专利名称：一种曲折线型ltcc双频芯片天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线局域网络及个人移动通讯传输设备中的天线技术，具 体是指一种曲折线型LTCC双频芯片天线。
背景技术：
现代无线通信技术的飞速发展对天线的要求越来越高。外置的鞭状天线， 螺旋天线曾经是移动终端的主流。如今它们已逐步被内置(built — in)的小 型天线取代。介质芯片天线因不仅具有尺寸小，重量轻，较好的全向性，电气 特性稳定等优点，而且具备低成本，大批量生产的经济上的优势。它符合无线 通信产品向轻、薄、短小方向发展的趋势，而成为近年来研究的热点。同时 LTCC (低温共烧陶瓷)技术为介质芯片天线的发展提供了强大的动力。LTCC技术是一种多层陶瓷技术，它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，在设计上具有很大的灵活性，真正实现了传统聚 合物和传统陶瓷材料无法获得的三维结构。LTCC技术非常适合设计和生产具 有较好高频特性的内埋式无源器件，尤其是电感和电容以及由它们组成的滤波 器，以代替传统的分离式器件。LTCC技术的实质是无源器件的集成，包括电 感、电容、滤波器以及天线和双工器等。LTCC天线的研究和设计起步较晚，相对于LTCC滤波器来说，基于LTCC 技术的天线还处于初始阶段。目前对LTCC芯片天线的研究绝对大数还只是研 究单频LTCC芯片天线，双频LTCC芯片天线的研究尚少。现在研究的陶瓷芯片天线种类按照制作工艺可分为块状(Block)陶瓷芯 片天线与多层(Multilayer)陶瓷芯片天线。前者是使用高温(摄氏1000度 以上)将整块陶瓷体一次烧结完成后，再将天线的金属导线印在陶瓷块的表而。 后者是采用LTCC技术，将多层陶瓷迭压对位后再以摄氏800 900度的温度烧 结。所以天线的金属导体可以依照设计需要印在每'层陶瓷介质层上，如此 来，便可有效縮小天线尺寸，并能达到隐藏天线设计布局的目的，同时提高介 质芯片天线的稳定性。现有的芯片天线大多数只能在单频工作如1.5 1.6GHz (GPS)、 2..45GHz
(Bluetooth(TM) 、 802. llb/g)和5. 25 5. 75GHz (UNII， 802. lla)。发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种曲折 线型LTCC双频芯片天线，其能在双频段工作，可有效地加大天线的工作带宽， 同时又减小天线的尺寸。本实用新型的目的通过下述技术方案实现本曲折线型LTCC双频芯片天 线，包括LTCC基片、第一层辐射单元、第二层辐射单元和阻抗变换器，所述 LTCC基片两端分别设有前端电极、后端电极，所述两层辐射单元分别是呈矩形波形的曲折导体线，且两层辐射单元上下层叠嵌装于所述LTCC基片内；第 二层辐射单元位于第一层辐射单元下部，其前端通过金属化空孔与第一层辐射单元前部连接；第一层辐射单元的后端与后端电极连接，第---层辐射单元的前 端通过金属化空孔与阻抗变换器相连；所述阻抗变换器形状为上下层叠的双L 立体结构，其上下层之间通过多个金属化空孔连接，阻抗变换器上层的前端与 前端电极连接；所述前端电极、后端电极、第一层辐射单元、第二层辐射单元、 阻抗变换器为金属导体。所述LTCC基片的相对介电常数范围为2 1000。所述金属导体包括铜、金等低损耗的金属导体材料。本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果实用新型了 种应用于Bluetooth 2.45GHz/WLAN 5. 2GHz频段的曲折线型双频芯片天线。 该天线结构的主要特点是在LTCC结构中，嵌入两层曲折线辐射单元，可以扩 大天线带宽，还可以起到保护天线辐射单元的作用，从而提高了双频芯片大 线的稳定性。采用上下层叠双L立体结构组成阻抗变换器与上下两层辐射单 元相连，使双频芯片天线的输入阻抗得到良好匹配。
图1是本实用新型一种曲折线型LTCC双频芯片天线的结构示意图。 图2是图1所示第一层辐射单元、第二层辐射单元的结构示意图。 图3是图1所示阻抗变换器的结构示意图。图4是本实用新型曲折线型LTCC双频芯片天线的等效电路原理图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新 型的实施方式不限于此。
实施例如图l、 2、 3所示，本曲折线型LTCC双频芯片天线，包括LTCC基片5、 第--层辐射单元3c、第二层辐射单元4a、阻抗变换器(3a、 3b、 4b、 4c) ， LTCC 基片两端分别设有前端电极1、后端电极la，两层辐射单元3c、 4a分别是呈 矩形波形的曲折导体线，且两层辐射单元3c、 4a上下层叠嵌装于LTCC基片5 内；第一层辐射单元3c谐振在2.45GHz，第二层辐射单元4a谐振在5. 25GHz， 即变化辐射单元3c的长度，可控制天线的第一谐振频率，变化辐射单元4a 长度，可控制天线的第二谐振频率点。第二层辐射单元4a位于第一层辐射单元3c下部，其前端通过金属化空孔 2e与第一层辐射单元3c前部连接；第一层辐射单元3c的后端与后端电极la 连接，第一层辐射单元3c的前端通过金属化空孔2d连接有阻抗变换器(3a、 3b、 4b、 4c);如图1、 3所示，阻抗变换器形状为上下层叠的双L立体结构(3a、 3b、 4b、 4c)，其上下层之间通过三个金属化空孔(2a、 2b、 2c)连接，阻抗 变换器上层的前端3a与前端电极1连接。该阻抗变换器使大线的输入端得到 良好的匹配。LTCC基片的相对介电常数范围为2 1000。前端电极、后端电极、第 层 辐射单元、第二层辐射单元、阻抗变换器为金属导体，包括铜、金等低损耗的 金属导体材料。本曲折线型LTCC双频芯片天线的等效电路如图4所示，L是立体折线结 构(3a、 3b、 4a、 4c)等效的电感，两个电感L1,L2分别和两个电容Cl， C2 并联，形成两个并联谐振器，分别是两个辐射单元的等效电路，R表示天线的 辐射电阻，C3是芯片天线与地(Ground)之间的寄生电容。如上所述，便可较好地实现本实用新型。
权利要求1、一种曲折线型LTCC双频芯片天线，其特征在于包括LTCC基片、第一层辐射单元、第二层辐射单元和阻抗变换器，所述LTCC基片两端分别设有前端电极、后端电极，所述两层辐射单元分别是呈矩形波形的曲折导体线，且两层辐射单元上下层叠嵌装于所述LTCC基片内；第二层辐射单元位于第一层辐射单元下部，其前端通过金属化空孔与第一层辐射单元前部连接；第一层辐射单元的后端与后端电极连接，第一层辐射单元的前端通过金属化空孔与阻抗变换器相连，所述阻抗变换器形状为上下层叠的双L立体结构，其上下层之间通过多个金属化空孔连接，阻抗变换器上层的前端与前端电极连接；所述前端电极、后端电极、第一层辐射单元、第二层辐射单元、阻抗变换器为金属导体。
2、 根据权利要求1所述一种曲折线型LTCC双频芯片天线，其特征在于 所述LTCC基片的相对介电常数范围为2 1000。
3、 根据权利要求1所述一种曲折线型LTCC双频芯片天线，其特征在于 所述金属导体包括铜、金。
专利摘要本实用新型提供曲折线型LTCC双频芯片天线，包括LTCC基片、阻抗变换器和第一、二层辐射单元，LTCC基片两端分别设有前、后端电极，两层辐射单元分别是呈矩形波形的曲折导体线，且两层辐射单元上下层叠嵌装于所述LTCC基片内；第二层辐射单元位于第一层辐射单元下部，其前端通过金属化空孔与第一层辐射单元前部连接；第一层辐射单元的后端与后端电极连接，第一层辐射单元的前端通过金属化空孔与阻抗变换器相连；阻抗变换器形状为上下层叠的双L立体结构，其上下层之间通过多个金属化空孔连接，阻抗变换器上层的前端与前端电极连接；前、后端电极及第一、二层辐射单元、阻抗变换器为金属导体。本天线可工作在双频段，有效加大天线的工作带宽，减小天线尺寸。
文档编号H01Q1/38GK201017998SQ20072004921
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月13日 优先权日2007年3月13日
发明者褚庆昕, 邹海英 申请人:华南理工大学