一种用于移动终端的陶瓷天线的制作方法

文档序号:15444523发布日期:2018-09-14 23:12阅读:311来源:国知局

本实用新型涉及天线领域,特别是涉及一种用于移动终端的陶瓷天线。



背景技术:

天线在手机等移动终端的射频前端中无疑具有相当重要的位置,是发射和接受信号的重要元件。随着无线通讯业的迅速发展,移动终端被赋予了更多的功能(比如蓝牙、GPS、双模和UWB等),这意味着移动终端中必须要集成越来越多的天线,同时,消费者要求多功能移动终端的外形更加轻薄,可靠,如此两种趋势对移动终端天线提出了更高的要求:天线内嵌化和小型化等,因此出现了陶瓷天线。

陶瓷天线作为发射天线简单说,就是通过一根叫做“天线”的电极将天线与地之间形成的高频电场变成电磁波,从而能发射出去并传波到远方。陶瓷天线作为接收天线简单说,就是通过一根叫做“天线”的电极将空中传来的电磁波感应为电场,生成高频信号电压,送到接收机进行信号处理。

现有技术的陶瓷天线主要以叠层(LTCC低温共烧陶瓷工艺)为主,主要流程是在在陶瓷基板上面印刷金属图案之后烧结。存在如下弊端,一方面,叠层工艺极其复杂,至少需要几层到十几层的陶瓷基板,每层陶瓷基板都需要印刷相应的图案,之后将所有的陶瓷基板压在一起再去烧结,烧结之后还要增加电极,再去电镀,生产工艺复杂。第二方面,不同应用场合需要不同的谐振频率,LTCC叠层陶瓷天线一般只能实现一种谐振频率,适用范围窄。第三方面,体积较大,与小型化的主流趋势不符。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型提供生产工艺简单、适用范围广、体积小巧的一种用于移动终端的陶瓷天线。

本实用新型所采用的技术方案是:一种用于移动终端的陶瓷天线,包括陶瓷棒、位于陶瓷棒两端的金属端子、绕设于陶瓷棒表面的金属线;所述陶瓷棒的长度为L,陶瓷棒的直径为D,介电常数为Er,光速为c,陶瓷天线谐振频率为f,金属线绕设于陶瓷棒表面的圈数为N,且N*π*D+L=2*c/(Er*f+f)。

对上述技术方案的进一步改进为,所述陶瓷棒表面绕设有若干股金属线,每股金属线的圈数N与对应陶瓷天线谐振频率为f的关系为,N*π*D+L=2*c/(Er*f+f)。

对上述技术方案的进一步改进为,所述金属端子包括内部的铁芯和电镀于铁芯表面的镀层,金属线的两端分别焊接于金属端子。

对上述技术方案的进一步改进为,所述陶瓷棒的介电常数优选为10,金属线绕设圈数小于11圈,陶瓷棒长度优选为14mm。

本实用新型的有益效果为:

1、一方面,本实用新型的陶瓷天线结构简单、体积小巧,能适用于小型移动终端,符合小型化发展趋势。第二方面,陶瓷天线的生产工艺,具体为,a、制作陶瓷棒,其直径为D,介电常数为Er,b、制作两个金属端子,将两个金属端子分别连接于陶瓷棒两端,c、选取金属线,将金属线一端先焊接于一个金属端子,然后将金属线绕设于陶瓷棒,绕设完毕后将金属线另一端焊接于另一个金属端子,在确定金属线绕设圈数时,可直接根据公式N*π*D+L=2*c/(Er*f+f)来确定绕多少圈,其中,陶瓷棒的长度为L,陶瓷棒的直径为D,介电常数为Er,光速为c,陶瓷天线谐振频率为f,金属线绕设于陶瓷棒表面的圈数为N,生产工艺简单,便于大规模生产。第三方面,陶瓷棒表面可同时绕设多股金属线,根据不同的要求,对每股金属线设置不同的绕线圈数,来满足不同设备的谐振频率的要求,保证一个陶瓷天线可同时接收不同频段的信号,使得一个陶瓷天线可当几个使用,功能多样,且能适用于不同的谐振频率下,适用范围广。

2、金属端子包括内部的铁芯和电镀于铁芯表面的镀层,金属线的两端分别焊接于金属端子,先在铁芯表面进行电镀形成镀层,便于金属线与金属端子的焊接,进一步简化了陶瓷天线的生产工艺。

3金属线还可通过先对陶瓷棒整体进行电镀,电镀后在陶瓷棒表面切割出所需圈数的金属线的图案,避免采用绕线造成的后续陶瓷天线特性调试困难问题,进一步简化了陶瓷天线的生产工艺。

4、陶瓷棒长度优选为14mm,陶瓷棒的介电常数优选为10,在长度一定的情况下,介电常数较大,陶瓷棒体积小,进一步减小了陶瓷天线的体积。金属线绕设圈数小于11圈,绕设圈数太多,生产难度加大,短路风险增加,且对频率影响较小,因此在陶瓷棒上绕设11圈金属线为上限,进一步简化了陶瓷天线的生产工艺。

附图说明

图1为本实用新型的安装结构示意图;

图2为实施例一的陶瓷天线的结构示意图;

图3为实施例一的测试结果示意图;

图4为实施例二的陶瓷天线的结构示意图;

图5为实施例二的测试结果示意图。

图6为实施例三的陶瓷天线的结构示意图;

图7为实施例三的测试结果示意图;

图8为实施例四的陶瓷天线的结构示意图;

图9为实施例四的测试结果示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示,为本实用新型的安装结构示意图。

本实用新型的陶瓷天线100的安装使用方法为:

陶瓷天线100通过焊盘200焊接到电路板300上面,高频电流通过馈电端口400流入到馈线500中,经过一组匹配网络600(电感或者电容)到达焊盘200,最终到达陶瓷天线100上,陶瓷天线100上面的高频电流形成电磁场辐射出去,达到传输信号的目的。

实施例一:

如图2和图3所示,分别为实施例一的陶瓷天线的结构示意图和测试结果图。

一种用于移动终端的陶瓷天线100,包括陶瓷棒110、位于陶瓷棒110两端的金属端子120、绕设于陶瓷棒110表面的金属线130;所述陶瓷棒110的长度为L,陶瓷棒110的直径为D,介电常数为Er,光速为c,陶瓷天线100谐振频率为f,金属线130绕设于陶瓷棒110表面的圈数为N,且N*π*D+L=2*c/(Er*f+f)。

本实用新型的陶瓷天线100的生产工艺为,包括以下步骤,a、制作陶瓷棒110,其直径为D,介电常数为Er,b、制作两个金属端子120,将两个金属端子120分别连接于陶瓷棒110两端,c、选取金属线130,将金属线130一端先焊接于一个金属端子120,然后将金属线130绕设于陶瓷棒110,绕设完毕后将金属线130另一端焊接于另一个金属端子120。

步骤b中,金属端子120包括内部的铁芯和电镀于铁芯表面的镀层,金属线130的两端分别焊接于金属端子120。

步骤c中,陶瓷棒110的直径为D,介电常数为Er,光速为c,陶瓷天线100谐振频率为f,金属线130绕设于陶瓷棒110表面的圈数为N,根据公式N*π*D+L=2*c/(Er*f+f)来确定金属线130的绕设圈数N。

步骤a中,陶瓷棒110直径优选为14mm,介电常数优选为10,步骤c中,金属线130绕设圈数小于11圈。

一方面,本实用新型的陶瓷天线100结构简单、体积小巧,能适用于小型移动终端,符合小型化发展趋势。第二方面,陶瓷天线100的生产工艺,具体为,a、制作陶瓷棒110,其直径为D,介电常数为Er,b、制作两个金属端子120,将两个金属端子120分别连接于陶瓷棒110两端,c、选取金属线130,将金属线130一端先焊接于一个金属端子120,然后将金属线130绕设于陶瓷棒110,绕设完毕后将金属线130另一端焊接于另一个金属端子120,在确定金属线130绕设圈数时,可直接根据公式N*π*D+L=2*c/(Er*f+f)来确定绕多少圈,其中,陶瓷棒110的长度为L,陶瓷棒110的直径为D,介电常数为Er,光速为c,陶瓷天线100谐振频率为f,金属线130绕设于陶瓷棒110表面的圈数为N,生产工艺简单,便于大规模生产。第三方面,陶瓷棒110表面可同时绕设多股金属线130,根据不同的要求,对每股金属线130设置不同的绕线圈数,来满足不同设备的谐振频率的要求,保证一个陶瓷天线100可同时接收不同频段的信号,使得一个陶瓷天线100可当几个使用,功能多样,且能适用于不同的谐振频率下,适用范围广。

金属端子120包括内部的铁芯和电镀于铁芯表面的镀层,金属线130的两端分别焊接于金属端子120,先在铁芯表面进行电镀形成镀层,便于金属线130与金属端子120的焊接,进一步简化了陶瓷天线100的生产工艺。

陶瓷棒110长度优选为14mm,陶瓷棒110的介电常数优选为10,在长度一定的情况下,介电常数较大,陶瓷棒110体积小,进一步减小了陶瓷天线100的体积。金属线130绕设圈数小于11圈,绕设圈数太多,生产难度加大,因此在陶瓷棒110上绕设11圈金属线130为上限,进一步简化了陶瓷天线100的生产工艺。

本实施例中,金属线的绕设圈数为10,对该陶瓷天线进行测试,测试结果如图4。图中曲线反应的是电压驻波比(VSWR),其中最低点对应的位置是陶瓷天线的谐振频率点,表示陶瓷天线辐射最好的频点。

实施例二:

如图4和图5所示,分别为实施例二的陶瓷天线的结构示意图和测试结果图。

本实施例中,金属线的绕设圈数为5,对该陶瓷天线进行测试,测试结果如图5。图中曲线反应的是电压驻波比(VSWR),其中最低点对应的位置是陶瓷天线的谐振频率点,表示陶瓷天线辐射最好的频点。

实施例一和实施例二说明,不同使用场合,当需要获得不同的谐振频率时,只需在陶瓷棒110表面绕设不同圈数的金属线130即可,生产工艺简单、使用方便。

实施例三:

如图6和图7所示,分别为实施例三的结构示意图和测试结果图。

本实施例中,陶瓷棒110表面一体化镀上一层银,然后根据所需的频率,在陶瓷棒110上切割出5圈金属线130的图案。金属线130是直接从电镀有镀银层的陶瓷棒110表面切割出来的,不需绕线,后续调试方便,进一步降低了加工难度,生产工艺简单。

实施例四:

如图8和图9所示,分别为实施例四的结构示意图和测试结果图。

本实施例中,电镀后的陶瓷棒110表面切割有两股金属线130a和130b,金属线130a的圈数为3,即图8中螺距大的3圈,金属线130b的圈数为4,即图8中螺距小的4圈,两股金属线130a和130b一端相连接。金属线130a和130b分别对应陶瓷棒110的长度分别为L1和L2,且L1+L2=L,则对应的圈数N1与对应频率f1的关系为,N1*π*D+L1=2*c/(Er*f1+f1),对应的圈数N2与对应频率f2的关系为,(N2+N1)*π*D+L2+L1=2*c/(Er*f2+f2)。

两股金属线130图案均是直接从电镀有镀银层的陶瓷棒110表面切割出来的,且两股金属线130一端相连接,不需绕线,由于当需要实现双频或多频时,需要在陶瓷棒110表面绕多股线,这样生产出的陶瓷天线在进行天线特性调试时艰难,采用直接切割金属线130的方式,后续调试简单,进一步降低了加工难度,生产工艺简单。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本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,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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