一种双频天线以及穿戴设备

本技术实施例涉及天线，尤其涉及一种双频天线以及穿戴设备。

背景技术：

1、随着物联网、无线体域网、智能医疗及个人通信设备的发展，可穿戴天线因其轻薄、可弯折和易集成的特点，广泛应用于生命体征监测和近距离无线数据传输等领域，其中2.45ghz与5.8ghz既适用于低功耗传感，又适于较高速率的数据交互，成为双频可穿戴天线的常见频段选择。

2、现有技术中的可穿戴天线，通常采用天线辐射单元与人工磁导体结构反射板相结合的设计，其中人工磁导体阵列反射板通过在目标频点实现零相位反射，有效抑制天线辐射单元的背向辐射、减弱天线辐射单元与人体的近场耦合，从而能够降低比吸收率（specific absorption rate，sar）并提升辐射增益。

3、然而，现有技术中的可穿戴天线多针对单频优化，在双频共存时，抑制背向辐射抑制和降低sar的能力不均衡，导致可穿戴天线在双频段的性能波动较大，限制了可穿戴天线在双频段应用中的稳定性和通信可靠性。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种双频天线以及穿戴设备，通过设置天线辐射贴片以及反射辐射贴片为预设结构，以抑制双频天线在双频段的背向辐射，并提升其在双频段的辐射增益。

2、本实用新型第一方面提供一种双频天线，双频天线包括：天线辐射单元、磁导体阵列反射板、以及空气层；

3、所述天线辐射单元包括天线介质基板以及贴于所述天线介质基板上方的天线辐射贴片；所述天线辐射贴片至少包括天秤型贴片；

4、所述磁导体阵列反射板包括n×m个周期性排列的磁导体单元；n为大于或等于2的正整数，m为大于或等于2的正整数；

5、所述磁导体单元包括反射介质基板、贴于所述反射介质基板上方的反射辐射贴片、以及贴于所述反射介质基板下方的辐射背板；所述反射辐射贴片包括间隔设置的第一反射贴片和第二反射贴片；所述第一反射贴片包括镂空结构；所述第二反射贴片位于所述镂空结构内；所述第二反射贴片的外围轮廓包括至少两段相互连接的圆弧；所述圆弧对应的圆心角大于180°；

6、所述空气层位于所述天线辐射单元和所述磁导体阵列反射板之间，且所述天线介质基板位于所述空气层远离所述反射辐射贴片的一侧。

7、可选地，所述第二反射贴片的外围轮廓包括依次连接的四段所述圆弧。

8、可选地，所述镂空结构的形状为由第一矩形和第二矩形叠置的形状；

9、所述第一矩形和所述第二矩形的中心点不重合；

10、所述第一矩形中的每个边分别与所述第二矩形中相邻两条边相交，以及所述第二矩形中的每个边分别与第一矩形中相邻两条边相交。

11、可选地，所述天线辐射单元还包括贴于所述天线介质基板上方的主馈线、以及位于所述主馈线相对的两侧的第一接地面和第二接地面；

12、所述主馈线的一端与所述天秤型贴片连接。

13、可选地，所述天线辐射贴片还包括第一延长贴片，所述第一延长贴片内设置有第一开口结构；

14、所述第一延长贴片连接于所述主馈线与所述天秤型贴片之间。

15、可选地，所述天秤型贴片还包括t型贴片、第二延长贴片、以及第三延长贴片；所述第二延长贴片内设置有第二开口结构，所述第三延长贴片内设置有第三开口结构；

16、所述第二延长贴片和所述第三延长贴片分别与所述t型贴片沿横向方向延伸的相对的两端连接。

17、可选地，所述天线介质基板沿纵向的长度l的取值范围为：0.258λ0＜l＜0.328λ0；

18、所述天线介质基板沿横向的宽度w的取值范围为：0.147λ0＜w＜0.254λ0；

19、所述反射介质基板沿横向的宽度ws的取值范围为：0.2λ0＜ws＜0.205λ0；

20、所述第一反射贴片沿横向的宽度w6的取值范围为：0.198λ0＜w6＜0.204λ0；

21、λ0为自由空间波长。

22、可选地，所述第一接地面和所述第二接地面的尺寸相同；

23、所述第一接地面沿纵向的长度lg的取值范围为：0.079λ0＜lg＜0.097λ0；

24、所述第一接地面沿横向的宽度wg的取值范围为：0.055λ0＜wg＜0.108λ0；

25、所述第一延长贴片沿纵向的长度l2的取值范围为：0.068λ0＜l2＜0.089λ0；

26、所述第一延长贴片沿横向的宽度w2的取值范围为：0.055λ0＜w2＜0.197λ0；

27、所述第一开口结构沿纵向的长度l1的取值范围为：0＜l1＜0.072λ0；

28、所述第一开口结构沿横向的宽度w1的取值范围为：0.001λ0＜w1＜0.057λ0；

29、λ0为自由空间波长。

30、可选地，所述第二延长贴片和所述第三延长贴片的尺寸相同；

31、所述天秤型贴片沿纵向的长度l3的取值范围为：0.039λ0＜l3＜0.072λ0；

32、所述天秤型贴片沿横向的宽度w3的取值范围为：0.045λ0＜w3＜0.1λ0；

33、所述第二延长贴片沿纵向的长度l4的取值范围为：0.03λ0＜l4＜0.041λ0；

34、所述第二延长贴片沿横向的宽度w4的取值范围为：0.03λ0＜w4＜0.052λ0；

35、λ0为自由空间波长。

36、本实用新型第二方面提供一种穿戴设备，穿戴设备包括如上所述的双频天线。

37、本实用新型的技术方案，通过在双频天线中设置天线辐射单元、磁导体阵列反射板、以及空气层，并通过将空气层设置于天线辐射单元和磁导体阵列反射板之间、将天线介质基板设置于空气层远离反射辐射贴片的一侧，以使天线辐射单元能够将电信号转化为电磁波向外辐射，磁导体阵列反射板能够在目标频点实现零相位反射、空气层能够通过提供适当的间距增强双频天线的谐振稳定性。通过在天线辐射单元中设置天线介质基板以及贴于天线介质基板上方的天线辐射贴片，并在天线辐射贴片中设置天秤型贴片，以能够延长天线辐射贴片中的电流路径、引入额外的谐振模态，从而使得天线辐射贴片能够实现双频段辐射。通过在磁导体阵列反射板中设置n×m个周期性排列的磁导体单元，以使磁导体阵列反射板能够通过多个磁导体单元的协同工作实现零相位反射。通过在磁导体单元中设置反射介质基板、分别贴于反射介质基板上方和下方的反射辐射贴片和辐射背板，并通过在反射辐射贴片中间隔设置第一反射贴片和第二反射贴片、将第二反射贴片设置于第一反射贴片中的镂空结构内，以及通过将第二反射贴片的外围轮廓设置为至少两段相互连接的圆心角大于180°的圆弧，以使第一反射贴片和第二反射贴片能够分别形成外圈振荡电路和内圈振荡电路，且外圈振荡电路和内圈振荡电路能够实现空间耦合，从而使得磁导体阵列反射板能够抑制背向辐射，提升了双频段辐射的实际增益。此外，磁导体阵列反射板还能够减弱电磁波与人体的近场耦合，有效降低了电磁波向人体的渗透。通过优化双频天线在双频段的辐射增益和安全性，显著提高了穿戴设备的通信可靠性、续航能力以及佩戴舒适性。

38、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。