智能手表天線設(shè)計.pdf

1、可穿戴設(shè)備，作為新一代的電子設(shè)備，在2012年Google發(fā)布谷歌眼鏡之后迎來了爆發(fā)式的發(fā)展，越來越多的公司和學(xué)者開始致力于智能穿戴設(shè)備的開發(fā)和研究。VR眼鏡、智能手表、智能手環(huán)等各式各樣的智能設(shè)備進入人們的視野之中，其中智能手表作為之中的佼佼者，因其新穎的個性化功能設(shè)計吸引著大眾的大部分眼球。智能手表往往集成了強大的處理器和完善的系統(tǒng)，使其可以承擔(dān)很多與用戶或者網(wǎng)絡(luò)交互的功能。因此，天線作為通信的橋梁，其性能的優(yōu)劣將直接影響智能手表功

2、能的實現(xiàn)。另外，智能手表的物理尺寸較之智能手機要小的多，因此，在其中設(shè)計天線也頗具挑戰(zhàn)性。
　　本文將以天線的基本理論為基礎(chǔ)，結(jié)合天線設(shè)計的相關(guān)技術(shù)，分別設(shè)計了基于環(huán)天線的邊框集成MIMO天線和基于PIFA天線的GSM天線，其目的分別是為了讓智能手表接入到無線通信網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)中去，具體的內(nèi)容歸納如下:
　　對于無線通信網(wǎng)絡(luò)，主要設(shè)計了接入Wi-Fi的MIMO天線。先從一個簡單的環(huán)天線入手，設(shè)計了一種邊框集成的MIMO環(huán)

3、天線。天線的尺寸較小，容易加工和集成，經(jīng)優(yōu)化后，天線的-10dB阻抗帶寬可完全覆蓋2.4G UHF ISM頻段。并且，天線的隔離系數(shù)在該頻段內(nèi)可達-20dB以下?？紤]最新的802.11n協(xié)議，又設(shè)計了可雙頻工作的MIMO環(huán)天線。通過改變天線的饋電結(jié)構(gòu)，將原先的直接饋電改為金屬線耦合饋電，成功的激勵出了三個諧振模式。天線的-10dB阻抗帶寬可有效覆蓋2.4G和5G ISM頻段。并且，天線的隔離系數(shù)在整個頻段內(nèi)達到-15dB以下。
　

4、　對于移動通信網(wǎng)絡(luò)，則主要設(shè)計了一種基于PIFA的GSM雙頻段天線和一種針對GSM900的智能手表天線。從基礎(chǔ)的PIFA天線入手，設(shè)計了雙頻諧振的智能手表天線。該天線結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，可以概括為兩個PIFA天線的組合。為了給讀者呈現(xiàn)天線設(shè)計清晰的脈絡(luò)，詳細(xì)介紹了該天線的設(shè)計流程。通過參數(shù)分析，逐步給出天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作原理。根據(jù)仿真軟件得到的結(jié)果，對天線進行實際的加工制作，通過在微波暗室中測試發(fā)現(xiàn)，天線的性能符合預(yù)期。天線的-6dB阻抗帶

5、寬可完全覆蓋GSM1800頻段，但是其低頻段阻抗帶寬只有約15MHz，沒有達到GSM900的頻段需求。另外，仿真軟件還給出了天線的SAR值，結(jié)果顯示天線的SAR值在限定值以內(nèi)。最后，針對天線低頻段阻抗帶寬的不足，提出一種電容加載的頻率可調(diào)技術(shù)。該技術(shù)通過連續(xù)改變電容的值來實現(xiàn)低頻段連續(xù)可調(diào)的同時不影響天線的高頻段性能。針對PIFA天線工作帶寬窄和跳頻覆蓋可能產(chǎn)生的弊端，設(shè)計了一種GSM900頻段的智能手表天線，該天線通過兩個金屬片的相互