一种应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线制造技术

本实用新型专利技术提出了一种应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，用以解决现有物联网设备的市场竞争压力大，天线成本高的技术问题。本实用新型专利技术包括PCB电路板，PCB电路板上设有净空区和天线地平面，净空区上设有天线主体枝节，天线地平面通过馈电线与天线主体枝节相连接；馈电线邻近的净空区上设有地延长线，地延长线与天线地平面相连接。本实用新型专利技术具备多重优势：一是支持多频段，可实现4G

【技术实现步骤摘要】
一种应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线


[0001]本技术涉及物联网无线通讯设备的
，尤其涉及一种应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，是可以覆盖多个频段且成本低的天线。

技术介绍

[0002]当前物联网设备市场快速扩大，已形成上万亿美元的市场规模，其中涉及无线通讯的物联网设备占比越来越高，其配套的关键器件天线的发展已成熟完善，逐渐往低成本、多功能和标准化的方向发展。
[0003]天线需要匹配专用的工作频段才能发挥作用，物联网设备通讯的主流无线制式包括NB
‑
IOT（窄带物联网）、4G
‑
CAT.1、BLE和WiFi等，公网的NB和CAT.1按3GPP（第三代全球通讯技术合作伙伴计划）协议的频段划分，前者包括B3、B5和B8，后者包括FDD（频分双工技术）制式的B1、B3、B5、B8和TDD（时分双工技术）制式的B34、B38、B39、B40、B41，局域网BLE和WiFi均工作在2.4GHz频段，以上无线制式涉及到频率范围低频824~960MHz和高频1700~2690MHz。
[0004]PCB印制天线是一种成本极低的天线，它是PCB板上的一根走线，并且可以将其画成直线形走线、反转的F形走线、蛇形或圆形走线等，通过电磁波仿真软件HFSS设计满足带宽要求的天线形状和尺寸，打样制作实物在矢量网络分析仪上测试验证是否满足设计要求。

技术实现思路

[0005]针对现有物联网设备的市场竞争压力大，天线成本高的技术问题，本技术提出一种应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，通过PCB印制天线合理设计天线接地点、馈电点和枝节尺寸实现多个频段的覆盖，成本相比于FPC（柔性电路板）天线和外接SMA（射频标准连接头）胶棒天线大幅降低。
[0006]为了达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，包括PCB电路板，所述PCB电路板上设有净空区和天线地平面，净空区上设有天线主体枝节，天线地平面通过馈电线与天线主体枝节相连接；所述馈电线邻近的净空区上设有地延长线，地延长线与天线地平面相连接。
[0007]优选地，所述天线主体枝节包括倒U型结构I和倒U型结构II，倒U型结构I的上段和倒U型结构II的上段相连接；所述倒U型结构I内设有T型结构，T型结构的竖直部连接倒U型结构I的下段。
[0008]优选地，所述T型结构的竖直部与馈电线的一端相连接，馈电线的另一端包裹在天线地平面内。
[0009]优选地，所述倒U型结构I和倒U型结构II的上段均与倒U型结构I和倒U型结构II的下段相平行，倒U型结构I和倒U型结构II的竖直段位于一侧；所述倒T型结构的水平部与倒U型结构I的上段相平行且之间设有空隙I。
[0010]优选地，所述地延长线与馈电线相平行且之间设有空隙II。
[0011]优选地，所述馈电线为50Ω微带线。
[0012]优选地，所述PCB电路板包括表层和地层，净空区的表层和地层均完全净空；所述天线地平面上铺设铜皮。
[0013]优选地，所述馈电线和T型结构组合实现高频1700~2690MHz频段的覆盖，倒U型结构I和倒U型结构II组合连接T型结构的竖部实现低频824~960MHz的覆盖。
[0014]本技术的有益效果：采取在PCB上印制复合型天线构造，馈线和地线耦合辐射，具备多重优势：一是支持多频段，可实现4G
‑
CAT.1、NB
‑
IOT、BLE和WiFi等多种天线功能；二是易于设计，只需PCB设计中预留合格尺寸的净空区，净空区附近规避金属器件，然后再布置好天线即可；三是成本低廉，不考虑开发成本，物料成本仅包含PCB材料，相比其他天线形式价格优势明显。本技术的天线带宽覆盖824~960MHz和1700~2690MHz，可满足在NB
‑
IOT、4G
‑
CAT.1、BLE和WiFi四种无线制式内工作。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本技术的结构示意图。
[0017]图2为本技术回波损耗的仿真结果。
[0018]图3为本技术实测的回波损耗图。
[0019]图中，1为净空区，2为天线地平面，3为天线主体枝节，31为倒U型结构I，32为倒U型结构II，33为T型结构，4为馈电线，5为地延长线，
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]如图1所示，一种应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，包括PCB电路板，天线印刷在DTU电路板上。所述PCB电路板上设有净空区1和天线地平面2，PCB电路板包括表层和地层的两层结构，净空区1的表层和地层均完全净空；所述天线地平面2上铺设铜皮，作为天线的辐射参考地，是除天线主体外天线辐射体的一部分。PCB电路板的尺寸为44*68mm，满足带宽的最小长宽。净空区1的大小为15*44mm，其余部分铺铜皮作为天线的地平面。
[0022]净空区1上设有天线主体枝节3，天线地平面2通过馈电线4与天线主体枝节3相连接；所述馈电线4邻近的净空区1上设有地延长线5，地延长线5与天线地平面2相连接。地延长线5连接天线地平面2且布置在净空区1内。
[0023]所述天线主体枝节3包括倒U型结构I 31和倒U型结构II 32，倒U型结构I 31的上段和倒U型结构II 32的上段相连接；所述右侧的倒U型结构I 31内设有T型结构33，T型结构
33的竖直部连接倒U型结构I 31的下段。T型结构33不是规则的，T型结构33竖直部的右侧与倒U型结构I 31的下段平行且距离为1mm，即在T型结构33竖直部的右侧增加了一部分矩形结构。
[0024]馈电线4为50Ω微带线，T型结构33的竖直部与馈电线4的一端相连接，馈电线4的一端伸出净空区1与，T型结构33的竖直部的左侧相连接，馈电线4的另一端包裹在天线地平面2内。馈电线4的宽度为1mm（与板材和板厚相关），从主芯片的射频口引出（依据需求的无线功能不同，主芯片可以是CAT.1芯片、NB
‑
IOT芯片、BLE芯片或WiFi芯片，主要输出对应功能的无线信号），前半段做包地50欧姆阻抗匹配，才能避免辐射信号被损耗，后半段置于净空区，连接T型结构33的竖部左侧。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，包括PCB电路板，其特征在于，所述PCB电路板上设有净空区（1）和天线地平面（2），净空区（1）上设有天线主体枝节（3），天线地平面（2）通过馈电线（4）与天线主体枝节（3）相连接；所述馈电线（4）邻近的净空区（1）上设有地延长线（5），地延长线（5）与天线地平面（2）相连接。2.根据权利要求1所述的应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，其特征在于，所述天线主体枝节（3）包括倒U型结构I（31）和倒U型结构II（32），倒U型结构I（31）的上段和倒U型结构II（32）的上段相连接；所述倒U型结构I（31）内设有T型结构（33），T型结构（33）的竖直部连接倒U型结构I（31）的下段。3.根据权利要求2所述的应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，其特征在于，所述T型结构（33）的竖直部与馈电线（4）的一端相连接，馈电线（4）的另一端包裹在天线地平面（2）内。4.根据权利要求2所述的应用于物联网通讯设备的多频段PCB印刷天线，其特征在于，所述倒U型结构I（31）和倒U型结构II（32）的上段...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏君飞，魏向阳，林聪，郝振宇，胡朝鹏，王苗龙，陆小辉，
申请(专利权)人：汉威科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：