一种天线装置和终端设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天线装置和终端设备，一种天线装置，包括：PCB介质基板、第一辐射单元、第二辐射天线部件；第一辐射单元为分别印刷于PCB介质基板的两面的相互间隔排列的金属导线经由一系列过孔连接构成的螺旋状天线；第二辐射天线部件安装于PCB介质基板上，第二辐射天线部件的一连接端设有馈电部，第二辐射天线部件的另一连接端与第一辐射单元的一端连接；第二辐射天线部件的谐振状态能可控地调节而匹配调谐第一辐射单元的辐射特性，获得预先确定的整个天线的辐射特性。本发明专利技术实施例公开的天线装置和终端设备，提供了一种高可靠性且可调谐的小型化螺旋天线。

An antenna device and terminal equipment

The invention discloses an antenna device and a terminal device, an antenna device includes a dielectric substrate, the first PCB radiation unit, second radiation antenna components; the first radiation unit is arranged on both sides of each interval respectively printed on the PCB substrate of the metal wire via a series of vias connected to form a helical antenna; second the radiation antenna component is installed on the PCB substrate, second is connected with the radiation antenna element end is provided with a feeding part, a second radiation antenna element connected with one end end and a first radiation unit connected; radiation characteristics can be controlled to adjust the matching and tuning the first radiation unit of the second components of the antenna radiation characteristics previously obtained resonance condition. The whole antenna. The invention provides an open antenna device and a terminal device, which provides a high reliability and tunable miniature spiral antenna.

【技术实现步骤摘要】
一种天线装置和终端设备
本专利技术实施例涉及天线技术，尤其涉及一种天线装置和终端设备。
技术介绍
随着无线通信技术和物联网技术的发展，天线得到了空间广泛的应用，为了响应电子产品的尺寸缩小及多元性，小型内置天线因尺寸小、便于与设备电路集成的特点，广泛引用于各种电子装置中。日常生活中的低频无线终端设备，比如，智能家居、无线监控、数据采集和射频识别等系统，变得越来越小，越来越薄，越来越轻，而功能变得越来越强大，需要天线技术具备低功耗，高穿透性，通讯距离远等特点。目前，这种应用中，传统的螺旋天线的辐射体是由螺旋状的金属导体制成的，将金属导体螺旋状地铺设在基板上，构成螺旋天线，这种类型的天线一般都是外置型的，体积较大，且不易安装。另外，传统的PCB单极子蛇形印刷天线，在小型化空间内增加了电流路径的有效长度，又节约了天线走线所需的空间，兼顾了天线的有效尺寸和增益特性，但是，一旦设计加工定型后，PCB介质基板的介电常数、厚度及其上布置的微带金属导线的宽度尺寸、形状等影响天线辐射特性的所有参数都完全固定，无法再改变，天线性能也就无法调整，这会导致以下问题：一方面受限于设备结构空间和天线生产加工能力，满足高性能要求的一些设计无法加工实现；另一方面，由于生产加工上存在一定的制造公差，会导致天线性能不稳定，这种硬伤无法改善。因此，需要开发一种天线装置，适用于系统集成比较小的设备，不再局限于设备结构和制造加工限制，可以在任何的设计方案上都能最大程度地调节改变其中的一部分参数而使得整个天线装置具备更好的带宽、辐射效率和高增益的优点。
技术实现思路
本专利技术提供一种天线装置和终端设备，以提供一种高性能且可调谐的螺旋天线。第一方面，本专利技术实施例提供了一种天线装置，包括：PCB介质基板、第一辐射单元、第二辐射天线部件；所述第一辐射单元为分别印刷于所述PCB介质基板的两面的相互间隔排列的金属导线经由一系列过孔连接构成的螺旋状天线；所述第二辐射天线部件安装于所述PCB介质基板上，所述第二辐射天线部件的一连接端设有馈电部，所述第二辐射天线部件的另一连接端与所述第一辐射单元的一端连接；所述第二辐射天线部件的谐振状态能可控地调节而匹配调谐所述第一辐射单元的辐射特性，获得预先确定的整个天线的辐射特性。。在第一方面一种可能的实现方式中，所述第二辐射天线部件为由金属导体呈螺旋状弯曲形成的螺旋杆，所述第二辐射天线部件的螺旋的中心轴向与所述第一辐射单元的螺旋状天线的轴向平行或在同一直线上。在第一方面一种可能的实现方式中，所述第一辐射单元的位于所述PCB介质基板两面上的金属导线依次交错地排列，且所述PCB介质基板的其中一面的金属导线为“Z”形。在第一方面一种可能的实现方式中，所述PCB介质基板设有一凹槽，所述第二辐射天线部件的主体部分容设于所述凹槽。在第一方面一种可能的实现方式中，所述第二辐射天线部件的连接端的馈电部连接一包括匹配电感、电容串并联联接的天线匹配网络。在第一方面一种可能的实现方式中，所述PCB介质基板上还设有第三辐射单元，所述第三辐射单元的一端与所述第二辐射天线部件的馈电部连接，另一端悬空地布置于所述PCB介质基板表面。在第一方面一种可能的实现方式中，所述第三辐射单元为印刷于所述PCB介质基板上的由所述第二辐射天线部件的馈电部向垂直于其螺旋轴向方向延伸的开路短截线。在第一方面一种可能的实现方式中，所述PCB介质基板还包括连接座和弹性接触器，所述连接座与所述天线匹配网络的位于所述第二辐射天线部件的另一侧连接，所述弹性接触器与PCB介质基板的接地连接。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种终端设备，包括射频收发模块和如第一方面任一种实现方式所述的天线装置；所述射频收发模块作为天线馈电源与所述天线装置电连接。本专利技术实施例提供的螺旋天线，由印刷于PCB介质基板上成螺旋状的第一辐射单元和安装于PCB介质基板上的第二辐射天线部件组成，其中第二辐射天线部件的谐振状态能可控地调节而匹配调谐第一辐射单元的辐射特性，获得预先确定的整个天线的辐射特性，解决了目前印刷于PCB介质基板上的螺旋天线无法调整天线辐射性能的缺陷，同时也解决了传统的螺旋天线体积较大，无法内置于小型设备内部的问题，提供了一种高可靠性的螺旋天线。附图说明图1为传统的螺旋天线的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的天线装置实施例一的正面示意图；图3为本专利技术实施例提供的天线装置实施例一的背面示意图；图4为本专利技术实施例提供的天线装置实施例二的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的天线装置实施例三的正面示意图；图6为本专利技术实施例提供的天线装置实施例三的正面示意图；图7为采用本实施例提供的天线装置实现的433MHz螺旋天线的水平方向图；图8为采用本实施例提供的天线装置实现的433MHz螺旋天线的垂直方向图；图9为采用本实施例提供的天线装置实现的433MHz螺旋天线的驻波比；图10为本专利技术实施例提供的终端设备实施例一的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。螺旋天线是一种常用的天线，螺旋天线是将作为辐射体的金属导体制成螺旋状而得名。图1为传统的螺旋天线的结构示意图，如图1所示，传统的螺旋天线直接将金属导体制成螺旋状，螺旋状的金属导体一端连接馈电点，另一端开路，整个螺旋天线位于自由空间。螺旋天线的工作频率、带宽、辐射方向等参数由螺旋天线的尺寸决定，包括螺旋的直径、金属导体的半径、螺距、轴向长度、螺旋的圈数等。但是，由于传统的螺旋天线是位于自由空间中的，仅有一端与馈电点连接，螺旋天线的状态可能由于运动、碰撞等发生改变，从而导致螺旋天线的性能发生变化。另外，传统的螺旋天线一般都是外置的，体积较大，内置安装有难度，不适于安装在小型化的设备中。而目前常用于小型设备中内置安装的螺旋天线采用印刷于PCB介质基板上的金属导线构成，但印刷在PCB介质基板上的螺旋天线一旦设计加工定型后，天线辐射特性就固定，无法再改变，天线性能也就无法调整。这会导致以下问题：一方面受限于设备结构空间和天线生产加工能力，满足高性能要求的一些设计无法加工实现；另一方面，由于生产加工上存在一定的制造公差，会导致天线性能不稳定，这种硬伤无法改善。随着物联网技术的发展，越来越多的终端需要接入网络，每个终端上都需要有至少一根天线，成本较低、性能较佳的螺旋天线是选择之一。例如在物联网设备常用的433MHz频段，就广泛采用螺旋天线作为辐射天线，但传统的螺旋天线由于性能可能发生变化，可能影响安装螺旋天线的终端设备的信号收发能力。有鉴于此，本专利技术提供一种天线装置，提高了螺旋天线的性能。下面将以多个实施例对本专利技术提供的天线装置进行详细说明。图2和图3为本专利技术提供的天线装置实施例一的结构示意图，其中图2为本专利技术实施例提供的天线装置实施例一的正面示意图，图3为本专利技术实施例提供的天线装置实施例一的背面示意图。如图2和图3所示，本实施例提供的天线装置包括：印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)介质基板11、第一辐射单元12、第二辐射天线部件13。其中，第一辐射单元12为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线装置，其特征在于，包括：PCB介质基板、第一辐射单元、第二辐射天线部件；所述第一辐射单元为分别印刷于所述PCB介质基板的两面的相互间隔排列的金属导线经由一系列过孔连接构成的螺旋状天线；所述第二辐射天线部件安装于所述PCB介质基板上，所述第二辐射天线部件的一连接端设有馈电部，所述第二辐射天线部件的另一连接端与所述第一辐射单元的一端连接；所述第二辐射天线部件的谐振状态能可控地调节而匹配调谐所述第一辐射单元的辐射特性，获得预先确定的整个天线的辐射特性。

【技术特征摘要】
1.一种天线装置，其特征在于，包括：PCB介质基板、第一辐射单元、第二辐射天线部件；所述第一辐射单元为分别印刷于所述PCB介质基板的两面的相互间隔排列的金属导线经由一系列过孔连接构成的螺旋状天线；所述第二辐射天线部件安装于所述PCB介质基板上，所述第二辐射天线部件的一连接端设有馈电部，所述第二辐射天线部件的另一连接端与所述第一辐射单元的一端连接；所述第二辐射天线部件的谐振状态能可控地调节而匹配调谐所述第一辐射单元的辐射特性，获得预先确定的整个天线的辐射特性。2.根据权利要求1所述的一种天线装置，其特征在于，所述第二辐射天线部件为由金属导体呈螺旋状弯曲形成的螺旋杆，所述第二辐射天线部件的螺旋的中心轴向与所述第一辐射单元的螺旋状天线的轴向平行或在同一直线上。3.根据权利要求1或2所述的一种天线装置，其特征在于，所述第一辐射单元的位于所述PCB介质基板两面上的金属导线依次交错地排列，且所述PCB介质基板的其中一面的金属导线为“Z”形。4.根据权利要求1或2所述的一种天线装置，其特征在于，所述PCB介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗云，熊志辉，张英杰，
申请(专利权)人：电连技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44