专利名称：一种平面倒f天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射频天线，更具体的说，涉及小型化、宽频带的手机内置天线。
背景技术：
随着移动通信技术的飞速发展，移动通信业务也正以前所未有的速度向前发展， 手机作为我们日常生活必备的通讯工具起着越来越重要的作用。手机对信号接收性能的好 坏很大程度上取决手机天线的设计。近年来，手机天线朝着小型化、多频段、宽频带和多功 能的方向发展，其中多频段和宽频带是手机天线研究的热点。目前传统手机内置天线主要的形式有单极子天线、微带天线和平面倒F天线。对 于传统的单极子天线，其优点是水平方位上辐射均勻，有足够的阻抗带宽，但易受外界干扰 (比如人体)将导致天线性能不稳定。对于微带天线，其主要的优点为重量轻、体积小、剖面 薄且制造成本低，适于大量生产，但由于微带天线普遍存在工作频带窄、损耗大、增益低、半 空间辐射等缺点，近年来很少采用微带天线作为手机内置天线。平面倒F天线自出现以来 一直是内置天线的主要形式，它尺寸较小可以充分利用PCB作为接地板，并通过短路装置 将谐振长度缩小为四分之一波长。接地板的存在也使平面倒F天线的工作频率变的稳定受 外界环境因素的影响较小。近年来，平面倒F天线的研究层出不穷，牛凤等人2007年在微 波学报的23卷第2期提出通过在矩形辐射贴片上开双U形槽得到一种三频平面倒F天线， 但仍存在带宽窄的问题。
发明内容针对现有技术的不足，本实用新型提供一种由包含辐射缝隙的上层辐射层、下层 辐射层、连接上下辐射层的连接层组成的折叠结构平面倒F天线，该天线具有带宽大、体积 小型化、功能多等特点。本实用新型具体的技术方案如下本实用新型平面倒F天线，由辐射贴片、贴片上的辐射缝隙、馈电装置、短路装置 和接地板组成。所述的辐射贴片包括上层辐射层、连接层和下层辐射层，上下辐射层互相平 行位于连接层的同侧，上下辐射层通过垂直于它们的连接层连接。所述的辐射贴片位于接 地板的上方。所述的辐射贴片用来产生低频段的谐振。所述上层辐射层上有L形辐射缝隙， L形辐射缝隙的尺寸决定了天线高频段的谐振，L形辐射缝隙的个数决定了高频段的个数。本实用新型与现有技术相比，具有以下突出的实质性特点和显著优点1、由于采用辐射贴片折叠的方式大大减小天线的尺寸，可以实现手机天线的小型 化。2、可以通过改变馈电装置的位置微调谐振点的频率，可以通过改变短路装置的尺 寸和位置微调带宽。3、通过仿真与实验验证，辐射贴片的尺寸决定低频段谐振，辐射贴片的尺寸确定 后，随着上层辐射层上L形辐射缝隙个数的增加，天线高频段谐振的个数也增加，通过适当调节L形辐射缝隙的尺寸和位置天线可以在不同的高频段工作，实现一种结构的多种功 能。
图1为平面倒F天线的整体结构示意图。图2为平面倒F天线俯视图。图3为平面倒F天线辐射贴片的侧视图。图4为平面倒F天线辐射贴片的上层辐射层上加载两个L形辐射缝隙的侧视图。图5为平面倒F天线上层辐射层上加载两个L形辐射缝隙的俯视图。图6为本实用新型实现的三频手机内置天线的回波损耗曲线图。图7为本实用新型实现的具有蓝牙功能的双频手机天线的回波损耗曲线图。图中11_上层辐射层，12-连接层，13-下层辐射层，21、22_上层辐射层上加载 的L形辐射缝隙，31-短路装置，41-同轴馈电装置，51-接地板，100-上层辐射层的长度， 101-辐射贴片的宽度，102-下层辐射层的长度，104-L形辐射缝隙22距上层辐射层一边的 距离，105-L形辐射缝隙22的一边的边长，106-L形辐射缝隙22的另一边的边长，108-L形 辐射缝隙22的一边的缝宽，107-L形辐射缝隙22的另一边的缝宽，201-连接层的高度。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型装置作进一步的说明。参见图1，一个优选实施例是工作于三频段的平面倒F天线。参见图1和图2所 示，本天线由上层辐射层11、连接层12、下层辐射层13、上层辐射层上两个L形辐射缝隙21 和22、短路装置31、同轴馈电装置41和接地板51组成。本实施例也可应用于其他频段实 现其他功能，即只要改变上层辐射层上L形辐射缝隙的个数、尺寸和位置就可以实现所要 求的工作频段，如用于双频手机天线、具有蓝牙功能的双频手机天线等。参见图5，上层辐射层可由敷铜介质板制成，此时连接层和下层辐射层可用薄铜片 制成，那么L形辐射缝隙可以通过腐蚀得到，整个辐射贴片也可用薄铜片制成，馈电装置采 用微带馈电或同轴馈电，短路装置采用薄铜片制成短路片。本实施例中上层辐射层的长度 100优选尺寸为40mm，上层辐射层的宽度101优选尺寸为20mm，连接层的高度201优选尺寸 为4mm，下层辐射层的长度102优选尺寸为23mm，介质采用空气，空气介质层的高度为上层 辐射层距离接地板的高度为10mm，馈电装置为SMA同轴接头，短路装置为薄铜片制成。如图3所示，本实施例中辐射贴片的三个组成部分上层辐射层、连接层、下层辐射 层的尺寸用来得到如图6所示的三频段平面倒F天线的低频段900MHz，辐射贴片三个组成 部分的长和宽的尺寸是可以内部调整的，具体如下所述，当确定辐射贴片的宽101和上层 辐射层的长100时，可以通过改变连接层的高度201和下层辐射层的长102来调整900MHz 频段。如图1所示，本实施例的辐射缝隙位于上层辐射层为两个L形辐射缝隙，加载L形缝 隙是为了得到高频段谐振。下面以L形辐射缝隙22为例来说明辐射缝隙得到高频段谐振 的具体实施方法。如图5所示，L形辐射缝隙22是产生实施例三频段手机内置天线的高频 段1800MHz。辐射缝隙22距上层辐射层一边的距离104的选取可参考虑L形辐射缝隙在上 层辐射层分布的整体美观性作调整，只要L形辐射缝隙的尺寸与距离104的尺寸相匹配就可以得到高频段1800MHz，改变距离104的尺寸可以微调整个频段谐振点的频率，即增大距 离104整个频段谐振点频率下降。本实施例中L形辐射缝隙距上层辐射层一边的距离104 优选尺寸为11mm。下面确定L形辐射缝隙22的尺寸，首先可以优先确定L形辐射缝隙22 一边的边长105，本实施例中的尺寸为6mm。L形辐射缝隙22的另一边长106的调整可改变 高频段1800MHz谐振点频率的高低，增大边长106高频段1800MHz谐振点频率下降，实施例 优选尺寸为22. 5mm。L形辐射缝隙22 —边的缝宽108与高频段1800MHz的谐振点频率成 正比，增大缝宽108谐振点频率提高，本实施例的优选尺寸为1mm。L形辐射缝隙22另一边 的缝宽107与此谐振点频率高低成反比，增大缝宽108高频段1800MHz谐振点频率降低，本 实施例的优选尺寸为1mm。如图4和5所示，辐射缝隙21产生实施例中高频段1900MHz，可 根据上述辐射缝隙22实施的方式得到。如图1所示，短路装置31在本实施例中采用薄铜 片制成短路片，其位置一般选在辐射贴片的长边或短边的一端，本实施例选取的位置为长 边的一端。短路装置的高度为空气介质层的高度10mm，短路片的宽可以调整频段的带宽，本 实施例的优选尺寸为2mm。本实施例平面倒F天线的信号馈电方式为同轴馈电。本实施例优选为50欧姆的 SMA接头，如图1所示，41为同轴馈电装置的内导体。同轴馈电装置一般位于平面倒F天线 的一端，本实施例中位于上层辐射层的一端。可通过馈电位置的改变微调频点的匹配情况， 本实施例采用的同轴馈电的内导体的长为10mm。图6是本实用新型装置所述三频段手机内置天线实施例的回波损耗曲线图，从图 中可以看出三个谐振点频率分别为900MHz、1. 8GHz、1. 9GHz，损耗均在-15dB以下且带宽较 宽满足三频段手机天线设计要求。改变上述实施例三频段手机内置天线中上层辐射层上加载的辐射缝隙的尺寸即 可得到另一实施例具有蓝牙功能的双频手机天线。如图7所示为所述的具有蓝牙功能的双 频手机天线的回波损耗曲线图，从图中可以看出三个谐振点频率分别为900MHz、l. 82GHz、 2. 42GHz，损耗均小于-10dB，带宽覆盖整个工作频率段。另外，在本实施例的基础上，增加或减少上层辐射层上L形缝隙的个数，相应调整 各个部分可调尺寸及馈电电路和短路装置，都应当视为本实用装置所提交的权利要求书确 定的保护范围。
权利要求一种平面倒F天线，包括辐射贴片、辐射贴片上的辐射缝隙、馈电装置、短路装置和接地板，其特征在于所述辐射贴片包括上层辐射层和下层辐射层以及连接上层辐射层和下层辐射层的连接层，所述的上层辐射层上有辐射缝隙，所述辐射贴片位于所述接地板上方。
2.根据权利要求1所述的一种平面倒F天线，其特征包括所述上层辐射层和所述下 层辐射层相互平行位于连接层的同侧且均与连接层垂直。
3.根据权利要求1所述的一种平面倒F天线，其特征包括所述上层辐射层上的所述 辐射缝隙的形状为L形。
专利摘要本实用新型公开了一种平面倒F天线，用于手机移动通信领域。该平面倒F天线包括辐射贴片、辐射贴片上的辐射缝隙、馈电装置、短路装置和接地板，所述辐射贴片由上层辐射层、下层辐射层和连接上下辐射层的连接层组成，上下辐射层相互平行位于连接层同侧与连接层垂直连接，上层辐射层上有辐射缝隙，所述辐射贴片位于所述接地板上方。本实用新型倒F型天线具有小型化、宽频带、多频段、多功能等特点。
文档编号H01Q1/38GK201766162SQ200920252368
公开日2011年3月16日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者朱敏, 郑宏兴 申请人:天津工程师范学院