CN219874039U - 一种集成uwb超远距离测距和ble通信的双天线系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，包括PCB介质板、设置在所述PCB介质板顶层的UWB天线、BLE天线和矩形金属地板，所述UWB天线与所述BLE天线分别与所述PCB介质板顶层相对的两条边接触，并设置在所述PCB介质板顶层的一侧，所述矩形金属地板设置在所述PCB介质板顶层的另一侧，所述UWB天线与所述BLE天线之间保持净空区域。本实用新型的天线系统结构简单，布局方式方便整洁，便于内嵌于消费类电子产品中实现UWB超远距离测距和BLE通信。
Description
技术领域
本实用新型涉及定位技术和蓝牙通信领域，尤其涉及一种集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统。
背景技术
当前，定位技术主要以传统红外线、RFID、蓝牙和WIFI等方式实现。UWB技术凭借其测距定位精度高，有效距离远，穿透能力强，系统实现简单等优势备受关注。UWB定位技术与其他定位技术(传统红外线、RFID、蓝牙和WIFI)相比，其定位精度高、安全性高、抗干扰能力强、辐射低、功耗低、覆盖距离远。通过芯片的辅助，UWB技术可搭载在各种移动终端设备上，如手机、遥控器等设备，实现高精度测距。天线作为UWB定位系统上的关键组成部分，除了要满足结构特性，同时也要保证性能的优越，然而，现有技术中的UWB天线体积较大，同时集成度较低。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，能够在较小空间内实现双天线独立工作互不干扰。
为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：
本实用新型提供一种集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，包括PCB介质板、设置在所述PCB介质板顶层的UWB天线、BLE天线和矩形金属地板，所述UWB天线与所述BLE天线分别与所述PCB介质板顶层相对的两条边接触，并设置在所述PCB介质板顶层的一侧，所述矩形金属地板设置在所述PCB介质板顶层的另一侧，所述UWB天线与所述BLE天线之间保持净空区域。
在一些实施例中，本实用新型还包括以下技术特征：
所述UWB天线为矩形天线，矩形天线结构较小，能够进一步缩减尺寸。
所述UWB天线的长边与所述PCB介质板顶层的一条边接触。
所述UWB天线的尺寸为1mm*5mm，能够工作于7.75-8.25GHz。
所述BLE天线弯曲设置，以增大与所述UWB天线间的净空区域。
所述BLE天线的弯曲方式为反复弯曲，呈S形或多个S形连接的形状，其加工容差大，便于生产，能够在减小尺寸的同时降低成本。
所述矩形金属地板面积占所述PCB介质板顶层的面积的一半以上。
所述BLE天线工作在2.4GHz，所述UWB天线工作在7GHz以上。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提出一种集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，通过将两种功能的天线集成设置在一起，降低其占用的空间，缩小天线体积，并通过设置天线之间的净空区域，保证两种天线互不干扰，能够实现较好的性能。
附图说明
图1是本实用新型实施例的三维示意图；
图2是本实用新型实施例的BLE天线的回波损耗曲线图；
图3是本实用新型实施例的BLE天线的总辐射效率曲线图；
图4是本实用新型实施例的BLE天线的3D辐射方向图；
图5是本实用新型实施例的BLE天线在phi＝0°的2D辐射方向图；
图6是本实用新型实施例的BLE天线在phi＝90°的2D辐射方向图；
图7是本实用新型实施例的UWB天线的回波损耗曲线图；
图8是本实用新型实施例的UWB天线的总辐射效率曲线图；
图9是本实用新型实施例的UWB天线的3D辐射方向图；
图10是本实用新型实施例的UWB天线在phi＝0°的2D辐射方向图；
图11是本实用新型实施例的UWB天线在phi＝90°的2D辐射方向图；
图中，1-PCB介质板，2-UWB天线，3-BLE天线，4-矩形金属地板。
具体实施方式
为使本实用新型技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图对本实用新型实施例的技术方案进行完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
通常，工程应用上用于UWB测距和BLE通信的天线的总辐射效率比较关键，这直接影响了测距的距离和通信的范围。
采用本实用新型提供的一种集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统的实施例，能够实现测距范围远达160米，BLE天线总辐射效率达到40％以上，UWB天线总辐射效率达到60％以上的效果。
下面对实施例进行具体说明：
如图1，本实用新型提供一种集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，包括PCB介质板1、设置在所述PCB介质板顶层的UWB天线2、BLE天线3和矩形金属地板4，所述UWB天线与所述BLE天线分别与所述PCB介质板顶层相对的两条边接触，并设置在所述PCB介质板顶层的一侧，所述矩形金属地板设置在所述PCB介质板顶层的另一侧，所述UWB天线与所述BLE天线之间保持净空区域。
所述UWB天线为尺寸为1mm*5mm的矩形天线，能够工作于ch9信道7.75-8.25GHz，即在7GHz以上，其长边与所述PCB介质板顶层的一条边接触。
所述BLE天线工作在2.4GHz，为弯曲设置，具体如图1，其为反复弯曲，呈S形或多个S形连接的形状，以增大与所述UWB天线间的净空区域。
在一些实施例中，PCB介质板尺寸是21mm*21mm，矩形金属地板尺寸是15mm*21mm，BLE天线尺寸为6mm*12.3mm，PCB介质板厚度为0.9mm。
如图2，本实施例的BLE天线S参数响应中，该天线在2.4GHz附近产生了谐振点，证明BLE天线可用于蓝牙通信。
如图3，本实施例的BLE天线辐射效率响应中，该天线在输入功率1W的情况下，辐射出去的功率0.43W，总辐射达到了43％。
如图4，本实施例的BLE天线3D辐射方向图响应中，该天线方向图近似圆形，空间全向性极好。
如图5至图6，本实施例的BLE天线2D辐射方向图响应中，该天线方向图近似圆形，平面全向性极好。
如图7，本实施例的UWB天线S参数响应中，该天线在ch9信道7.75-8.25GHz附近产生了谐振点，证明该天线可用于UWB定位。
如图8，本实施例的UWB天线辐射效率响应中，该天线在输入功率1W的情况下，辐射出去的功率在0.6W上下波动，总辐射达到了60％。
如图9，本实施例的UWB天线3D辐射方向图响应中，该天线方向图近似圆形，空间全向性极好。
如图10至图11，本实施例的UWB天线2D辐射方向图响应中，该天线方向图近似圆形，平面全向性极好。
本实施例采用简易的单极子天线结构和倒F天线结构，分别实现了UWB测距和BLE通信，通过保证一定的净空区域，提高占空比，保证UWB天线和BLE天线能同时独立工作。UWB实现超远距离测距，BLE天线实现远距离通信。UWB天线利用极小尺寸1*5mm实现在ch9信道7.75-8.25GHz上的超远距离测距，同时，因为只考虑ch9信道，能够进一步缩减天线的体积。在有限的空间内，BLE天线通过弯曲卷形实现小型化，为UWB天线和BLE天线节省了更多的净空区域，也避免了BLE低频天线对UWB高频天线的影响。该天线系统结构简单，布局方式方便整洁，便于内嵌于消费类电子产品中实现UWB超远距离测距和BLE通信。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”和“示例”等述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相对的实施例或示例中以合适的方式结合。
必须指出，以上实施例的说明不用于限制而只是用于帮助理解本实用新型的核心思想，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，对本实用新型进行的任何改进以及与本产品等同的替代方案，也属于本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，其特征在于，包括PCB介质板、设置在所述PCB介质板顶层的UWB天线、BLE天线和矩形金属地板，所述UWB天线与所述BLE天线分别与所述PCB介质板顶层相对的两条边接触，并设置在所述PCB介质板顶层的一侧，所述矩形金属地板设置在所述PCB介质板顶层的另一侧，所述UWB天线与所述BLE天线之间保持净空区域。
2.根据权利要求1所述的集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，其特征在于，所述UWB天线为矩形天线。
3.根据权利要求2所述的集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，其特征在于，所述UWB天线的长边与所述PCB介质板顶层的一条边接触。
4.根据权利要求3所述的集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，其特征在于，所述UWB天线的尺寸为1mm*5mm，能够工作于7.75-8.25GHz。
5.根据权利要求1所述的集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，其特征在于，所述BLE天线弯曲设置，以增大与所述UWB天线间的净空区域。
6.根据权利要求5所述的集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，其特征在于，所述BLE天线的弯曲方式为反复弯曲，呈S形或多个S形连接的形状。
7.根据权利要求1所述的集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，其特征在于，所述矩形金属地板面积占所述PCB介质板顶层的面积的一半以上。
8.根据权利要求1所述的集成UWB超远距离测距和BLE通信的双天线系统，其特征在于，所述BLE天线工作在2.4GHz，所述UWB天线工作在7GHz以上。
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| CN202321253437.7U CN219874039U (zh) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 一种集成uwb超远距离测距和ble通信的双天线系统 |
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| CN (1) | CN219874039U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117691349A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-03-12 | 青岛柯锐思德电子科技有限公司 | 一种板载小型化uwb单极子天线及测角组合 |
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2023
- 2023-05-23 CN CN202321253437.7U patent/CN219874039U/zh active Active
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