23、物联网与5G应用中的可穿戴天线设计综述

物联网与5G应用中的可穿戴天线设计综述

1. 引言

通信是技术进步的关键部分。目前，通信技术在覆盖范围、信道容量和不同应用领域的需求迅速增长，正朝着智能化方向发展。天线作为通信技术的重要组成部分，可分为无线天线和可穿戴天线。随着现代设备的发展，通信正逐渐向无线可穿戴形式转变。为了实现更有效、兼容的通信范围，以人体为中心的无线通信发展出了体外、体表和体内三种模式。体表通信通过穿戴设备上的天线进行信号的发射和接收；而体内系统则是将植入式传感器天线放置在人体内。

当前的研究趋势集中在适用于5G（频率范围为6GHz以下以及24.25GHz及以上）、物联网（IoT）、远程医疗等领域的可穿戴天线。物联网是指通过各种传感器、软件和其他兼容技术将物理对象连接起来，实现设备间的数据交换。物联网常用的频段包括4.33GHz、915MHz以及2.4GHz - 5GHz。因此，设计一款紧凑、灵活、低成本的可穿戴天线是非常必要的，微带贴片天线就是满足这些需求的选择之一。可穿戴天线通常基于纺织品制造，如丝绸、羊毛、牛仔布、毡等。下面将详细讨论面向应用的纺织品可穿戴天线的设计、分析和制造方法。

2. 可穿戴天线的类型

可穿戴天线在5G和物联网应用中占据重要地位。常见的可穿戴天线类型包括微带天线、印刷偶极子天线、印刷环形天线、单极子天线和平面倒F天线（PIFA），具体信息如下表所示：
| 天线类型 | 特点 |
| ---- | ---- |
| 微带贴片天线 | 辐射金属条（贴片）置于基板上，二维结构，构造简单，设计和制造灵活，适用于平面和非平面表面，支持线性和圆极化，可适应现代印刷电路制造技术 |
| 单极子天线 | 直杆状导体安装在物理接地平