一种用在智能无线远传燃气表上的PCB天线的制作方法

本实用新型涉及燃气表，具体涉及物联网燃气表天线。

背景技术：

随着移动物联网通信技术的发展，智能燃气表已进入物联网时代，越来越多燃气表采用NB-IoT、GPRS、LoRaWAN技术进行远程抄表，为燃气表运营商提供在线监测、远程控制、安全防范、统计报表、收费、网上充值、实时调价、用气预测、大数据分析等管理功能。

由于现有的物联网燃气表，大多使用外置天线实现燃气表的远程通信功能，而无论是钣金天线还是FPC天线，都给燃气表生产商带来相应的硬件成本，增加装配工序，有些复杂的结构，甚至很难装配。这些都给智能燃气表生产带来诸多不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种用在智能无线远传燃气表上的PCB天线，降低硬件成本，方便装配。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用在智能无线远传燃气表上的PCB天线，包括PCB板以及印制在PCB板同一面的辐射走线、地线走线，所述辐射走线连接通讯模块ANT接口，所述地线走线接地，所述辐射走线与地线走线包括第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体，所述第一辐射体包括竖直走线的第一天线部，所述第二辐射体包括由第一天线部延伸出的第二天线部，所述第三辐射体包括由第一天线部延伸出的第三天线部。

可选的，所述辐射走线与地线走线组成偶极子天线。

可选的，至少两根第二天线部相互平行且与第一天线部垂直，第二天线部与第一天线部宽度相等，相邻两根第二天线部之间间隔相等。

可选的，所述第三天线部包括与第一天线部垂直的第一延伸段、由第一延伸段延伸出的第二延伸段、由第二延伸段延伸出的第三延伸段，所述第一延伸段的宽度大于第一天线部，所述第二延伸段和第三延伸段均呈梯形且第三延伸段的面积大于第二延伸段。

可选的，所述辐射走线与地线走线的第二延伸段在竖直方向上具有交错部位，所述第三延伸段向第一天线部方向延伸。

可选的，所述第二辐射体与第三辐射体构成多频特性。

可选的，所述第二辐射体接收1.8GHz～1.9GHz的高频信号，所述第三辐射体接收800MHz～900MHz的低频信号。

可选的，所述PCB板在辐射走线和地线走线背面及周围设有布线空白区域。

可选的，所述通讯模块印制在PCB板上。

可选的，所述PCB板使用KB6160材料制成。

本实用新型采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、将天线印制在PCB板，取代外置天线的方式，减少了硬件成本，去掉了外置天线的装配工序，极大的方便了燃气表的生产。

2、采用偶极子天线原理，辐射走线与地线走线对称设计，同时将二者设计在同一PCB板的同一平面，降低周围走线对天线干扰，提高天线抗干扰能力。

3、第二辐射体采用多个至少两根相互平行的第二天线部，第三辐射体采用多段曲折延伸结构，增加水平方向辐射与地线部分走线长度与布线面积，用以提高天线辐射增益，使得即使在信号较差条件下仍能正常通讯的效果，提高了天线性能。

4、通过调整第二、第三辐射体，改变馈电的电场分布，使得天线横向交叉极化电场分量相互抵消,降低天线的交叉极化特性，从而获得良好的双谐振匹配，达到了展宽带宽的效果。

5、由于辐射走线与地线走线的第二延伸段在竖直方向上具有交错部位，同时第三延伸段向第一天线部方向延伸，因而虽然第三辐射体采用多段曲折延伸结构，但是仍然能够保证走线部分具有紧凑的空间布局，避免面积过大。

6、第二辐射体与第三辐射体构成多频特性，因此适用于多种频段的信号。

7、PCB板在辐射走线和地线走线背面及周围设有布线空白区域，布线空白区域不再进行布线，防止天线受其他信号干扰，影响天线稳定性。

8、天线电路与通讯模块设计在一个PCB板上，避免了使用外部天线时，由于接口连接导致的接口松落风险。

9、PCB板使用KB6160材料，借用其良好的耐热性及机械性，大大降低PCB天线受环境因素及结构变化影响，提高了天线设计的一致性及稳定性。

本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种用在智能无线远传燃气表上的PCB天线，包括PCB板以及印制在PCB板同一面的辐射走线、地线走线，辐射走线连接通讯模块ANT接口，地线走线接地，通讯模块发送数据时信号通过PCB天线辐射向外发射。使用PCB天线后，减少了使用外置天线时的安装工序，提高了生产效率，提高了天线的一致性，避免了使用外置天线时由于装配问题导致的天线效果不一致现象(结构上丝微的变化都会改变天线的实际效果)。由于直接采用PCB设计天线，减少了外置天线这一附件，降低了硬件成本。

本实用新型中PCB天线采用偶极子天线原理，辐射走线与地线走线呈对称分布。所述辐射走线与地线走线包括第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体，所述第一辐射体包括竖直走线的第一天线部102/202，所述第二辐射体包括由第一天线部102/202延伸出的第二天线部，所述第三辐射体包括由第一天线部102/202延伸出的第三天线部。

其中，至少两根第二天线部相互平行且与第一天线部102/202垂直，在本实施例中，至少两根第二天线部包括第一平行段103/203、第二平行段104/204、第三平行段105/205。而且第二天线部与第一天线部102/202宽度相等，相邻两根第二天线部之间间隔相等。所述第三天线部包括与第一天线部垂直的第一延伸段101/201、由第一延伸段延伸出的第二延伸段106/206、由第二延伸段106/206延伸出的第三延伸段107/207，所述第一延伸段101/201的宽度大于第一天线部102/202，所述第二延伸段106/206和第三延伸段107/207均呈梯形且第三延伸段107/207的面积大于第二延伸段106/206。上述设计增加水平方向辐射与地线部分走线长度与布线面积，用以提高天线辐射增益，使得即使在信号较差条件下仍能正常通讯的效果，提高了天线性能。另外，通过调整印刷偶极臂，改变馈电的电场分布，使得天线横向交叉极化电场分量相互抵消降低天线的交叉极化特性，并通过调整巴伦结构，获得了良好的双谐振匹配，达到了展宽带宽的效果。

由于第三辐射体采用多段曲折延伸结构，为了保证走线部分具有紧凑的空间布局，所述辐射走线与地线走线的第二延伸段在竖直方向上具有交错部位，所述第三延伸段向第一天线部方向延伸，因而走线区域面积不至于过大，从而也可以避免增大PCB板面积。

为了可以接受多种频段的信号，所述第二辐射体与第三辐射体构成多频特性，其中所述第二辐射体接收1.8GHz～1.9GHz的高频信号，所述第三辐射体接收800MHz～900MHz的低频信号。

在本实施例中，PCB板在辐射走线和地线走线背面及周围设有布线空白区域，布线空白区域不再进行布线，防止天线受其他信号干扰，影响天线稳定性。

另外，PCB板使用KB6160材料制成，借用其良好的耐热性及机械性，大大降低PCB天线受环境因素及结构变化影响，提高了天线设计的一致性及稳定性。

当然，本领域技术人员可以理解的是，上述第一辐射体、第二辐射体、第三辐射体可以在上述记载基础上增减结构以及改变形状。例如可以增加或者减少第二天线部数量，又例如第二延伸段106/206和第三延伸段107/207的形状可以变化。

实施例二

与实施例一的不同在于，将通讯模块与辐射走线、地线走线印制在同一PCB板上。以使PCB结构增加紧凑，节约通讯部分占用空间。

另外，本领域技术人员可以理解的是，本实用新型的PCB天线适用于多种通讯方式，例如NB-IoT、GPRS、LoRaWAN。

需要说明的是，本实用新型所使用的位置术语，例如“竖直”、“水平”以及类似位置关系的表述是以图1所示的平面状态为例进行说明，并非限制。

需要说明的是，本实用新型所使用的例如“第一”、“第二”的序数词只是区分标识，而不具有其他含义，例如特定的顺序。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。