CN201207431Y - T型双回路自耦合pcb天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种T型双回路自耦合PCB天线，为铜箔镀溅于PCB基板，辐射回路A顶层加感走线和辐射回路B顶层加感走线成T型分布于天线主极化纵向走线两侧，天线主极化纵向走线下部的天线馈电端口与PCB电路板电路工作区电连接。本实用新型在继续保持常规PIFA的低成本和高可靠工艺的基础上，采用新颖的双回路自耦合辐射体设计，有效改善PCB天线的远场方向的均匀对称性，并具备通过自耦合区加感走线的参数调整获得对天线频率、尺寸、增益、方向的调整能力，从而更好地适应便携式终端设备对内置天线的复杂多变的布局要求。

Description

T型双回路自耦合PCB天线

技术领域

本实用新型涉及一种PCB天线，特别是一种应用于WLAN、Bluetooth、HomeRF等领域的便携式无线终端设备的内置天线，属于无线通信天线技术领域。

背景技术

随着WLAN、Bluetooth以及HomeRF等短距无线通信终端设备的广泛使用，为适应这类产品便携安装和美观小巧的外形要求，高效合理的内置天线设计逐渐成为此类产品设计的关键环节。相对于各类常用的天线器件，如陶瓷LTCC天线、金属构件天线、高介材料天线等的实现方案，采用印制电路板工艺的PCB内置天线具备非常明显的成本和工艺优势，从而获得了广泛的应用，以其中最具代表性的PIFA，即倒F印制板天线为例，可总结归纳出此类天线仍需进一步改进的不足之处：

1、PIFA常用的PCB板材，通常其介电常数相对较低，处于工作频段的天线辐射体尺寸仍然相对较大，在外观尺寸要求苛刻的便携产品应用中受到很大的局限，常用的缩减天线尺寸的技术措施是辐射体加感，或天线回路加载电容，但天线的辐射效能将随之受到大幅度的减小。

2、PIFA的辐射体相对于天线馈电点呈非平衡的单极分布，其辐射远场相应呈非平衡方向性能，对于绝大部分便携式终端产品要求均匀辐射的全方向要求，很显然成为致命弱点，实际产品应用中的“方向性”问题很大程度上影响了无线产品的使用品质。

3、PIFA是典型的内置式天线形式，在面临复杂多变的产品外壳和外围电路应用环境时，缺乏相应的对工作频率、辐射方向、天线增益等参数进行适应性调整的技术措施，以致经常出现内置电路板调试性能良好，而装入产品外壳或相应的电路工作环境后天线性能表现不佳的尴尬情况。

实用新型内容

针对以上的问题，本实用新型提供一种T型双回路自耦合PCB天线，它可以有效改善PCB天线的远场方向的均匀对称性，更好地适应便携式终端设备对内置天线的复杂多变的布局要求。

本实用新型的技术方案是，一种T型双回路自耦合PCB天线，为铜箔镀溅于PCB基板，其特征是，辐射回路A顶层加感走线和辐射回路B顶层加感走线成T型分布于天线主极化纵向走线两侧，天线主极化纵向走线下部的天线馈电端口与PCB电路板电路工作区电连接。

所述辐射回路A顶层加感走线和辐射回路B顶层加感走线可以对称分布，也可以非对称分布，二者与天线主极化纵向走线的上部电连接。

所述辐射回路A顶层加感走线和辐射回路B顶层加感走线远离天线主极化纵向走线的一端均设有连接过孔，在PCB基板的背面还分别设有辐射回路A和辐射回路B的底层耦合面。

本实用新型在继续保持常规PIFA的低成本和高可靠工艺的基础上，采用新颖的双回路自耦合辐射体设计，有效改善PCB天线的远场方向的均匀对称性，并具备通过自耦合区加感走线的参数调整获得对天线频率、尺寸、增益、方向的调整能力，从而更好地适应便携式终端设备对内置天线的复杂多变的布局要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例之一的立体图。

图2是本实用新型实施例之一的主视图。

图3是本实用新型实施例之一的后视图。

图4是本实用新型实施例之二的立体图。

图5是本实用新型实施例之三的立体图。

在图中，1.天线馈电端口，2.天线主极化纵向走线，3.辐射回路A顶层加感走线，4.辐射回路A连接过孔，5.辐射回路A底层耦合面，6.辐射回路B顶层加感走线，7.辐射回路B连接过孔，8.辐射回路B底层耦合面，D.PCB电路板电路工作区。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如附图1、附图2及附图3所示，本实用新型T型双回路自耦合PCB天线，为铜箔镀溅于PCB基板上，PCB基板不仅限于PCB印刷电路板，还可延展至符合本设计思想应用的其他介质载体。本实用新型的连接关系为：由天线馈电端口1依次连接天线主极化纵向走线2、辐射回路A顶层加感走线3、辐射回路A连接过孔4、辐射回路A底层耦合面5，形成辐射回路A，并且辐射回路A顶层加感走线3、辐射回路A底层耦合面5之间形成垂直于PCB板的自耦合区域；由天线馈电端口1依次连接天线主极化纵向走线2、辐射回路B顶层加感走线6、辐射回路B连接过孔7、辐射回路B底层耦合面8，并且辐射回路B顶层加感走线6、辐射回路B底层耦合面8之间形成垂直于PCB板的自耦合区域。辐射回路A与辐射回路B相对于天线馈电端口1呈T型对称平衡分布，根据设计需要可以适当作非平衡偏移，如附图4为本实用新型实施例之二的立体图，自耦合加感走线分别进行“疏减”和“加密”的调整，以此适应非平衡偏移时远场辐射方向的均衡补偿；如附图5为本实用新型实施例之三的立体图，自耦合加感走线的“疏减”调整，以适应辐射体较大尺寸设计时频率不变。以天线馈电端口1位置对PCB板作横向分割，上部形成T型天线辐射工作区，下部形成电路工作区D。

本实用新型的工作原理说明如下：

1、电路工作区D在PCB板上通常存在较完整的地(GND)，为天线工作提供必要的反射。

2、高频功率信号通常以微带端口形式通过天线馈电端口1馈入T型天线辐射体回路，并分别由两组反向的工作电流同步形成各自的自耦合区，相对平衡地分布在天线馈电端口1的两侧，共同产生平衡的全方向辐射性能。若对辐射回路A、B的对称性作适当的偏移形成非对称分布，可定量调节天线的辐射方向已达到设计要求。

3、T型天线的辐射远场主要含纵向极化分量，其增益主要由天线主极化纵向走线2的长度决定，而天线的工作频率是由天线主极化纵向走线2、辐射回路A顶层加感走线3、辐射回路B顶层加感走线6的参数共同决定。

4、调节辐射回路A顶层加感走线3、辐射回路B顶层加感走线6的走线密度和匝数将改变天线的工作频率，此时天线增益性能变化不大，反之，改变天线主极化纵向走线2来调节天线增益时，可通过调整辐射回路A顶层加感走线3、辐射回路B顶层加感走线6来维持工作频率不变。

5、依据以上工作原理和天线的设计思想，实际应用中可在频率、尺寸、增益、方向等参数间灵活转化和调整，尤其有利于充分利用有限空间尺寸的内置天线设计应用。

以上根据本实用新型的实施例，对本实用新型进行了叙述性而非限制性的描述，但应理解，在不脱离由权利要求所限定的相关保护范围的情况下，本领域的技术人员可以做出变更和/或修改，例如通过自耦合加感走线密度和匝数的改变，对天线的工作频率、辐射体尺寸、辐射增益、辐射方向性能等参数进行有限的调节，以充分适应内置天线的复杂多变的应用环境要求等，并且本实用新型不仅限于ISM工作频段，还可延展至符合本设计思想应用的其他工作频段。

Claims (3)

1、一种T型双回路自耦合PCB天线，为铜箔镀溅于PCB基板，其特征在于：辐射回路A顶层加感走线(3)和辐射回路B顶层加感走线(6)成T型分布于天线主极化纵向走线(2)两侧，天线主极化纵向走线(2)下部的天线馈电端口(1)与PCB电路板电路工作区(D)电连接。

2、根据权利要求1所述的一种T型双回路自耦合PCB天线，其特征在于：辐射回路A顶层加感走线(3)和辐射回路B顶层加感走线(6)可以对称分布，也可以非对称分布，二者与天线主极化纵向走线(2)的上部电连接。

3、根据权利要求1所述的一种T型双回路自耦合PCB天线，其特征在于：辐射回路A顶层加感走线(3)和辐射回路B顶层加感走线(6)远离天线主极化纵向走线(2)的一端均设有连接过孔(4、7)，在PCB基板的背面还分别设有辐射回路A和辐射回路B的底层耦合面(5、8)。

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