PCB天线及具有其的低剖面SMT天线组件的制作方法

本实用新型涉及一种天线，特别是涉及一种PCB天线及具有其的低剖面SMT(SurfaceMountTechnology；表面贴装技术)天线组件。
背景技术：
：现有技术中有一种微型SMT热熔弹片天线是使用金属冲压弹片，通过热熔工艺与耐高温塑料支架固定，形成可SMT加工的天线。这种天线存在如下缺点：1、天线由两部分合成，金属弹片一致性问题，塑料支架与天线间隙问题等；2、结构不可靠，焊接平面不平整等；3、工艺繁多，有金属冲压、塑料件开模注塑、塑料柱超声波焊接、热熔等工艺，成本高。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种PCB天线来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。为实现上述目的，本实用新型提供一种PCB天线，所述PCB天线包括：PCB基材；和PIFA天线，其贴设在所述PCB基材的顶部表面；其中，所述PCB基材的顶部表面贴设PIFA天线，所述PIFA天线设有馈电孔和接地孔，所述馈电孔和接地孔均从所述PIFA天线贯通至所述PCB基材的底部表面，所述馈电孔和接地孔的孔壁附着有导电层；所述PCB基材的底部表面的所述馈电孔处设有馈电引脚，所述馈电孔可电流导通所述PIFA天线和馈电引脚；所述PCB基材的底部表面的所述接地孔处设有第一接地引脚，所述第一接地孔可电流导通所述PIFA天线和第一接地孔。进一步地，所述PIFA天线的外表面覆盖有第一阻焊层。进一步地，所述PCB基材的顶部表面的所述馈电孔附近设置有电脚位置标识，所述第一阻焊层为绝缘油墨，所述电脚位置标识丝印在绝缘油墨上。进一步地，所述电脚位置标识呈三角形、方形或圆形。进一步地，所述PCB基材的底部表面还设有至少一个第二接地引脚，所述第一接地引脚靠近所述馈电引脚设置，相邻的两个接地引脚之间隔开设置，且相邻的两个接地引脚之间的区域设有第二阻焊层。进一步地，所述PCB基材的厚度为3.6mm，所述PIFA天线的剖面小于1/30工作波长。本实用新型还提供一种低剖面SMT天线组件，所述低剖面SMT天线组件还包括PCB焊接板和如上所述的PCB天线，所述PCB焊接板上设有馈电脚焊盘、第一接地焊盘以及至少一个第二接地焊盘，所述PCB天线的馈电引脚、第一接地引脚和第二接地引脚分别以焊接方式连接所述馈电脚焊盘、第一接地焊盘和第二接地焊盘。进一步地，所述馈电脚焊盘附近设置有馈电脚焊盘标识。进一步地，所述馈电脚焊盘标识呈三角形、方形或圆形。本实用新型提供的PCB天线通过采用PIFA天线原理，在PCB基材上实现，剖面低，尺寸小，而且成本低，性能优，一致性好。附图说明图1为本实用新型实施例所提供的低剖面SMT天线的立体结构示意图；图2为图1所示的低剖面SMT天线中的PCB天线的立体结构示意图；图3为图2所示的PCB天线的俯视图；图4为图2所示的PCB天线的仰视图；图5为图1所示的低剖面SMT天线中的PCB焊接板的俯视图；图6为图1所示的低剖面SMT天线的回波损耗示意图；图7为图6所示的低剖面SMT天线的电压驻波比示意图；图8为图6所示的低剖面SMT天线的XZ平面二维方向图；图9为图6所示的低剖面SMT天线的XY平面二维方向图；图10a为图2所示的PCB天线被制作成的卷带包装示意图；图10b图10a所示的纵向剖面示意图；图10c图10a所示的横向剖面示意图。附图标记：APCB天线BPCB焊接板1PCB基材2PIFA天线11馈电孔12接地孔13馈电引脚14第一接地引脚15电脚位置标识16第二接地引脚31馈电脚焊盘32第一接地焊盘33第二接地焊盘34馈电脚焊盘标识CPCB天线包装槽具体实施方式在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。如图1至图4所示，本实施例所提供的PCB天线A包括PCB(PrintedCircuitBoard；印制电路板)基材1和PIFA天线2，其中：其中，PCB基材1由双层PCB板制成，介电常数可以按设计选择。介电常数指的是电磁波在一种介质中传输时的电场减小量与真空中该电磁波电场的比值即为该材料的相对介电常数。PCB基材1的工作频率2.4GHz，可选择FR4常规板材，介电常数4.4，板厚3.6mm。“剖面”是天线在其辐射最大方向的尺寸，“低剖面”一般指尺寸小于其工作波长的1/10，本实施例提供的天线的剖面尺寸小于工作波长的1/30。PCB基材1的顶部表面贴设PIFA(PlanarInverted-FAntenna；平面倒F天线)天线2，PIFA天线2的振子臂演化为平面。PIFA天线2设有馈电孔11和接地孔12，其中，馈电孔11从PIFA天线2贯通至PCB基材1的底部表面，接地孔12也从PIFA天线2贯通至PCB基材1的底部表面。馈电孔11和接地孔12均设有的孔壁附着有导电层，比如均为金属化孔。金属化孔指的是在孔中用化学镀和电镀方法使绝缘的孔壁上镀上一层导电金属，使之互相可靠电流连通。PCB基材1的底部表面的馈电孔11处设有馈电引脚13，馈电引脚13为信号接入端，馈电孔11可电流导通PIFA天线2和馈电引脚13。PCB基材1的底部表面的接地孔12处设有第一接地引脚14，第一接地引脚14对地连接短路端，第一接地孔12可电流导通PIFA天线2和第一接地孔12。馈电孔11和接地孔12分别将PIFA天线2与馈电引脚13、第一接地孔12电流导通，形成PIFA天线2的馈脚与四分之一波长短路脚。本实施例所提供的PCB天线A的工作频率由PCB基材1的板厚、介电常数、PIFA天线2的平面尺寸以及电孔11和接地孔12的位置等因素决定。本实施例通过采用PIFA天线原理，在PCB基材上实现。PCB天线A的剖面低，尺寸小，而且成本低，性能优，一致性好。在一个实施例中，PIFA天线2的外表面覆盖有第一阻焊层。比如：阻焊层采用绝缘油墨，通过在PIFA天线2的外表面覆盖一层绝缘油墨，一方面可以起到抗氧化的作用；另一方面，由于丝印不能直接制作在金属上，因此通过PIFA天线2的外表面覆盖有绝缘油墨，可以方便制作丝印层。在一个实施例中，PCB基材1的顶部表面的馈电孔11附近设置有电脚位置标识15，所述第一阻焊层为绝缘油墨，电脚位置标识15丝印在绝缘油墨上。优选地，电脚位置标识15呈三角形、方形或圆形，但不限于此。在一个实施例中，PCB基材1的底部表面还设有至少一个第二接地引脚16，第一接地引脚14靠近馈电引脚13设置，相邻的两个接地引脚之间隔开设置，且相邻的两个接地引脚之间的区域设有第二阻焊层。也就是说，第二接地引脚16与第一接地引脚14之间的区域设有第二阻焊层，同样地，第一个第二接地引脚16和第二个第二接地引脚16之间也设有第二阻焊层。图中示出的第二接地引脚16的数量为两个，也就是说，第一接地引脚14靠近馈电引脚13设置，第一个第二接地引脚16与第一接地引脚14之间隔开设置，并且第一个第二接地引脚16与第一接地引脚14之间隔开的区域设第二阻焊层。第一个第二接地引脚16与第二个第二接地引脚16之间隔开设置，并且第一个第二接地引脚16与第二个第二接地引脚16之间隔开的区域设第二阻焊层。比如：组焊层也可以采用绝缘油墨，通过绝缘油墨，可以防止将PCB天线A贴设到PCB焊接板B上的时候，馈电引脚13与第一接地引脚14发生短路。PCB天线A可制作为卷带包装，如图10a至图10c所示，图中的的C示出的是PCB天线包装槽，每一个PCB天线包装槽C放置一个PCB天线A。这样方便SMT贴片。卷料包装，生产效率高，适合SMT贴片。本实用新型还提供一种低剖面SMT天线组件，所述低剖面SMT天线组件包括上述各实施例中的PCB天线A以及PCB焊接板B，所述PCB焊接板包括单层或多层PCB焊接板B，PCB焊接板B包括丝印框，该丝印框中设有馈电脚焊盘31、第一接地焊盘32以及至少一个第二接地焊盘33。所述PCB天线的馈电引脚13、第一接地引脚14和第二接地引脚16分别以焊接方式连接所述PCB焊接板中的馈电脚焊盘31、第一接地焊盘32和第二接地焊盘33。其中，第一接地焊盘32和第二接地焊盘33与微带馈线(图中未示出)连接，并且，PCB焊接板B的馈电脚焊盘31附近设置有馈电脚焊盘标识34。通过馈电脚焊盘标识34标注馈电脚焊盘31的位置。微带馈线通路中含有若干匹配器件焊盘。PCB天线A的第一接地引脚14与PCB焊接板B的第一接地焊盘32与射频地联通，这样，一方面联通PIFA天线2的1/4波长枝节短路接地，另一方面保证PCB天线A与PCB焊接板B的可靠固定。“1/4波长枝节”指的是从馈电引脚13到天线辐射体2，再通过第一接地引脚14连接到焊接板的第一接地焊盘32，这个路径的电长度为天线工作波长的1/4。通过“1/4波长枝节”，可用来调谐天线阻抗。在一个实施例中，馈电脚焊盘标识34呈三角形、方形或圆形，但不限于此。在SMT作业时，按照电脚位置标识15与馈电脚焊盘标识34将PCB天线A贴装至PCB焊接板B上。由图6可看出：回波损耗S11＜-10dB，这说明射频功率90％以上均进入了低剖面SMT天线，只有10％以下的功率被发射回去。本实用新型提供的低剖面SMT天线组件在2.4～2.47GHz频段电性能良好。由图7中看出：电压驻波比VSWR表征低剖面SMT天线输入阻抗与射频接口的匹配程度，理想状态为1，实际情况大于1，越接近1说明匹配状态越好。本实用新型提供的低剖面SMT天线组件在2.4～2.47GHz频段电性能良好。图8中看出：XZ平面二维方向图表征本实用新型提供的低剖面SMT天线组件最大辐射方向、波束宽度、前后辐射比等辐射特性该天线的辐射方向在+Z方向。由图9中看出：XY平面二维方向图表征本实用新型提供的低剖面SMT天线组件平行于PCB焊接板B方向的辐射特性，表现为全向辐射特性该天线在XY平面基本为全向辐射。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。当前第1页1 2 3