一种新型双频缝隙谐振天线制造技术

本发明专利技术公开了一种新型双频缝隙谐振天线。包括一块双面PCB电路铺铜板和容性匹配电路，双面PCB电路铺铜板主要由上表面覆铜板、介质层和下表面覆铜板上下层叠连接而成，双面PCB电路铺铜板的两侧均开有一缺口槽，两个缺口槽旁均布置有一组焊盘，两个缺口槽的两组焊盘分别连接各自的容性匹配电路；两个缺口槽的两组焊盘均经各自的容性匹配电路连接到巴伦，巴伦与射频收发放大器连接。本发明专利技术天线通过远小于波长的缝隙产生有效的辐射，同时改变匹配电路的容性参数可灵活调整工作频率，具有使用灵活、辐射效率高，全向性好，可与电路一体化设计等优点；同时具有成本低廉、结构简单的特点，广泛应用于便携设备的无线通信天线设备。

【技术实现步骤摘要】
一种新型双频缝隙谐振天线
本专利技术涉及了一种天线，特别是涉及了一种新型双频缝隙谐振天线。
技术介绍
随着无线通信的快速发展和推广，工作在单一频段的天线已经不能满足现在移动终端设备的工作需求。多种通信制式和通信方式的兼容性需要工作在多个频段的天线来完成通讯过程中信号的发射和接收。同时随着便携移动设备的小型化要求，安置天线的空间变得非常狭小。若同时使用多个不同的单频天线，不仅会加大体积和重量，而且也容易产生严重的耦合，降低通讯质量。因此天线作为移动终端中信号发射与接收的重要载体，需要具备更多的频率，更高的增益，更小的体积，更低的成本等一系列特性。现有的移动终端天线设计中，天线本身需要单独占据一定的空间或电路面积。往往采用空间谐振结构的天线设计需要一个符合工作波长至少四分之一长度尺度的部分来进行电磁波的辐射和接收。如典型的线天线、平面倒F天线，金属立体倒F天线等大量使用的设计中，天线周围需要与其他电路结构隔离，甚至确保一定的接地金属面积才能正常工作，从而使得占用空间无法再进一步缩减。缝隙天线(也称为开槽天线)相对来说可以减小天线的工作面积，虽然与其他天线相比具有易于实现多频，体积小，重量轻，成本低、加工容易、可与载体共形安装等优点，但是缝隙长度也需要符合至少四分之一长度尺度的要求。如果便携设备没有空间部署多频天线需要的辐射结构，现有的这些天线设计方法将遇到很大的挑战。
技术实现思路
为了解决背景中存在的技术问题，实现便携设备上的小型化双频天线，降低天线成本，本专利技术提供了一种新型双频缝隙谐振天线。本专利技术采用的技术方案是：所述双频缝隙谐振天线包括一块双面PCB电路铺铜板和容性匹配电路，双面PCB电路铺铜板主要由上表面覆铜板、介质层和下表面覆铜板上下层叠连接而成，双面PCB电路铺铜板的两侧均开有一缺口槽，两个缺口槽旁均布置有一组焊盘，两个缺口槽的两组焊盘分别连接各自的容性匹配电路。所述双频缝隙谐振天线的两组容性匹配电路工作在不同频带，射频收发机与两组电路合并连接使得天线同时在两个频带工作。本专利技术同时在两个频带工作，两组频带的工作中心频率通过容性匹配电路在不改变尺寸结构情况下在超宽带范围内调整。具体实施中，两组缺口槽为布置在双面PCB电路铺铜板侧边缘的槽，并且靠近双面PCB电路铺铜板边缘处的缺口槽宽度小于靠近双面PCB电路铺铜板中心处的缺口槽宽度，缺口槽边沿的总长度为两工作工作波长的1/4～1/10。所述缺口槽主要由圆形缺口和矩形缝隙组成，矩形缝隙布置在圆形缺口和双面PCB电路铺铜板边沿之间；矩形缝隙的两侧均设有一焊盘，两侧的两个焊盘组成一组焊盘。两个缺口槽的两组焊盘均经各自的容性匹配电路连接到巴伦，巴伦与射频收发放大器连接；容性匹配电路均包括接口、第一电容、第二电容、第三电容和接地端，一组焊盘中的一个焊盘经第一电容、第二电容后连接接口，接口连接到巴伦，第一电容和第二电容之间引出并经第三电容和接地端连接，一组焊盘中的另一个焊盘接地和接地端连接。在双面PCB电路铺铜板上每组焊盘上连接串联电容和并联电容构成的容性匹配电路，此容性匹配电路另一端连接收发的射频信号。容性匹配电路和缺口槽等效的电感在制定的工作频率上谐振，使得天线在该频率工作。两个缺口槽的两组焊盘分别连接不同的串联电容和并联电容所构成容性匹配电路，分别调整到不同的谐振频率，从而在两组频率下的双频工作。在两组圆形缝隙周围以及PCB板边缘分布着一连串的金属过孔，从而使两边地短路使得电流可以在两侧金属板流动实现全向性更好的辐射。所述的两组圆形缺口和矩形缝隙组成的缺口槽通过改变尺寸和形状来应对不同的PCB板结构，来调整天线的匹配和辐射性能。沿双面PCB电路铺铜板的边沿和缺口槽的边沿共同形成的完整天线轮廓边缘间隔布置有金属过孔，金属过孔穿设于介质层连接在上表面覆铜板和下表面覆铜板之间，相邻金属过孔中心之间的间距为两工作波长的1/20～1/40。所述的缺口槽的尺寸和形状可调。所述的上下表面板采用铜。所述的介质板采用常见的介质材料，如FR-4。所述的天线缝隙以及PCB板边缘都分布着一系列金属过孔，为了让两边铜板短路从而更好的实现全向性的辐射。本专利技术具有的有益效果：本专利技术的PCB板缝隙谐振天线是通过缝隙与匹配电容谐振产生辐射可以使得天线结构充分利用电路板的外侧边缘，使得电路结构更加紧凑。同时通过两个缝隙连接不同的匹配电容从而可以实现一个PCB电路板上产生两个不同的天线工作频率。此种设计具有设计简单、天线尺寸小、频率调整灵活、成本低的优点。附图说明图1是本专利技术缝隙天线的具体结构示意图。图2是本专利技术缝隙天线与匹配电容构成的谐振电路图。图3是整个天线系统的结构分布示意图。图4是整个天线系统的具体结构示意图。图5是本专利技术天线两个缝隙分别谐振在频率2.4GHz和5.8GHz的方向图结果实例。图中：1.双频缝隙谐振天线，2.上表面覆铜板，3.介质层，4.下表面覆铜板，5.圆形缺口，6.矩形缝隙，7.金属过孔，8.焊盘，9.接口，10.第一电容，11.第二电容，12.第三电容，13.接地端，14.射频收发放大器，15.巴伦，16.第一容性匹配电路，17.第二容性匹配电路。具体实施方法下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。如图1所示，本专利技术的双频缝隙谐振天线1包括一块双面PCB电路铺铜板和容性匹配电路，双面PCB电路铺铜板主要由上表面覆铜板2、介质层3和下表面覆铜板4上下层叠连接而成，双面PCB电路铺铜板的两侧均开有一缺口槽，两个缺口槽旁均布置有一组焊盘8，两个缺口槽的两组焊盘8分别连接各自的容性匹配电路。本专利技术具体实施主要在一块介质板3两侧各铺上一层铜皮2和4构成一块PCB板，在PCB板的对称两侧开两个圆形缺口5，圆形缺口5通过矩形缝隙6与PCB板的边缘处连通。在矩形缝隙6对称两边的同一侧PCB板上设置焊盘8。圆形缺口5以及PCB板的四周边缘处打上一系列金属过孔7使得PCB板两侧的铜皮2和4连通。缺口槽主要由在PCB板上切割的圆形缺口5和矩形缝隙6组成，圆形缺口5布置在双面PCB电路铺铜板靠近边沿处，矩形缝隙6布置在圆形缺口5和双面PCB电路铺铜板边沿之间，使得双面PCB电路铺铜板侧面经矩形缝隙6贯通到圆形缺口5；矩形缝隙6靠近双面PCB电路铺铜板边沿处的两侧设有一焊盘，两侧的两个焊盘组成一组焊盘8。沿双面PCB电路铺铜板的边沿和缺口槽的边沿共同形成的完整天线轮廓边缘间隔布置有金属过孔7，金属过孔7穿设于介质层3连接在上表面覆铜板2和下表面覆铜板4之间，相邻金属过孔7中心之间的间距小于波长。具体实施中，双面PCB电路铺铜板的两侧对称位置开有对应相同的缺口槽。具体实施中，两组缺口槽为圆形或其他形状的缺口槽，为贯通于双面PCB电路铺铜板侧面的槽，并且靠近双面PCB电路铺铜板边缘处的缺口槽宽度小于靠近双面PCB电路铺铜板中心处的缺口槽宽度，缺口槽边沿的总长度小于工作波长。如图4所示，两个缺口槽的两组焊盘8均经各自的容性匹配电路连接到巴伦15，巴伦15与射频收发放大器14连接，两个容性匹配电路、巴伦15、两组焊盘8均和接地端13连接；巴伦15、匹配电容16、板载缝隙谐振天线1、匹配电容17都有接地端13。如图2所示，容性匹配电路均包括接口9、第一电容10、第二电容11、第三电容12和接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型双频缝隙谐振天线，其特征在于：所述双频缝隙谐振天线(1)包括一块双面PCB电路铺铜板和容性匹配电路，双面PCB电路铺铜板主要由上表面覆铜板(2)、介质层(3)和下表面覆铜板(4)上下层叠连接而成，双面PCB电路铺铜板的两侧均开有一缺口槽，两个缺口槽旁均布置有一组焊盘(8)，两个缺口槽的两组焊盘(8)分别连接各自的容性匹配电路。

【技术特征摘要】
1.一种新型双频缝隙谐振天线，其特征在于：所述双频缝隙谐振天线(1)包括一块双面PCB电路铺铜板和容性匹配电路，双面PCB电路铺铜板主要由上表面覆铜板(2)、介质层(3)和下表面覆铜板(4)上下层叠连接而成，双面PCB电路铺铜板的两侧均开有一缺口槽，两个缺口槽旁均布置有一组焊盘(8)，两个缺口槽的两组焊盘(8)分别连接各自的容性匹配电路。2.根据权利要求1所述的一种新型双频缝隙谐振天线，其特征在于：所述缺口槽中，靠近双面PCB电路铺铜板边缘处部分的宽度小于靠近双面PCB电路铺铜板中心处部分的缺口槽宽度，缺口槽边沿的总长度为工作波长的1/4～1/10。3.根据权利要求1所述的一种新型双频缝隙谐振天线，其特征在于：所述缺口槽主要由圆形缺口(5)和矩形缝隙(6)组成，矩形缝隙(6)布置在圆形缺口(5)和双面PCB电路铺铜板边沿之间；矩形缝隙(6)的两侧均设有一焊盘，两侧的两个焊盘组成一组焊盘(8)。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤之仪，皇甫江涛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33