专利名称：利用阶梯单极馈电的小介质平面倒f天线的制作方法
技术领域：
本实用新型技术属于无线通讯领域，具体涉及一种利用阶梯单极馈电的小 介质平面倒F天线。
背景技术：
目前，小天线已经普遍被使用在无线设备，尤其是在小型手持通讯产品中。 小天线形式可以是单极子，偶极子，螺旋等类型。由于小天线尺寸小，所占空 间小，所以小天线在小型产品的使用中得到了更多的采用。然而,天线的谐振长 度是半个波长(0.5X)。这是由于大尺寸天线涉及的天线固有物理限制。为了克 服这个问题，许多研究已有计划并着眼于减小天线的尺寸，为此命名为小天线。 其中一种常用的解决方案,就是使用高介电常数基板来缩小天线的尺寸。相应于 基板的介电常数,这种技术可以有效的减小天线的尺寸。介电常数越高，就能尽 可能地减小天线的尺寸。但是,这种技术方案的主要缺点是会导致带宽的减小以 及成本的增加。
另一种适用的小天线技术是所谓印刷平面倒F天线(PIFA Patched Inverse F Antenna).这类天线具有与天线共振部分连接的短路引脚，该短路引 脚与地面接触。PIFA天线的特点是体积小，结构简单，并具有符合要求的辐 射特性。不过，在近来的便携设备中，人们希望有更小的PIFA天线以便装载 到设备内部。通常，有些人建议将PIFA天线制作在以高介电常数材质为基板 的印刷电路板上.有高介电常数基板印刷电路板存在，PIFA天线可以轻+〉地 实现和落实到很小的尺寸。然而，它也有一个共同的缺点，使用高介电常数基 板时使得工作带宽减小。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的采用高介电常数基板来缩小天线的尺寸时会 导致带宽的减小以及成本的增加，采用印刷倒F天线，并将PIFA天线制作在 以高介电常数材质为基板的印刷电路板上时，会使得工作带宽减小等技术问 题，本实用新型提供了一种利用阶梯单极馈电的小介质PIFA天线。
本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案为提供一种利用阶梯单极馈电的小介质平面倒F天线，所述平面倒F天线包括共振部、短路部和阶梯
单极馈电部，其中，所述共振部与所述短路部连接，所述阶梯单极馈电部通过
非接触的电磁耦合激励所述平面倒F天线。
根据本实用新型的一优选方案所述阶梯单极馈电部为阶梯单极馈电线。 根据本实用新型的 一优选方案所述阶梯单极馈电线中单极带状线包括第
一单极带状线和第二单极带状线，所述第 一单极带状线与所述第二单极带状线
呈阶梯状排布。
根据本实用新型的一优选方案所述共振部是一个控制所述平面倒F天线
工作频率的长度单元。
根据本实用新型的一优选方案所述共振部包括第一长度单元和第二长度
单元，所述第一长度单元为长方形，长度为l /4波长；所述第二长度单元为
蜿蜒线，长度为1/4波长。
根据本实用新型的一优选方案所述短路部为短路线。 根据本实用新型的一优选方案所述短;洛线一端与所述共振部相连，另一
端与印刷电路板连接。
根据本实用新型的一优选方案所述倒F电线安装在电路板上。 根据本实用新型的一优选方案所述电路板的介电常数为sr=20。 本实用新型技术采用在高介质基板上应用"阶梯单极馈电"去激励平面倒F
型天线技术，能显著提高所述倒F型天线的阻抗带宽，使其工作的频带范围内
具有高辐射效率，该天线体积小，易于制造，生产成本低，具有很高的实用性。
图l.本实用新型利用阶梯单极馈电的小介质倒F天线(PIFA天线)结构 示意图。
图2本实用新型利用阶梯单极馈电的小介质倒F天线(PIFA天线)局部 放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行说明
请参阅图1本实用新型利用阶梯单极馈电的小介质倒F天线(PIFA天线) 结构示意图及图2本实用新型利用阶梯单极馈电的小介质倒F天线(PIFA天 线)局部放大图。如图中所示所述平面倒F天线110包括共振部、短路部和阶梯单极馈电部，其中，所述共振部与所述短路部连接，所述阶梯单极馈电部通
过电磁耦合激励所述平面倒F天线110。
在本实用新型的优选技术方案中，图中所述阶梯单极馈电部为阶梯单极馈 电线101，是所述倒F天线110中的馈电装置。所述阶梯单极馈电线101中单 极带状线包括第一单极带状线102和第二单极带状线103，所述第一单极带状 线102与所述第二单极带状线103呈阶梯状排布。其中所述第一单极带状线102 在底部设置，所述第二单极带状线103在顶端，这样的馈线阶梯形状的做法可 以在调节天线输入阻抗上具备优势，从而追求一个更好的50欧姆的阻抗匹配。 所述共振部是一个控制所述平面倒F天线110工作频率的长度单元，其包括第 一长度单元104和第二长度单元105，所述第一长度单元104为长方形，长度 为1 / 4波长；所述第二长度单元105为蜿蜒线，长度为1 / 4波长，所述第二 长度单元105蜿蜒的线结构为介质基板的材料公差提供了 一个灵活的频率调谐 补偿。所述短路部为短路线106，所述短路线106—端与所述共振部相连，另 一端通过接地端108与地短接，作用是为所述倒F天线IIO提供天线缩减的特 性，也是为天线提供一个直流接地。所述倒F天线110焊接在介电常数为s产20 的电路板107上。
本实用新型技术结合了 PIFA天线和高介电常数基板来实现了天线的小尺 寸化。但是，当在高介电常数基板上制作所述倒F天线110 ,阻抗带宽是很 窄的，通常是小于l % 。因此， 一项增加带宽的技术方案在本实用新型中被 提出。这是一个阶梯单极耦合馈电，该馈电线被用一条金属带状线109印制于基 板的垂直部分。在本实用新型技术方案中带状线109不连接触天线。是利用电 磁耦合技术，来激励天线。在应用该技术方案的馈电方式后,所述倒F天线110 可以产生4 y。的阻抗带宽.最高IdB的天线增益，和52 %的辐射效率。在 2.45GHZ有关的谐振频率内,天线的尺寸只有9.3(L)x3(W)x 1.5(T)mm3。
本实用新型技术采用在高介质基板上应用"阶梯单极馈电"去激励平面倒F 型天线技术，能显著提高所述倒F型天线的阻抗带宽，使其工作的频带范围内 具有高辐射效率，该天线体积小，易于制造，生产成本低,具有很高的实用性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说 明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做 出若干筒单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1. 一种利用阶梯单极馈电的小介质平面倒F天线，其特征在于所述平面倒F天线包括共振部、短路部和阶梯单极馈电部，其中，所述共振部与所述短路部连接，所述阶梯单极馈电部通过电磁耦合激励所述平面倒F天线。
2. 根据权利要求1所述平面倒F天线，其特征在于所述阶梯单极馈电部 为阶梯单极馈电线(101 )。
3. 根据权利要求2所述平面倒F天线，其特征在于所述阶梯单极馈电线 (101 )中单极带状线包括第一单极带状线(102 )和第二单极带状线(103 )，所述第一单极带状线(102)与所述第二单极带状线(103)呈阶梯状排布。
4. 根据权利要求1所述平面倒F天线，其特征在于所述共振部是一个控 制所述平面倒F天线工作频率的长度单元。
5. 根据权利要求4所述平面倒F天线，其特征在于所述共振部包括第一 长度单元(104 )和第二长度单元(105 ),所述第一长度单元(104 )为长方形， 长度为l/4波长；所述第二长度单元(105)为蜿蜒线，长度为l/4波长。
6. 根据权利要求1所述平面倒F天线，其特征在于所述短路部为短路线 (106)。
7. 根据权利要求6所述平面倒F天线，其特征在于所述短路线(106) 一端与所述共振部相连，另一端与电鴻4反(107)连4^。
8. 根据权利要求1所述平面倒F天线，其特征在于所述倒F电线(101) 安装在电路板(107)上。
9. 根据权利要求8所述平面倒F天线，其特征在于所述电路板(107) 的介电常数为s尸20。
专利摘要本实用新型涉及一种利用阶梯单极馈电的小介质平面倒F天线。所述平面倒F天线包括共振部、短路部和阶梯单极馈电部，其中，所述共振部与所述短路部连接，所述阶梯单极馈电部通过电磁耦合激励所述平面倒F天线。本实用新型技术采用在高介质基板上应用“阶梯单极馈电”去激励平面倒F型天线技术，能显著提高所述倒F型天线的阻抗带宽，使其工作的频带范围内具有高辐射效率，该天线体积小，易于制造，生产成本低，具有很高的实用性。
文档编号H01Q1/38GK201282190SQ20082020829
公开日2009年7月29日 申请日期2008年9月4日 优先权日2008年9月4日
发明者余文跃 申请人:捷贸科技有限公司