专利名称：一种三频段低温共烧陶瓷手机天线的制作方法
技术领域：
本发明属于天线技术领域，涉及低温共烧陶瓷(LTCC)技术，特别涉及一种个人移 动通讯设备中的三频段手机天线。
背景技术：
手机天线是手机接收和发送信号的重要装置，手机天线性能的好坏直接决定着通 信的质量。近年来，随着移动通信技术的发展，手机等终端设备被赋予越来越多的功能，这 就意味着要集成越来越多的天线，而用户对手机等终端设备轻薄、可靠等性能的要求，意味 着手机天线必须具备小型化、多频段和宽频带的性能。 低温共烧陶瓷技术的出现为当前这一需求提供了可靠保证。低温共烧陶瓷技术是 一种多层陶瓷技术，它采用流延和金属过孔技术可以将无源元件埋置到基板内部，同时将 有源元件贴装在基板表面，可以将传统微带天线的结构从一维扩展到三维，除了可以实现 天线的小型化要求外，低温共烧陶瓷技术的埋置式结构和可控层厚技术，为天线的宽频带 和可靠性提供了保证。 低温共烧陶瓷天线的研究相对于低温共烧陶瓷电容、电感以及滤波器等 起步较晚，目前低温共烧陶瓷天线的研究主要集中于单频、双频，而且频段较高，如 2. 45GHz (Bluetooth (TM)/802. 11b/g) 、5. 25 5. 75GHz (802. lla)等。较低频段的天线如 900MHz (GSM 900) 、 1. 425 1. 495GHz (DAB L波段)等，如果按照传统的设计方法则由于尺 寸较大无法体现低温共烧陶瓷工艺的优势，目前研究较少。当前对双频段低温共烧陶瓷天 线如Bluetooth/WLAN、三频段低温共烧陶瓷天线如GPS/K-PCS/ISM等的研究多采用低温共 烧陶瓷叠层工艺，将各自谐振于某个频段的辐射单元通过金属过孔连接实现双频段/三频 段，而对三频段如GSM 900MHz/DAB1475MHz/DCS 1800MHz的低温共烧陶瓷天线仅采用两层 辐射单元实现的方法目前尚无报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有低温共烧陶瓷天线在低频率三频段集成方面的不足， 提供一种三频段低温共烧陶瓷手机天线，该天线可以有效地满足手机等移动终端多频带的 需求，并有效地降低天线剖面，提高天线的稳定性。 本发明提供的一种三频段低温共烧陶瓷手机天线，其特征在于它包括第一层辐
射单元、第二层辐射单元、金属过孔、调谐枝节、低温共烧陶瓷基板和接地终端； 低温共烧陶瓷基板的介电常数范围为2 50，第一层辐射单元和第二层辐射单元
分别是成矩形波形弯折的金属导体线，均埋置在低温共烧陶瓷基板中，且第二层辐射单元
位于第一层辐射单元上方，并通过金属过孔连接；令低温共烧陶瓷基板的宽度方向为x方
向，长度方向为y方向，第一层辐射单元的y方向各个间隙中均增加调谐枝节，第二层辐射 单元的电长度小于第一层辐射单元的电长度，第二层辐射单元的y方向曲折线间距d2大于 第一层辐射单元的y方向曲折线间距dl。
本发明提供的天线仅采用两层辐射单元，能工作在GSM 900MHz/DAB1475MHz/DCS 1800MHz三个频段。本发明不仅有效地满足了手机等移动终端多频带的需求，而且仅采用两 层辐射单元实现三个工作频段的方法有效地降低了天线剖面，满足了手机等移动终端轻、
薄的需求。天线被埋置在低温共烧陶瓷基板中，提高了天线工作的稳定性。 与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果本发明所述三频段低温共烧
陶瓷手机天线的主要特点是在低温共烧陶瓷基板中埋置两层辐射单元，产生三个适合于当
前手机需要的谐振频段，使天线尺寸大幅度减小；本发明首次将实现三个较低的谐振频段
的两层天线辐射单元完全埋置在低温共烧陶瓷基板中，可以起到保护天线辐射单元的作
用，提高了天线工作的稳定性；天线能够谐振在三个工作频段，可以极大满足当前对手机等
移动终端多频段的需求。
图1是本发明所述三频段低温共烧陶瓷手机天线的立体结构示意图；
图2是第一层辐射单元的结构示意图；
图3是第二层辐射单元的结构示意图； 图4是本发明所述一种三频段低温共烧陶瓷手机天线中频率与反射系数S11之间 的关系图。
具体实施例方式
下面通过借助实施例更加详细地说明本发明，但以下实施例仅是说明性的，本发 明的保护范围并不受这些实施例的限制。 如图1、2、3所示，本三频段低温共烧陶瓷手机天线包括第一层辐射单元1、第二层 辐射单元2、金属过孔(via)3、和调谐枝节4、低温共烧陶瓷基板5和接地终端6。
低温共烧陶瓷基板5的介电常数范围为2 50，低温共烧陶瓷基板5的长度范围 为1 50mm，宽度范围为1 50mm，厚度范围为0. 02 10mm。如图1所示，令低温共烧陶 瓷基板5的宽度方向为x方向，长度方向为y方向。第一层辐射单元1的y方向曲折线间 距dl的长度范围为0. 1 5mm，第二层辐射单元2的y方向曲折线间距d2的长度范围为 0. 1 5mm，导体宽度d的长度范围为0. 01 5mm，金属过孔3 (via)的直径范围为0. 05 lmm，高度范围为0. 05 5mm。 第一层辐射单元1和第二层辐射单元2分别是成矩形波形弯折的金属导体线，且 两层辐射单元均埋置在低温共烧陶瓷基板5中，第一层辐射单元1位于第二层层辐射单元2 的下方，两层辐射单元之间通过金属过孔3(via)连接。如图2所示，第一层辐射单元1的 y方向各个间隙中均增加调谐枝节4，调谐枝节4可以起到增加电长度的作用。调整第一 层辐射单元1的电长度可使其谐振在GSM 900MHz频段。第二层辐射单元2通过金属过孔 3(via)叠加在第一层辐射单元1的上方，第二层辐射单元2的电长度小于第一层辐射单元 1的电长度，第二层辐射单元2的y方向曲折线间距d2大于第一层辐射单元1的y方向曲 折线间距dl，且第二层辐射单元2曲折线的弯折数目少于第一层辐射单元1曲折线的弯折 数目。调整第二层辐射单元2的电长度可使其谐振在DCS 1800MHz频段。合理调节金属过 孔3(via)的高度、位置以及第一层辐射单元1和第二层辐射单元2的相对位置可以在两层辐射单元之间形成较强的耦合，使天线谐振在DAB L波段(1. 452 1. 492GHz)。第一层辐 射单元1、第二层辐射单元2、金属过孔3 (via)、调谐枝节4和接地终端6均采用铜、银等低 损耗的金属导体材料。低温共烧陶瓷基板通过相同材质的流延膜片不断层叠获得。本发明 所述手机天线通过低温共烧陶瓷工艺实现。 本发明也可通过合理调整第一层辐射单元1和第二层辐射单元2的相对位置、金 属过孔3(via)的高度以及接地终端6的面积获得GSM900MHz/GPS 1. 575GHz/DCS 1800MHz 的三频段低温共烧陶瓷手机天线。 以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所 公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保 护的范围。
权利要求
一种三频段低温共烧陶瓷手机天线，其特征在于它包括第一层辐射单元(1)、第二层辐射单元(2)、金属过孔(3)、调谐枝节(4)、低温共烧陶瓷基板(5)和接地终端(6)；低温共烧陶瓷基板(5)的介电常数范围为2～50，第一层辐射单元(1)和第二层辐射单元(2)分别是成矩形波形弯折的金属导体线，均埋置在低温共烧陶瓷基板(5)中，且第二层辐射单元(2)位于第一层辐射单元(1)上方，并通过金属过孔(3)连接；令低温共烧陶瓷基板(5)的宽度方向为x方向，长度方向为y方向，第一层辐射单元(1)的y方向各个间隙中均增加调谐枝节(4)，第二层辐射单元(2)的电长度小于第一层辐射单元(1)的电长度，第二层辐射单元(2)的y方向曲折线间距d2大于第一层辐射单元(1)的y方向曲折线间距d1。
2. 根据权利要求1所述的三频段低温共烧陶瓷手机天线，其特征在于低温共烧陶瓷基板(5)的长度范围为1 50mm，宽度范围为1 50mm，厚度范围为0. 02 10mm。
3. 根据权利要求1或2所述的三频段低温共烧陶瓷手机天线，其特征在于第一层辐射单元(1)的y方向间距dl的长度范围为0. 1 5mm，第二层辐射单元(2)的y方向间距d2的长度范围为0. 1 5mm，金属导体线宽度d的长度范围为0. 01 5mm，金属过孔(3)的直径范围为0. 05 lmm，高度范围为0. 05 5mm。
全文摘要
本发明提供的一种三频段低温共烧陶瓷手机天线，它包括第一层辐射单元、第二层辐射单元、金属过孔、调谐枝节、低温共烧陶瓷基板和接地终端；第一、第二层辐射单元分别是成矩形波形弯折的金属导体线，均埋置在低温共烧陶瓷基板中，且第二层辐射单元位于第一层辐射单元上方，并通过金属过孔连接；令低温共烧陶瓷基板的宽度方向为x方向，长度方向为y方向，第一层辐射单元的y方向各个间隙中均增加调谐枝节，第二层辐射单元的电长度小于第一层辐射单元的电长度，第二层辐射单元的y方向曲折线间距大于第一层辐射单元的y方向曲折线间距。该天线可以有效地满足手机等移动终端多频带的需求，并有效地降低天线剖面，提高天线的稳定性。
文档编号H01Q5/01GK101710642SQ20091027324
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者傅邱云, 刘欢, 周东祥, 曲景润, 胡云香, 郑志平, 龚树萍 申请人:华中科技大学