一种用于USB收发器的双频贴片天线的制作方法

一种用于usb收发器的双频贴片天线
技术领域
1.本实用新型涉及通讯领域，尤其涉及一种用于usb收发器的双频贴片天线。


背景技术：

2.为迎合无线通信系统的发展要求，天线的性能需进一步改善，天线尺寸需进一步减小，同时需要更宽的带宽和好的增益性能。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种用于usb收发器的双频贴片天线，包括贴片天线，所述贴片天线包括介质基板，所述介质基板正面设有顶部覆铜走线，所述顶部覆铜走线用于改变电流方向起到缩短波长作用；所述介质基板背面设有底部覆铜走线，所述底部覆铜走线用于与所述顶部覆铜走线之间产生寄生耦合电容，拓展高频带宽；所述介质基板正面设有焊盘，所述焊盘与所述顶部覆铜走线相连。
4.作为本实用新型的进一步改进，所述顶部覆铜走线采用两段不同方向的曲折走线，所述曲折走线是将直线型的微带线进行有规则的弯折而成。
5.作为本实用新型的进一步改进，所述焊盘包括第一焊盘、第二焊盘，所述第一焊盘、所述第二焊盘分别位于所述介质基板的两侧，所述顶部覆铜走线一端与所述第一焊盘相连，所述顶部覆铜走线另一端与所述第二焊盘相连。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述底部覆铜走线包括底部第一覆铜走线、底部第二覆铜走线，所述底部第一覆铜走线位于所述第一焊盘下方，所述底部第二覆铜走线位于所述第二焊盘下方。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述第一焊盘上设有第一连接通孔，所述第二焊盘上设有第二连接通孔。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述介质基板采用介电常数为4.4的fr4材料基板；所述焊盘采用电镀化锡工艺。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述贴片天线长度l为5.2mm，宽度w为2.2mm，厚度h为1.0mm。
10.作为本实用新型的进一步改进，该双频贴片天线包括设有电路的pcb板，所述贴片天线安装在所述pcb板上。
11.作为本实用新型的进一步改进，该双频贴片天线包括usb接口，所述usb接口安装在所述pcb板上。
12.作为本实用新型的进一步改进，该双频贴片天线包括外壳，所述pcb板安装在所述外壳内。
13.本实用新型的有益效果是：1.本实用新型的双频贴片天线采用介电常数为4.4fr4材料作为天线的介质基板，利用高介电常数的介质材料来减小器件尺寸，从而实现在usb收发器等小尺寸有限空间内的天线设计，满足实际使用的通讯距离要求；2.本实用新型的双
频贴片天线不仅尺寸小，而且满足(2400-2500mhz，5150-5850mhz)双频段的性能要求，在此频段内有很好的阻抗特性。
附图说明
14.图1是本实用新型贴片天线正面结构图；
15.图2是本实用新型贴片天线背面结构图；
16.图3是本实用新型天线使用场景结构图；
17.图4是本实用新型天线s11和驻波比(vswr)图；
18.图5是本实用新型天线eh面2d增益方向图(@2450mhz)；
19.图6是本实用新型天线eh面2d增益方向图(@5850mhz)；
20.图7是本实用新型天线3d增益方向图(@2450mhz)；
21.图8是本实用新型天线3d增益方向图(@5850mhz)。
具体实施方式
22.本实用新型是一种用于usb收发器的双频贴片天线，主要是对工作频率在2400-2500mhz，5150-5850mhz无线发射和接收通讯领域，由于内部空间较小，天线长度需要接近工作频点的四分之一波长，2400-2500频率的四分之一波长约等于31mm，内部没有足够空间，因此本实用新型贴片天线9采用介电常数为4.4fr4材料作为天线的介质基板1。利用高介电常数的介质材料来减小器件尺寸，从而实现在usb收发器等小尺寸有限空间内的天线设计，满足实际使用的通讯距离要求。
23.本实用新型请求保护一种用于usb收发器的双频贴片天线，该双频贴片天线采用介电常数为4.4的fr4材料作为天线基板，通过两路分支覆铜走线，顶部覆铜走线2实现低频2400-2500mhz频段，底部覆铜走线实现高频5150-5850mhz频段，经hfss仿真优化设计后得出最优的参数，在双频段实现的较好的阻抗特性。
24.如图1-2所示，本实用新型公开的一种用于usb收发器的双频贴片天线，包括贴片天线9，所述贴片天线9包括介质基板1，所述介质基板1正面设有顶部覆铜走线2，所述顶部覆铜走线2用于改变电流方向起到缩短波长作用；所述介质基板1背面设有底部覆铜走线，所述底部覆铜走线用于与所述顶部覆铜走线2之间产生寄生耦合电容，拓展高频带宽；所述介质基板1正面设有焊盘，所述焊盘与所述顶部覆铜走线2相连。
25.所述顶部覆铜走线2采用两段不同方向的曲折走线，所述曲折走线是将直线型的微带线进行有规则的弯折而成。所述顶部覆铜走线2采用两段不同方向的曲折走线，改变电流方向达到缩短波长作用，从而实现小尺寸。
26.所述焊盘包括第一焊盘7、第二焊盘8，所述第一焊盘7、所述第二焊盘8分别位于所述介质基板1的两侧，所述顶部覆铜走线2一端与所述第一焊盘7相连，所述顶部覆铜走线2另一端与所述第二焊盘8相连。
27.所述底部覆铜走线包括底部第一覆铜走线3、底部第二覆铜走线4，所述底部第一覆铜走线3位于所述第一焊盘7下方，所述底部第二覆铜走线4位于所述第二焊盘8下方。
28.所述第一焊盘7上设有第一连接通孔6，所述第二焊盘8上设有第二连接通孔5。
29.所述介质基板1采用介电常数为4.4的fr4材料基板；所述焊盘采用电镀化锡工艺，
实现封装贴片。
30.所述贴片天线9长度l为5.2mm，宽度w为2.2mm，厚度h为1.0mm。
31.如图3所示，该双频贴片天线包括设有电路的pcb板10，所述贴片天线9安装在所述pcb板10上。
32.该双频贴片天线包括usb接口12，所述usb接口12安装在所述pcb板10上。
33.该双频贴片天线包括外壳11，所述pcb板10安装在所述外壳11内，所述usb接口12从所述外壳11内伸出。
34.本实用新型的的双频贴片天线原理：
35.本实用新型的双频贴片天线采用介电常数为4.4的fr4材料作为天线基板，通过两路分支覆铜走线，顶部曲折走线就是将直线型的微带线进行有规则的弯折，从而增加电流的流径长度减小天线的尺寸辐射电流从馈电点输入，经过曲折结构辐射出去。可以看出如果辐射中心频率确定，当折数增多电流流过的路径越长，越利于天线的小型化。实现2400-2500mhz频段。底部分支覆铜走线与顶部覆铜走线之间的间距产生寄生耦合电容，能够拓展高频带宽，从而实现5150-5850mhz频段。
36.依据具体实施内容在hfss仿真与微波暗室实测数据如下：图4为天线s11参数和电压驻波比，在2400-2500mhz/5150-5850mhz频段下满足天线驻波比swr小于2，s11＜-10db，从得出的结果表明该天线实现了很好的阻抗宽带特性。图5、图6为位天线e面，h面的2d辐射方向图，图7、图8为天线的3d辐射方向图，从方向图上分析天线具有较好的方向性特性，表一为微波暗室测试的天线增益和效率，从表一数据上分析，2400-2500mhz
37./5150-5850mhz频段，天线实现了最大增益2dbi@2400-2500mhz，3dbi@51500-5850mhz，最高效率50％@2400-2500mhz，70％@51500-5850mhz性能。
38.表一 微波暗室实测天线的增益与效率
39.测试频率增益(dbi)效率(％)2400mhz1.2644.712420mhz1.3846.332440mhz1.9652.202460mhz2.0255.322480mhz2.3450.542500mhz1.6848.895150mhz2.8367.675350mhz3.3470.095550mhz3.4575.435850mhz2.9877.76
40.本实用新型的有益效果：1.本实用新型的双频贴片天线采用介电常数为4.4fr4材料作为天线的介质基板，利用高介电常数的介质材料来减小器件尺寸，从而实现在usb收发器等小尺寸有限空间内的天线设计，满足实际使用的通讯距离要求；2.本实用新型的双频贴片天线不仅尺寸小，而且满足(2400-2500mhz，5150-5850mhz)双频段的性能要求，在此频段内有很好的阻抗特性。
41.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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。