一种板载天线、USB网络分析工具和智能家居控制设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种板载天线、USB网络分析工具和智能家居控制设备，板载天线包括用于输入电信号的馈入部，辐射部，包括第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段和第四辐射段，第一辐射段至第四辐射段与馈入部之间依次电连接形成G字型；第一辐射段与第二辐射段之间具有第一设定宽度的凹槽，第一、第四辐射段之间的间距为第二设定宽度，第一、第三辐射段之间的间距为第三设定宽度；还包括匹配部，具有第四设定宽度的凹槽，且该匹配部与辐射部电性连接，用于调整板载天线的阻抗。板载天线为G字型的走线方向，并在此基础上设置具有凹槽的匹配部，辐射效率高，能在一定程度上调整天线的阻抗，使天线与射频电路阻抗进行匹配，达到最好的辐射效果。的辐射效果。的辐射效果。

【技术实现步骤摘要】
一种板载天线、USB网络分析工具和智能家居控制设备


[0001]本技术属于无线通信
，具体涉及一种板载天线、USB网络分析工具和智能家居控制设备。

技术介绍

[0002]天线是发射和接收电磁波的装置，处于无线通信和探测系统的最前端，其性能对整个系统具有非常重要的影响。天线的增益、驻波比、方向图等性能一方面由其天线本身pattern 决定，另一方面由天线的材质、工艺决定。可根据产品的不同定位选取不同的天线形式和天线制作工艺。目前众知的天线pattern(构型)和天线工艺如下：
[0003]一、天线构型
[0004]天线pattern也是决定天线性能的重要组成之一。目前众知的天线形式如半波偶极子天线、PIFA天线、单极天线、LOOP天线等，其中：
[0005]半波偶极子天线是无线电通信中，使用最早、结构最简单、应用最广泛的一类天线。它由两个对称放置的导体组成，导体相互靠近的两端分别与馈电线相连，常见的偶极子天线由两根共轴的直导线构成，这种天线在远处产生的辐射场是轴对称的，并且在理论上能够严格求解。
[0006]PIFA天线是由线性倒F天线(即IFA)天线演变而来，对于IFA天线而言，其辐射单元、接地线都是细导体线，这样等效的射频分布电感较大，而分布电容较小。这就意味着天线具有较高的Q值和较窄的频带。通过降低Q值，将IFA天线的细导线用具有一定宽度的金属片取代，从而增大了天线带宽，这样就形成了PIFA天线。
[0007]单极天线是具有四分之一波长的天线，在自由空间中，四分之一波长单极天线在垂直平面上的辐射方向图与半波偶极天线在垂直平面中的方向图形状相似，但没有地下辐射。在水平面上，垂直单极天线是全向性的。
[0008]二、天线工艺
[0009]现有天线工艺类型一般有LDS天线、钢片/FPC天线、陶瓷天线、PCB天线等。此几种天线都各有优劣。
[0010]LDS天线：利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图案。其优点是一致性好，精度高，能够充分利用支架立体结构来形成天线pattern。并且其空间利用率高、制造流程短，无需电路图形模具，较为环保。
[0011]钢片/FPC天线：此种天线是把天线pattern使用钢片或者FPC柔性电路板的方式制作出来，通常用于频段复杂的中低端手机和智能硬件产品里。其优点是天线粘贴位置灵活，可根据产品环境适当调整；可以兼容多个频段。
[0012]陶瓷天线：块状天线使用高温将整块陶瓷体一次烧结完成再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。多层天线低温共烧的方式讲多层陶瓷迭压对位后再以高温烧结，所以天线的金属导体可以根据设计需要印在每一层陶瓷介质层上。其优点是体积小、机械强度
高。
[0013]PCB天线：将天线pattern绘制在电路板上，可大量应用于WIFI、蓝牙、Zigbee模块等单一频段的模块电路上。其优点是几乎不需要成本，一次调试完毕后无需再次调试。
[0014]通过对上述技术的了解以及技术应用至市场的研究，可以总结如下各类型天线的优缺点：
[0015](1)LDS天线一般用于手机天线、TWS无线耳机等产品，此类产品天线净空、面积较小。使用镭雕技术可以有效提升空间利用率，在一定程度上加速了物联网产品小型化的产品趋势。但是其设计成本较高，且对产品表面的工艺也有很多特殊要求，不适用于物联网产品模块化、低成本的发展趋势。
[0016](2)钢片/FPC天线适用于中低端手机以及其他特殊结构的天线，但由于钢片天线是冲压制成，无法制作复杂的形状；FPC天线是一整块平面，虽能适当弯折，但是也不能弯折的太复杂。此两种天线都需要根据每款产品单独调试，适用性较差。
[0017](3)陶瓷天线很难做到多频段，对电路板净空要求高，不适用于物联网设备。
[0018](4)常用的PCB天线需要占用电路板上比较大的空间，即对电路板的净空要求较高，天线增益较低，而且容易受到主板上的干扰，另外由于其本身结构限制，天线的部分方向上辐射效果较差，不利于天线对无线信号的收发。
[0019]并且，在设计天线时，还需考虑阻抗匹配问题，即天线的负载阻抗需与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。然后，对于不同特性的电路，匹配条件不一样；若设计的天线阻抗不匹配，则会形成反射，能量传递不过去，降低效率；会在传输线上形成驻波(就是有些地方信号强，有些地方信号弱)，导致传输线的有效功率容量降低；功率发射不出去，甚至会损坏发射设备。如果是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时，会产生震荡，辐射干扰等。因此，阻抗匹配不佳也是降低天线辐射效率的影响因素。
[0020]另外，目前USB网络分析工具(即抓包器)的电路板本身比较小，电路板上预留净空有限的情况下，设置上面这些净空要求较大的天线，则会导致天线容易受主板干扰，信号的辐射效果变差。
[0021]天线在一些智能家居控制设备中的应用，如智能插座、智能开关、温控器、中控主机、智能场景控制面板、智能语音面板等智能家居控制设备，通常采用标准86预埋盒嵌墙安装方式，电路板内部涉及元器件较多，例如开关控制器件(如继电器)、变压器、电源模块、线路板等，本身结构紧凑，导致电路板内为天线预留的天线净空也比较有限。

技术实现思路

[0022]本技术的目的是提供一种板载天线，用于解决现有天线的净空要求大，不利于电路板集成的问题，以及天线在电路板上的净空受限降低信号传输效果的问题；同时，本技术提出一种USB网络分析工具和智能家居控制设备，以解决天线在电路板上的净空受限降低信号传输效果的问题。
[0023]基于上述目的，一种板载天线的技术方案如下：
[0024]馈入部，用于输入电信号；
[0025]辐射部，用于辐射电磁波信号；该辐射部包括第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段和第四辐射段，该第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段、第四辐射段与所述的馈入部之
间依次电连接，形成G字型；第一辐射段与第二辐射段之间具有第一设定宽度的凹槽，第一辐射段与第四辐射段之间的间距为第二设定宽度，第一辐射段与第三辐射段之间的间距为第三设定宽度；
[0026]匹配部，该匹配部具有第四设定宽度的凹槽，且该匹配部与所述辐射部电性连接，用于调整板载天线的阻抗。
[0027]一种USB网络分析工具的技术方案如下：
[0028]包括网络分析工具的电路板，该电路板的首端设有USB接口，电路板的末端设有所述的板载天线。
[0029]一种智能家居控制设备的技术方案如下：
[0030]智能家居控制设备的控制主板上布置有项所述的板载天线。
[0031]上述三个技术方案的有益效果是：
[0032]本技术的板载天线，以及含有板载天线的网络分析工具和智能家居控制设备，采用单极天线，无需接地，减少地平面相对天线的影响，天线为G字型的走线方向，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种板载天线，其特征在于，包括：馈入部，用于输入电信号；辐射部，用于辐射电磁波信号；该辐射部包括第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段和第四辐射段，该第一辐射段、第二辐射段、第三辐射段、第四辐射段与所述的馈入部之间依次电连接，形成G字型；第一辐射段与第二辐射段之间具有第一设定宽度的凹槽，第一辐射段与第四辐射段之间的间距为第二设定宽度，第一辐射段与第三辐射段之间的间距为第三设定宽度；匹配部，该匹配部具有第四设定宽度的凹槽，且该匹配部与所述辐射部电性连接，用于调整板载天线的阻抗。2.根据权利要求1所述的板载天线，其特征在于，所述第一设定宽度的范围为0.19mm～1.55mm。3.根据权利要求1所述的板载天线，其特征在于，所述第二设定宽度的范围为0.125mm～1mm。4.根据权利要求1所述的板载天线，其特征在于，所述第三设定宽度的范围为1.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶龙，马涛，姜红梅，田涵朴，封盛，王冰，
申请(专利权)人：河南紫联物联网技术有限公司，
类型：新型
国别省市：