CN104916909B - 一种fpc天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种FPC天线。该FPC天线设置有槽线和馈电部，槽线的一端与馈电部连接；当FPC天线从第一壳体设置到第二壳体时，微调槽线的另一端的长度，以使FPC天线的谐振频率不变。通过以上方式，本发明能够使FPC天线应用在不同的壳体上的谐振频率不变。

Description

一种FPC天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，特别是涉及一种FPC天线。

背景技术

近年来无线通信系统已广泛应用于各个领域，使用者可不受距离限制，利用无线通信系统进行信息与信息的传输。而天线是无线通信领域中重要的元件之一，目前为了响应电子产品的尺寸缩小及外观的多元性，软天线因具备可弯曲、应用弹性大的特点，广泛引用于各种电子装置中。

天线作为无线电通信的桥梁，是实现无线通信的关键。随着无线通信技术和电子技术的发展，日常生活中的无线电子产品变得越来越小，越来越薄，越来越轻，而功能变得越来越强大。其中天线设置在壳体上，如果更换其他材料的壳体或者壳体的尺寸发生变化，则天线的性能也会发生变化，因为天线的谐振频率与介质基板的相对介电常数和磁导率城范围，在壳体材质发生变化时，若相对介电常数增高，则天线的谐振频率会降低，导致天线在不同的壳体上具有不同谐振频率。

发明内容

本发明实施例提供了一种FPC天线，能够使FPC天线应用在不同的壳体上的谐振频率不变。

第一方面提供一种FPC天线，FPC天线设置有槽线和馈电部，槽线的一端与馈电部连接；当FPC天线从第一壳体设置到第二壳体时，微调槽线的另一端的长度，以使FPC天线的谐振频率不变；其中，FPC天线包括介质基板、铜片以及黑色覆盖膜，槽线和馈电部设置在铜片上，铜片设置在介质基板上，在铜片的非馈电部上覆盖黑色覆盖膜；其中，FPC天线满足以下公式：

其中，ΔL为槽线的另一端微调的长度；f₀为FPC天线的谐振频率；ε_e1为第一壳体的有效介电常数；ε_e2为第二壳体的有效介电常数；c为光速。

其中，有效介电常数满足以下公式：

其中，ε_e为有效介电常数；ε_r为材质的介电常数；h为介质厚度；w为FPC天线的宽度。

其中，槽线呈蜿蜒线结构，槽线包括依次连接的第一回折部、第二回折部、第三回折部、第四回折部、第五回折部、第六回折部、第七回折部、第八回折部以及第九回折部，第九回折部与馈电部连接。

其中，第一回折部和第二回折部垂直，第二回折部和第三回折部垂直，第三回折部和第四回折部垂直，第四回折部和第五回折部垂直，第五回折部和第六回折部垂直，第六回折部和第七回折部垂直，第七回折部和第八回折部垂直，第八回折部和第九回折部垂直。

其中，FPC天线的形状为长方形，FPC天线的长度为32.8mm，FPC天线的宽度为11.5mm。

其中，馈电部通过顶针和与FPC天线匹配的电路板连接。

其中，FPC天线的频率为430MHz-440MHz。

通过上述方案，本发明的有益效果是：FPC天线设置有槽线和馈电部，槽线的一端与馈电部连接；当FPC天线从第一壳体设置到第二壳体时，微调槽线的另一端的长度，以使FPC天线的谐振频率不变。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。其中：

图1是本发明第一实施例的FPC天线的结构示意图；

图2是图1中所示的FPC天线贴合在第一壳体上的示意图；

图3是图1所示的馈电部通过顶针与电路板连接的示意图；

图4是本发明第二实施例的FPC天线的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1所示，图1是本发明第一实施例的FPC天线的结构示意图。如图1所示，本实施例所揭示的FPC(柔性电路板)天线10包括介质基底(图未示)、铜片11以及黑色覆盖膜(图未示)。其中，铜片11设置在介质基底上。在其他实施例中，本领域的技术人员还可以利用其它金属材质来代替铜片11，例如金。

在铜片11上设置有槽线12和馈电部13，槽线12的一端与馈电部13连接，槽线12和馈电部13均设置在介质基底11上，在铜片11除了馈电部13的部分覆盖黑色覆盖膜，即馈电部13没有覆盖黑色覆盖膜，槽线12呈蜿蜒线结构。

本实施例的FPC天线10采用曲流技术，以使电流发生弯曲，能够有效延长电流的有效路径。即在不改变FPC天线10的几何尺寸的情况下有效地延长电流路径，降低FPC天线10的谐振频率。FPC天线10的谐振频率满足以下公式：

其中，c为真空中的光速；L为FPC天线10的长度；W为FPC天线10的宽度；ε_r为介质基底11的相对介电常数；μ_r为介质基底11的磁导电率。

根据公式(1)可知，FPC天线10的谐振频率与介质基底的相对介电常数和磁导电率成反比，因此介质基底采用高介电常数(例如陶瓷材料或石英等)或高磁导率(如磁性材料)的介质基底能够有效地降低FPC天线10的谐振频率；但是采用高介电常数或高磁导率的介质基底，会激励出较强的表面波，是一种损耗功率，增加了FPC天线10的表面损耗，导致FPC天线10的辐射功率远远小于天线的输入功率，降低FPC天线10的效率，并引起FPC天线10增益下降。通过使用黑色覆盖膜覆盖在FPC天线10的表面来降低表面波所引起的损耗，进而提高FPC天线10的增益。

其中，槽线12的蜿蜒线结构包括依次连接的第一回折部121、第二回折部122、第三回折部123、第四回折部124、第五回折部125、第六回折部126、第七回折部127、第八回折部128以及第九回折部129，第九回折部129与馈电部13连接，槽线12共有8个转角。第一回折部123和第二回折部122垂直，第二回折部122和第三回折部123垂直，第三回折部123和第四回折部124垂直，第四回折部124和第五回折部125垂直，第五回折部125和第六回折部126垂直，第六回折部126和第七回折部127垂直，第七回折部127和第八回折128部垂直，第八回折部128和第九回折部129垂直，即槽线12的回折角度均为90度。其中，槽线12的一端为第九回折部129与馈电部13连接的端口，槽线12的另一端为第一回折部121悬空的端口。在本发明的其他实施例中，本领域的普通技术人员还可以将回折角度设置为其他角度，例如回折角度为85度。

优选地，槽线12的宽度为0.6mm，第一回折部121的长度为11mm，第二回折部122的长度为8.1mm，第三回折部123的长度为21.8mm，第四回折部124的长度为1.3mm，第五回折部125的长度为7.1mm，第六回折部126的长度为5.3mm，第七回折部127的长度为30.1mm，第八回折部128的长度为8.1mm，第九回折部129的长度为25.1mm。

以FPC天线10设置在第一壳体16上的谐振频率为433MHz为例进行说明：如图2所示，FPC天线10贴合在第一壳体16上。其中，第一壳体16包括侧部161和底部162，FPC天线10包括第一部件101和第二部件102，第一部件101与第二部件102垂直设置，第一部件101贴合在底部162上，第二部件102贴合在侧部161上，即FPC天线10可折叠。

在第一壳体16的材质已经确定的情况下，第一壳体16的介电系数优选为4.52；若FPC天线10从第一壳体16设置到第二壳体时，通过微调槽线12的另一端的长度，以使FPC天线10的谐振频率不变。其中，FPC天线10满足以下公式：

其中，L为FPC天线10的长度；f₀为FPC天线10的谐振频率；c为光速；l为等效辐射缝隙；ε_e为所述有效介电常数。

l满足以下公式：

其中，h为介质厚度；w为FPC天线10的宽度。介质为第一壳体16或者第二壳体。

ε_r为材质的介电常数；即为第一壳体16或者第二壳体的介电常数。

有效介电常数满足以下公式：

若第一壳体16的材质介电常数为ε_r1；第一壳体16的厚度为h₁；FPC天线10的宽度为w₁；则第一壳体16的有效介电常数ε_e1为：

若第二壳体的材质介电常数为ε_r2；第二壳体的厚度为h₂；FPC天线10的宽度为w₁；则第二壳体的有效介电常数ε_e2为：

槽线12的另一端微调的长度为ΔL，满足以下公式：

根据公式(6)和公式(7)计算公式(8)，即可以获得ΔL。通过微调槽线12的另一端的长度ΔL，以使PFC天线10在第二壳体上的频率也是433MHz，进而能够使FPC天线10应用在不同的壳体上的谐振频率不变。

FPC天线10的形状优选为长方形，即铜片11的形状为长方形，FPC天线10的长度L为32.8mm，FPC天线10的宽度w为11.5mm。在本发明的其他实施例中，本领域的技术人员还可以将FPC天线10设置成其他形状，例如正方形。

如图3所示，馈电部13通过顶针14和与FPC天线10匹配的电路板15连接，以使电路板15通过顶针14、馈电部13以及FPC天线10实现接收/发射射频信号。

此外，如图4所示，FPC天线10根据实际应用需要将左下端和右下端均设置成弧度，其中L1为12.4mm，L2为10.2mm，W1为1mm。

在阻抗带宽中，FPC天线的回波损耗要求小于-10dB，本实施例所揭示FPC天线10的回波损耗可以达到-20dB到-30dB。

本实施例所揭示FPC天线10的频率为430MHz-440MHz，FPC天线10的频率优选为433MHz。

综上所述，本发明的FPC天线10设置有槽线12和馈电部13，槽线12的一端与馈电部13连接；当FPC天线10从第一壳体16设置到第二壳体时，微调槽线12的另一端的长度，以使FPC天线10的谐振频率不变。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种FPC天线，其特征在于，所述FPC天线设置有槽线和馈电部，所述槽线的一端与所述馈电部连接；当所述FPC天线从第一壳体设置到第二壳体时，微调所述槽线的另一端的长度，以使所述FPC天线的谐振频率不变；

其中，所述FPC天线包括介质基板、铜片以及黑色覆盖膜，所述槽线和所述馈电部设置在所述铜片上，所述铜片设置在所述介质基板上，在所述铜片的非馈电部上覆盖所述黑色覆盖膜；所述FPC天线满足以下公式：

<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>L</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>c</mi> <mrow> <mn>2</mn> <msub> <mi>f</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>*</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msqrt> <mrow> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>*</mo> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> </mrow> </msqrt> </mfrac> </mrow>

其中，ΔL为所述槽线的另一端微调的长度；f₀为所述FPC天线的谐振频率；ε_e1为所述第一壳体的有效介电常数；ε_e2为所述第二壳体的有效介电常数；c为光速。

2.根据权利要求1所述的FPC天线，其特征在于，所述有效介电常数满足以下公式：

<mrow> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>2</mn> </mfrac> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mn>2</mn> </mfrac> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mn>12</mn> <mi>h</mi> </mrow> <mi>w</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> </mrow> </msup> </mrow>

其中，ε_e为所述有效介电常数；ε_r为材质的介电常数；h为介质厚度；w为所述FPC天线的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的FPC天线，其特征在于，所述槽线呈蜿蜒线结构，所述槽线包括依次连接的第一回折部、第二回折部、第三回折部、第四回折部、第五回折部、第六回折部、第七回折部、第八回折部以及第九回折部，所述第九回折部与所述馈电部连接。

4.根据权利要求3所述的FPC天线，其特征在于，所述第一回折部和所述第二回折部垂直，所述第二回折部和所述第三回折部垂直，所述第三回折部和所述第四回折部垂直，所述第四回折部和所述第五回折部垂直，所述第五回折部和所述第六回折部垂直，所述第六回折部和所述第七回折部垂直，所述第七回折部和所述第八回折部垂直，所述第八回折部和所述第九回折部垂直。

5.根据权利要求4所述的FPC天线，其特征在于，所述FPC天线的形状为长方形，所述FPC天线的长度为32.8mm，所述FPC天线的宽度为11.5mm。

6.根据权利要求5所述的FPC天线，其特征在于，所述馈电部通过顶针和与所述FPC天线匹配的电路板连接。

7.根据权利要求1所述的FPC天线，其特征在于，所述FPC天线的频率为430MHz-440MHz。