織物電磁特性及紡織天線的研究.pdf

1、人體無線通信網(wǎng)絡(luò)是未來無線通信的一個重要發(fā)展方向,它是指利用可穿戴或可植入傳感器組成的人體本身或人與人之間的網(wǎng)絡(luò),利用織物來制作器件、天線是實現(xiàn)人體無線通信的一種手段,因此研究織物的電磁特性以及紡織天線具有十分重要的現(xiàn)實意義。利用新型織物材料織就的可穿戴天線具有柔軟、輕便和易共形等優(yōu)點,在民用、軍事上有著廣闊的應用前景。
　　 本文在研究織物的電磁特性的基礎(chǔ)上,以矩形貼片天線為載體分析織物的編制方法,并以最優(yōu)材料和結(jié)構(gòu)來設(shè)計矩形

2、微帶紡織貼片天線、RFID紡織標簽天線和數(shù)字電視紡織天線,最后通過實驗分析紡織天線在復雜環(huán)境下的變化,整個過程采用仿真分析和實驗分析相結(jié)合的方法開展研究。本文分為以下四個部分:
　　 首先,為了熟悉電磁仿真軟件的原理與方法,利用ADS軟件分析優(yōu)化得到一款微型寬帶阻抗變換器,同時,深入了解ADS軟件的設(shè)計過程、優(yōu)化方法和計算原理,為后期紡織天線的仿真做出了充分準備。
　　 其次,將滌綸和金屬纖維結(jié)合織成不同寬度的組織,通過

3、測試疊加而成各種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的情況,分析了金屬織物對電磁波的屏蔽效果,利用帶狀線測試夾具測得織物的相位特性參數(shù),由微帶線理論推導得到計算公式,通過反演計算的方法得到了織物的有效介電常數(shù)。
　　 接著,分析了導電纖維的種類和特點,在此前研究織物電磁特性的基礎(chǔ)上,對矩形微帶貼片天線進行了電磁仿真分析,并從導電纖維的不同原料、粗細、編織密度及組織結(jié)構(gòu)這些角度制作了各類矩形紡織天線,通過比較分析得到最優(yōu)材料和結(jié)構(gòu),從而探索了織物的編織方法,

4、最后得到的貼片天線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,性能良好,與仿真結(jié)果比較吻合,驗證了用織物制作天線的可行性。
　　 最后,基于前面的理論,分析并制作了RFID紡織標簽天線和數(shù)字電視紡織天線,這兩款天線主要是尺寸大小和天線帶寬的差異,通過比較分析得出了一些用織物制作天線的有益經(jīng)驗和結(jié)論；同時,考慮到天線的柔軟性、空氣含量和濕度這些因素對天線性能的影響,對紡織天線在復雜環(huán)境下的情況也做出了模擬分析,這些復雜環(huán)境改變都會引起天線的頻偏和其它性能的不穩(wěn)定,