一种天线可全向覆盖的模组的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种天线可全向覆盖的模组。


背景技术：

2.随着物联网行业的快速发展，对于其内部所设置模组通信质量的要求越来越高。在现有技术中，通常是在模组中设置一个倒f型天线。在此种设置方式下，模组天线的远场场强就不能形成一个完整的球面，会存在信号覆盖角度较弱的区域。在信号覆盖角度较弱的区域就会存在模组天线通信质量较差的问题，这样就会极大的降低用户在使用模组时的用户体验。目前，针对上述问题还没有较为有效的解决办法。
3.由此可见，如何进一步提高模组天线的通信质量，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种天线可全向覆盖的模组，以提高模组天线的通信质量。其具体方案如下：
5.一种天线可全向覆盖的模组，包括：工作于2.4g频段的目标芯片，所述目标芯片的射频链路上连接有第一倒f型天线和第二倒f型天线；所述第一倒f型天线的接地点和所述第二倒f型天线的接地点相连，并且，所述第一倒f型天线的天线阵子和所述第二倒f型天线的天线阵子呈预设角度分布；其中，所述预设角度的取值范围为80
°
～100
°
。
6.优选的，所述目标芯片具体为iot芯片或蓝牙芯片或wifi芯片。
7.优选的，所述第一倒f型天线和所述第二倒f型天线通过切换开关与所述目标芯片的射频链路相连。
8.优选的，所述切换开关具体为一分二射频开关。
9.优选的，所述目标芯片能够根据ap端的信号强弱对所述切换开关的导通链路进行控制。
10.优选的，所述第一倒f型天线和所述第二倒f型天线通过目标微带线与所述目标芯片的射频链路相连。
11.优选的，所述目标微带线包括第一微带线、第二微带线和第三微带线；其中，所述第一微带线的一端与所述第一倒f型天线的馈点相连，所述第二微带线的一端与所述第二倒f型天线的馈点相连，所述第一微带线的另一端和所述第二微带线的另一端均通过所述第三微带线与所述目标芯片的射频链路相连。
12.优选的，当所述目标芯片为iot芯片，且所述iot芯片的厚度为1.0mm，所述iot芯片的pcb板材为fr4材质时，所述第一倒f型天线的阻抗为100ω，所述第二倒f型天线的阻抗为100ω，所述第一微带线和所述第二微带线的宽度均为0.44mm，所述第三微带线的阻抗为50ω，所述第三微带线的宽度为1.91mm。
13.优选的，所述预设角度具体为90
°
。
14.可见，在本实用新型所提供的模组中，包括：工作于2.4g频段的目标芯片，目标芯片的射频链路上连接有第一倒f型天线和第二倒f型天线；第一倒f型天线的接地点和第二倒f型天线的接地点相连，且第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子呈预设角度分布；其中，预设角度的取值范围为80
°
～100
°
。相较于现有技术而言，由于本实用新型所提供的模组中是设置有两个呈预设角度分布的第一倒f型天线和第二倒f型天线，这样两个倒f型天线的信号覆盖范围就可以相互补充，并使得该模组能够提供信号覆盖面更广的范围区域，由此就可以进一步提高模组天线的通信质量。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型实施例所提供的一种天线可全向覆盖的模组的结构图；
17.图2为现有技术中iot芯片的天线信号覆盖示意图；
18.图3为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过切换开关与目标芯片的射频链路相连时的实物示意图；
19.图4为图3中切换开关的示意图；
20.图5为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过切换开关与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片的天线阻抗示意图；
21.图6为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过切换开关与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片天线的s11主波参数示意图；
22.图7为iot芯片天线的谐振频率示意图。
23.图8为将一分二射频开关切换到第一倒f型天线时，iot芯片天线的信号覆盖示意图；
24.图9为将一分二射频开关切换到第二倒f型天线时，iot芯片天线的信号覆盖示意图；
25.图10为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与目标芯片的射频链路相连的示意图；
26.图11为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与目标芯片的射频链路相连时的实物示意图；
27.图12为当第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片天线阻抗的示意图；
28.图13为当第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片天线的s11主波参数的示意图；
29.图14为当第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片天线的信号覆盖示意图；
30.图15为将一分二射频开关切换到第一倒f型天线时，wg15-a天线的信号覆盖示意图；
31.图16为将一分二射频开关切换到第二倒f型天线时，wg15-a天线的信号覆盖示意图；
32.图17为当第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与wg15-a的射频链路相连时，wg15-a天线的信号覆盖示意图。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
34.请参见图1，图1为本实用新型实施例所提供的一种天线可全向覆盖的模组的结构图，该模组包括：工作于2.4g频段的目标芯片11，目标芯片11的射频链路上连接有第一倒f型天线12和第二倒f型天线13；第一倒f型天线12的接地点和第二倒f型天线13的接地点相连，并且，第一倒f型天线12的天线阵子和第二倒f型天线13的天线阵子呈预设角度分布；其中，预设角度的取值范围为80
°
～100
°
。
35.在本实施例中，是提供了一种天线可全向覆盖的模组，通过该模组能够提供信号覆盖面更广的范围区域，并由此进一步提高模组天线的通信质量。该模组包括一个工作于2.4g频段的目标芯片以及两个倒f型天线。
36.其中，第一倒f型天线和第二倒f型天线连接在目标芯片的射频链路上，并且，第一倒f型天线和第二倒f型天线的接地点连接在一起，第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子呈预设角度分布，预设角度的取值范围为80
°
～100
°
。
37.能够想到的是，当在目标芯片上设置两个倒f型天线时，两个倒f型天线的信号覆盖范围就能够互相进行补充。也即，第二倒f型天线的信号覆盖区域可以对第一倒f型天线信号覆盖较弱的区域进行补充，同时第一倒f型天线的信号覆盖区域也可以对第二倒f型天线信号覆盖较弱的区域进行补充，由此就可以使得目标芯片的信号覆盖范围更广，这样就可以进一步提高模组天线的通信质量。
38.具体的，在实际操作过程中，为了使得目标芯片获取得到更高的天线通信质量，还可以将第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子按照90
°
进行设置。因为通过这样的设置方式可以使得两个倒f型天线所产生的信号覆盖范围进行最为全面的补充，所以，当将第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子按照90
°
进行设置时，就可以进一步提高该模组天线的通信质量。
39.可见，在本实施例所提供的模组中，包括：工作于2.4g频段的目标芯片，目标芯片的射频链路上连接有第一倒f型天线和第二倒f型天线；第一倒f型天线的接地点和第二倒f型天线的接地点相连，且第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子呈预设角度分布；其中，预设角度的取值范围为80
°
～100
°
。相较于现有技术而言，由于本实施例所提供的模组中是设置有两个呈预设角度分布的第一倒f型天线和第二倒f型天线，这样两个倒f型天线的信号覆盖范围就可以相互补充，并使得该模组能够提供信号覆盖面更广的范围区域，由此就可以进一步提高模组天线的通信质量。
40.基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的
实施方式，目标芯片具体为iot芯片或蓝牙芯片或wifi芯片。
41.具体的，在实际应用中，可以将目标芯片设置为iot(internet of things，物联网)芯片、蓝牙芯片或者是wifi(wireless fidelity，无线保真)芯片，因为这些芯片的工作频段均为2.4g，并且，这些芯片均会在某一角度范围内存在通信质量不佳的情形，利用本技术所提供的设置结构就可以避免上述芯片通信质量不佳的问题。
42.需要说明的是，目前在大多数的iot芯片中只会设置一个倒f型天线，所以，iot芯片就会在xz轴方向上具有较强的信号覆盖范围，但是，会在y轴方向上存在大约65
°
信号覆盖较差的区域，在信号覆盖较差的区域，iot芯片就会存在通信质量不佳的情形。具体请参见图2，图2为现有技术中iot芯片的天线信号覆盖示意图。
43.能够想到的是，当在iot芯片的射频链路上设置两个呈预设角度分布的第一倒f型天线和第二倒f型天线时，这两个倒f型天线的信号覆盖范围就可以相互补充，在此情况下，该模组就能够提供信号覆盖面更广的范围区域，由此就可以进一步提高iot芯片的通信质量。同理，当在蓝牙芯片和wifi芯片的射频链路上设置两个呈预设角度分布的第一倒f型天线和第二倒f型天线时，也会进一步提高蓝牙芯片和wifi芯片的通信质量，此处不作具体赘述。
44.基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，第一倒f型天线和第二倒f型天线通过切换开关与目标芯片的射频链路相连。
45.在本实施例中，第一倒f型天线和第二倒f型天线可以通过切换开关与目标芯片的射频链路相连。具体的，在实际应用中，可以将切换开关设置为一分二射频开关。请参见图3和图4，图3为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过切换开关与目标芯片的射频链路相连时的实物示意图，在图3所示的模组中，包括目标芯片11、第一倒f型天线12、第二倒f型天线13和切换开关14。图4为图3中切换开关的示意图。
46.作为一种优选的实施方式，目标芯片能够根据ap端的信号强弱对切换开关的导通链路进行控制。
47.在实际应用中，为了增加目标芯片的通信质量，目标芯片还能够根据ap(access point，信号接入点)端的信号强弱来对切换开关的导通链路进行控制。在此设置方式下，目标芯片就会始终选择通信信号较强的天线阵子，并由此达到增加信号强度以及增加通信距离的目的。
48.此处以在iot芯片的射频链路上通过一分二射频开关连接两个倒f型天线，并且，第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子呈90
°
分布为例进行具体说明。请参见图5至图7，图5为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过切换开关与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片的天线阻抗示意图；图6为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过切换开关与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片天线的s11主波参数示意图；图7为iot芯片天线的谐振频率示意图。
49.请参见图8，图8为将一分二射频开关切换到第一倒f型天线时，iot芯片天线的信号覆盖示意图。从图8可以看出，当将一分二射频开关切换到第一倒f型天线时，iot芯片中天线场型增益高的部分可以覆盖整个左半球。请参见图9，图9为将一分二射频开关切换到第二倒f型天线时，iot芯片天线的信号覆盖示意图。从图9可以看出，当将一分二射频开关切换到第二倒f型天线时，iot芯片中天线场型增益高的部分可以覆盖整个右半球。
50.因此，在实际应用中，iot芯片就可以根据ap端的信号强弱来对一分二射频开关进行控制，并使得iot芯片能够始终选择通信信号较强的天线阵子，并由此达到增加信号强度以及增加通信距离的目的。
51.基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，第一倒f型天线和第二倒f型天线通过目标微带线与目标芯片的射频链路相连。
52.在实际应用中，第一倒f型天线和第二倒f型天线除了可以通过切换开关与目标芯片的射频链路相连之外，第一倒f型天线和第二倒f型天线还可以通过目标微带线与目标芯片的射频链路相连。具体请参见图10和图11，图10为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与目标芯片的射频链路相连的示意图，图11为第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与目标芯片的射频链路相连时的实物示意图。
53.能够想到的是，当将第一倒f型天线和第二倒f型天线通过目标微带线与目标芯片的射频链路相连时，就无需对两个倒f型天线与目标芯片之间的通信链路进行切换，直接通过两个倒f型天线信号覆盖范围的互补就能够使得目标芯片具有更广的信号覆盖范围，并由此进一步提高模组天线的通信质量。
54.具体的，目标微带线包括第一微带线21、第二微带线22和第三微带线23；其中，第一微带线21的一端与第一倒f型天线的馈点相连，第二微带线22的一端与第二倒f型天线的馈点相连，第一微带线21的另一端和第二微带线22的另一端均通过第三微带线23与目标芯片的射频链路相连。
55.并且，当目标芯片为iot芯片，且iot芯片的厚度为1.0mm，iot芯片的pcb板材为fr4材质时，第一微带线的阻抗为100ω，第二微带线的阻抗为100ω，第一微带线和第二微带线的宽度均为0.44mm，第三微带线的阻抗为50ω，第三微带线的宽度为1.91mm。
56.可以理解的是，在实际应用中，iot芯片的pcb板材通常为fr4材质，在此情况下，为了使得iot芯片的通信质量能够达到最优，可以将第一微带线的阻抗设置为100ω，第二微带线的阻抗设置为100ω，将第一微带线和第二微带线的宽度均为0.44mm，并将第三微带线的阻抗设置为50ω，第三微带线的宽度为1.91mm。
57.此处以在iot芯片的射频链路上通过微带线连接第一倒f型天线和第二到f型天线，并且，第一倒f型天线的接地点和第二倒f型天线的接地点相连，第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子呈90
°
分布为例进行具体说明。请参见图12和图13，图12为当第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片天线阻抗的示意图；图13为当第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片天线的s11主波参数的示意图。
58.请参见图14，图14为当第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与iot芯片的射频链路相连时，iot芯片天线的信号覆盖示意图。从图14中可以看出，iot芯片在360
°
的范围内基本上均有信号覆盖，这样就可以进一步提高iot芯片的通信质量。
59.请参见表1至表4，表1为在wg15-a中设置一个倒f型天线时的测试数据；表2为在wg15-a中设置两个倒f型天线时的测试数据；表3为在wg15-a中设置两个倒f型天线时的trp/tis测试数据；表4为在wg15-a中设置一个倒f型天线时的trp/tis测试数据。从表1至表4可以看出，在wg15-a中设置两个倒f型天线时，通信效率可以提升20％以上。并且，当在wg15-a中设置两个倒f型天线时，trp/tis数据会提高2db左右。
60.表1
[0061][0062]
表2
[0063][0064]
表3
[0065][0066]
表4
[0067]
[0068]
当在wg15-a中设置第一倒f型天线和第二倒f型天线、第一倒f型天线和第二倒f型天线通过一分二射频开关与wg15-a中的射频链路相连，并且，第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子呈90
°
分布时，请参见图15和图16，图15为将一分二射频开关切换到第一倒f型天线时，wg15-a天线的信号覆盖示意图，图16为将一分二射频开关切换到第二倒f型天线时，wg15-a天线的信号覆盖示意图。
[0069]
当在wg15-a中设置第一倒f型天线和第二倒f型天线、第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与wg15-a中的射频链路相连，并且，第一倒f型天线的天线阵子和第二倒f型天线的天线阵子呈90
°
分布时，请参见图17，图17为当第一倒f型天线和第二倒f型天线通过微带线与wg15-a的射频链路相连时，wg15-a天线的信号覆盖示意图。从图15至图17可以看出，当在wg15-a中设置两个倒f型天线时，天线3d场型很均匀，全向性较好，这就充分说明了本技术所提供技术方案的有效性。
[0070]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。