矿用可穿戴多频切换空腔天线设计与验证

本文主要探讨的是矿用多频切换半模衬底集成空腔天线的设计与实现。随着煤矿井下无线通信和人员实时监控技术的发展，对于轻便、可靠的可穿戴式天线的需求日益增长。传统的半模衬底集成空腔天线在满足这些需求时，可能存在谐振频率不稳定的局限性。 设计者首先对半模衬底集成空腔天线的基本结构进行了深入分析，然后针对天线性能的关键参数——谐振频率，进行了深入研究。他们发现，在空腔的不同位置添加短接可以有效地调整谐振频率，以适应无线通信系统的多个工作频段，如2.45~3.07 GHz的频段切换。这种设计策略允许天线在不同的通信环境中动态调整，提高通信效率。 为了实现这一目标，设计团队创造性地提出了采用可拆卸式螺丝替代传统短接针的方法。这种方法既保持了结构的灵活性，又简化了维护过程，符合煤矿井下复杂环境下的耐用性和可靠性要求。天线的主要构成包括导电布、导电缝纫线和皮革衬底，这些材料的选择确保了天线的性能同时兼顾舒适度和耐久性。 通过实验与仿真相结合的方式，研究人员对实际制作的由导电布、导电缝纫线和皮革衬底组成的天线进行了测试。令人满意的是，实测结果与仿真结果高度吻合，这强有力地验证了所设计的矿用多频切换半模衬底集成空腔天线在理论上的可行性和实际应用中的有效性。 本文的研究不仅关注技术层面的创新，还考虑到了煤矿井下的特殊环境条件，比如电磁兼容性和抗干扰能力。它为煤矿井下无线通信系统的优化以及可穿戴设备的开发提供了新的设计思路和技术支持，对于推动井下通信技术的发展具有重要意义。 关键词：井下无线通信、可穿戴式天线、半模衬底集成空腔天线、多频切换天线。研究成果得到了国家自然科学基金面上项目的资金支持，进一步强调了其科研价值。刘逢雪博士作为主要作者，其研究方向集中在煤矿井下信道建模和可穿戴式天线，这表明他在这个领域的深厚理论基础和实践经验。 这篇论文展示了矿用多频切换半模衬底集成空腔天线设计的关键技术和实用性，为解决煤矿井下无线通信的挑战提供了创新的解决方案。