TWI707502B - 可穿戴雙寬頻織物天線 - Google Patents

Abstract

一種可穿戴雙寬頻織物天線，包括有：一基材、一矩形貼片天線及一接地件；其中，該矩形貼片天線熱貼合於該基材頂面，該矩形貼片天線一邊具一訊號饋入端，該訊號饋入端設一凸片，該凸片中央設一延伸柱，該延伸柱一端電性連接該訊號饋入端，另一端呈T形朝該基材邊緣延伸；該接地件熱貼合於該基材底面，該接地件上刻出槽孔迴圈，形成一倒凸字形槽孔迴圈。透過該貼片產生高頻帶共振模，以及該接地件之倒凸字形槽孔迴圈結構經由該貼片激發，可在迴圈結構上產生低頻帶共振模，進而達成具有雙寬頻接收訊號之效果。

Description

可穿戴雙寬頻織物天線

本發明係一種可穿戴雙寬頻織物天線，尤指一種具有雙寬頻接收訊號效果之可穿戴式織物天線。

按，隨著現代人越來越重視生活品質以及人口逐漸老化的因素，許多居家型簡易的醫療裝置或穿戴式生理感測裝置也因此應運而生，其可應用於老年人的醫療照護及生理監視，或用於運動時呼吸、心跳、運動姿態或熱量消耗等生理狀態的感測。

然而，目前穿戴式生理感測裝置並未有可穿戴之織物天線，主要原因係目前之可穿戴織物天線無法寬頻或雙頻(高頻、低頻)傳、收訊號，導致目前穿戴式生理感測裝置僅能採用一般天線傳、收訊號，因為一般天線容易突出衣物之外不適合穿戴於身上，造成使用上諸多不便。

傳統貼片天線為共振型天線，長度為半波長，故只能適用於單頻。近年來，無線通訊系統朝向多頻操作方向發展，故天線也需具備多頻操作特性。

由此可見，上述習用物品存有缺失未臻良善，而亟待加以改良。

有鑑於此，本案發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之發明。

本發明之目的，在提供一種可穿戴雙寬頻織物天線，係具有雙寬頻接收訊號之效果。本發明改善傳統貼片單頻及窄頻之缺點，發展雙寬頻織物貼片-槽孔迴圈天線設計，中心頻率設計在2.6/5.4 GHz，頻寬＞10%，並朝減少天線尺寸方向精進。

根據上述之目的，本發明之可穿戴雙寬頻織物天線，其主要係包括有：一基材、一矩形貼片天線及一接地件；其中，該基材係由氯丁橡膠纖維構成；該矩形貼片天線熱貼合於該基材頂面，該矩形貼片天線係由鍍金屬之聚脂纖維構成的導電纖維布所構成，該矩形貼片天線一邊具有一訊號饋入端，該訊號饋入端設有一凸片，該凸片中央設有一延伸柱，該延伸柱一端電性連接該訊號饋入端，另一端呈T形朝該基材邊緣延伸；該接地件熱貼合於該基材底面，該接地件係由鍍金屬之聚脂纖維構成的導電纖維布所構成，該接地件上刻出槽孔迴圈(Slotloop)，形成一倒凸字形槽孔迴圈；藉此，透過該貼片產生高頻帶共振模，以及該接地件之倒凸字形槽孔迴圈結構經由該貼片激發，可在迴圈結構上產生低頻帶共振模，進而達成具有雙寬頻接收訊號之效果。

為便於 貴審查委員能對本發明之各項特徵及功效，進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

本發明乃提出一種可穿戴雙寬頻織物天線，請參閱第1、2圖所示，其主要包括有：一基材10、一矩形貼片天線20及一接地件30。

其中，該基材10係由氯丁橡膠纖維構成；

該矩形貼片天線20熱貼合於該基材10頂面，該矩形貼片天線20係由鍍金屬之聚脂纖維構成的導電纖維布所構成，該矩形貼片天線20設有一矩形貼片21，該貼片21一邊具有一訊號饋入端22，該訊號饋入端22設有一凸片23，該凸片23中央設有一延伸柱24，該延伸柱24一端電性連接該訊號饋入端22，另一端呈T形朝該基材10邊緣延伸；

該接地件30熱貼合於該基材10底面，該接地件30係由鍍金屬之聚脂纖維構成的導電纖維布所構成，該接地件30上刻出槽孔迴圈31，形成一倒凸字形槽孔迴圈31，其迴圈長度為一個波導波長。

藉上述構件之組成，請配合參閱第3、4、5、6、7、8、9圖所示，透過該貼片21產生高頻帶共振模，以及該接地件30之倒凸字形槽孔迴圈31結構經由該貼片21激發，可在迴圈31結構上產生低頻帶共振模。將具有雙寬頻接收訊號效果之基材10縫設於衣物上，作為穿戴式織物天線，具有平面型、低剖面結構、重量輕、可彎折及可水洗等優點，非常適合於穿戴用途。

請參閱第3圖所示，係本發明之可穿戴雙寬頻織物天線之雙寬頻織物貼片-迴圈天線模擬與量測S11響應圖。

請參閱第4圖所示，係本發明之可穿戴雙寬頻織物天線之低頻帶頻率在2.376GHz之模擬與量測輻射場型圖；其中，左邊E-plane為E平面場型圖，右邊H-plane為H平面場型圖。

請參閱第5圖所示，係本發明之可穿戴雙寬頻織物天線之低頻帶頻率在2.582GHz之模擬與量測輻射場型圖；其中，左邊E-plane為E平面場型圖，右邊H-plane為H平面場型圖。

請參閱第6圖所示，係本發明之可穿戴雙寬頻織物天線之低頻帶頻率在2.788GHz之模擬與量測輻射場型圖；其中，左邊E-plane為E平面場型圖，右邊H-plane為H平面場型圖。

請參閱第7圖所示，係本發明之可穿戴雙寬頻織物天線之高頻帶頻率在5.03GHz之模擬與量測輻射場型圖；其中，左邊E-plane為E平面場型圖，右邊H-plane為H平面場型圖。

請參閱第8圖所示，係本發明之可穿戴雙寬頻織物天線之為高頻帶頻率在5.335GHz之模擬與量測輻射場型圖；其中，左邊E-plane為E平面場型圖，右邊H-plane為H平面場型圖。

請參閱第9圖所示，係本發明之可穿戴雙寬頻織物天線之高頻帶頻率在5.64GHz之模擬與量測輻射場型圖；其中，左邊E-plane為E平面場型圖，右邊H-plane為H平面場型圖。

復請參閱第1、2圖所示，該基材10係由氯丁橡膠纖維織物構成，厚度為4 mm，介電常數為1.5。該氯丁橡膠纖維織物為一潛水布(Insulating neoprene)，手感柔軟，具有防震、保溫、彈性、不透水及不透氣等特點。

復請參閱第1、2圖所示，該矩形貼片天線20係由鍍銅鎳之聚脂纖維構成的導電纖維布所構成。

復請參閱第1、2圖所示，該接地件30係由鍍銅鎳之聚脂纖維構成的導電纖維布所構成。

復請參閱第1、2圖所示，本發明為達成雙寬頻及減少尺寸，矩形貼片之共振頻率將設計在高頻帶5.4GHz處，可降低材料成本電路尺寸，而低頻帶2.6GHz的部分則利用結構上加槽孔迴圈(Slotloop)來實現，可達成雙寬頻設計。

復請參閱第1、2圖所示，該矩形貼片天線20的長度為 40  mm、寬度為 50  mm。該饋線的長度為6.1   mm、寬度為 7   mm。該訊號饋入端的長度為 5.4  mm、寬度為 4  mm。

復請參閱第1、2圖所示，該潛水布包括佳積布(Jersey)、萊卡布（Lycra）、美佳布、絲光布(Terry)、聚脂纖維(Polyester)或尼龍（Nylon）。

復請參閱第1、2圖所示，該矩形貼片天線進一步具備一對對稱凹槽，該對對稱凹槽的長為 1.9  mm、寬為1.9mm。

復請參閱第1、2圖所示，該矩形貼片天線進一步具備一對對稱缺角，該對對稱缺角的長為  2.3 mm、寬為7.75mm。

綜合上所述，本發明之可穿戴雙寬頻織物天線，確實具有前所未有之創新構造，其既未見於任何刊物，且市面上亦未見有任何類似的產品。另外，本發明所具有之獨特特徵以及功能遠非習用所可比擬，乃依法提起專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例，本發明之特徵並不侷限於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及之變化或修飾，皆應涵蓋在本發明之專利範圍。

10:基材

20:矩形貼片天線

30:接地件

21:貼片

22:訊號饋入端

23:凸片

24:延伸柱

31:槽孔迴圈

第 1 圖為本發明可穿戴雙寬頻織物天線之外觀示意圖。

第 2 圖為本發明可穿戴雙寬頻織物天線之上層與下層外觀示意圖。

第 3 圖為本發明可穿戴雙寬頻織物天線之雙寬頻織物貼片-迴圈天線模擬與量測S11響應圖。

第 4、5、6、7、8、9 圖為本發明可穿戴雙寬頻織物天線使用時之輻射場型圖。

10:基材

20:矩形貼片天線

30:接地件

21:貼片

22:訊號饋入端

23:凸片

24:延伸柱

31:槽孔迴圈

Claims (6)

1. 一種可穿戴雙寬頻織物天線，包括：一基材，係由一氯丁橡膠纖維織物構成，該基材的介電常數為1.5，該氯丁橡膠纖維織物包括一潛水布(Insulating neoprene)；一矩形貼片天線，設於該基材頂面，係由一導電纖維布構成，該矩形貼片天線設有一矩形貼片，該貼片一邊具一訊號饋入端，該訊號饋入端設一凸片，該凸片中央設一延伸柱，該延伸柱一端電性連接該訊號饋入端，另一端呈T形朝該基材邊緣延伸；及一接地件，該接地件設於該基材底面，該接地件係由另一導電纖維布構成，該接地件上刻出槽孔迴圈，形成一倒凸字形槽孔迴圈(Slot loop)，其迴圈長度為一個波導波長，其中該導電纖維布係由鍍銅鎳之聚脂纖維(Copper plated polyester fabric)構成，該另一導電纖維布係由鍍銅鎳之聚脂纖維構成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可穿戴雙寬頻織物天線，其中該基材的厚度為4公釐(mm)。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可穿戴雙寬頻織物天線，其中該矩形貼片天線的長度為40mm、寬度為50mm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可穿戴雙寬頻織物天線，其中該饋線的長度為6.1mm、寬度為7mm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可穿戴雙寬頻織物天線，其中該訊號饋入端的長度為5.4mm、寬度為4mm。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可穿戴雙寬頻織物天線，其中該矩形貼片天線進一步具備一對稱凹槽。

Images