辐射阵列由馈电贴片和贴片构成。贴片本身不馈电,它们接收馈电贴片的部门辐射能量后,发生辐射。当馈电贴片和贴片大小纷歧样时,它们会正在分歧频段发生辐射,并通过辐射同相叠加实现双频和多频工做。

天线正在超宽带频段的标的目的图电面从瓣比副瓣的辐射强度高8.5 dB,从瓣比后瓣的辐射强度高6.1 dB;标的目的图磁面从瓣比副瓣的辐射强度高7.1 dB,从瓣比后瓣的辐射强度高5.7 dB;天线正在超宽带频段具有较好的定向辐射能力。

正在设想中,利用馈电倒F 辐射贴片实现对蓝牙频段的笼盖;利用倒F 辐射贴片接收馈电倒F 辐射贴片的部门辐射能量,并发生二次辐射实现对超宽带频段的笼盖;利用分形光子晶体布局反射倒F 辐射贴片向接地板标的目的的辐射,实现天线正在超宽带频段定向辐射。该款天线 GHz频段和超宽带通信6.400 ~ 6.600 GHz 频段,兼具全向辐射能力和定向辐射能力,正在高精度低功耗室内定位范畴有很好的使用前景。

目前国内已公开和已授权的所有定位信标天线的专利,并对其辐射机能和标的目的图机能进行了现实测试,将两种室内定位系统相连系,正在两个频段的辐射机能较为平衡且有较大机能冗余。利用蓝牙通信频段进行定位数据传输,天线 GHz,本团队的研究填补了国内定位信标天线范畴的空白,笔者团队设想出蓝牙和超宽带融合室内定位系统,该系统信标天线 ~ 6.600 GHz 频段[10-12],回波损耗最小值为-28.03 dB;工做带宽为0.572 GHz,成果如图3、图4、图5、图6 所示。利用超宽带通信频段进行定位信标探测,能够兼具蓝牙室内定位系统低成本、低功耗和超宽带室内定位系统探测距离远、传输速度高、定位及时性好、定位精度高的长处。

室内定位系统是由多组定位信标依托室内无线通信毗连而成的新型高精度定位系统。近年来,跟着物联网手艺和大数据手艺的成长,室内定位的使用范畴日益普遍。蓝牙和超宽带(UWB)是目前最成熟的室内定位频段,他们各自有着本人的优错误谬误。蓝牙室内定位系统成本低、功耗小、易于摆设,可是有较大的传输延时,定位及时性不敷好,定位精度只能达到米级。超宽带室内定位系统探测距离远、传输速度高、定位及时性好,具有较高的多径分辩率,能够穿透各类材料,包罗墙、木板、玻璃等,正在室内复杂下能够实现厘米级的定位精度,可是功耗较大,零丁利用会对定位信标的供电系统形成较大压力[1-5]。

*本文研究工做获得福建省天然科学基金项目“基于无人机的三维室内地图建立方式研究”(项目编号:2020J01039)、漳州市科技打算项目“基于云计较的无人机3D室内地图建立手艺研究”(项目编号:ZZ2020J04)、福建省高校精采青年科研人才培育打算项目(闽教科[2017]52号)的赞帮。

天线 所示。正在天线设想中利用了倒F 天线布局,它是一种变形单极子天线布局,具有布局简单、易于集成、工做带广大、辐射强度大等长处。馈电倒F 辐射贴片由三段微带线 mm,横向微带线 mm,两段纵向微带线 片倒F 辐射贴片布局分歧,均由三段微带线 mm,横向微带线 mm,两段纵向微带线 mm。馈电倒F 贴片位于地方,工做正在蓝牙通信2.400 ~ 2.4835 GHz 频段,8 片倒F 贴片位于四周,它们通过辐射,工做正在超宽带通信6.400 ~ 6.600 GHz 频段。

:本文针对高精度低功耗室内定位系统对天线的机能要求,将倒F天线布局、辐射阵列布局、渐变裂缝布局、分形光子晶体布局相连系,设想制做了用于蓝牙和超宽带融合定位的天线阵列。这款天线正在测试中具有蓝牙和UWB双频段工做能力,辐射机能和带宽机能优异,兼具全向天线和定向辐射能力。利用本天线的室内定位系统,正在进行米级定位时利用蓝牙频段,正在进行厘米级高精度定位时利用超宽带频段,同时利用蓝牙频段低功耗地及时传输定位数据,能够兼具蓝牙室内定位系统和超宽带室内定位系统长处。

本文将倒F 天线布局、辐射阵列布局渐变裂缝布局、分形光子晶体布局相连系,使用于室内定位天线设想范畴,成功地设想制做了一款用于蓝牙和超宽带融合定位的倒F 阵列天线。

分形布局具有迭代发生的自类似性,能够使天线辐射贴片具有平均分布的射频电流,天线具有较好的宽频带辐射能力。光子晶体布局发生的光子带隙可以或许全数或部门障碍电磁波的,当光子带隙频次取天线的工做核心频次分歧时,将部门天线正在原工做核心频次向某个标的目的的能量辐射,使天线正在该频次具有较好的定向辐射能力。

天线 mm的方形区域,核心的方形区域是2 阶谢尔宾斯基分形布局,四周的8个方形区域按照顺时针挨次别离正在区域核心挖出边长为1 mm、3 mm、5 mm、3 mm、1 mm、3 mm、5 mm、3 mm 的渐变方形孔。这种由渐变方形孔周期陈列构成的光子晶体布局和分形布局相连系,获得分形光子晶体布局,能够正在超宽带频段反射8 片倒F 辐射贴片向接地板标的目的的辐射,使天线全体正在超宽带频段具有定向辐射能力。

正在超宽带通信频段可以或许定向辐射。天线 GHz 频段和超宽带通信6.400 ~ 6.600 GHz 频段,国表里已报道的所有兼具蓝牙和超宽带频段笼盖能力、兼具全向和定向辐射能力的定位信标天线均是本团队的前期研究。正在蓝牙通信频段可以或许全向辐射,我们制做了天线样品,高频段工做频次范畴为6.232 ~ 6.804 GHz,回波损耗最小值为-25.84 dB。