CN108091990A - 一种2.4g贴片微带天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种2.4G贴片微带天线，包括有基板和天线，所述基板具有复数个，且所述复数个基板并排设置，所述天线包括有复数个接收片，所述接收片设置在基板之间，且所述接收片电连接在一起。本发明可以大幅降低2.4G贴片微带天线的尺寸，又能保证天线的性能。

Description

一种2.4G贴片微带天线

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别涉及2.4G天线。

背景技术

随着物联网的兴起，使用2.4G ISM频段的无线电子产品越来越多，降低这些产品的制造成本是提高竞争力的重要手段，降低成本就意味着创造了价值。

在2.4G的无线产品中，无论是使用微带天线或者是陶瓷天线，成本都非常高。前者需要较大的PCB面积(长15mm x宽5mm)，这增加了PCB的成本，而且不能应用在小体积的穿戴产品上；后者虽然体积很小，可以节约PCB的空间，不会受产品体积的限制，但是它本身的价格是前者的10倍。于是，体积小而且成本低是天线技术的研究方向。

如专利申请201120490711.3则公开了一种微带天线及包括该微带天线的设备，涉及智能交通领域。所述微带天线包括：介质基板，所述介质基板具有相互平行的第一表面和第二表面；金属接地板，所述金属接地板覆盖于所述介质基板第一表面上；至少两个辐射贴片，每个辐射贴片并排覆盖于所述介质基板的第二表面上，并处于信号馈入点同侧；其中从排头的辐射贴片到排尾的辐射贴片及相邻两个辐射贴片之间的空隙联合覆盖指定大小的面积，相邻两个辐射贴片之间间距相等；馈电线路，所述馈电线路分别将所述每个辐射贴片连接至信号馈入点，所述馈电线路与所述金属接地板连接。还提供了包括所述微带天线的一种设备。本实用新型能使天线的波瓣宽度能够完整覆盖多车道车辆车载单元信号。

目前的问题主要是：1在长7mm宽2.4mm的普通介电常数的基板材料上，印刷长度为30mm的微带线；2大幅缩小贴片天线尺寸的同时，不降低天线的性能。

举例说明，在穿戴型的智能手表上，PCB的面积为长15mm x宽8mm。在放置主控芯片和一些外围器件后，天线的空间小于10mm x 3mm。在这么小的空间下，需要使用高介电常数的陶瓷天线。因为介电常数越高，天线的尺寸越短，当介电常数的值为60时，天线的长度可以缩小到7mm，而普通介电常数的基板，天线的长度为30mm，如果缩小天线的长度则会大大影响天线的性能。

发明内容

基于此，因此本发明的首要目地是提供一种2.4G贴片微带天线，该天线能有效减小天线的尺寸，并实现良好的天线的性能。

本发明的另一个目地在于提供一种2.4G贴片微带天线，该天线结构简单，易于实现，能够更好地应用于现有的电子产品上。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种2.4G贴片微带天线，包括有基板和天线，其特征在于所述基板具有复数个，且所述复数个基板并排设置，所述天线包括有复数个接收片，所述接收片设置在基板之间，且所述接收片电连接在一起。

所述接收片，通过金属管连接在一起，所述金属管贯穿基板，接收片固定在金属管上，不仅实现接收片的连接，还具有强化基板的作用。

所述接收片，设置于复数个基板的夹层之间以及最外侧两个基板的外表面上，以具有更好的接收效果。

进一步，所述天线中，由接收片和金属管组成辐射单元，是天线的主体，接收片印刷在多层基板的不同层之间，多层基板上设置有盲孔和通孔，金属管穿过盲孔和通孔将接收片连接在一起。

更进一步，接收片为铜箔导体，且铜箔导体的长度等于1/4的波长，以有效地进行接收无线信号。

所述基板，为多层环氧玻纤布基板。

进一步，所述基板的结构为长方形，由复数张半固化片和板芯叠压而成，以有效减少天线的体积。

所述基板，其一侧基板的外侧表面为第一表面，所述一接收片设置于该第一表面上，且在第一表面上形成分叉，使该第一表面上的接收片呈倒F形状。

更进一步，所述呈倒F形接收片的底部有两个焊盘，一个是天线的馈电点，一另个是天线的短路分支。

所述天线，天线净空区的平面面积等于天线尺寸的平面面积，接地面在辐射单元的下方，形成微带天线的结构，实现天线50欧姆输入阻抗设计，使天线获得最大功率。

本发明采用2.4G微波信号通过馈电点流进多层环氧玻纤布基板中的微带线，微带线的长度等于2.4G微波信号的1/4波长，和2.4G微波信号产生谐振，并将2.4G微波信号转换成电磁波信号向空间转播，由此，可以大幅降低2.4G贴片微带天线的尺寸，又能保证天线的性能。

附图说明

图1是本发明所实施的天线基板的结构示意图。

图2是本发明所实施天线主体的结构示意图。

图3是本发明所实施天线主体和基板组装后的示意图。

图4是本发明所实施天线的回波损耗图。

图5是本发明所实施天线的增益图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图3所示，为本发明所实现的小尺寸并适用大量加工的2.4G贴片微带天线，其主要由辐射单元2，接地面(为现有技术)和介质板1(包括有若干个基板)组成。其中辐射单元2印刷在介质板1内，位于接地面的正上方。

如图1所示，介质板1包含有多个基板11、12、13，图中所示基板有三层，分别为两个外侧基板11、13和一个中间基板12，所述基板11、12、13使用环氧玻纤布基板，是天线的载体，其介电常数为4.4，厚度是2.4mm。基板11、12、13的结构为长方形，通常由多张半固化片和板芯叠压而成。

且，以外侧基板11为例，基板11上具有通孔111，以穿过金属管22、23；基板11的边缘部分具有盲孔112。

如图2所示，辐射单元2由铜箔导体21和金属管22、23组成，是天线的主体，印刷在介质板的不同层基板之间，并使用盲孔和通孔连接，使铜箔导体的长度等于1/4的波长。

外侧的铜箔导体21上，具有两个矩形折弯的铜箔分支24和25，铜箔分支24和25垂直于铜箔导体21，使在基板21上的天线呈倒F形。

通常情况下，构成天线的主体为宽0.3mm的印刷铜箔，即铜箔导体21，铜箔导体21长30mm，厚度为35um。

本发明所实现的2.4G贴片微带天线的整体结构如图3所示，基板11和12之间、基板12和13之间及基板13外表面的铜箔导体21均为条状，而基板11外侧表面上的铜箔导体21则呈倒F形状，由矩形折弯和过孔连接而成。

铜箔分支24上外端具有焊盘26，作为天线的短路分支，铜箔分支25上外端具有焊盘27，作为天线的馈电点。

该天线是一个器件，贴片在产品的PCB上时，需要设置天线的净空区和接地面。天线净空区的平面面积等于天线尺寸的平面面积，接地面在辐射单元的下方，形成微带天线的结构，实现天线50欧姆输入阻抗设计，使天线获得最大功率。

2.4G贴片微带天线的回波损耗如附图4所示。

2.4G贴片微带天线的增益如附图5所示。

因此，本发明使用多层基板，在不同层印刷铜箔微带线，使用盲孔和通孔技术，将不同基板层上的铜箔微带线进行电气性能连接，微带天线的净空尺寸和馈地。2.4G微波信号通过馈电点流进多层环氧玻纤布基板中的微带线，微带线的长度等于2.4G微波信号的1/4波长，和2.4G微波信号产生谐振，并将2.4G微波信号转换成电磁波信号向空间转播。然后通过天线底部的净空区和馈地，实现微带天线的50欧姆阻抗设计，在与50欧姆阻抗的2.4G终端设备建立无线连接时，使该天线的性能达到最佳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种2.4G贴片微带天线，包括有基板和天线，其特征在于所述基板具有复数个，且所述复数个基板并排设置，所述天线包括有复数个接收片，所述接收片设置在基板之间，且所述接收片电连接在一起。

2.如权利要求1所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于所述接收片，通过金属管连接在一起，所述金属管贯穿基板，接收片固定在金属管上，不仅实现接收片的连接，还具有强化基板的作用。

3.如权利要求2所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于所述接收片，设置于复数个基板的夹层之间以及最外侧两个基板的外表面上，以具有更好的接收效果。

4.如权利要求2所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于所述天线中，由接收片和金属管组成辐射单元，是天线的主体，接收片印刷在多层基板的不同层之间，多层基板上设置有盲孔和通孔，金属管穿过盲孔和通孔将接收片连接在一起。

5.如权利要求4所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于接收片为铜箔导体，且铜箔导体的长度等于1/4的波长，以有效地进行接收无线信号。

6.如权利要求1所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于所述基板，为多层环氧玻纤布基板。

7.如权利要求6所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于所述基板的结构为长方形，由复数张半固化片和板芯叠压而成，以有效减少天线的体积。

8.如权利要求6所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于所述基板，其一侧基板的外侧表面为第一表面，所述一接收片设置于该第一表面上，且在第一表面上形成分叉，使该第一表面上的接收片呈倒F形状。

9.如权利要求8所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于所述呈倒F形接收片的底部有两个焊盘，一个是天线的馈电点，一另个是天线的短路分支。

10.如权利要求9所述的2.4G贴片微带天线，其特征在于所述天线，天线净空区的平面面积等于天线尺寸的平面面积，接地面在辐射单元的下方，实现天线50欧姆输入阻抗设计，使天线获得最大功率。