应用于NB-IoT领域的小型半双工天线制造技术

本发明专利技术为一种应用于NB‑IoT领域的小型半双工天线，包括由水平放置的FR‑4高频板构成的介质基板、以及竖直放置的FR‑4高频板，竖直放置的FR‑4高频板表面设置有金属走线构成辐射金属微带线、馈电用的同轴线、加载的电容、电感等；天线的辐射金属微带线为曲折结构，以降低天线的谐振频率，天线的金属微带线上加载有电容和电感，用来改变天线上的电流分布，电容可以直接改变天线的谐振频率，而且通过调节电感的大小可以调整天线的匹配情况。

【技术实现步骤摘要】
应用于NB-IoT领域的小型半双工天线
本专利技术涉及通信天线的
，具体的，其展示一种应用于NB-IoT领域的小型半双工天线。
技术介绍
到了21世纪，由于物联网I0T（Internetofthings）的迅速发展，在智能井盖、智能家居等方面急需进行无线通信的覆盖。因此，有必要提供一种应用于NB-IoT领域的小型半双工天线。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种应用于NB-IoT领域的小型半双工天线。本专利技术通过如下技术方案实现上述目的：一种应用于NB-IoT领域的小型半双工天线，其特征在于：包括由水平放置的FR-4高频板构成的介质基板、以及竖直放置的FR-4高频板，竖直放置的FR-4高频板表面设置有金属走线构成的辐射金属微带线、馈电用的同轴线、加载的电容、电感等；天线的辐射金属微带线为曲折结构，以降低天线的谐振频率，天线的金属微带线上加载有电容和电感，用来改变天线上的电流分布，电容可以直接改变天线的谐振频率，而且通过调节电感的大小可以调整天线的匹配情况。所述水平放置的FR-4高频板构成的介质基板构成地板，地板上均匀刻蚀金属化过孔。进一步的，所述天线的馈线为在介质基板中间接的50欧姆同轴线，并且与介质基板垂直相接。进一步的，所述天线介质基板正上方是挖空，可以放置金属屏蔽盒。进一步的，所述天线上加载的电容值由天线的谐振频率以及带宽决定。进一步的，所述天线在回地处有曲折结构，可以降低天线的谐振频率。与现有技术相比，本专利技术利用w2和w3组成的弯折线部分实现并联电容加载，通过弯折线相互金属条之间的并联电容效应直接耦合，进行并联加载电容加载，达到降低谐振频点的目的。附图说明图1是本专利技术应用于NB-IoT领域的小型半双工天线的3D结构示意图。图2是本专利技术应用于NB-IoT天线起辐射作用的金属微带线示意图。图3是本专利技术的介质基板的结构示意图。图4是本专利技术的实施例的天线端口反射系数随频率变化的曲线。图5是天线在不同的电容值的情况下端口的反射系数随频率的变化曲线。图6是本专利技术的实施例的天线在有没有金属化过孔的反射系数对比曲线。具体实施方式本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“左端”、“右端”“上表面”、“下表面”、“左侧”、“右侧”、“上侧”、“下侧”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不能认定为所指示的元件或者装置是特定的方位。本专利技术的描述中，所给出的结构尺寸为优选参数，参照本专利技术的实施例，修改各个部件的参数可以进一步得到实际所需的性能。实施例：参照图1，本实施例展示应用于NB-IoT领域的小型半双工天线：包括天线的介质基板1，由FR-4高频板制作；在介质基板1上刻蚀的金属化过孔2；馈电用的同轴线3，竖直放置的FR-4板4，在竖直放置的FR-4板4上刻蚀的金属微带线5，在馈电处附近的电感6，辐射金属微带线6与介质基板1连接处的电容7；本实施例的介质基板1刻蚀有金属化通孔，可以降低天线的谐振频率；本实施例天线的介质基板1和4是FR-4板，其介电常数为4.4，竖直放置的FR-4板和水平放置的FR-4板厚度分别是0.5mm和1mm；本实施例的天线由50欧姆同轴线3的内芯与金属微带线相连；本实施例的天线结构是类似于用在手机里面的PIFA（平面倒F天线）天线，在接地处的金属微带线设计成曲折结构，这可以方便地调整谐振频率；本实施例天线的金属微带线为曲折结构，其长度与天线的谐振频率有关；如图2所示，辐射微带金属线的长度W1是17~19mm，W2是12~14mm，W3是1~4mm，W4是7~11mm，W5是3~6mm，W6是2~6mm，图3是介质基板的结构图，介质基板的长宽L和W7的都是15~20mm，孔间距D是3~8mm，过孔半径小于1mm；图4是天线的反射系数S11随着频率变化的曲线，天线在402.5MHz到408.5MHz的反射系数都小于-10dB，图5是电容变化的时候，天线的谐振频率随之变化的情况。在实际生产过程中，通过在7点处引入可变电容tuner。可以通过不改变天线整体结构和尺寸的情况下，改变可变电容的容值实现天线谐振频点的可调谐设计，可以让谐振频点出现从320MHz-425MHz的宽频点可调谐范围。这是本设计的很重要的创新点。因为天线的的空间有限，在19mm*19mm*12mm以内。要在这么小的空间内实现馈电的平衡，要在适当的地方采用并联加载结构。该天线是电小天线（电小天线是指最大几何尺寸远小于波长λ的天线），其实质就是一个带有少量辐射的电感或者电容器。电小天线的效率是和辐射电阻密切相关的。专利技术中实现天线小型化的方法有串联电容，串联电容还可以方便地改变谐振频率；另外，在水平放置的介质基板上挖金属化过孔，相当于减小介质基板的介电常数，使得天线的谐振频率降低。这种方式可以不依靠固定介电常数的介质板。能够灵活的调节介质板的等效介电常数，达到灵活调节谐振频点的效果。本专利技术方案的创新性是利用w2和w3组成的弯折线部分实现并联电容加载，一般而言，弯折线可以增加天线本体上电流的路径长度，能够达到移动频点的效果，但是本设计中的弯折线因为在距离天线本体很近，所以电流不会完整的绕着弯折线去流动，而是通过弯折线相互金属条之间的并联电容效应直接耦合，所以这种弯折线的设计本质上不是增加电流路径，而是进行并联加载电容加载，达到降低谐振频点的目的。以上所述的仅是本专利技术的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于NB‑IoT领域的小型半双工天线，其特征在于：包括由水平放置的FR‑4高频板构成的介质基板、以及竖直放置的FR‑4高频板，竖直放置的FR‑4高频板表面设置有金属走线构成的辐射金属微带线、馈电用的同轴线、加载的电容、电感等；天线的辐射金属微带线为曲折结构，以降低天线的谐振频率，天线的金属微带线上加载有电容和电感，用来改变天线上的电流分布，电容可以直接改变天线的谐振频率，而且通过调节电感的大小可以调整天线的匹配情况。

【技术特征摘要】
1.一种应用于NB-IoT领域的小型半双工天线，其特征在于：包括由水平放置的FR-4高频板构成的介质基板、以及竖直放置的FR-4高频板，竖直放置的FR-4高频板表面设置有金属走线构成的辐射金属微带线、馈电用的同轴线、加载的电容、电感等；天线的辐射金属微带线为曲折结构，以降低天线的谐振频率，天线的金属微带线上加载有电容和电感，用来改变天线上的电流分布，电容可以直接改变天线的谐振频率，而且通过调节电感的大小可以调整天线的匹配情况。2.根据权利要求1所述的一种应用于NB-IoT领域的小型半双工天线，其特征在于：所述水平放置的FR-4高频板构成的介质基板构成地板。3.根据权利要求2所述的一种应用于NB-IoT领域的小型半双工天线，其特征在于：地板上均匀刻蚀金属化过孔。4.根据权利要求3所述的一种应用于NB-IoT领域的小型半双工天线，其特征在于：天线的馈线为在介质基板中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁涛，
申请(专利权)人：袁涛，
类型：发明
国别省市：江苏,32