CN117956685A - 一种天线电路板和通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天线电路板及通信装置，天线电路板包括PCB基板、第一辐射单元、第二辐射单元、接地板、连接器焊盘和元器件焊盘，第一辐射单元、第二辐射单元、接地板、连接器焊盘和元器件焊盘设置于PCB基板，第一辐射单元连接接地板；连接器焊盘包括第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘，第二焊盘设置在第一焊盘和第三焊盘之间，第一焊盘与接地板连接，第二辐射单元上设置有第二焊盘，第一辐射单元上设置有第三焊盘，连接器焊盘用于焊接IPEX连接器；元器件焊盘包括第四焊盘和第五焊盘，第二辐射单元上设置有第四焊盘，第一辐射单元上设置有第五焊盘，元器件焊盘用于焊接连接器件，连接器件用于将第一辐射单元和第二辐射单元连接形成内置的PCB天线。

Description

一种天线电路板和通信装置

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种天线电路板和通信装置。

背景技术

在无线通信技术中需要用到天线发射信号和接收信号。目前的天线大体分为外置天线和天线电路板，天线电路板包括陶瓷天线、PCB天线、FPC/钢片天线和LDS天线等。其中，PCB天线因PCB板便于设计、生产规范和生产效率高等优点，已广泛应用于蓝牙模块、WIFI模块、Zigbee模块等通信模块的电路板上。

在现有技术中，PCB天线需要专门设计一个净空区放置，即在净空区内不能有任何部件放置，否则会影响PCB天线的信号收发性能。这使得PCB天线和射频连接器不能同时放置小型化的通信模块电路板上，PCB天线的使用场景受到极大的限制。

发明内容

本申请提供一种天线电路板和通信装置，解决了现有技术中PCB天线和射频连接器不能同时放置小型化的通信模块电路板的问题，扩大了PCB天线的使用场景，同时提高天线整体性能。

第一方面，本申请提供了一种天线电路板，包括PCB基板、第一辐射单元、第二辐射单元、接地板、连接器焊盘和元器件焊盘，其中：

所述第一辐射单元、所述第二辐射单元、所述接地板、所述连接器焊盘和所述元器件焊盘设置在所述PCB基板上，所述第一辐射单元连接所述接地板；

所述连接器焊盘包括第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘，所述第二焊盘设置在所述第一焊盘和所述第三焊盘之间，所述第一焊盘与所述接地板连接，所述第二辐射单元上设置有所述第二焊盘，所述第一辐射单元上设置有所述第三焊盘，所述连接器焊盘用于焊接IPEX连接器，所述IPEX连接器用于连接外置天线；

所述元器件焊盘包括第四焊盘和第五焊盘，所述第二辐射单元上设置有所述第四焊盘，所述第一辐射单元上设置有所述第五焊盘，所述元器件焊盘用于焊接连接器件，所述连接器件用于将所述第一辐射单元和所述第二辐射单元连接形成内置的PCB天线。

第二方面，本申请提供了一种通信装置，包括如第一方面所述的天线电路板。

在本申请中，第一辐射单元、第二辐射单元、接地板、连接器焊盘和元器件焊盘设置在PCB基板上，第一辐射单元连接接地板；连接器焊盘包括第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘，第二焊盘设置在第一焊盘和第三焊盘之间，第一焊盘与接地板连接，第二辐射单元上设置有第二焊盘，第一辐射单元上设置有第三焊盘，连接器焊盘用于焊接IPEX连接器，IPEX连接器用于连接外置天线；元器件焊盘包括第四焊盘和第五焊盘，第二辐射单元上设置有第四焊盘，第一辐射单元上设置有第五焊盘，元器件焊盘用于焊接连接器件，连接器件用于将第一辐射单元和第二辐射单元连接形成内置的PCB天线。通过上述技术手段，可将IPEX连接器的焊盘与形成PCB天线的辐射单元共形共面设置在同一PCB基板上，节约了PCB天线和IPEX连接器一体化设置的使用面积，使得IPEX连接器和PCB天线可一体化设置在小型化的天线电路板上，解决了现有技术中PCB天线和射频连接器不能同时放置小型化的通信模块电路板的问题，扩大了PCB天线的使用场景，同时提高天线整体性能。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种天线电路板的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的第一辐射单元和第二辐射单元的示意图；

图3是本申请实施例提供的IPEX连接器的底座示意图；

图中，11、PCB基板；12、第一辐射单元；121、第一回折单元；122、第二回折单元；123、第三回折单元；124、第四回折单元；125、第五回折单元；126、第六回折单元；13、第二辐射单元；14、第二焊盘；15、第三焊盘；16、第一焊盘；17、第四焊盘；18、第五焊盘；19、第一通孔；20、第二通孔；21、接地板；22、IPEX连接器；221、左底座；222、中心触点；223、右底座。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在较为常见的现有实现方式中，PCB天线需要专门设计一个净空区放置，即在净空区内不能有任何部件放置，否则会影响PCB天线的信号收发性能，这使得小尺寸的通信模块电路板不能同时放置PCB天线及IPEX连接器。对于调试及测试来说，若通信模块电路板只放置PCB天线而无法放置IPEX连接器，则需要通过切割与PCB天线连接线路，以此接入馈线调试以测试天线性能。而馈线需剥开内外层露出内层芯线及外层铜皮才能焊接至天线馈点处，这在一定程度上破坏了馈线的完整性，再加上焊接等情况，将会引起阻抗突变，影响调试及测试结果，最终导致产品无法正常使用，浪费了人力物力。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种天线电路板，以将IPEX连接器的焊盘与形成PCB天线的辐射单元共形共面设置在同一PCB基板上，节约了PCB天线和IPEX连接器一体化设置的使用面积，使得IPEX连接器和PCB天线可一体化设置在小型化的天线电路板上，便于天线的测试及调试，扩大了PCB天线的使用场景，同时提高天线整体性能。

图1是本申请实施例提供的一种天线电路板的结构示意图。如图1所示，该天线电路板包括PCB基板11、第一辐射单元12、第二辐射单元13、接地板21、连接器焊盘和元器件焊盘。

在本实施例中，第一辐射单元12、第二辐射单元13、接地板21、连接器焊盘和元器件焊盘设置在PCB基板11上，第一辐射单元12连接接地板21。连接器焊盘包括第一焊盘16、第二焊盘14和第三焊盘15，第二焊盘14设置在第一焊盘16和第三焊盘15之间，第一焊盘16与接地板21连接，第二辐射单元13上设置有第二焊盘14，第一辐射单元12上设置有第三焊盘15，连接器焊盘用于焊接IPEX连接器22，IPEX连接器22用于连接外置天线；元器件焊盘包括第四焊盘17和第五焊盘18，第二辐射单元13上设置有第四焊盘17，第一辐射单元12上设置有第五焊盘18，元器件焊盘用于焊接连接器件，连接器件用于将第一辐射单元12和第二辐射单元13连接形成内置的PCB天线。

示例性的，第一辐射单元12和第二辐射单元13为用于形成PCB天线的辐射单元，第一辐射单元12连接接地板21以在第一辐射单元12和第二辐射单元13形成PCB天线时，接地板21可以减少其他信号对PCB天线信号的干扰，降低电磁辐射并提高电路的性能和稳定性。第一辐射单元12和第二辐射单元13之间通过连接器件进行连接时，第一辐射单元12和第二辐射单元13可连接形成设置在PCB基板11上的PCB天线，也即通信装置的内置天线。连接器件可焊接在元器件焊盘上，具体可以是连接器件的第一端焊接在元器件焊盘的第四焊盘17上，连接器件的第二端焊接在元器件焊盘的第五焊盘18上。由于第四焊盘17和第五焊盘18分别设置在第一辐射单元12和第二辐射单元13上且为铜或铁等材质，在连接器件与第四焊盘17和第五焊盘18焊接后，第一辐射单元12和第二辐射单元13可正常传递信号，即第一辐射单元12、第二辐射单元13、第四焊盘17、第五焊盘18和连接器件可连接形成用于收发信号的PCB天线。

连接器焊盘的第三焊盘15设置在第一辐射单元12上，第一辐射单元12连接接地板21相当于第三焊盘15连接接地板21，第一焊盘16也直接连接接地板21。当接地焊盘的长度达到工作频点的四分之一时，接地焊盘的阻抗无穷大即可将接地焊盘视作开路的线，而开路的线并不会干扰PCB天线的信号收发，因此本实施例中设置的连接器焊盘可有效避免在IPEX连接器22和PCB天线靠近设置时IPEX连接器22对PCB天线的信号收发性能的影响。第二焊盘14和第三焊盘15分别设置在第二辐射单元13和第三辐射单元上，使得用于焊接IPEX连接器22的焊盘与形成PCB天线的辐射单元共形共面设置在同一PCB基板11上，节约了PCB天线和IPEX连接器22一体化设置的使用面积，使得IPEX连接器22和PCB天线可一体化设置在小型化的天线电路板上。当连接器焊盘上焊接IPEX连接器22时，IPEX连接器22与外置天线连接，将测试线与IPEX连接器22进行连接可即对外置天线进行调试或测试，无需手动切割铜箔线和手动飞线焊接来进行调试，调试或测试方式便捷且高效，调试或测试准确度高。或者通信装置可通过外置天线收发性能，IPEX连接器22可连接外置的全向天线或定向天线，可满足不同通信场景的需求。

需要说明的，连接器焊盘上焊接IPEX连接器22，以及，元器件焊盘上焊接连接器件时，通信装置可同时使用外置天线和内置的PCB天线，可有效提高通信装置的天线整体性能。天线电路板即可作为内置的PCB天线使用，又可连接外置天线使用，以及可同时使用内置天线和外置天线，可根据通信装置的应用场景进行使用，大大扩展了天线电路板的应用场景，灵活度较高。

在该实施例中，图2是本申请实施例提供的第一辐射单元和第二辐射单元的示意图。参考图1和图2，第一辐射单元12包括第一回折单元121、第二回折单元122、第三回折单元123、第四回折单元124、第五回折单元125和第六回折单元126。其中，第一回折单元121靠近PCB基板11的右侧边设置，第二辐射单元13靠近第一回折单元121设置，第一回折单元121和第二辐射单元13均与PCB基板11的右侧边平行，第一回折单元121的第一端和第二端分别连接接地板21和第二回折单元122的第一端，第二回折单元122的第二端连接第三回折单元123的第一端，第二回折单元122靠近PCB基板11的上侧边设置且与PCB基板11的上侧边平行，第三回折单元123的第二端连接第四回折单元124的第一端，第三回折单元123靠近PCB基板11的左侧边设置且与PCB基板11的左侧边平行，第四回折单元124的第二端连接第五回折单元125的第一端，第四回折单元124与第二回折单元122平行，第五回折单元125的第二端连接第六回折单元126的第一端，第五回折单元125与第三回折单元123平行，第六回折单元126的第二端开路，第六回折单元126与第四回折单元124平行。

示例性的，第一回折单元121、第二回折单元122、第三回折单元123、第四回折单元124、第五回折单元125、第六回折单元126依次连接形成第一辐射单元12，第一回折单元121、第二回折单元122和第三回折单元123分别靠近PCB基板11的右侧边、上侧边和左侧边设置，以均匀分布在PCB基板11的上周部，而第四回折单元124、第五回折单元125、第六回折单元126和第二辐射单元13设置在第一回折单元121、第二回折单元122和第三回折单元123形成的半包围区域内，以便形成PCB天线的第一辐射单元12和第二辐射单元13可均匀覆盖在水平面上。第一回折单元121连接接地板21以减少其他信号对PCB天线信号的干扰，降低电磁辐射并提高电路的性能和稳定性。当第一辐射单元12和第二辐射单元13通过连接器件连接形成PCB天线时，PCB天线可作为全向性天线向各个方向发送信号或接收各个方向的信号，提高PCB天线的信号收发可靠性和效率。

参考图1，第一回折单元121上设置有第三焊盘15。示例性的，第三焊盘15设置在第一回折单元121的中部，第二焊盘14设置在第二辐射单元13的中部偏下的位置，由于第一回折单元121位于第二辐射单元13右侧且与第二辐射单元13平行，第一回折单元121靠近第二辐射单元13设置，设置在第一回折单元121上的第三焊盘15、设置在第二辐射单元13上的第二焊盘14，以及连接接地板21的第一焊盘16的位置匹配IPEX连接器22的底座结构。图3是本申请实施例提供的IPEX连接器的底座示意图。如图3所示，当IPEX连接器22焊接在连接器焊盘上时，IPEX连接器22的中心触点222焊接在第二焊盘14上，左底座221焊接在第一焊盘16上，右底座223焊接在第三焊盘15上，由于第一焊盘16和第三焊盘15接地，PCB天线可屏蔽IPEX连接器22对收发信号的干扰。

进一步的，第四焊盘17设置在第二辐射单元13的第一端，第二辐射单元13的第一端靠近第二回折单元122，第二辐射单元13的第二端开路，第五焊盘18设置在第二回折单元122上且靠近第四焊盘17。示例性的，当第四焊盘17和第五焊盘18焊接上连接器件时，连接器件将第二辐射单元13与第二回折单元122相连接，此时第一辐射单元12和第二辐射单元13形成全向性天线。

在一实施例中，接地板21、第一辐射单元12、第二辐射单元13、连接器焊盘和元器件焊盘均设置在PCB基板11的正面，第一辐射单元12的第一回折单元121以及连接器焊盘的第一焊盘16可直接连接接地板21。在另一实施例中，第一辐射单元12、第二辐射单元13、连接器焊盘和元器件焊盘设置在PCB基板11的第一侧面上，接地板21设置在PCB基板11的第二侧面上，第一侧面和第二侧面为相对面。其中，第一侧面为PCB基板11的正面，第二侧面为PCB基板11的反面，当接地板21设置在PCB基板11的反面，而第一辐射单元12、第二辐射单元13、连接器焊盘和元器件焊盘设置在PCB基板11的正面时，PCB基板11的正面可空出较大区域，即PCB基板11可在该区域安装其他器件，以充分利用PCB基板11。

在该实施例中，参考图1，当接地板21设置在PCB基板11的反面时，第一辐射单元12通过第一通孔19与接地板21连接，第三焊盘15通过第二通孔20与接地板21连接。第一辐射单元12的第一回折单元121通过第一通孔19连接接地板21，以减少其他信号对PCB天线信号的干扰，降低电磁辐射并提高电路的性能和稳定性。第三焊盘15通过第二通孔20连接接地板21，以屏蔽IPEX连接器22对PCB天线信号的干扰。

在一实施例中，第一辐射单元12、第二辐射单元13和接地板21为铜箔。铜箔具有良好的导电性能，形成PCB天线的第一辐射单元12和第二辐射单元13采用铜箔可有效传输信号。接地板21采用铜箔时，可有效减少接地阻抗。

综上，本申请实施例提供的天线电路板，可将IPEX连接器22的焊盘与形成PCB天线的辐射单元共形共面设置在同一PCB基板11上，节约了PCB天线和IPEX连接器22一体化设置的使用面积，使得IPEX连接器22和PCB天线可一体化设置在小型化的天线电路板上，解决了现有技术中PCB天线和射频连接器不能同时放置小型化的通信模块电路板的问题，扩大了PCB天线的使用场景，同时提高天线整体性能。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种通信装置，通信装置包括上述实施例描述的天线电路板，使得通信装置可一体化设置IPEX连接器22和PCB天线，扩大了通信装置的使用场景。

在该实施例中，通信装置还包括IPEX连接器22和外置天线。其中，IPEX连接器22的左底座221设置在连接器焊盘的第一焊盘16上，IPEX连接器22的右底座223设置在连接器焊盘的第三焊盘15上，IPEX连接器22的中心触点222设置在连接器焊盘的第二焊盘14上；IPEX连接器22连接外置天线。参考图1和图3，当IPEX连接器22焊接在连接器焊盘上时，IPEX连接器22的中心触点222焊接在第二焊盘14上，左底座221焊接在第一焊盘16上，右底座223焊接在第三焊盘15上，由于第一焊盘16和第三焊盘15接地，PCB天线可屏蔽IPEX连接器22对收发信号的干扰。在通信装置未设置内置的PCB天线的情况下，外置天线接收到天线信号后将天线信号传输至IPEX连接器22，IPEX连接器22对天线信号进行处理后将处理后的天线信号传输至通信单元。当IPEX连接器22接收到通信单元传输的天线信号时，将天线信号传输至外置天线，外置天线发送该天线信号。

在该实施例中，通信装置还包括连接器件，连接器件的第一端和第二端分别连接第四焊盘17和第五焊盘18。参考图1，当第四焊盘17和第五焊盘18焊接上连接器件时，连接器件将第二辐射单元13与第二回折单元122相连接，第一辐射单元12和第二辐射单元13形成内置的PCB天线，在通信装置未设置外置天线和IPEX连接器22的情况下，PCB天线接收到天线信号后将天线信号传输至通信单元，或者接收通信单元传输的天线信号并进行发送。

进一步的，连接器件包括电阻、电感或电容，电阻、电感或电容连接第一辐射单元12和第二辐射单元13形成PCB天线时，电阻、电感或电容可改善PCB天线的阻抗，以提高PCB天线的信号收发性能。

需要说明的，通信装置可同时在连接器焊盘上焊接连接外置天线的IPEX连接器22，和在元器件焊盘上焊接连接第一辐射单元12和第二辐射单元13的连接器件，此时通信装置同时设置有外置天线和内置天线，可使用内置天线和外置天线收发信号，有效提高了通信装置的信号收发性能。

上述，在通信装置中设置上述实施例描述的天线电路板，使得通信装置在小型化设计的情况下，也可同时设置IPEX连接器22和PCB天线，扩大了通信装置的使用场景，同时提高了通信装置的信号收发性能。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (10)

1.一种天线电路板，其特征在于，包括PCB基板、第一辐射单元、第二辐射单元、接地板、连接器焊盘和元器件焊盘，其中：

所述第一辐射单元、所述第二辐射单元、所述接地板、所述连接器焊盘和所述元器件焊盘设置在所述PCB基板上，所述第一辐射单元连接所述接地板；

所述连接器焊盘包括第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘，所述第二焊盘设置在所述第一焊盘和所述第三焊盘之间，所述第一焊盘与所述接地板连接，所述第二辐射单元上设置有所述第二焊盘，所述第一辐射单元上设置有所述第三焊盘，所述连接器焊盘用于焊接IPEX连接器，所述IPEX连接器用于连接外置天线；

所述元器件焊盘包括第四焊盘和第五焊盘，所述第二辐射单元上设置有所述第四焊盘，所述第一辐射单元上设置有所述第五焊盘，所述元器件焊盘用于焊接连接器件，所述连接器件用于将所述第一辐射单元和所述第二辐射单元连接形成内置的PCB天线。

2.根据权利要求1所述的天线电路板，其特征在于，所述第一辐射单元包括第一回折单元、第二回折单元、第三回折单元、第四回折单元、第五回折单元和第六回折单元，其中：

所述第一回折单元靠近所述PCB基板的右侧边设置，所述第二辐射单元靠近所述第一回折单元设置，所述第一回折单元和所述第二辐射单元均与所述PCB基板的右侧边平行，所述第一回折单元的第一端和第二端分别连接所述接地板和所述第二回折单元的第一端，所述第二回折单元的第二端连接所述第三回折单元的第一端，所述第二回折单元靠近所述PCB基板的上侧边设置且与所述PCB基板的上侧边平行，所述第三回折单元的第二端连接所述第四回折单元的第一端，所述第三回折单元靠近所述PCB基板的左侧边设置且与所述PCB基板的左侧边平行，所述第四回折单元的第二端连接所述第五回折单元的第一端，所述第四回折单元与所述第二回折单元平行，所述第五回折单元的第二端连接所述第六回折单元的第一端，所述第五回折单元与所述第三回折单元平行，所述第六回折单元的第二端开路，所述第六回折单元与所述第四回折单元平行。

3.根据权利要求2所述的天线电路板，其特征在于，所述第一回折单元上设置有所述第三焊盘，所述第四焊盘设置在所述第二辐射单元的第一端，所述第二辐射单元的第一端靠近所述第二回折单元，所述第二辐射单元的第二端开路，所述第五焊盘设置在所述第二回折单元上且靠近所述第四焊盘。

4.根据权利要求1所述的天线电路板，其特征在于，所述第一辐射单元、所述第二辐射单元、所述连接器焊盘和所述元器件焊盘设置在所述PCB基板的第一侧面上，所述接地板设置在所述PCB基板的第二侧面上，所述第一侧面和所述第二侧面为相对面。

5.根据权利要求4所述的天线电路板，其特征在于，所述第一辐射单元通过第一通孔与所述接地板连接，所述第三焊盘通过第二通孔与所述接地板连接。

6.根据权利要求1所述的天线电路板，其特征在于，所述第一辐射单元、所述第二辐射单元和所述接地板为铜箔。

7.一种通信装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的天线电路板。

8.根据权利要求7所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括IPEX连接器和外置天线，其中：

所述IPEX连接器的左底座设置在所述连接器焊盘的第一焊盘上，所述IPEX连接器的右底座设置在所述连接器焊盘的第三焊盘上，所述IPEX连接器的中心触点设置在所述连接器焊盘的第二焊盘上；所述IPEX连接器连接所述外置天线。

9.根据权利要求7所述的通信装置，所述通信装置还包括连接器件，所述连接器件的第一端和第二端分别连接所述第四焊盘和所述第五焊盘。

10.根据权利要求9所述的通信装置，其特征在于，所述连接器件包括电阻、电感或电容。