一种微带PCB天线的制作方法

一种微带pcb天线
技术领域
1.本实用新型属于无线通信技术领域，尤其涉及一种小型微带pcb天线。


背景技术：

2.sub-ghz(频率为1ghz以下，27mhz～960mhz)是无线通信的重要领域之一，其应用涵盖了消费电子、汽车、工业和医疗等多个领域，如在 tv/stb/vcr/dvd/音频设备遥控器、遥控开关、照明控制、门遥控开关、无线 pos机等设备都有很多应用。目前在915mhz频点附近的应用于wifi视频芯片的天线产品较少，主要有玻璃钢天线和胶棒铜管天线，这两类天线虽然能够满足视频带宽要求，但天线的外形体积都比较大，难以应用在一些空间紧凑、需要天线内置的产品上，即使是天线外置的产品，随着人们对产品小型化及外观的要求越来越高，现有的天线也无法满足天线性能和小型化兼具的需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种小型微带线pcb天线，频点在915mhz附近，具有良好的天线收发性能，体积小巧，可以满足天线安装空间紧凑的应用需求。
4.为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：
5.一种微带pcb天线，包括：介质基板、设置于所述介质基板上的辐射片和接地片，所述辐射片上设置有辐射片馈电焊盘，所述接地片上设置有接地片馈电焊盘；所述辐射片和所述接地片设置于所述介质基板的同一侧表面上；所述辐射片包括相互平行的第一天线臂和第二天线臂，所述第一天线臂和所述第二天线臂之间通过第一连接部相连，所述第一连接部垂直于所述第一天线臂和所述第二天线臂，且所述第一天线臂和所述第二天线臂位于所述第一连接部的同一侧；所述接地片包括方形基部、与所述方形基部相连的第三天线臂和第四天线臂，所述第三天线臂和所述第四天线臂相互平行，且所述第三天线臂和所述第四天线臂向同一个方向延伸，所述第三天线臂通过与其相垂直的第二连接部与所述方形基部顶部相连，所述第二连接部和所述方形基部的侧边平齐，所述第四天线臂与所述方形基部底部相连，且所述第四天线臂的底边和所述方形基部的底边平齐；所述辐射片设置于所述第三天线臂和所述第四天线臂之间，所述第一连接部和所述方形基部相邻设置，所述第一天线臂、所述第二天线臂、所述第三天线臂和所述第四天线臂相互平行。
6.进一步的，所述辐射片馈电焊盘设置于所述第一连接部与所述第二天线臂的连接处。
7.进一步的，所述接地片馈电焊盘设置于所述方形基部上。
8.进一步的，所述方形基部的上部开设有一缝隙，所述缝隙从所述方形基部的外侧边缘向内延伸，所述缝隙与所述第三天线臂平行。
9.进一步的，所述第一天线臂的长度为42mm～48mm。
10.进一步的，所述第一天线臂的长度小于所述第二天线臂的长度，所述第二天线臂延伸超出所述第三天线臂和第四天线臂，所述第四天线臂延伸超出所述第三天线臂。
11.进一步的，所述第一天线臂的长度为45.05mm，所述第二天线臂的长度为 76mm，所述第一连接部的长度为1.6mm，所述第一天线臂、第二连接部及第一连接部的宽度均为1.5mm，所述第三天线臂的长度为79.55mm、宽度为1.5mm，所述第四天线臂的长度为64.05mm、宽度为1mm，所述方形基部的长、宽为20
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6.2mm。
12.进一步的，所述方形基部的上部开设有一从所述方形基部的外侧边缘向内延伸的缝隙，所述缝隙与所述第三天线臂平行，所述缝隙的长度为0.2mm，所述缝隙与所述方形基部的顶边之间的距离为1.5mm。
13.进一步的，所述辐射片还包括与所述第二天线臂相连的第五天线臂，所述第五天线臂与所述第二天线臂平行，所述第五天线臂通过第三连接部与所述第二天线臂的端部相连，所述第三连接部与所述第二天线臂相垂直，所述第五天线臂从其与所述第三连接部相连的一端向所述第三天线臂延伸，并和所述第三天线臂在同一直线上。
14.进一步的，所述微带pcb天线的频段为902～928mhz。
15.由以上技术方案可知，本实用新型的微带pcb天线采用特殊设计的贴片结构，将贴片结构设置于pcb基板上，实现了天线的小型化，而且天线的中心频率为915mhz，应用范围覆盖902～928mhz频段，具有良好的收发性能，可满足用于如无人机、baby monitor、家用局域网桥、无线可视门铃等视频终端产品上的通信模组的应用需求。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例2的结构示意图；
18.图3为实施例1的天线安装在终端机中的s11参数图；
19.图4为实施例2的天线安装在天线罩中的s11参数图；
20.图5为以实施例2的天线作为发射天线进行暗室实验时接收端探头的功率谱包络图；
21.图6为实施例2的天线和胶棒铜管天线的垂直方向图。
22.下面结合附图和各实施例对本实用新型进一步详细说明。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；术语“正”、“反”、“底”、“上”、“下”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的限制。
24.实施例1
25.如图1所示，本实施例的微带线pcb天线包括介质基板1、辐射片2、接地片3、辐射片
馈电焊盘4以及接地片馈电焊盘5，辐射片2和接地片3均设置在介质基板1的同一侧表面上。辐射片2上设置辐射片馈电焊盘4，接地片3上设置接地片馈电焊盘5，通过两个焊盘分别和射频线缆的内芯及外屏蔽地网相连，射频线缆与射频模组上的射频连接口或sma接头相连。本实施例的介质基板1采用fr4板，厚度为1mm，辐射片2和接地片3均为铜材质，厚度为 1盎司。
26.本实施例的辐射片2包括相互平行的第一天线臂2-1和第二天线臂2-2，第一天线臂2-1和第二天线臂2-2通过第一连接部2-3相连，第一连接部2-3 和第一天线臂2-1及第二天线臂2-2相垂直，第一连接部2-3的一端与第一天线臂2-1的一端部相连、另一端与第二天线臂2-2的一端部相连。第一天线臂 2-1和第二天线臂2-1位于第一连接部2-3的同一侧，即第一天线臂2-1和第二天线臂2-3的延伸方向相同，均从与第一连接部2-3相连的端部水平延伸，第一天线臂2-1的长度小于第二天线臂2-2的长度。本实施例中第一天线臂2
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1的长度为45.05mm，第二天线臂2-2的长度为76mm，第一连接部2-3的长度为1.6mm，第一天线臂2-1、第二连接部2-2及第一连接部2-3的宽度均为 1.5mm。第一天线臂2-1、第一连接部2-3和第二天线臂2-2依次相连，形成半封闭的折线形。辐射片馈电焊盘4设置于第一连接部2-3和第二天线臂2-2的连接处。
27.接地片3包括方形基部3-1、第三天线臂3-2及第四天线臂3-3，第三天线臂3-2和第四天线臂3-3相互平行，且第四天线3-3延伸超出第三天线臂3
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2。方形基部3-1为矩形，第三天线臂3-2通过第二连接部3-4与方形基部3-1 相连，第二连接部3-4垂直连接于方形基部3-1顶部，第二连接部3-4和方形基部3-1的侧边平齐，第三天线臂3-2的一端与第二连接部3-4相连。第四天线臂3-3连接于方形基部3-1底部，第四天线臂3-3的底边和方形基部3-1的底边平齐。接地片馈电焊盘5设置于方形基部3-1上。在方形基部3-1的上部开设有一缝隙a，缝隙a从方形基部3-1的外侧边缘向内延伸，缝隙a与第三天线臂3-2平行。本实施例的第三天线臂3-2的长度为79.55mm、宽度为 1.5mm，第四天线臂3-3的长度为64.05mm、宽度为1mm，方形基部3-1的长、宽分别为：20
×
6.2mm，缝隙a的长度为0.2mm，缝隙a与方形基部3-1的顶边之间的距离为1.5mm。
28.辐射片2设置于接地片3的第三天线臂3-2和第四天线臂3-3之间，第一天线臂2-1、第二天线臂2-2、第三天线臂3-2和第四天线臂3-3相互平行，第二天线臂2-2延伸超出第三天线臂3-2和第四天线臂3-3。本实用新型的天线主要通过调节第一天线臂2-1的长度来调节天线的s11参数，使其满足 902～928mhz范围的性能需求，以实施例1的第一天线臂的长度为标准，可增长或缩短0.5mm～3mm，即第一天线臂2-1的长度可为42mm～48mm(取值包含端点值)。在调节第一天线臂2-1长度的同时，还可以配合调整第二天线臂2
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2和/或第三天线臂3-2和/或第四天线臂3-3的长度，第二、第三及第四天线臂的变动范围相对于第一天线臂的变动范围更宽裕一些。
29.实施例2
30.如图2所示，本实施例和实施例1不同的地方在于，本实施例的辐射片2 还包括与第二天线臂2-2相连的第五天线臂2-3，第五天线臂2-3通过第三连接部2-4与第二天线臂2-2相连，第三连接部2-4与第二天线臂2-2相垂直，第五天线臂2-3与第二天线臂2-2平行，并从与第三连接部2-4相连的一端向第三天线臂3-2延伸，第五天线臂2-3和第三天线臂3-2在同一直线上，但两者间不相连，而是具有一定的间隔。同样的，实施例2的天线也可以通过调
节第一天线臂、第二天线臂、第三天线臂及第四天线臂的长度来调节天线的s11 参数，在调节天线的频率的同时使天线的s11参数落在想要的范围内，以适应不同的需求。除此之外，实施例2的天线还通过设置第五天线臂2-3，使第二天线臂2-2具有一个折弯部，这个折弯部实际用于调节第二天线臂2-2的长度，当对天线的整体长度尺寸有要求，即第二天线臂2-2的直线长度不能太长时，通过与第二天线臂2-2相连的第五天线臂2-3(折弯部)来延长第二天线臂2-2的长度，达到天线在902～928m范围内具有合适的s11参数的目的。
31.为了验证本实用新型天线的性能，对实施例1和实施例2的天线的s11参数在不同的情况下进行测试，实施例1天线的测试情况为：安装在wifi终端机的塑料外壳中(终端机为珠海泰芯公司的ah-网桥-900m)；实施例2天线的测试情况为：安装在天线罩中。测得的s11参数图分别如图3和图4所示，从图3和图4可以看出，在不同的应用场景下，本实用新型的天线的s11参数没有偏离，均落在902～928mhz频带内，天线的s11适应能力良好，可以根据需求应用在相应的应用场景中。
32.同时，还将实施例2的天线和市场上购买的胶棒铜管天线(胶棒铜管天线为成都泽耀科技有限公司公司的高增益天线)进行了wifi网桥终端户外拉距离实验，实验中所使用的两个终端机均为珠海泰芯公司的ah-网桥-900m终端机，其中一个终端机(sta)使用的天线为胶棒铜管天线，另一个终端机 (ap)分别接实施例2的天线及胶棒铜管天线，两种天线的拉距离性能测试结果分别如表1和表2所示。
33.表1
[0034][0035]
表2
[0036][0037]
从表1和表2的测试结果可以看出，实施例2的天线的最大拉距离 (413m)大于胶棒铜管天线的最大拉距离，而且rssi优于胶棒铜管天线，实施例2的天线性能不差于胶棒铜管天线的性能，甚至更优，但体积相较于胶棒铜管天线要小很多，可以应用在对天线体积有小型化需求的场景中，如内置于终端机内部等情况。
[0038]
将实施例1的天线贴在门铃机产品(测试所使用的门铃机为东莞市嘉松电子科技有限公司的门铃机产品)的屏幕终端机内部，在马路上进行户外拉距离实验，摄像头终端机的天线为fpc天线。测试结果如表3所示。此外，将实施例1的天线贴在嘉松门铃机产品的屏幕终端机内部，在海滩上做了不定量测试，在海滩拉距离最远可以达到467米。
[0039]
表3
[0040][0041]
从表3的测试结果可以看出，将实施例1的天线作为产品终端机的内置天线也能满足应用需求。
[0042]
将实施例2的天线作为发射天线进行暗室实验，发射天线安装在发射端暗室内的旋转盘上，发射端暗室的尺寸为：长*宽*高：71*80*72(cm)，暗室内壁上粘贴角锥形吸波材料。接收端暗室的结构和发射端暗室的相同，接收端暗室内安装有高方向性探头(高方向性探头为响洲电子科技的对数周期天线，频率为806～960mhz)。测试时，控制旋转盘在水平面上以12秒/圈的转速匀速旋转(0～360
°
)，发射天线发射8mhz宽带恒定平整包络频谱；相隔15米的接收端暗室内高方向性探头接收信号并导入频谱仪，在发射天线旋转状态下，观测实时接收功率谱周期起伏，高方向性探头探测到的功率谱包络如图5所示，从图5可以看出，功率包络最大值达到-55dbm，即瞬时测得的最大功率平均可达-55dbm。
[0043]
将胶棒铜管天线作为发射天线进行同样的暗室实验，读取8mhz带宽功率谱包络的两个中间频点的平均值，得到的测试结果如表4所示。根据表4的结果绘制的垂直方向图如图6所示(图6中的圆点为实施例2天线的数据，方块点为胶棒铜管天线的数据)。
[0044]
表4
[0045]
[0046][0047]
从表4和图6可以看出，实施例2天线在最大功率(亦即最大增益)附近的rssi值与胶棒铜管天线的相当，甚至优于胶棒铜管天线。
[0048]
根据以上测试结果可知，本实用新型天线体积小巧，带宽可以覆盖902～ 928mhz频段,而且能够适应不同产品的尺寸需求，保证s11采纳数不偏离频点，可应用于天线罩内、内置于产品外壳内、裸露在空气中等不同的场景中。
[0049]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内
容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。