基于液晶聚合物的双陷波可穿戴天线的设计

基于超薄液晶聚合物柔性材料,设计了一种满足无线体域网(WBAN)需求的双陷波UWB可穿戴天线。该天线由椭圆形贴片、锥形三叉戟共面馈线和梯形地板组成。通过分别在辐射贴片上蚀刻椭圆开口谐振环和在共面馈线上蚀刻n形槽以实现双陷波特性。该天线采用共面波导的馈电方式,具有良好的共面性,易于与载体共形。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线在3. 1~10. 6 GHz的超宽带频段内回波损耗小于-10 d B的同时,在4. 88~6. 15 GHz和7. 55~8. 51 GHz内拥有双陷波特性,可抑制WiMAX和ITU 8 GHz频段对系统产生的干扰。与以往的可穿戴天线相比,该天线厚度仅为0. 1 mm,且柔性可弯曲。此外,对天线在弯曲情况下进行测试,天线特性基本保持不变。     

形变稳定的负磁导率超材料双频柔性天线

为了解决力学形变对柔性天线电磁特性影响的问题,设计了一种形变稳定的柔性天线,利用加载负磁导率超材料结构增加天线的新频段,使天线工作于2.45GHz和5.80GHz频段。分析了负磁导率超材料结构增加天线频段的机理与影响因素,进而总结了电磁-力学多物理场耦合特性。天线整体尺寸为0.24λ0×0.20λ0(λ0为2.45GHz时自由空间的波长),厚度仅为0.001λ0,实验结果表明天线在弯曲半径R为10～50mm时频段参数不变。可见加载负磁导率超材料结构单元可以增加天线频段,在一定的力学形变条件下电磁特性仍保持稳定,满足柔性天线超薄小型化的设计需求。     

一种超宽带柔性梯形环分形天线的设计

基于分形天线和微电子机械系统(MEMS)工艺,设计了一款超宽带柔性梯形环分形天线,适用于柔性电子设备和可穿戴设备.采用共面波导的方式对天线进行馈电,利用分形结构改变电流路径,使阻抗匹配极大改善,实现了超宽带性能.在最外层梯形环结构上加载弧形边缘,可以进一步改善天线在2.7～14.1 GHz频段内的回波损耗.天线以柔性材...     

基于PDMS的柔性可穿戴微带天线北大核心

提出了一种新型柔性微带天线,具有结构简单、质量轻、易共形和可穿戴的功能,且易于与衣物集成。该天线是以柔性材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）为介质基底,以金属镍为辐射贴片,将镍覆于介质基底两侧,设计了E形辐射贴片和矩形金属地,并基于微机电系统（MEMS）加工工艺进行加工制造,经测试取得了良好的效果。仿真结果表明,该天线的谐振频率为13.5 GHz,带宽为2.0 GHz。在平放和弯曲的状态下分别进行了测试,测得的谐振频率为12.8 GHz,带宽为1.2 GHz,谐振频率的测试结果变化范围较小,测试结果良好,说明该柔性天线可实现弯曲的性能且谐振频率和带宽比较稳定。该天线的仿真和测试结果都体现出良好的阻抗匹配性和稳定的辐射方向性,为天线与电子设备的集成化提供了参考。     

柔性微带天线设计与研究*

设计了一种能与服装完全共形的柔性微带天线,天线材料采用常规的毛毡和铜箔,经简单的加工制作实现了良好的性能。对天线在平放和弯曲条件下的性能进行了测试,测试结果表明:该天线在沿H 面弯曲时谐振频率、带宽、辐射方向图变化很小;基于人体健康的考虑,用HFSS 软件对天线的SAR(Specific Absorption Rate )进行了仿真,结果表明该天线的SAR 非常小,仅为0. 048。该天线具有重量轻、结构简单、低SAR 等特点,已被用于实际的穿戴天线阵列,能够满足穿戴系统中无线通信系统的要求。     

ENZ天线的形变特性研究

针对天线柔性化设计需求,确保天线形变时工作频率稳定性,将近零介电常数(Epsilon-Near-Zero, ENZ)效应引入柔性天线设计。在分析ENZ天线内部色散特性的基础上,对天线在拉伸和弯折情况下各项参数进行仿真分析,实现天线在不同长度和弯折程度下工作频率不变,且辐射方向图可调。采用PDMS作为介质基板,结合磁控溅射和硅通孔技术,充分发挥柔性ENZ天线频率抗形变性能。实测ENZ天线在不同拉伸长度下频率稳定在6.54 GHz。所设计天线在柔性无线电子领域中具有一定应用前景,例如有限尺寸内的系统封装、生物应变传感和军用无线可穿戴通信设备等。     

可收拢展开的宽带双圆极化柔性薄膜天线

星载相控阵雷达因其平台的特殊性要求其天线具有大型轻质、可收拢展开的特点。设计了一种可收拢展开的宽带双圆极化柔性薄膜天线。天线各层均采用柔性薄膜材料制作,相邻层间为空气,因此天线整体为柔性可收拢展开。采用两相互垂直的"H"形缝隙和双层微带贴片结构,并结合3 dB电桥实现了宽带和高隔离度的双圆极化。仿真和测试结果表明,该薄膜天线单元两馈电端口驻波小于2的相对带宽约为36%,极化隔离度大于32 dB,并给出了天线单元双圆极化波瓣方向图的测试结果,其3 dB波瓣宽度为64°,天线单元增益为6.2 dB,并设计了天线小阵。     

柔性压力传感器成型技术及制备工艺研究进展

应用日益广泛的可穿戴设备要求其中的传感器件可拉伸、可弯曲，因此柔性传感器已受到人们的重视。文章对柔性压力传感器的微结构、材料、制备工艺等方面进行了综述，重点总结了现阶段柔性传感器所采用的各种结构，比较了天然微结构、仿生表面微结构、多孔结构、多级结构、多层结构柔性压力传感器的重要性能。介绍了目前常用的柔性基底材料和导电活性材料，对比了光刻技术、3D打印等制造工艺的优缺点，对柔性压力传感器的未来研究方向进行了展望。文章对相关柔性器件的研究具有较高的理论价值和工程参考意义。     

应用于MIMO系统终端的腰带式可穿戴天线

提出一种应用于MIMO无线通信系统移动终端的腰带式可穿戴外置多天线.这一MIMO多天线系统利用合理的布局,可获取各种分集增益.天线单元采用开槽的电磁耦合微带贴片天线,减小了天线尺寸,也降低了人体吸收率.通过MIMO系统试验平台的外场测试,得到了多天线系统的相关性系数矩阵以及误码率等重要的实验数据.测试结果表明:在保持总发射功率不变的情况下,相较于传统的单发单收天线,这一多天线系统可显著降低传输误码率,进而有效提高通信系统容量与质量.     

采用布料制成的可穿戴式天线

在手机中支持MIMO无线通信的技术发展目前尚不明朗，因此，NEC公司开发出一款无需MIMO技术、又可保证终端数据传输速率的天线。该款宽带可穿戴式天线基本由布料组成，在普通的布料上镀上金属层，即可得到能抑制EMC（电磁干扰）的导电性布料，导电性布料可用作天线，天线与连接线之间采用柔性基板上的铜箔进行连接（见图A-1）。     

物联网天线技术研究进展

分别从射频识别天线、可穿戴/可植入天线、多物理量传感天线、能量收集天线、基于先进材料及工艺的片上封装天线等角度，系统介绍了目前物联网中的天线技术研究进展。进而结合近年在天线领域科研和教学实践，提出基于“单腔多模”思想、面向物联网应用的多谐天线设计理论，最后列举基于该理论的若干应用实例。     

单兵通信系统头盔天线研究进展

头盔天线是指以特殊的人工结构或材料共形到单兵可穿戴头盔上的一种天线，它是单兵无线通信系统中的核心器件。当前的头盔天线研究仅关注辐射全向性、大宽带、高增益和低比吸收率(SAR)中的某一方面或两个方面，难以满足快速发展的战术通信要求。近年来各种基于人工磁导体、超构材料等新型材料/结构的天线设计和阻抗匹配方法被相继提出，使得头盔天线有望突破增益、带宽、尺寸、重量和电磁辐射之间相互制约的技术难题。该文旨在通过系统总结国内外对于头盔天线在控制辐射方向、扩展带宽、增益提高、抑制比吸收率的研究进展之基础上，展望未来头盔天线重点突破的技术方向，并提出一种基于非福斯特电路的圆形阵列头盔天线技术构想。     

空间充气展开天线初步研究

结合3.5 m充气天线地面样机的研制,分析了柔性充气展开天线的结构形式和材料特性,对充气天线结构仿真分析、形面精度测量技术、电性能测试等进行了初步探讨。该地面样机形面均方根误差小于2.5 mm,成功完成了充气展开试验和折叠试验,并具有电性能,为进一步进行空间柔性可展天线研制积累了经验。     

基于PDMS嵌入式超宽带天线设计

设计了一种以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质基片的超宽带(UWB)天线,其辐射单元由矩形和半圆环金属贴片组成,两部分结构由带状贴片连接,采用共面波导方式馈电。上述金属贴片嵌入在PDMS基片中间,用于人体通信的可穿戴系统。利用嵌入式结构,有效提高了天线的柔韧性和耐用性。为了更好地模拟天线在人体表面的工作环境,构建了包括皮肤、脂肪和肌肉的三层人体组织模型,满足人体安全的国际标准的最大天线比吸收率值为16.4 mW。最后对天线样品进行测试,结果表明天线总体性能稳定,阻抗带宽为5.39-10.33 GHz,实现了在医学机构使用的频段(5.725-5.875 GHz)要求。     

具有Parylene 涂层的WLAN 平面柔性天线*

设计了一种用于无线局域网(WLAN)的平面柔性天线。该天线的设计采用厚度为127μm 的聚酰亚 胺薄膜作为天线的印制板,利用电容加载的单极子天线结构,使其获得了柔性和双频宽带的性能。整个天线被 10μm 厚度的Parylene-C 保护涂层所覆盖,使天线具备了良好的防潮、防水等性能。对天线在平面和各种弯曲状态下 的性能进行了测试,测试结果表明,该天线在工作频带内的回波损耗优于10dB,具有较好的全向辐射特性,实验结果 表明该天线可以应用于柔性通信设备中。     

2016 IEEE EMC国际学术研讨会——提名文章(一)

EMI Control Performance of the Absorbing Material for Application on Flexible Cables（最佳学生论文）摘要：柔性线缆上的共模信号常会引起电磁干扰,在线缆上采用电磁吸波材料可以抑制共模电流。提出了一套有效评估电磁吸波材料性能的方法,以单极天线、环形天线和实际传输线这三种典型辐射体为例研究了不同材料、不同厚度、不同间隙的吸波性能。     

基于超材料的低频高增益阵列天线研究

基于超材料表面设计了一种工作在P 波段的高增益阵列天线,文中设计的天线单元采用全金属Vivaldi 形式,可工作在200 MHz ～2 GHz。天线排布为一维E 面阵列,下方置有反射板。为提升天线增益,采用在天线上方加载超材料层的方式。使用HFSS 对天线进行仿真。仿真表明:通过加载超材料层的方法,可以在不增加天线物理面积的情况下,使其在200 MHz ～600 MHz 的增益得到提升,最大可达2. 7 dB,且有源驻波变化不大,在工作频段内仍小于2。该技术为低频天线阵列的增益提升提供了一种全新的思路。     

电子胶囊的柔性天线技术研究进展

天线是实现人体内部无线胶囊内窥镜系统与外界无线通信的重要部件。由于人体内部组织结构复杂,具有高介电常数、高损耗等特性,因此对天线有严格的要求。本文对用于胶囊的柔性天线各方面研究作了总结性探讨,首先介绍了实现柔性天线小型化的一些方法,如应用超材料、延长电流有效路径、加载容性或感性负载等;然后从天线带宽、辐射模式、人体安全等方面对柔性电子胶囊天线特性进行了总结。     

柔性可穿戴电子的新进展

综述了近期柔性可穿戴电子的研究进展以及在现代生活中的发展应用,阐明了柔性薄膜电子在医学和生活娱乐等领域的发展方向和潜在应用,特别是在医疗领域,柔性电子的发展与应用将是人们未来生命健康监测与治疗的主流方向。详细介绍了以聚酰亚胺等聚合物材料为基底的薄膜电子器件的发展类型,并且阐述了分别以聚合物薄膜材料和导电织物为基底的柔性电子设计。论述了制约柔性可穿戴电子在未来发展研究中的问题,并对柔性可穿戴电子的发展趋势进行了展望。     

探地雷达超宽带背腔蝶形天线设计与实现

设计实现了一种中心频率为400 MHz的吸波材料填充式背腔蝶形天线,并将此天线应用于超宽带探地雷达系统,组装完成了一套400 MHz无线控制探地雷达系统样机。背腔式设计的探地雷达收发天线可以克服传统蝶形天线在H面全向辐射所带来的缺点,从而提高雷达系统的信噪比及收发天线之间的隔离度。对背腔蝶形天线的设计进行了规律性研究,总结了吸波材料填充式背腔蝶形天线系统在工程化实现时的设计经验。实际路测数据验证了所设计背腔天线在此套探地雷达系统中性能表现稳定良好。