一种用于表面贴装的天线及其设计制造方法技术

本发明专利技术提出一种用于表面贴装的天线及其设计制造方法，该天线包括开路支路，短路枝节，馈电支路和开路枝节，所述短路枝节的底部连接在印刷电路板的导电部分，所述馈电支路的底部与印刷电路板的馈电端口导通相连，所述开路枝节的底部连接在印刷电路板的开路部分，所述开路支路与短路枝节、馈电支路、开路枝节的顶部分别相连。该天线可以在工作波长相同的情况下有效缩减天线长度，减少天线占用的空间，改善天线阻抗特性，且无需额外的支撑结构，便于生产制造，节约资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线
，尤其涉及一种用于表面贴装的天线及其设计制造方法。
技术介绍
由于目前技术尚无法将天线整合到半导体芯片中，因此无线设备中除了系统芯片外，天线是另一影响无线设备通信性能的关键性组件。目前常用的天线有陶瓷芯片天线，板载(OnBoard)金属冲压件天线，以及板载PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)天线等。其中板载PCB天线直接排布在板子上，与印刷电路板一同成形，易于批量，成本极低，不过性能受限；陶瓷天线价格较高，优点是体积很小；板载金属冲压件天线性能成本适中，缺点是占用空间较大，且需要支撑结构保障天线能够表面贴装。目前有些板载金属冲压件天线采用倒F(Inverted-F)结构，以减小天线的尺寸。但是传统的倒F天线尾部是悬空的，如果安装在PCB板上需要额外的塑料或者非金属的支架才能固定在PCB板上，额外的支撑件不能与天线一体成型制作，不方便制造和贴装，也会占用额外的空间，且传统的倒F天线长度较长，占用的立体空间较大。为了满足无线通讯设备尺寸越来越小的需求，迫切需要一种小型化天线。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述问题，本专利技术的一个目的在于提出一种用于表面贴装的天线及其设计制造方法，可以有效缩减天线长度，减少天线占用的空间，改善天线阻抗特性，且无需额外的支撑结构，便于生产制造，节约资源。为达到上述目的，本专利技术实施例提出的用于表面贴装的天线，包括开路支路，短路枝节，馈电支路和开路枝节，所述短路枝节的底部连接在印刷电路板的导电部分，所述馈电支路的底部与印刷电路板的馈电端口导通相连，所述开路枝节的底部连接在印刷电路板的开路部分，所述开路支路与短路枝节、馈电支路、开路枝节的顶部分别相连。根据本专利技术的一个实施例，所述开路支路、短路枝节、馈电支路和开路枝节是一体式金属冲压件。根据本专利技术的一个实施例，所述天线包括两个开路枝节，设置在与所述短路枝节相对的所述开路支路的两侧。根据本专利技术的一个实施例，所述开路支路、短路枝节与两个开路枝节之间的关系满足下列公式：L+H+2H1≈λ04(1+ϵr)/2,]]>其中，L是开路支路的长度，H是短路枝节的长度，H1是开路枝节的长度，εr是介质基板的介电常数，λ0是天线自由空间工作波长。根据本专利技术的一个实施例，所述天线是蓝牙天线。根据本专利技术的一个实施例，所述两个开路枝节的形状是柱状或者扁平状。为达到上述目的，本专利技术实施例提出一种设计制造上述天线的方法，包括：根据介质基板的介电常数和天线自由空间工作波长确定天线的等效尺寸；以所述等效尺寸为约束条件，计算所述天线的开路支路、短路枝节和开路枝节的长度；根据所述开路支路、短路枝节和开路枝节的长度对预备金属件进行冲压，得到预设尺寸的天线。根据本专利技术的一个实施例，当所述天线包括两个开路枝节时，在所述计算所述天线的开路支路、短路枝节和开路枝节的长度之后，所述方法还包括：调节所述开路枝节与印刷电路板之间的等效电容，以使天线满足预设的阻抗特性，也就是使天线阻抗匹配。根据本专利技术的一个实施例，所述介质基板的介电常数和天线自由空间工作波长与天线的等效尺寸之间满足以下关系：L+H+2H1≈λ04(1+ϵr)/2,]]>其中，L是开路支路的长度，H是短路枝节的长度，H1是开路枝节的长度，εr是介质基板的介电常数，λ0是天线自由空间工作波长。由以上本专利技术实施例提供的技术方案可见，通过在传统的倒F天线基础上在开路支路尾部增加同时起支撑作用的开路枝节，使天线不需要额外的支撑结构即可进行表面贴装，同时开路支路增加的两个开路枝节相当于延长了天线的有效长度，在工作波长相同的情况下有效地缩减天线的长度，大大减少天线占用的空间。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是传统的倒F天线的示意图；图2是本专利技术一实施例提出的用于表面贴装的天线的示意图；图3是本专利技术一实施例提出的用于表面贴装的天线的结构加工图；图4是本专利技术一实施例的板载金属冲压件蓝牙天线馈电端口的S11曲线图；图5是本专利技术一实施例的板载金属冲压件蓝牙天线阻抗Smith图；图6是本专利技术一实施例的板载金属冲压件蓝牙天线辐射方向的示意图；图7是本专利技术一实施例的设计制造本专利技术的天线的方法流程示意图；图8是本专利技术一实施例的加载一个开路枝节时的天线模型示意图；图9是本专利技术一实施例的加载一个开路枝节时的天线S11曲线图；图10是本专利技术另一实施例的加载一个开路枝节的天线模型示意图；图11是本专利技术另一实施例的加载一个开路枝节的天线S11曲线图；图12是本专利技术一实施例的加载三个开路枝节的天线模型示意图；图13是本专利技术一实施例的加载三个开路枝节的天线S11曲线图；图14是本专利技术一实施例的加载四个开路枝节的天线模型示意图；图15是本专利技术一实施例的加载四个开路枝节的天线S11曲线图；图16是本专利技术一实施例的传统不加载任何开路枝节的天线模型的示意图；图17是本专利技术一实施例的传统不加载任何开路枝节的天线S11曲线图；图18是本专利技术一实施例的改变两个开路枝节的间距的天线模型示意图；图19是本专利技术一实施例的不同间距的两个开路枝节与对应的天线S11曲线的对比示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供一种用于表面贴装的天线及其设计制造方法。为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。为了克服金属冲压件天线占用空间较大的问题，本专利技术设计了一种可用于SMT(表面贴装技术，SurfaceMountTechnology)的金属冲压件小型天线，该天线尤其适用于小型化蓝牙天线。图1所示是传统的倒F天线的示意图，包括开路支路11，短路枝节12和馈电支路13，表面贴装在印刷电路板上的边缘位置，短路枝节12和馈电支路13与印刷电路板垂直；开路支路11与印刷电路板平行。图2是本专利技术一实施例提出的用于表面贴装的天线，如图2所示，在传统的倒F天线的架构基础上，开路支路11末端增加垂直于印刷电路板的开路枝节14，额外增加的同时起支撑作用的开路枝节14既可使天线能够方便表面贴装又可使天线整体在较短的长度下谐振，减小天线长度。其中，所述短路枝节12的底部连接在印刷电路板的导电部分21，馈电支路13的底部与印刷电路板的馈电端口22导通相连，所述开路枝节14的底部连接在印刷电路板的开路部分23，所述开路支路11与短路枝节12、馈电支路13、开路枝节14的顶部分别相连。其中，导电部分21是指印刷电路板的接地面，开路部分23是指天线净空区，净空区即印刷电路板不布地(没有覆铜)的部分。根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于表面贴装的天线，其特征在于，包括开路支路，短路枝节，馈电支路和开路枝节，所述短路枝节的底部连接在印刷电路板的导电部分，所述馈电支路的底部与印刷电路板的馈电端口导通相连，所述开路枝节的底部连接在印刷电路板的开路部分，所述开路支路与短路枝节、馈电支路、开路枝节的顶部分别相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于表面贴装的天线，其特征在于，包括开路支路，短路枝节，馈电支路和开路枝节，所述短路枝节的底部连接在印刷电路板的导电部分，所述馈电支路的底部与印刷电路板的馈电端口导通相连，所述开路枝节的底部连接在印刷电路板的开路部分，所述开路支路与短路枝节、馈电支路、开路枝节的顶部分别相连。2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述开路支路、短路枝节、馈电支路和开路枝节是一体式金属冲压件。3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线包括两个开路枝节，设置在与所述短路枝节相对的所述开路支路的两侧。4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述开路支路、短路枝节与两个开路枝节之间的关系满足下列公式：L+H+2H1≈λ04(1+ϵr)/2,]]>其中，L是开路支路的长度，H是短路枝节的长度，H1是开路枝节的长度，εr是介质基板的介电常数，λ0是天线自由空间工作波长。5.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述天线是蓝牙天线。6.根据权利要求1-5任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传凯，杨磊，
申请(专利权)人：北京小鸟听听科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11