蓝牙双模天线以及电子设备的制作方法

本发明涉及天线的技术领域，特别涉及蓝牙双模天线和电子设备。

背景技术：

在现有技术中，陶瓷天线是一种适合于蓝牙装置使用的小型化天线。陶瓷天线的种类分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。块状天线是使用高温将整块陶瓷体一次烧结完成后再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。而多层天线烧制采用低温共烧的方式讲多层陶瓷迭压对位后再以高温烧结，所以天线的金属导体可以根据设计需要印在每一层陶瓷介质层上，如此一来可以有效缩小天线尺寸，并能达到隐藏天线目的。由于陶瓷本身介电常数比电路板的要高，所以使用陶瓷天线能有效缩小天线尺寸。

随着陶瓷天线应用越来越多，在产品小型化的趋势下，陶瓷天线作为一种标准天线能快速导入，由于其制作工艺的原因，导致产品加载有陶瓷天线时其成本较高，但是不加载陶瓷天线的天线性能又会下降。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种蓝牙双模天线，旨在解决陶瓷天线适用范围较小的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种蓝牙双模天线，所述蓝牙双模天线包括：

第一天线，具有第一端和第二端；

第二天线，具有第一端和第二端，所述第二天线的第一端与所述第一天线的第一端连接，所述第二天线的第二端设置有馈电点，所述第一天线与所述第二天线呈第一预设夹角设置，以用于在所述馈电点被馈入信号时，所述第一天线和第二天线形成双模能量发射磁场；以及

第一调频元件，连接于所述馈电点与所述第一天线的第二端之间；

第二调频元件，设置于所述第一天线上并与所述第一天线连接。

可选地，所述第一调频元件为辅助电感。

可选地，所述第一天线包括第一支节和第二支节，所述第一支节的第一端为所述第一天线的第一端，所述第一枝节的第二端与所述第二调频元件的第一端连接；所述第二支节的第一端与所述第二调频元件的第二端连接，所述第二支节的第二端为所述第一天线的第二端；或，

所述第一天线包括第三支节，所述第三支节的第一端为所述第一天线的第一端，所述第三枝节的第二端为所述第一天线的第二端，所述第一天线通过所述第二调频元件与所述第二天线的第一端连接。

可选地，所述第二调频元件为激励电容。

可选地，所述第一预设夹角设置大于0度且小于180度。

可选地，所述蓝牙双模天线还包括高频调制元件，所述第二天线具有第四端和第五端，所述高频调制元件的第一端与所述第二天线的第四端连接，所述高频调制元件的第二端与所述第二天线的第五端连接。

可选地，所述高频调制元件为模式电感。

可选地，所述蓝牙双模天线还包括低频调制元件，所述第二天线具有第三端，所述低频调制元件的第一端与所述第二天线的第三端连接，所述低频调制元件的第二端通过所述馈电点连接至所述第二天线的第二端。

可选地，所述低频调制元件为模式电容。

为实现上述目的，本发明还提出一种电子设备，包括基板和如上所述的蓝牙双模天线，所述蓝牙双模天线设置于所述基板的净空区。

本发明的技术方案蓝牙双模天线包括第一天线、第二天线、第一调频元件和第二调频元件，其中，所述第二天线的第二端设置有馈电点，所述第一天线与所述第二天线呈第一预设夹角设置，以用于在所述馈电点被馈入信号时，所述第一天线和第二天线形成双模能量发射磁场。第一调频元件连接于所述馈电点与所述第一天线的第二端之间，第二调频元件设置于所述第一天线上并与所述第一天线连接。在实际应用场合，由于此时的第一天线、第二天线、第一调频元件和第二调频元件构成了电路回路，且第一天线和第二天线形成了双模能量发射磁场，使得此时的蓝牙双模天线具备了高频和低频两种模式，而且，根据实际应用需求，可以通过改变第一调频元件以及第二调频元件的参数，对第一天线和第二天线形成的双模能量发射磁场的发射频率以及阻抗参数进行调节，以进一步扩大应用场合，由于此时的第一天线和第二天线的材质并不需要采用陶瓷天线等特殊材料，从而提高了蓝牙双模天线的兼容性，无论此时第一天线和第二天线是否采用陶瓷天线实现，均不影响其性能，从而扩大了蓝牙双模天线的天线材质的使用范围，而且通过设置、第一调频元件和第二调频元件，能使得用户可以根据实际需要对其参数进行调试，从而进一步扩大蓝牙双模天线的适用范围，从而避免了陶瓷天线适用范围较小的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明蓝牙双模天线一实施例的结构示意图；

图2为本发明蓝牙双模天线一实施例的结构示意图；

图3为本发明蓝牙双模天线一实施例的结构示意图；

图4为本发明蓝牙双模天线一实施例的流程示意图；

图5为本发明蓝牙双模天线的高频谐振模式以及低频谐振模式的s11响应图；

图6为本发明蓝牙双模天线一实施例的s11响应图；

图7为本发明蓝牙双模天线一实施例的低频谐振模式的电流示意图；

图8为本发明蓝牙双模天线一实施例的高频谐振模式的电流示意图；

图9为本发明蓝牙双模天线的高频谐振模式以及低频谐振模式的zy面(e面)辐射方向示意图；

图10为本发明蓝牙双模天线的高频谐振模式以及低频谐振模式的xy面(h面)辐射方向示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本发明提出一种蓝牙双模天线旨在解决陶瓷天线适用范围较小的技术问题。

在一实施例中，如图1所示，蓝牙双模天线包括第一天线10、第二天线20、第一调频元件30和第二调频元件40，第一天线10具有第一端和第二端，第二天线20具有第一端和第二端，第二天线20的第一端与第一天线10的第一端连接，第二天线20的第二端设置有馈电点50，第一天线10与第二天线20呈第一预设夹角设置。第一调频元件30连接于馈电点50与第一天线10的第二端之间。第二调频元件40设置于第一天线10上并与第一天线10连接。

其中，第二天线20以用于在馈电点50被馈入信号时，第一天线10和第二天线20形成双模能量发射磁场，因此在实际应用场合，由于此时的第一天线10、第二天线20、第一调频元件30和第二调频元件40构成了电路回路，且第一天线10和第二天线20形成了双模能量发射磁场，此时的蓝牙双模天线具备了高频谐振模式和低频谐振模式两种模式，而且，根据实际应用需求，可以通过改变第一调频元件30以及第二调频元件40的参数，对第一天线10和第二天线20形成的双模能量发射磁场的发射频率以及阻抗进行调节，以进一步扩大应用场合，由于此时的第一天线10和第二天线20的材质并不需要采用陶瓷天线等特殊材料，从而提高了蓝牙双模天线的兼容性，无论此时第一天线10和第二天线20是否采用陶瓷天线实现，均不影响其性能，从而扩大了蓝牙双模天线的天线材质的使用范围，而且通过设置、第一调频元件30和第二调频元件40，能使得用户可以根据实际需要对其参数进行调试，从而进一步扩大蓝牙双模天线的适用范围，从而避免了陶瓷天线适用范围较小的技术问题。

本专利针对天线快速设计和小型化，以及小天线宽带化同时低成本角度提出一种蓝牙双模天线设计方案，即可以利用陶瓷天线常规环境设置，同时并不使用陶瓷天线，同样达到同等天线辐射。进一步，设计者可合理利用蓝牙双模天线将天线带宽拓展，以适用不同的应用场景。

可选地，第一调频元件30为辅助电感。当第一调频元件30采用电感元件实现时，可以通过调节电感元件的电感值去调节天线的高/低频谐振频率，进而进行阻抗调节。值得注意的是，辅助电感的电感值可选择为0nh-2nh。

可选地，第二调频元件40为激励电容，当第二调频元件40采用电容元件实现时，可以通过调节电容元件的电容值去调节天线的高/低频谐振频率，进而进行阻抗调节。值得注意的是，电容值可选择为0.2pf-1pf。

基于上述实施例，若同时通过电感和电容调节，可以同时调节天线的高频和低频参数，从而同时实现高频模式和低频模式的阻抗以及频率的调节。

可选地，参考图2和图3，第一天线10包括第一支节101和第二支节102，第一支节101的第一端为第一天线10的第一端，第一枝节的第二端与第二调频元件40的第一端连接；第二支节102的第一端与第二调频元件40的第二端连接，第二支节102的第二端为第一天线10的第二端。

此时，第一支节101和第二支节102的长度并不限定，其实际意义为第二调频元件40可以沿第一天线10移动。如此，可以方便第一天线10根据实际净空区的大小设置天线的形状，并不会对天线的性能造成影响。值得注意的是，此时的第一支节101和第二支节102的材质可以选用现行天线的各种材质，例如金属等，均可实现同等的效果。

可选地，参考图1和图4，第一天线10包括第三支节，第三支节的第一端为第一天线10的第一端，第三枝节的第二端为第一天线10的第二端，第一天线10通过第二调频元件40与第二天线20的第一端连接。

此时，第三支节构成第一天线10，其材质可以选用现行天线的各种材质，例如金属等，均可实现同等的效果。

可选地，第一预设夹角设置大于0度且小于180度。

当第一预设夹角设置大于0度且小于180度时，可以保证蓝牙双模天线的第一天线10和第二天线20构成一双模能量发射磁场，充分保证两种模式的实现。

在一实施例中，蓝牙双模天线还包括高频调制元件70，第二天线20具有第四端和第五端，高频调制元件70的第一端与第二天线20的第四端连接，高频调制元件70的第二端与第二天线20的第五端连接。

其中，参考图5，图5中曲线52为蓝牙双模天线处于高频谐振模式的s11响应曲线，此时高频调制元件70用于独立调节蓝牙双模天线的高频谐振频率，通过改变高频调制元件70的参数可以改变蓝牙双模天线的高频谐振频率。从而可以在使用过程中根据需要替换高频调制元件70或者是通过可调高频调制元件70直接改变其性能，实现方便快捷的高频谐振频率调节。

可选地，高频调制元件70为模式电感。参考图8，高频谐振模式电流分布图，62所示区域电流比较集中，即靠近高频调制元件70附近。改变高频调制元件70的值可以独立调节高频谐振频率。

此时，高频调制元件70仅需改变模式电感的电感值即可实现高频谐振频率调节。

在一实施例中，蓝牙双模天线还包括低频调制元件60，第二天线20具有第三端，低频调制元件60的第一端与第二天线20的第三端连接，低频调制元件60的第二端通过馈电点50连接至第二天线20的第二端。

其中，参考图5，图5中曲线51为蓝牙双模天线处于低频谐振模式的s11响应曲线，此时低频调制元件60用于独立调节蓝牙双模天线的低频谐振频率，通过改变低频调制元件60的参数可以改变蓝牙双模天线的低频谐振频率。从而可以在使用过程中根据需要替换低频调制元件60或者是通过可调低频调制元件60直接改变其性能，实现方便快捷的低频谐振频率调节。参考图7，低频谐振模式电流分布图，61所在区域电流比较集中，即靠近低频调制元件60附近，改变低频调制元件60的值可以独立调节低频谐振频率。图中箭头颜色越深表示电流强度越强，箭头的方向代表电流的流向。

可选地，低频调制元件60为模式电容。仅需改变模式电容的电容值即可实现低频谐振频率调节。

在一实施例中，蓝牙双模天线还包括低频调制元件60和高频调制元件70，第二天线20具有第三端，低频调制元件60的第一端与第二天线20的第三端连接，低频调制元件60的第二端通过馈电点50连接至第二天线20的第二端。第二天线20具有第四端和第五端，高频调制元件70的第一端与第二天线20的第四端连接，高频调制元件70的第二端与第二天线20的第五端连接。

其中，参考图6，图6中曲线53为蓝牙双模天线双模式的s11响应曲线，其对应的zy面(e面)的辐射方向图参考图9，xy面(h面)的辐射方向图参考图10，其中，标号10的部分为蓝牙双模天线的净空区，此时低频调制元件60用于独立调节蓝牙双模天线的低频谐振频率，高频调制元件70用于独立调节蓝牙双模天线的高频谐振频率，通过改变低频调制元件60的参数可以改变蓝牙双模天线的低频谐振频率，高频调制元件70的参数可以改变蓝牙双模天线的高频谐振频率。从而可以在使用过程中根据需要替换高频调制元件70/低频调制元件60或者是通过可调高频调制元件70/可调低频调制元件60直接改变其性能，实现方便快捷的低频谐振频率/高频谐振频率调节。

基于上述实施例，参考图9和图10，两者为双模天线辐射方向图，可以看出，双模天线具有相同的e面和h面辐射方向图，其中实线71和81为低频模式辐射方向图，虚线72和82为高频辐射方向图。

可选地，第一支节101与第二支节102的长边长度之和大于1/2波长；和/或，第二天线20的长边长度大于二分之一(1/2)波长。

此时有三种情况，在第一种情况中，第一支节101与第二支节102的长边长度之和大于1/2波长。在第二种情况中，第二天线20的长边长度大于1/2波长。在第三种情况中，第一支节101与第二支节102的长边长度之和大于1/2波长且第二天线20的长边长度大于1/2波长，即将天线的长边控制大于1/2波长，此时的波长指天线辐射或者接收的辐射波的波长，当控制第一天线10和第二天线20的长边长度大于1/2波长，可以优化以及提升后续的调节天线的辐射效率和阻抗的效果，方便后续对第一天线10以及第二天线20的性能的调节。在上述双模蓝牙天线中，其阻抗经过上述优化处理后，经过适当的调频元件、高频调制元件70或低频调制元件60的后续调节，双模蓝牙天线的带宽可以是普通陶瓷天线带宽的两倍。

本发明还提出一种电子设备，电子设备包括基板和至少一个如上的蓝牙双模天线，蓝牙双模天线设置于基板的净空区10。

其中，电子设备可以是游戏手柄、vr(虚拟现实技术，virtualreality)控制器、ar(增强现实，augmentedreality)控制器、智能家居控制器，也可以是智能手表、智能手环等。值得注意的是，因为本发明电子设备包含了上述蓝牙双模天线的全部实施例，因此本发明电子设备具有上述蓝牙双模天线的所有有益效果，此处不再赘述。

可选地，第二天线20沿基板宽边方向设置，蓝牙双模天线的第一天线10沿基板长边方向设置，并尽量靠近基板边缘，以最大化利用净空区10。第二天线20的宽度和长度根据净空区的大小和实际所需要的频率进行调节，本发明不作限制。

为了更好的说明本申请的技术效果，以下例举一部分实施例来说明本申请的应用效果：

1)如果只需要经典2402-2480mhz带宽，可以独立设计为低频谐振和高频模式谐振模式，并同时具有小型化的尺寸或兼容陶瓷天线布线，为后期确定方案设计提供节约成本。

2)为蓝牙或wifi多天线系统(mimo，multiple-input，multiple-output，多输入多输出系统)提供高隔离度解决方案，如在一电子设备上设置多个蓝牙双模天线，将蓝牙双模天线1设计为高频谐振模式，蓝牙双模天线2设计为低频谐振模式，两者具有谐振模式不同的高隔离度。

因此，本申请提出了创新的双模天线设计方法，可以兼容目前陶瓷天线设计方案。并且还具有多种设计应用场景，为小尺寸产品提供兼具mimo，以及宽带宽、低成本、标准化的天线设计方案。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。