CN102354803A - 一种陶瓷蓝牙天线 - Google Patents

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吴昌英
任安康
王婷
李建周
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Northwestern Polytechnical University
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Abstract

本发明公开了一种陶瓷蓝牙天线，在长方体陶瓷基片长度方向的两端设有外电极；在陶瓷基片中嵌有三层平行的金属结构，三层金属结构通过两个外电极上下联通；中间层金属为连接两个外电极的矩形金属带；顶层与底层金属的结构相同，均为从两个外电极向陶瓷基片内部延伸的弯折的金属带；以过陶瓷基片长度方向的中间点且平行于长度方向两端面的平面为对称面，同一层的两条弯折的金属带不与对称面连接，并且沿该对称面对称。本发明易于实现阻抗匹配，不需要外接匹配电路，消除了层间的金属过孔，易于加工；在使用时可以上下颠倒或调换两个外电极的方向进行焊接，均能保持相同的性能。

Description

一种陶瓷蓝牙天线
技术领域
本发明属于天线结构设计技术领域，涉及一种蓝牙天线。
背景技术
随着无线通讯技术的迅速发展，便携式无线通讯装置成为现代生活中不可缺少的一部分。蓝牙是一种低成本、低功率以及短距离无线通讯的技术，可以广泛的应用在便携式无线通讯装置上。蓝牙天线的尺寸和性能决定着蓝牙模块的尺寸和性能。
现常用的蓝牙天线主要有平板倒置F天线和陶瓷天线两种。和平板倒置F天线相比，陶瓷天线最大的优点是尺寸小，因此通常是作为片式器件直接与电路板相连接。由于陶瓷天线的尺寸很小，也会带来一些不利的方面，比如陶瓷天线很难直接与馈线匹配，通常通过外接匹配电路来进行阻抗匹配。为了减小尺寸，大多数片式陶瓷天线采用多层结构，比如2009年授权的实用新型“基于LTCC技术的蓝牙天线以及蓝牙模块”。然而这种结构的层间金属过孔却使得加工成本明显增加；而且这种陶瓷天线的内部结构通常是不对称的，因此在生产时需要对两个外电极进行区分标注，增加了工序就增加了成本。
发明内容
为了克服现有技术加工成本高昂的不足，本发明提供一种一种陶瓷蓝牙天线，利用多层弯折的金属带解决天线阻抗的匹配问题，利用外电极的连通消除了层间的金属过孔，设计了对称的内部结构以省略对外电极进行区分标注的工序。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括陶瓷基片、外电极和三层金属结构。陶瓷基片为长方体，其长度方向的两端设有外电极；在陶瓷基片中嵌有三层平行的金属结构，三层金属结构通过两个外电极上下联通；中间层金属为连接两个外电极的矩形金属带；顶层与底层金属的结构相同，均为从两个外电极向陶瓷基片内部延伸的弯折的金属带；以过陶瓷基片长度方向的中间点且平行于长度方向两端面的平面为对称面，同一层的两条弯折的金属带不与对称面连接，并且沿该对称面对称。
本发明的有益效果是：本发明所述的陶瓷蓝牙天线采用多层结构，顶层与底层金属采用弯折的金属带，这样增加了金属的长度，易于实现阻抗匹配，不需要外接匹配电路；所述的陶瓷蓝牙天线三层金属结构通过两个外电极上下联通，消除了层间的金属过孔；所述的陶瓷蓝牙天线沿陶瓷基片的长边方向对称，并且上下三层金属结构也对称，因此该天线在使用时可以上下颠倒或调换两个外电极的方向进行焊接，均能保持相同的性能。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明陶瓷蓝牙天线结构示意图。
图2是图1的顶视图。
图3是图1的侧视图。
图中，1、陶瓷基片，2、外电极，3、中间层金属，4、顶层与底层金属。
具体实施方式
参照图1～3，本发明由陶瓷基片1、外电极2、中间层金属3和顶层与底层金属4组成。
所述陶瓷蓝牙天线的陶瓷基片1、外电极2、中间层金属3、顶层与底层金属4采用LTCC工艺烧结。长方体的陶瓷基片1的两端设有外电极2；在陶瓷基片1中嵌有三层平行的金属结构，三层金属结构通过两个外电极2上下联通；中间层金属3为连接两个外电极2的矩形金属带；顶层底层金属4的结构相同，均为从两个外电极2向陶瓷基片1内部延伸的弯折的金属带，同一层的两条弯折的金属带中间未连接，并且沿着陶瓷基片1的长边方向对称。金属带可以以任意形状弯折；长度没有明确的要求，以满足天线的性能为准。
陶瓷基片1沿长边方向对称，并且上下三层金属结构也对称，因此该天线可以上下颠倒或调换两个外电极2的方向进行焊接，均能保持相同的性能。该天线在使用时从任一个外电极2上馈入信号电流。和该外电极2相连的顶层底层金属4相当于一小段高阻开路线，对天线的性能影响不大。信号电流流经中间层金属3，达到天线末端的另一个外电极2，然后向上向下流向和该外电极2相连的顶层与底层金属4。顶层与底层金属4为弯折的金属带，这样增加了金属的长度。电流所流经的长度为四分之一波长。
在本实施例中，采用的陶瓷基片1的尺寸为9mm×2mm×1mm，陶瓷基片1的介电常数为30，损耗正切为0.001。三层金属结构的间距为0.4mm。中间层金属3的宽度为0.3mm。顶层底层金属4的折线宽度为0.4mm，折线间距为0.3mm。
该陶瓷蓝牙天线在使用时可以和微带线或共面波导等平面传输线方便连接。将陶瓷蓝牙天线的任何一个外电极2焊接在50欧姆微带线的导带或50欧姆共面波导的中心导带的末端即可。信号电流从该焊接的外电极2馈入，经过中间层金属3，流入和另一端外电极2相连的顶层底层金属4。陶瓷蓝牙天线的下方不铺设地平面，以实现全向辐射。
该实施例中陶瓷蓝牙天线的性能指标为：
工作频率：2400MHz～2450MHz；
驻波比：＜3；
天线增益：2dBi；
输入阻抗：50欧姆；
方向性：方位360°全向辐射。
应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明对天线的参数进行更改，而所有这些更改后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种陶瓷蓝牙天线，包括陶瓷基片、外电极和三层金属结构，其特征在于：陶瓷基片为长方体，其长度方向的两端设有外电极；在陶瓷基片中嵌有三层平行的金属结构，三层金属结构通过两个外电极上下联通；中间层金属为连接两个外电极的矩形金属带；顶层与底层金属的结构相同，均为从两个外电极向陶瓷基片内部延伸的弯折的金属带；以过陶瓷基片长度方向的中间点且平行于长度方向两端面的平面为对称面，同一层的两条弯折的金属带不与对称面连接，并且沿该对称面对称。
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PB01 Publication
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