CN217468807U - 一种贴地线表面的环形贴片天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种贴地线表面的环形贴片天线，包括基板（1）、第一焊盘（2）、第二焊盘（3），所述第一焊盘（2）、所述第二焊盘（3）设于所述基板（1）的侧边，所述基板（1）的上表面设有环形线路，所述线路一端与所述第一焊盘（2）相连，所述线路另一端与所述第二焊盘（3）相连。本实用新型的有益效果是：1.本实用新型的环形贴片天线，能够在PCB无天线净空区的情况下降低天线的损耗电阻，从而提升天线的辐射效率；2.本实用新型的环形贴片天线频率覆盖2.4‑2.5GHz，可以广泛应用于小型化通讯类电子产品中。

Description

一种贴地线表面的环形贴片天线

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种贴地线表面的环形贴片天线。

背景技术

随着时代的发展，消费类电子产品逐渐小型化，内部空间有限，天线是无线通信系统中发送和接收的重要组成部分，功能是完成电磁波的发送和接收，在设计天线时，应远离金属部件和不相关的部件，如电池、振荡器、防护罩、摄像头等，为天线留出干净的空间。这个间隔简称为净空区，由于小型化产品设计的PCB面积相对较小，整个PCB都有地线，没有给天线预留净空区，天线靠近地线会增加天线的损耗电阻，降低天线辐射效率，可能导致整个通讯系统无法满足要求，因此针对目前此类产品，需要在PCB无天线净空区的情况下降低天线的损耗电阻，从而提升天线的辐射效率。

实用新型内容

本实用新型提供了一种贴地线表面的环形贴片天线，包括基板、第一焊盘、第二焊盘，所述第一焊盘、所述第二焊盘设于所述基板的侧边，所述基板的上表面设有环形线路，所述线路一端与所述第一焊盘相连，所述线路另一端与所述第二焊盘相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述线路为分形闭环微带线。

作为本实用新型的进一步改进，所述线路为环形微带缝隙线。

作为本实用新型的进一步改进，所述基板上表面蚀刻有所述线路。

作为本实用新型的进一步改进，所述线路为铜线。

作为本实用新型的进一步改进，所述基板为介电常数为4.4的FR4基板。

作为本实用新型的进一步改进，所述基板尺寸长7mm*宽7mm*厚2mm或长17mm*宽4mm*厚2mm或长12mm*宽4mm*厚2mm。

本实用新型的有益效果是：1.本实用新型的环形贴片天线，能够在PCB无天线净空区的情况下降低天线的损耗电阻，从而提升天线的辐射效率；2.本实用新型的环形贴片天线频率覆盖2.4-2.5GHz，可以广泛应用于小型化通讯类电子产品中。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的环形贴片天线结构图；

图2是本实用新型实施例1的环形贴片天线俯视图；

图3是本实用新型实施例2的环形贴片天线结构图；

图4是本实用新型实施例2的环形贴片天线俯视图；

图5是本实用新型实施例3的环形贴片天线结构图；

图6是本实用新型实施例3的环形贴片天线俯视图；

图7是本实用新型环形贴片天线贴于demo板上的俯视图；

图8是本实用新型环形贴片天线贴于demo板上的轴视图；

图9是本实用新型仿真模型图；

图10是本实用新型仿真天线的电流矢量图；

图11是本实用新型天线回波损耗图；

图12是本实用新型天线驻波比图VSWR；

图13是本实用新型2D增益方向图；

图14是本实用新型3D增益方向图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种贴地线表面的环形贴片天线8，作为本实用新型的第1实施例，如图1所示，该环形贴片天线8包括基板1、第一焊盘2、第二焊盘3，所述第一焊盘2、所述第二焊盘3设于所述基板1的侧边，所述基板1的上表面蚀刻有分形闭环微带线4，所述分形闭环微带线4一端与所述第一焊盘2相连，所述分形闭环微带线4另一端与所述第二焊盘3相连。因天线采用环形设计，所以焊盘不分方向，连接时，只需将其中一个焊盘连接地线，另一个焊盘连接信号馈点。

所述基板1为介电常数为4.4的FR4基板。

本实施例的环形贴片天线8尺寸：长7mm*宽7mm*厚2mm。

如图2所示，作为本实用新型的第2实施例，该实施例是在第1实施例上的进一步改进，所述基板1的上表面蚀刻有环形微带缝隙线5。所述环形微带缝隙线5一端与所述第一焊盘2相连，所述环形微带缝隙线5另一端与所述第二焊盘3相连。

本实施例的环形贴片天线8尺寸：17mm*4mm*2mm。

如图3所示，作为本实用新型的第3实施例，该实施例是在第2实施例上的进一步改进，本实施例的环形贴片天线8尺寸：12mm*4mm*2mm。

本实用新型的设计原理：

1.按工作原理分类，微带贴片天线都可分成谐振型(驻波型)和非揩振型(行波型)微带天线，前一类天线有特定的谐振尺寸，一般只能工作在谐振频率附近；而后一类天线无谐振尺寸的限制，它的末端要加匹配负载以保证传输行波，由于天线尺寸较小，本实用新型的环形贴片天线8为非谐振型微带天线，一般会在天线馈点处预留π型匹配，以保证天线的阻抗满足50Ω。

2.本实用新型的环形天线8是在介电常数为4.4的FR4基板上表面蚀刻一条分形闭环微带线(实施例1)或者是环形微带缝隙(实施例2、3)，并通过连接侧边焊盘进行馈电，其中FR4基板作为天线基材可缩小天线尺寸，顶部环形微带线长度接近2.4GHz频率下的四分之一波长，与接地面产生耦合电容，减小天线的损耗电阻，提高天线的辐射电阻，从而增加天线的辐射效率，该环形贴片天线8顶部采用闭环微带走线，电流从始端流向末端接地点，环形天线的终端负载阻抗为零，环上的电流近似按等幅同相分布。短接环的半径较大时，环上电流为驻波分布，因此垂直环形的方向辐射最强。备注：分形闭环是指的基板上表面的走线是采用分形的形式，且形成了闭环。

3.如7-8所示：将本实用新型的环形贴片天线放置在30mm*40mm**1mm的demo板上，测试材料包括：SMA接头6，PCB铺地面7，本实用新型的环形贴片天线8，π型匹配9，厚度1mm的demo板10，当环形贴片天线8贴于不同大小的PCB上，S参数以及阻抗发生偏移时，可以通过调节π型匹配4的π型匹配天线阻抗满足50Ω，匹配值为靠近环形贴片天线8端串联一个3nH电感后再并联1.2pF电容,不同的接地面对应的匹配参数均不同，可以通过在矢量网络分析仪上进行调节。

本实用新型的环形贴片天线，能够在提升天线的辐射效率，天线频率覆盖2.4-2.5GHz，可以广泛应用于小型化通讯类电子产品中：如摄像头，MP4，录音笔，领夹麦等。

本实用新型的环形贴片天线，整体尺寸较小，厚度仅为2mm，天线表面为环形微带走线，介质基板为FR4，材质相对介电常数为4.4，天线末端与地线连接，形成闭环，因此被称为环形天线。

本实用新型的环形贴片天线有方形，矩形，圆形等形式。

从仿真与微波暗室测试数据上看，天线贴地线表面无净空区的环境下，调节π型匹配电路，从图11，图12上看，2.4～2.48GHz下天线的电压驻波比VSWR＜2，回波损耗＜-10db，表1为天线在微波暗室实测的天线增益和效率，最大增益为1.8dbi，效率接近50％，从图10仿真的天线电流矢量图可以看出，天线的电流在环形表面水平方向最强，由于天线的辐射电场方向应垂直与电流方向矢量，因此垂直于环形的辐射方向最强，在此类环境下天线的基本性能够满足要求。

测试频率	效率(％)	增益(dbi
			2400MHz	Efficiency(％)	Gain(dBi)
2410MHz	43.21	1.48
			2420MHz	42.86	1.23
2430MHz	44.19	1.37
			2440MHz	44.56	1.29
2450MHz	45.03	1.45
			2460MHz	46.77	1.65
2470MHz	48.83	1.87
			2480MHz	50.01	1.89
2490MHz	48.63	1.76
			2500MHz	47.13	1.46

表1

本实用新型的有益效果是：1.本实用新型的环形贴片天线8，能够在PCB无天线净空区的情况下降低天线的损耗电阻，从而提升天线的辐射效率；2.本实用新型的环形贴片天线8频率覆盖2.4-2.5GHz，可以广泛应用于小型化通讯类电子产品中。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种贴地线表面的环形贴片天线，其特征在于：包括基板(1)、第一焊盘(2)、第二焊盘(3)，所述第一焊盘(2)、所述第二焊盘(3)设于所述基板(1)的侧边，所述基板(1)的上表面设有环形线路，所述线路一端与所述第一焊盘(2)相连，所述线路另一端与所述第二焊盘(3)相连。

2.根据权利要求1所述的环形贴片天线，其特征在于：所述线路为分形闭环微带线(4)。

3.根据权利要求1所述的环形贴片天线，其特征在于：所述线路为环形微带缝隙线(5)。

4.根据权利要求1所述的环形贴片天线，其特征在于：所述基板(1)上表面蚀刻有所述线路。

5.根据权利要求1所述的环形贴片天线，其特征在于：所述线路为铜线。

6.根据权利要求1所述的环形贴片天线，其特征在于：所述基板(1)为介电常数为4.4的FR4基板。

7.根据权利要求1所述的环形贴片天线，其特征在于：所述基板(1)尺寸长7mm*宽7mm*厚2mm或长17mm*宽4mm*厚2mm或长12mm*宽4mm*厚2mm。

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