专利名称：一种超薄小型双频陶瓷天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种一种超薄小型双频陶瓷天线。
背景技术：
近年来，无线通信技术迅猛发展，广泛应用于手机、笔记本电脑、蓝牙耳机、无线鼠标、无线键盘等移动终端设备。为了便于携带，电子产品低剖面小型化的需求也就成为市场的主流。目前常用的陶瓷天线主要是金属天线，包括倒F型天线或者单极子型天线。所采用的工艺通常是在陶瓷块上印刷复杂的辐射图案，或者采用LTCC (低温共烧陶瓷)工艺印刷多层金属图案，工艺复杂，且需要消耗大量的金属。目前金属天线很难做到2012(2_X1.25mm)尺寸，特别是天线工作于GSM (全球移动通信)和GPS (全球定位系统)等较低频率的系统时。另外一方面移动终端包含的功能越来越多，GPS导航、蓝牙、无线局域网等，这就要求天线同时支持两个或者多个频率。而目前绝大多数多频天线一旦加工好，频率就固定了，当天线频率有所偏移的时候需要重新设计天线，调整极不方便。
发明内容有鉴于此，本发明提供了一种基于DRA的超薄小型双频陶瓷天线，只需要印刷简单的金属图案就可得到很好的特性，辐射效率高，尺寸可以做到2 012大小，可以实现双频工作，且可方便地调整两个谐振频率。为了达到上述目的，本发明公开了一种超薄小型双频陶瓷天线。所述超薄小型双频陶瓷天线包括介电常数在30至100范围内的陶瓷块I及印刷在陶瓷块I底面的至少三个金属电极11，其中至少一个金属电极与馈电电源连接，至少一个金属电极通过调频器件与印刷电路板2接地面连接；所述陶瓷块I为方形结构，长度为Imm至IOmm,宽度为O. 5mm至5mm,高度为O. 5mm至2mm,所述超薄小型陶瓷天线的净空区尺寸WXL为2mmX5mm至IOmmX 30mmo其中一个金属电极和馈电电源连接时，另外两个金属电极分别通过调频器件和印刷电路板接地面连接。其中两个金属电极通过调频器件分别连接两个不同频率的馈电电源，另外一个金属电极通过调频器件和印刷电路板的接地面连接。所述陶瓷块I的侧面全部或部分印刷有侧面金属图案12。所述陶瓷块I的顶面部分印刷有顶面金属图案13。所述超薄小型陶瓷天线增加寄生耦合传输线靠近天线，寄生耦合传输线通过调频器件与印刷电路板2的接地面连接。有益效果本发明的超薄小型双频陶瓷天线，该陶瓷天线包含一致性好损耗低的陶瓷块，底面电极以及顶面和侧面金属图案。金属电极用于将该天线焊接到印刷电路板上，其中电极至少包含三个，至少有一个电极直接和馈电电源连接使电流输入天线，另外至少有一个电极通过调频器件与印刷电路板的接地面连接。其中，陶瓷天线周围一定范围内以及垂直下方，除连接焊盘的微带传输线外均不能有任何金属。本发明天线尺寸特别小，结构简单，辐射效率高，可以实现双频工作，调整谐振频率方便。
图1为本发明的应用示意图(俯视图)。图2为本发明的应用示意图(立体图)。图3为本发明陶瓷天线结构示意图(立体图)。图4为本发明陶瓷天线结构示意图(仰视图)。图5为本发明陶瓷天线结构示意图(主视图)。图6为本发明陶瓷天线结构示意图(侧视图)。图7为本发明陶瓷天线结构示意图(俯视图)。图8为只有一个电极和馈电电源连接时(后称单馈)，谐振频率随调频器件变化对比图(第一调频器件3分别为3pF，4pF和5pF)。图9为只有一个电极和馈电电源连接时(后称单馈)，谐振频率随调频器件变化对比图(第二调频器件4分别为3. 5pF, 5. 5pF和7. 5pF)。图10为只有一个电极和馈电电源连接时(后称单馈)，谐振频率随调频器件变化对比图(第三调频器件5分别为OnH, O. 2nH和O. 5nH)。图11为两个只有一个电极和馈电电源连接时(后称双馈)，谐振频率随调频器件变化对比图(第一调频器件3分别为4. 7pF, 5. 7pF和6. 7pF)。图12为两个只有一个电极和馈电电源连接时(后称双馈)，谐振频率随调频器件变化对比图(第二调频器件4分别为O. 7nH, I. InH和I. 6nH)。图13为两个只有一个电极和馈电电源连接时(后称双馈)，谐振频率随调频器件变化对比图(第三调频器件5分别为O. InH, O. 5nH和O. 9nH)。图14为单馈时谐振频率随天线顶面和侧面金属图案有无对比图。图15为单馈时辐射特性随天线顶面和侧面金属图案有无对比图。图16为双馈时谐振频率随天线顶面和侧面金属图案有无对比图。图17为双馈时辐射特性随天线顶面和侧面金属图案有无对比图。附图标识1陶瓷天线，2印刷电路板，3第一调频器件，4第二调频器件，5第三调频器件，6净空区(即此区域内除连接焊盘的微带传输线外无任何金属，长宽分别为W和L)，11金属电极，12侧面金属图案，13顶面金属图案。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。图3至图7是本发明实施例中陶瓷天线结构示意图。陶瓷天线包括一致性好损耗低的陶瓷块，以及金属电极11、侧面金属图案12，顶面金属图案13。其中此实施例中顶面金属图案13和侧面金属图案12配合使陶瓷块内产生振荡电磁场，陶瓷块表面产生感应电流从而产生向外福射的电磁波。如图I及图2所示，至少有一个电极直接和馈电电源连接使能量馈入天线，另外至少有一个电极通过调频器件与印刷电路板的接地面连接。区域6称为净空区(即此区域内除连接焊盘的微带传输线外无任何金属)。以下参考附图8至图17说明本发明的实际实施例，用于说明本发明在不同参数时的特性。图8至图10是单馈情况下天线的谐振频率随着调频器件变化曲线图。其中图8是第一调频器件3分别为3pF，4pF和5pF时，天线谐振频率的曲线图。图9是第二调频器件4分别为3. 5pF, 5. 5pF和7. 5pF时，天线谐振频率的曲线图。图10是第三调频器件5分别为OnH, O. 2nH和O. 5nH时，天线谐振频率的曲线图。由此可以清楚地看出，该天线产生两个谐振频率；两个调频器件3，4分别控制两个谐振频率而几乎不影响另外一个谐振频率，第三调频器件5同时控制两个谐振频率。当天线实际应用时，可以调整三个调频器件的值，就可以得到想要的频率，方便灵活。图11至图13是双馈情况下天线的谐振频率随着调频器件变化曲线图。其中图11是第一调频器件3分别为4. 7pF, 5. 7pF和6. 7pF时，天线谐振频率的曲线图。图12是第二调频器件4分别为O. 7nH, I. InH和I. 6nH时，天线谐振频率的曲线图。图13是第三调频器件5分别为O. InH, O. 5nH和O. 9nH时,天线谐振频率的曲线图。由此可以清楚地看出，该天线产生两个谐振频率；两个调频器件3，4分别控制两个谐振频率而几乎不影响另外一个谐振频率，第三调频器件5同时控制两个谐振频率。当天线实际应用时，可以调整三个调频器件的值，就可以得到想要的频率。综合图8至图13，同一个天线，既可以选择单馈，又可以选择双馈，且两个频率可以分别控制，这极大地增加了天线调频的灵活性。图14和图15为单馈时，谐振频率及辐射特性随天线顶面和侧面金属图案有无对比图。图16和图17为双馈时，谐振频率及辐射特性随天线顶面和侧面金属图案有无对比图。综合图14至图17不难看出，当天线的顶面和侧面有无金属图案，天线的谐振频率和辐射效率变化不大，两个频段辐射效率有增有减，可以根据实际情况来选择是否增加顶面和侧面的金属图案。结构特点在方形的高介电常数的陶瓷块底面印刷三个金属电极，顶面和侧面印刷简单的矩形金属图案。金属电极用于将该天线焊接到印刷电路板上，至少有一个电极直接和馈电电源连接使电流输入到天线，另外至少有一个电极通过调频器件与印刷电路板的接地面连接。当只有一个电极和馈电电源连接时(后称单馈)，另外两个电极需分别通过调频器件和印刷电路板接地面连接，通过这两个调频器件可以分别调整两个谐振频率。当有两个电极通过调频器件分别连接两个不同频率的馈电电源时(后称双馈)，另外一个电极需通过调频器件和印刷电路板的接地面连接。所有和电极连接的传输线都可用寄生耦合传输线靠近天线来代替。工作原理通过调频器件与印刷电路板的接地面连接的电极(接地电极)，一方面减小了天线的尺寸，另一方面可以通过调整调频器件的值来调整谐振频率。电流通过和电源连接的金属电极(电源电极)输入天线，在陶瓷块内分别产生两个电磁场振荡，方向从电源电极指向接地电极，陶瓷块表面会产生感应电流，由此产生可以辐射的电磁波。以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。
权利要求1.一种超薄小型双频陶瓷天线，其特征在于，所述超薄小型双频陶瓷天线包括 介电常数在30至100范围内的陶瓷块(I)及印刷在陶瓷块(I)底面的至少三个金属电极(11)，其中至少一个金属电极与馈电电源连接，至少一个金属电极通过调频器件与印刷电路板(2)接地面连接；所述陶瓷块(I)为方形结构，长度为Imm至IOmm,宽度为O. 5mm至5mm,高度为O. 5mm至2mm,所述超薄小型双频陶瓷天线的净空区尺寸WXL为2mmX 5mm至IOmmX 30mm。
2.根据权利要求I所述的超薄小型双频陶瓷天线，其特征在于，其中一个金属电极和馈电电源连接时，另外两个金属电极分别通过调频器件和印刷电路板接地面连接。
3.根据权利要求I所述的超薄小型双频陶瓷天线，其特征在于，其中两个金属电极通过调频器件分别连接两个不同频率的馈电电源，另外一个金属电极通过调频器件和印刷电路板的接地面连接。
4.根据权利要求I所述的超薄小型双频陶瓷天线，其特征在于，所述陶瓷块(I)的侧面全部或部分印刷有侧面金属图案(12)。
5.根据权利要求I或2所述的超薄小型双频陶瓷天线，其特征在于，所述陶瓷块(I)的顶面部分印刷有顶面金属图案(13)。
6.根据权利要求I或2所述的超薄小型双频陶瓷天线，其特征在于，所述超薄小型双频陶瓷天线增加寄生耦合传输线靠近天线，寄生耦合传输线通过调频器件与印刷电路板(2)的接地面连接。
专利摘要本实用新型公开了一种超薄小型双频陶瓷天线。所述超薄小型双频陶瓷天线包括介电常数在30至100范围内的陶瓷块(1)及印刷在陶瓷块(1)底面的至少三个金属电极(11)，其中至少一个金属电极与馈电电源连接，至少一个金属电极通过调频器件与印刷电路板(2)接地面连接；所述陶瓷块(1)为方形结构，长度为1mm至10mm，宽度为0.5mm至5mm，高度为0.5mm至2mm，所述超薄小型陶瓷天线的净空区尺寸W×L为2mm×5mm至10mm×30mm。
文档编号H01Q5/01GK202737102SQ20122033465
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者郑永帅 申请人:Tdk大连电子有限公司