L形導(dǎo)電布，折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線的下端與基板的底端相連，折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線的右端與開槽式缺口正方形導(dǎo)電布的左端中心相連，正方形開槽在基板的中心位置，上L形導(dǎo)電布與開槽式缺口正方形導(dǎo)電布的上端中心相連，右L形導(dǎo)電布與開槽式缺口正方形導(dǎo)電布的右端中心相連，下L形導(dǎo)電布與開槽式缺口正方形導(dǎo)電布的下端中心相連，基板的下表面設(shè)有開槽式矩形金屬接地板、地板矩形開槽，開槽式矩形金屬接地板上設(shè)有地板矩形開槽，開槽式矩形金屬接地板的左端與基板的左端相連，開槽式矩形金屬接地板的右端與基板的右端相連，開槽式矩形金屬接地板的下端與基板的下端相連。

所述的基板是相對介電常數(shù)為1.15毛氈布材料，基板的長度為126mm～128mm，寬度121mm～123mm，厚度為1.8mm～2.2mm。所述的導(dǎo)電布的材料是鍍銅鎳的聚酯纖維布，所述的折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線上側(cè)矩形長度為16mm～18mm，寬度為4mm～6mm，厚度為0.08mm～1mm，中間矩形長度為21mm～23mm，寬度為4mm～6mm，厚度為0.08mm～1mm，下側(cè)矩形長度為36mm～37mm，寬度為8mm～10mm，厚度為0.08mm～1mm。所述的開槽式缺口正方形導(dǎo)電布邊長為77mm～79mm，厚度為0.08mm～1mm，左上角和右下角分別去掉一個腰長為5mm～7mm，厚度為0.08mm～1mm的等腰直角三角形。所述的正方形開槽邊長為19mm～21mm，槽深為0.08mm～1mm。所述的上L形導(dǎo)電布的上側(cè)矩形的長度為9mm～11mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm，下側(cè)矩形的長度為7mm～9mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm。所述的右L形導(dǎo)電布左側(cè)矩形長度為7mm～9mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm，右側(cè)矩形的長度為9mm～11mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm。所述的下L形導(dǎo)電布的上側(cè)矩形的長度為7mm～9mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm，下側(cè)矩形的長度為9mm～11mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm。所述的開槽式矩形金屬接地板的長度為126mm～128mm，寬度為60mm～62mm，厚度為0.08mm～1mm。地板矩形開槽的長度為40mm～42mm，寬度為1mm～3mm，槽深為0.08mm～1mm，地板矩形開槽的左側(cè)距離基板1的左端距離為9mm～11mm，地板矩形開槽的下側(cè)距離基板1的下端距離為9mm～11mm。

本發(fā)明選用的導(dǎo)電布是鍍銅鎳的聚酯纖維布，采用平紋紡織方式，背面涂有高粘性的自粘膠，具有較好的柔韌性和耐磨性，該材料比較適合作為佩戴式天線的輻射部分。本發(fā)明所涉及的天線在人體背部模型環(huán)境下進(jìn)行仿真，工作于GPS頻段，輻射特性好，成本低。

附圖說明

圖1是工作于GPS頻段的可佩戴式天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是工作于GPS頻段的可佩戴式天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是工作于GPS頻段的可佩戴式天線的回波損耗圖；

圖4是天線在1.575GHz時的E面、H面輻射方向圖；

具體實(shí)施方式

如圖1～2所示，一種工作于GPS頻段的可佩戴式天線，包括基板1、折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線2、開槽式缺口正方形導(dǎo)電布3、正方形開槽4、上L形導(dǎo)電布5、右L形導(dǎo)電布6、下L形導(dǎo)電布7、開槽式矩形金屬接地板8、地板矩形開槽9；基板1的上表面設(shè)有折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線2、開槽式缺口正方形導(dǎo)電布3、正方形開槽4、上L形導(dǎo)電布5、右L形導(dǎo)電布6、下L形導(dǎo)電布7，折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線2的下端與基板1的底端相連，折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線2的右端與開槽式缺口正方形導(dǎo)電布3的左端中心相連，正方形開槽4在基板1的中心位置，上L形導(dǎo)電布5與開槽式缺口正方形導(dǎo)電布3的上端中間相連，右L形導(dǎo)電布6與開槽式缺口正方形導(dǎo)電布3的右端中心相連，下L形導(dǎo)電布7與開槽式缺口正方形導(dǎo)電布3的下端中心相連，基板1的下表面設(shè)有開槽式矩形金屬接地板8、地板矩形開槽9，開槽式矩形金屬接地板8上設(shè)有地板矩形開槽9，開槽式矩形金屬接地板8的左端與基板1的左端相連，開槽式矩形金屬接地板8的右端與基板1的右端相連，開槽式矩形金屬接地板8的下端與基板1的下端相連。

所述的基板1是相對介電常數(shù)為1.15毛氈布材料，基板1的長度為126mm～128mm，寬度121mm～123mm，厚度為1.8mm～2.2mm。所述的導(dǎo)電布的材料是鍍銅鎳的聚酯纖維布，所述的折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線2上側(cè)矩形長度為16mm～18mm，寬度為4mm～6mm，厚度為0.08mm～1mm，中間矩形長度為21mm～23mm，寬度為4mm～6mm，厚度為0.08mm～1mm，下側(cè)矩形長度為36mm～37mm，寬度為8mm～10mm，厚度為0.08mm～1mm。所述的開槽式缺口正方形導(dǎo)電布3邊長為77mm～79mm，厚度為0.08mm～1mm，左上角和右下角分別去掉一個腰長為5mm～7mm，厚度為0.08mm～1mm的等腰三角形。所述的正方形開槽4邊長為19mm～21mm，槽深為0.08mm～1mm。所述的上L形導(dǎo)電布5的上側(cè)矩形的長度為9mm～11mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm，下側(cè)矩形的長度為7mm～9mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm。所述的右L形導(dǎo)電布6左側(cè)矩形長度為7mm～9mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm，右側(cè)矩形的長度為9mm～11mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm。所述的下L形導(dǎo)電布7的上側(cè)矩形的長度為7mm～9mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm，下側(cè)矩形的長度為9mm～11mm，寬度為1mm～3mm，厚度為0.08mm～1mm。所述的開槽式矩形金屬接地板8的長度為126mm～128mm，寬度為60mm～62mm，厚度為0.08mm～1mm。地板矩形開槽9的長度為40mm～42mm，寬度為1mm～3mm，槽深為0.08mm～1mm，地板矩形開槽9的左側(cè)距離基板1的左端距離為9mm～11mm，地板矩形開槽9的下側(cè)距離基板1的下端距離為9mm～11mm。

實(shí)施例1

選擇厚度為2mm的毛氈布作為佩戴式天線的基板，其相對介電常數(shù)為1.15，基板長度為127mm，寬度122mm，厚度為2mm。選用的導(dǎo)電布是鍍銅鎳的聚酯纖維布。折疊L形阻抗匹配輸入傳輸線上側(cè)矩形長度為17mm，寬度為5mm，厚度為0.09mm，中間矩形長度為22mm，寬度為5mm，厚度為0.09mm，下側(cè)矩形長度為36.5mm，寬度為9mm，厚度為0.08mm。開槽式缺口正方形導(dǎo)電布邊長為78mm，厚度為0.09mm，左上角和右下角分別去掉一個腰長為6mm，厚度為0.09mm的等腰直角三角形。正方形開槽邊長為20mm，槽深為0.09mm。上L形導(dǎo)電布的上側(cè)矩形的長度為10mm，寬度為2mm，厚度為0.09mm，下側(cè)矩形的長度為8mm，寬度為2mm，厚度為0.09mm。右L形導(dǎo)電布左側(cè)矩形長度為8mm，寬度為2mm，厚度為0.09mm，右側(cè)矩形的長度為10mm，寬度為2mm，厚度為0.09mm。下L形導(dǎo)電布的上側(cè)矩形的長度為8mm，寬度為2mm，厚度為0.09mm，下側(cè)矩形的長度為10mm，寬度為2mm，厚度為0.09mm。開槽式矩形金屬接地板的長度為127mm，寬度為61mm，厚度為0.09mm。地板矩形開槽的長度為41mm，寬度為2mm，槽深為0.09mm，地板矩形開槽的左側(cè)距離基板的左端距離為10mm，地板矩形開槽的下側(cè)距離基板的下端距離為10mm。在HFSS軟件中創(chuàng)建人體背部模型，對可佩戴式天線的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測試，所得的回波損耗曲線如附圖3所示。由圖可見，-10dB以下的工作頻段為1.538GHz～1.617GHz，中心頻率落在1.575GHz，覆蓋GPS工作頻段。圖4所示為工作于GPS頻段的可佩戴式天線在1.575GHz時E面、H面方向圖。