一种开口环状单极子蓝牙耳机天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种开口环状单极子蓝牙耳机天线，包括有FPC基材和外部匹配电路，FPC基材通过导电顶针接触结构进行馈电以实现与外部匹配电路连接，并且FPC基材经过弯折形成具有开口的环状结构而构成单极子蓝牙耳机天线。本实用新型专利技术采用开口环状单极子天线结构，提升了左右耳机的连接效率、提高了小型化穿戴设备中的空间利用率，避免了传统蓝牙天线对大尺寸PCB电路板和净空设计的要求，充分利用了耳机内部剩余缝隙和空间。通过简单的垂直弯折和矩形弯折结构的FPC技术，更适合于产品开发和后期调试匹配，因而具有结构简单、易加工、性能稳定、物理尺寸小的特点。物理尺寸小的特点。物理尺寸小的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种开口环状单极子蓝牙耳机天线


[0001]本技术涉及无线通信
，具体涉及一种主要应用于各类小型化可穿戴设备中的蓝牙天线，如蓝牙耳机、辅助听力设备。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的不断提高、无线通信技术的不断发展、5G 的问世和日趋成熟以及万物互联时代的到来，在蓝牙耳机方面，消费者们对于无线蓝牙耳机的需求增多、要求也越来越高，所以如何设计出满足消费者需求的蓝牙耳机成为了工程师们面临的挑战。
[0003]TWS是英文True Wireless Stereo的缩写，即真正无线立体声的意思，TWS技术同样也是基于蓝牙芯片技术的发展。其工作原理主要是手机通过连接主耳机，再由主耳机通过无线方式快速连接副耳机，实现真正的蓝牙左右声道无线分离使用。TWS技术运用到了蓝牙耳机领域，因此也催生了TWS蓝牙耳机这一新产品。TWS蓝牙耳机不需要有线连接，摆脱了传统耳机有线的束缚；左右2个耳机通过蓝牙组成立体声系统，听歌、通话、佩戴都得到了提升。如果再加上专业的声学拾音技术、智能降噪技术和AI算法降噪技术等，即可实现完美的声音体验：耳戴语音、视频通话、音乐享受、爬山跑步、安全驾驶等都不受束缚。
[0004]但是TWS耳机本身是依托于蓝牙技术来实现的无线通话，考虑到无线耳机小型化、复杂的环境、电路本身、射频干扰等诸多方面，因此，如何设计一种结构简单、性能稳定、易批量加工、物理尺寸尽可能小、使用距离远，能解决、提升或优化以上关于电磁性能多方面问题的蓝牙耳机天线已经成为急需解决的技术问题。

技术实现思路

>[0005]本技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、性能稳定、易批量加工、能提高耳机内部空间利用率、提升或优化电磁性能的开口环状单极子蓝牙耳机天线。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种开口环状单极子蓝牙耳机天线，包括有FPC基材和外部匹配电路，FPC基材与外部匹配电路连接，其特征在于：FPC基材通过铜箔圆环与铜柱顶针接触进行馈电以实现与外部匹配电路连接，并且FPC基材经过弯折形成具有开口的环状结构而构成单极子蓝牙耳机天线。
[0007]进一步地，所述FPC基材经过第一次垂直弯折形成第一弯折部、然后经过第二次垂直弯折形成第二弯折部、再经过第三次垂直弯折弯折形成第三弯折部、最后经过第四次垂直弯折形成第四弯折部，以构成具有开口的矩形环，其整体平放于耳机主体内部。其中，第一次为垂直向下弯折，其次三次为在同一平面内沿顺时针方向垂直弯折，直至其末端与首端之间形成开口状，即得矩形开口环。如此由四分之三左右的矩形环与铜箔圆环相连接而组成的单极子蓝牙耳机天线，具有很强的辐射穿透效应，能更有效地利用耳机内部空间和节约成本。
[0008]进一步地，所述FPC基材包括有依次相贴的背胶层、基层、胶层、铜箔和覆盖层（如
油墨），基层的厚度为0.025mm
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0.127mm，铜箔的厚度为0.3oz
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0.5oz，背胶层的厚度为0.05mm，覆盖层的厚度为0.01mm，五层结构通过压合固定。铜箔圆环、FPC基材和铜箔所组成的开口环状单极子天线，可以很方便裁剪天线长度，来调整天线谐振频率，以适应FR
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4介质基板面积大小的变化，或者随着周围环境的变化。
[0009]进一步地，所述外部匹配电路为π型匹配电路，其包括有金属传输线、FR
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4介质板和金属接地板，在金属传输线中间截有一用于安装RLC电子元件以实现电连接的焊接缝隙，在该焊接缝隙的左右两边各设有一分别连接在金属传输线和金属接地板之间用于焊接RLC电子元件的焊接缝隙，以实现天线的阻抗匹配功能；π型匹配电路对应的金属传输线的线宽需根据FR
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4介质板的具体规格参数进行调整。介质板的厚度、介电常数和正切损耗均对整个金属传输线的线宽值有较大影响，可根据实际的工程要求进行计算得出线宽值参数。金属传输线的宽度根据天线的工作频率以及介质板的规格参数计算得出，线长应在满足π型（阻抗）匹配电路所需空间的前提下尽可能减短，可减少金属传输线上的能量损耗。
[0010]进一步地，铜箔圆环与FPC基材中的铜箔连接，铜柱顶针与铜箔圆环互相连接。
[0011]进一步地，铜柱顶针为圆形锥状结构，其直径从底部到顶部逐渐变小，直到顶部与铜箔圆环的中心位置一致，铜柱顶针垂直固定于FR
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4介质基板上，并且与π型匹配电路相连接。
[0012]进一步地，所述π型匹配电路中用于焊接RLC电子元件的三处焊接缝隙的宽度均不超过0201元件的长度2mm，即三个缝隙结构尺寸宽度不得大于0201型号RLC电子元件的物理长度。
[0013]本技术的蓝牙天线采用了弯折结构与FPC柔性技术，FPC天线主要材料是双面胶、低损耗黄色覆盖膜、线路铜、高频介质聚酰亚胺基材等，其电长度约为单极子天线在高频介质聚酰亚胺基材下的四分之一个波长，天线输入端配合π型匹配电路实现其主要电磁特性。如此使得本技术能够在有限空间尺寸内，实现天线工作在蓝牙ISM频段，并具有良好的工作带宽、辐射全向性和辐射效率，避免了传统蓝牙天线对大尺寸PCB电路板和净空设计的要求，充分利用了耳机内部剩余缝隙和空间。
[0014]本新型实用与现有技术相比，其采用开口环状单极子天线结构，提升了左右耳机的连接效率、提高了小型化穿戴设备中的空间利用率。通过简单的垂直弯折和矩形弯折结构的FPC技术，更适合于产品开发和后期调试匹配，因而具有结构简单、易加工、性能稳定、物理尺寸小的特点。
附图说明
[0015]图1为本技术FPC基材部分的立体结构示意图；
[0016]图2为本技术FPC基材的分层结构示意图；
[0017]图3为本技术结构示意图；
[0018]图4为本技术装配在耳机后的结构示意图；
[0019]图5为LTCC antenna天线的S21参数仿真结果曲线图；
[0020]图6为本技术开口环状单极子天线的S21参数仿真结果曲线图。
[0021]图中，1为铜箔圆环，2为FPC基材，3为FR
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4介质基板，4为Π型匹配电路，5为背胶层，6为基层，7为胶层，8为铜箔，9为覆盖层，10为金属传输线，11为焊接缝隙，12为焊接缝
隙，13为第一弯折部，14为第二弯折部，15为第三弯折部，16为矩形环，17为第四弯折部，18为铜柱顶针，19为焊接缝隙，20为金属接地板，21为耳机主体。
具体实施方式
[0022]本实施例中，参照图1
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图6，所述开口环状单极子蓝牙耳机天线，包括有FPC基材2和外部匹配电路，FPC基材2与外部匹配电路连接；FPC基材2通过铜箔圆环1与铜柱顶针18上进行接触馈电以实现与外部匹配电路连接，并且FPC基材2经过弯折形成具有开口的环状结构而构成单极子蓝牙耳机天线。
[0023]所述FPC基材2经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开口环状单极子蓝牙耳机天线，包括有FPC基材和外部匹配电路，FPC基材与外部匹配电路连接，其特征在于：FPC基材通过顶针接触结构进行馈电以实现与外部匹配电路连接，并且FPC基材经过弯折形成具有开口的环状结构而构成单极子蓝牙耳机天线。2.根据权利要求1所述的开口环状单极子蓝牙耳机天线，其特征在于：FPC基材经过第一次垂直弯折形成第一弯折部、然后经过第二次垂直弯折形成第二弯折部、再经过第三次垂直弯折弯折形成第三弯折部、最后经过第四次垂直弯折形成第四弯折部，以构成具有开口的矩形环，其整体平放于耳机主体内部。3.根据权利要求2所述的开口环状单极子蓝牙耳机天线，其特征在于：第一次为垂直向下弯折，其次三次均为在同一平面内沿顺时针方向垂直弯折，直至FPC基材的末端与首端之间形成开口状，即得矩形开口环。4.根据权利要求1所述的开口环状单极子蓝牙耳机天线，其特征在于：所述FPC基材包括有依次相贴的背胶层、基层、胶层、铜箔和覆盖层，基层的厚度为0.025mm
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0.127mm，铜箔的厚度为0.3oz
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0.5oz，背胶层的厚度为0.05mm，覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋勇，张力明，陈维扬，李月明，黄祖波，
申请(专利权)人：东莞泰升音响科技有限公司，
类型：新型
国别省市：