用于X波段应用的具备网络安全物联网功能的可穿戴微带天线
1. 引言
可穿戴技术已经流行了十多年,可穿戴天线在可穿戴电子设备的设计中起着不可或缺的作用。这些天线主要用于检测和分析一些生理参数,如体温和心率,还可集成到智能手表和蓝牙设备等可穿戴设备中,用于位置跟踪、音频记录等多种应用。
可穿戴技术起源于1995 - 1997年,当时Jennifer Healey和Rosalind Picard设计了可穿戴设备的原型,并将其与时尚配饰相结合,收集佩戴者的生理数据。2004年,“cute circuit”时尚品牌引入了蓝牙连接电子设备的概念。
可穿戴天线之所以受欢迎,是因为它们具有基板灵活性和易于集成到常用织物中的优点。然而,它们也存在一些缺点,比如与人体接触时效率较低,人体会成为捕捉所需电磁辐射时的噪声源,而且天线的放置位置也会影响其性能,因为天线有效工作依赖于表面的几何形状。
随着消费者对可穿戴电子产品兴趣的增加,可穿戴天线技术的重要性也在迅速提升。可穿戴天线可以是偶极子、微带贴片或其他几何形状,通常会使用导电纺织品和线来集成介电基板和辐射物质。
本文提出了两款微带可穿戴天线,一款在中心有一个1毫米宽的矩形槽,另一款没有槽。这两款天线均为徽章形状,适用于X波段(8 - 12 GHz)应用,工作频率约为10.5 GHz,可用于车辆速度检测。天线的介电基板选用棉织物,其介电常数ε = 1.35,损耗正切值为0.0009。两款徽章形状的天线均设计为在10.48 GHz下工作,可安装在交警制服袖子上用于检测车辆速度,棉基板在佩戴时具有灵活性。天线先使用CST MW Studio进行模拟,然后制造并使用矢量网络分析仪进行测试。