加载人工磁导体的双频柔性可穿戴天线

来源：电子与信息学报杂志2024年第9期北京时间：

作者：王丽黎, 李君君, 张诗雨, 樊盼盼

单位：1.西安理工大学自动化与信息工程学院 西安 7100482.西安市无线光通信与网络研究重点实验室 西安 710048

摘要：该文研究了一种加载人工磁导体(AMC)的双频柔性可穿戴天线，天线的谐振频率为3.5 GHz和5.8 GHz。天线由双频单极子天线和4×4阵列的双频人工磁导体构成，均采用柔性材料作为介质基板。天线尺寸为0.70\begin{document}$ {\lambda _0} $\end{document}×0.70\begin{document}$ {\lambda _0} $\end{document}×0.05\begin{document}$ {\lambda _0} $\end{document}(\begin{document}$ {\lambda _0} $\end{document}为3.5 GHz时的自由空间波长)。人工磁导体的介质基板为3层结构，增加了相位响应，使用双环开槽结构延长电流路径长度，实现了双频的宽带同相位反射。人工磁导体的引入有效降低天线的背向辐射，从而降低比吸收率(SAR)，同时提高天线的增益。仿真结果表明，该天线性能受结构变形和人体载荷的影响较小。在工作频段内天线的阻抗带宽分别为7.5%和4.0%；峰值增益分别为7.86 dBi和8.06 dBi。在3.5 GHz和5.8 GHz的比吸收率分别为0.2 W/kg和0.06 W/kg，均小于美国联邦通信委员会标准。为了验证仿真结果，对天线进行加工测试，实测与仿真结果基本一致。实验结果表明，加载人工磁导体的天线具有良好的鲁棒性和增益以及较低的比吸收率，适用于可穿戴无线通信系统。

关键词：可穿戴天线, 双频人工磁导体, 比吸收率, 鲁棒性