阅读说明：本技术 一种4g-mimo智能眼镜天线 (4G-MIMO intelligent glasses antenna ) 是由 王艳艳 班永灵 公晓庆 赵星影 王冰 李肖飞 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及可穿戴天线技术领域,具体涉及一种4G-MIMO智能眼镜天线；本发明将环天线印刷在眼镜框上,并且根据眼镜的对称性能,形成MIMO天线结构；同时,金属环的底边设置一个断点缝隙,将环结构分成两个部分,其中从微带馈线的的馈电端口到断点缝隙之间形成单极子天线产生一个1/4λ的单极子模式,加上环天线的基模,共同覆盖4G的低频段824-960MHz；另外,在眼镜框介质基板和眼镜腿介质基板的连接处设置一个寄生枝节,其在2.6GHz产生的偶极子模式和环的两个高阶模式共同覆盖4G的高频段1710-2690MHz；进而覆盖4G的高低频段,形成4G-MIMO智能眼镜天线。(The invention relates to the technical field of wearable antennas, in particular to a 4G-MIMO intelligent glasses antenna; the loop antenna is printed on the glasses frame, and an MIMO antenna structure is formed according to the symmetry performance of the glasses; meanwhile, a breakpoint gap is arranged at the bottom edge of the metal ring, the ring structure is divided into two parts, wherein a monopole mode of 1/4 lambda is generated by forming a monopole antenna from a feed port of the microstrip feed line to the breakpoint gap, and the monopole mode and the fundamental mode of the ring antenna jointly cover the low-frequency band of 4G, namely 824-960 MHz; in addition, a parasitic branch is arranged at the joint of the spectacle frame dielectric substrate and the spectacle leg dielectric substrate, and a dipole mode generated at 2.6GHz and two high-order modes of a ring cover the 4G high-frequency segment 1710-2690MHz together; and further covering the 4G high-low frequency band to form a 4G-MIMO intelligent glasses antenna.)

一种4G-MIMO智能眼镜天线

技术领域

本发明涉及可穿戴天线技术领域，具体涉及一种4G-MIMO智能眼镜天线。

背景技术

随着无线通信的飞速发展，当代通信设备不仅仅局限于智能手机，电脑等设备，可穿戴设备在移动通信所占的比重也越来越大；它已经成为全球范围内增长快速的高科技之一，也是目前和未来研究的热点之一。可穿戴设备是一种可直接穿戴在身上的，便携的一种智能电子设备，如智能手表，智能眼镜，智能手环等；而对于这些智能电子产品最关键的部分就是天线的设计。

智能天线为无线通讯系统中一个关键的部分，当代智能机市场需求的天线不仅需要满足多频段来扩展终端通讯的多样性，而且需要应对更加复杂的外部金属环境。而对于智能眼镜天线的设计来说，不仅要面对复杂的外部环境的问题，而且相对于智能手机的天线设计而言，智能眼镜的设计会更加困难；因为智能眼镜形式单一，结构固定，不像手机上有大底板来设计天线，智能眼镜天线设计的范围比较小，因此对于天线工程师来说这也是一个很大的挑战。

一般的智能眼镜天线都设计在眼镜腿上，并且大部分都是设计一个天线，并没有形成MIMO天线结构；除此之外，一般天线需要多个部分来谐振出多种模式，进而能够覆盖多频段的要求；对智能眼镜天线设计来说，无疑是另一个紧迫的挑战。同时，将智能眼镜天线设计在眼镜腿上，天线距离人头就会很近，不可避免的会造成电磁波被人头吸收，即SAR值就会很高。

基于此，本发明提供一种新型4G-MIMO智能眼镜天线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种4G-MIMO智能眼镜天线，通过在眼镜框上设计两个环天线，进而覆盖4G的高低频段，形成4G-MIMO智能眼镜天线。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种4G-MIMO智能眼镜天线，所述天线呈左右对称结构，包括：眼镜框介质基板1，与眼镜框介质基板1垂直连接的眼镜腿介质基板2，设置于眼镜框介质基板1的正面的金属环3，设置于眼镜腿介质基板2的外侧的金属地板4，以及微带馈线5、接地短路线6、寄生枝节7、集总电容9；其特征在于，所述金属环3采用开口金属环、且开口位置正对眼镜框介质基板1与眼镜腿介质基板2的连接处；所述开口金属环的上开口端通过微带馈线5与金属地板4相连、且微带馈线5与金属地板4连接处作为馈电端口，下开口端通过接地短路线6与金属地板相连；所述金属环3上还设置有断点缝隙8，所述断点缝隙与馈电端口之间的长度为1/4λ、λ为工作波长；所述集总电容9设置于金属环3上，位于金属环上靠近微带馈线一端；所述寄生枝节7设置于眼镜框介质基板1与眼镜腿介质基板2的连接处、且位于接地短路线6的下方，寄生枝节7一端连接金属地板4相连、另一端延伸至眼镜框介质基板1的正面。

进一步的是，所述微带馈线由50欧姆射频线组成。

进一步的是，所述金属环的宽度为2mm，所述断点缝隙的长度为2mm。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种4G-MIMO智能眼镜天线，

所述的4G MIMO智能眼镜天线充分利用了眼镜的形状，将环天线印刷在眼镜框上，并且根据眼镜的对称性能，形成MIMO天线结构；同时，金属环的底边设置一个断点缝隙，通过合理的布局断点缝隙的位置，将环结构分成两个部分，其中从微带馈线的的馈电端口到断点缝隙处长度约为0.86GHz的1/4λ，形成的单极子天线产生一个1/4λ的单极子模式，加上环天线的基模，共同覆盖4G的低频段824-960MHz；另外，在眼镜框介质基板和眼镜腿介质基板的连接处设置一个寄生枝节，其在2.6GHz产生的偶极子模式和环的两个高阶模式共同覆盖4G的高频段1710-2690MHz；进而覆盖4G的高低频段，形成4G-MIMO智能眼镜天线。

附图说明

图1为本发明4G-MIMO智能眼镜天线的结构示意图；其中，眼镜框介质基板1、眼镜腿介质基板2、金属环3、金属地板4、微带馈线5、接地短路线6、寄生枝节7、断点缝隙8、集总电容9。

图2为本发明实施例中4G-MIMO智能眼镜天线的测试和仿真回波损耗图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本实施例提供一种4G-MIMO智能眼镜天线，其结构如图1所示，所述天线呈左右对称结构；包括：眼镜框介质基板1、眼镜腿介质基板2，所述眼镜框介质基板1和眼镜腿介质基板2垂直连接；所述眼镜框介质基板1的正面设置有金属环3，所述眼镜腿介质基板2的外侧设置有金属地板4，所述眼镜框介质基板1和眼镜腿介质基板2的连接处设置有微带馈线5，所述微带馈线5的下面设置有接地短路线6，所述接地短路线6的下面设置有寄生枝节7，设置寄生枝节7是为了产生额外的谐振模式，来覆盖4G的高频段；所述金属环3的底边上设置有一个断点缝隙8，设置断点缝隙8是为了产生单极子模式，覆盖4G的低频段；所述金属环3上设置有一个集总电容9，所述集总电容位于金属环上靠近微带馈线一端，设置集总电容9是为了中和环天线的感性值，使天线的低频谐振在所需要的频段；

本发明所述4G MIMO智能眼镜天线形成左右两个对称的双天线结构，两个天线中间通过介质基板相连接。金属环3通过在底边设置断点缝隙8将环金属3分割成两部分，其中与激励单元相连接的一部分形成单极子天线，其产生的单极子模式用来覆盖GSM850/900的低频段；同时金属环3天线本身也产生环的基模，该模式与单极子产生的模式全部将GSM850/900频段覆盖；金属环3对应的三个高次模覆盖GSM1800/1900、UMTS2100等高频段；其中在眼镜框介质基板1和眼镜腿介质基板2的连接处设置一个寄生枝节7，该寄生枝节7与微带馈线5组成偶极子天线，其产生的偶极子模式用来补充金属环3的辐射带宽，使LTE2300/2500等高频段得以完全覆盖。

在上述实施方式中，所述微带馈线5由50欧姆射频线组成；所述微带馈线5位于眼镜框介质基板1和眼镜腿介质基板2的连接处，很自然的将金属环3和金属地板4连接起来，并达到馈电的目的。进一步的是，所述金属环3底边上设置一个断点缝隙8，所述断点缝隙的长度为2mm，微带馈线靠近地板一端的馈电端口距离断点缝隙的长度约为0.86GHz的1/4λ，λ为工作波长；所述金属环的宽度为2mm；所述集总电容位于金属环上靠近微带馈线一端，其具***置可以根据实际应用具体调整，本实施例中，集总电容设置于距离馈电端口21.5m m处。

经过测试验证，本实施例中，环天线的基模和单极子天线的单极子模式产生的双谐振覆盖了低频GSM850/900，环天线的高次模和寄生分支产生的模式共同覆盖高频GSM1800/1900、UMTS2100、LTE2300/2500频带，其测试和仿真回波损耗图结果如图2所示；该测试结果表明本发明适合智能眼镜天线应用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。