應(yīng)用于5.8 GHz的可穿戴天線設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

王培杰，程鉍峪，楊凌升

(南京信息工程大學(xué) 應(yīng)用電磁學(xué)研究中心，江蘇 南京 210044)

可穿戴天線在醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域有應(yīng)用價值.在醫(yī)療方面，可把天線、傳感器和醫(yī)療設(shè)備一起放置在人體上，天線把檢測到的數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)終端，便于醫(yī)生實(shí)時監(jiān)測病人身體狀態(tài).在軍事領(lǐng)域，可將天線放置在士兵頭盔或者背部，便于收發(fā)信號.除此之外，可穿戴天線也可用于消防隊員、運(yùn)動員[1-2].然而，人體運(yùn)動時身體姿勢的變化、天線置于人體的位置、佩戴的其他電子設(shè)備等，均影響天線信號傳輸[3-4],單一輻射方向的天線已不能滿足通信需求[5].可通過在人體不同部位放置多個天線[6-7]，或者使用具有多種方向圖輻射特性的天線，接收變化環(huán)境中不同輻射模式的電磁波[8]，來增加信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性.室外環(huán)境中，可穿戴天線接收到的大部分能量來自爬行波，散射波可忽略.平行于身體表面具有全向輻射模式的單極子天線正適合接收在身體周圍傳播的爬行波.室內(nèi)環(huán)境中，除了沿人體表面?zhèn)鞑サ呐佬胁ㄍ猓瑝Ρ凇⒌孛婕凹揖叩壬⑸涞碾姶挪ㄒ泊嬖冢矫娴笷天線(PIFA)適合接收此類電磁波.

研究人員圍繞具有方向圖分集特性的可穿戴天線進(jìn)行了大量的研究[3,9-12].文獻(xiàn)[3]設(shè)計了一款工作在2.45 GHz頻段的PIFA和頂端加載單極子的2單元天線，該天線中單極子天線部分適合用來接收人體表面全向的爬行波，PIFA部分則接收直接照射到人體表面的波.文獻(xiàn)[9]設(shè)計了一款適用于WBAN通信系統(tǒng)……