专利名称：制造印刷天线的方法
发明的背景1.发明的领域本发明涉及用于辐射或接收电磁信号的印刷天线，特别是制造这种印刷天线的方法。
2.有关技术的说明已发现，同导电表面垂直架设的单极天线提供了一种具有良好辐射特性，理想的输入阻抗和比较简单的结构的天线。因此，单极天线已被用于便携无线电设备、蜂窝式电话和其他个人通讯系统。为提高这种单极天线的技术，若干印刷单极天线已被研制，并在如下题目的专利申请中被披露“印刷单极天线”、“多频带印刷单极天线”(“多频带印刷单极天线”)和“具有大于其实际长度的电长度的印刷单极天线”。每个都一并共同提出申请，为本发明的受让人所拥有，特此编入供参考。
应特别注意这些天线结构的二个方面。第一个方面，每个前述印刷天线至少利用一个最好由柔韧的介电材料制成的印刷电路板。在这一点上会理解到，过去的印刷电路板由大体上是刚性的材料制成，而这样的材料在某个微小力下便会破碎或龟裂。这样的印刷电路板不仅使得天线会需要修理和更换，而且也引起安全事故。其次，显然这样的印刷天线需要保护，防止环境条件影响，为维持即使是正常的使用也需要总体上成为更结实。此外，没有适当的上覆物这样的印刷天线有不美的外观。
因此，用由足够柔韧的介电材料制成的印刷电路板制造印刷天线会是令人满意的。但是还要有在审美上也令人满意的保护上覆物。
鉴于上述，本发明的主要目的是提供一个制造印刷天线的方法。
本发明的另一个目的是提供这样一个制造印刷天线的方法，它使得印刷天线是经久耐用的，能防止环境条件影响的，并有一个吸引人的外观。
本发明的再一个目的是提供制造这样一个印刷天线的方法。为防止破损和防止由此引起的事故，在这个印刷天线里兼有足够程度的柔韧性。
本发明进一步的目的是提供一种制造能在广泛的应用范围中被利用的印刷天线的方法。
参照结合以下附图的说明，本发明的这些目的和其他要点会变得愈加明显。
发明的概要依照本发明的一个方面，披示了制造印刷天线的方法。这个方法包括以下各步准备一块有所要求长度和宽度的印刷电路板，它有第一个面、第二个面、馈送端和开路端；在印刷电路板的一个面上制作所要求电长度的主辐射元件；敷塑印刷电路板的两面。印刷电路板由柔韧性至少满足最低要求的介电材料制成。敷塑这一步通过在印刷电路板上喷塑或嵌塑低损耗介电材料来完成。此外，制造方法还包括将馈送口同印刷电路板结合这一步。其中主辐射元件同那里的信号馈送部分耦合。
依照本发明的第二个方面，还有制造允许它工作在多于一个的频带内的印刷天线的步骤，另外，再有制造的一步包括在印刷电路板上制作电抗元件以确定扩展的接地面或阻抗匹配网络。
附图的简要说明当说明书以具体且明确指出本发明权利范围的权利要求结束时，相信根据如下结合附图的说明会更好地理解本发明。
图1是按照本发明的方法制造的印刷天线的简略横截视图；图2是图1表示的印刷天线在敷塑后的简略顶面视图；图3是图1表示的印刷天线的简略横截底面视图，这里的印刷天线已被改进，规定了扩展的接地面；图4是在敷塑前按本发明的方法制造的多频带印刷天线的简略顶面视图；图5是在敷塑前按本发明的方法制造的多频带印刷天线另一个实施例分解的简略顶面视图；图6是图1表示的印刷天线的简略横截底面视图，这里的印刷天线已被改进，允许多频带工作。
发明的详细说明现在来仔细地参阅附图。在各个图上，同一数字都是表示相同的元件。图1和图2描绘用于有单一工作频带的无线电收发机、蜂窝式电话和其他个人通讯设备的单极天线10。如在图1中清楚看到的，印刷单极天线10包括一个外形上最好是平面的印刷电路板12。印刷电路板12有长度l、宽度w、第一个面14(见图1)、第二个面16(见图3和图6)、馈送端20和相对的开路端22。会注意到，印刷单极天线10包括一个在印刷电路板12的第一个面14上的以第一个导电轨迹18的形式组成的单极辐射元件。此外，为了防止环境条件影响和提供审美上令人满意的外观，敷塑层24加到印刷单极天线10上。
关于印刷电路板12，为了允许印刷单极天线10弯曲而无断裂的危险和可能的损坏，它最好用柔韧性至少满足最低限定要求的介电材料制造。典型的具有这样柔韧性的介电材料包括聚酰胺、聚酯之类。然而，不讲自明的任何使印刷电路板12有-90°到+90°范围的挠曲角那样程度的柔韧性的介电材料用于印刷单极天线10都是可接受的；使印刷电路板12有-180°到+180°的挠曲角那样更可取的柔韧性等级则为最佳。
第一个导电轨迹18最好用感光乳剂光成像处理或其他现有技术制作在印刷电路板12上。在这点上，这一个导电轨迹18最好用如铜或导电印剂这样的导电材料制成。一个在印刷电路板12上制作第一个导电轨迹18的方法包括给印刷电路板12的第一面14提供一层导电材料、向导电层上蚀刻所要的关于第一个导电轨迹18的图案，然后除去不是第一个导电轨迹18部分的导电材料。这个制作过程是很有效的。特别是，如下面讨论的，当导电轨迹在印刷电路板12的两面上形成时更是这样。
关于敷塑于层24，会认识到施加这一层可通过喷塑或嵌塑来完成。在喷塑的情况下，印刷电路板12放在模具里，而在这组件周围喷射敷塑围材料。可进行多重喷射生成所需要的敷塑形式。嵌塑适用于这样过程，其中先预先形成敷塑层，再将印刷电路板12插入敷塑层里。之后，当敷塑层24粘着在一起形成一个单一组件时，总装配宣告结束。最好用低损耗介电材料作为敷塑层24，聚氨基甲酸(乙)酯是一种典型的材料。
如图1上所见，将馈送口26或其他连接器同印刷单极天线10结合成一体是有利的。馈送口26包括信号馈送部分28和接地部分30，信号馈送部分28同第一个导电轨迹18连接。
如图3上所见，为了给印刷单极天线10提供一扩展的接地面，可在印刷电路板12的第二个面16上制作一个以第二个导电轨迹32形式的电抗元件。在题目“印刷单极天线”的专利申请中，详细地说明了这个电抗元件及其作用。该专利申请同本专利申请一并共同提出，并为本发明的受让人所拥有。特此编入以供参考。会了解到，为印刷单极天线10的宽带工作，调整第二个导电轨迹32的尺寸以提供同第一个导电轨迹18的阻抗匹配。因此，第二个导电轨迹32将同馈送口26的接地部分30耦合。
如图4上进一步看到的，为了使印刷单极天线10能够双重频带工作，在印刷电路板12的第一个面14上还制作至少第三个导电轨迹34形式的附加辐射元件。在题为“多频带印刷单极天线”的专利申请中，详细地说明和显示了这种多频带印刷天线。该专利申请同本专利申请一并共同提出，也为本发明的受让人所拥有，特此编入供参考。这样，不讲自明可以理解，第三个导电轨迹34将有一个不同于第一个导电轨迹18的电长度。然而，第一个和第三个导电轨迹18和34各自的实际长度可以是大体相同的(如图4中看到的)，但也不必是大体相同的。
如在图5中所看到的和压题为“多频带印刷单极天线”的专利申请中进一步说明的，示出另一种使印刷单极天线10能工作在多频带上的结构。该专利申请同本专利申请一并共同提出，并为本发明的受让人所拥有。特此编入供参考。在该结构中，提供出第二个印刷电路板36，这个印刷电路板36有同第一个印刷电路板12大体相似的形状，有第一个面38，第二个面(未示出)、馈送端40和相对的开路端42。在第二个印刷电路板的第一个面38上至少制作一个第四个导电轨迹44形式的辐射元件，其中印刷单极天线10至少在一个附加频带内谐振。当然会明白，印刷单极天线10的敷塑层会包括分别在第一个和第二个印刷电路板12和16上形成层24。作为制造这个具体结构的处理部分，为保持在信号进入印刷单极天线10的馈送点上的最小电压驻波比，在第一个和第二个印刷电路板12和36之间最好提供有一个规定的距离。
此外，另外一个使其能工作在多于一个频带内的印刷单极天线10实施例由图1和图6共同描绘。其中，在印刷电路板12上提供第一个导电轨迹18，而寄生元件46被加到印刷电路板12的第二个面16上。在题为“多频带印刷单极天线”的专利申请中详细地说明了这种结构。该专利申请同本专利申请一并共同提出，并为本发明的受让人所拥有，特此编入供参考。寄生元件46被用来调谐第一个导电轨迹18的第二个谐振响应，它用导电材料制成，但要调整尺寸使其成为一个非谐振元件。从图6会看出，寄生元件46最好放在印刷电路板12的开路端22。通过将寄生元件46放在沿印刷电路板的第二个面16的适当位置和给它合适的尺寸和面积，印刷单极天线10的第二个工作频带将不包括第一个导电轨迹18的基本谐振频率的整数倍。
虽然若干不同的印刷无线的实施例在这里被讨论，但不讲自明每个制造过程都必须包括以下各步准备所需数目的印刷电路板；在这样的印刷电路板的一面或两面上制作所要的导电轨迹；用一层低损耗介电材料敷塑印刷电路板。
已显示和说明了本发明的优选的制造方法。在不偏离本发明范围的情况下通过用本专业普通技术人员进行适当改进能够完成对这样方法的进一步运用。
权利要求
1.制造印刷天线的方法包括以下各步(a)准备所要求长度和宽度的第一个印刷电路板，它有第一个面、第二个面、一个馈送端和一个开路端；(b)在所说的印刷电路板的第一个面上制作所要求电长度的主辐射元件；(c)敷塑所说印刷电路板的两个面。
2.按权利要求1的方法，其中所说的第一个印刷电路板由柔韧性至少满足最低限度要求的介电材料制成。
3.按权利要求1的方法，其中所说的第一个印刷电路板由有-90°到+90°范围挠曲角的介电材料制成。
4.按权利要求1的方法，其中所说的第一个印刷电路板用低损耗的介电材料敷塑。
5.按权利要求1的方法，其中所说的敷塑一步通过喷塑来实行。
6.按权利要求1的方法，其中所说敷塑一步通过嵌塑来实行。
7.按权利要求1的方法，进而包括将一个馈送口同所说的印刷天线结合这一步骤，其中所说的主辐射元件同所说馈送口的信号馈送部分相耦合。
8.按权利要求1的方法，进而包括在所说的敷塑步骤之前在所说的印刷电路板的第二面上制作电抗元件为所说的印刷天线确定一个扩展的接地面。
9.按权利要求8的方法，进而包括将一个连接器同所说的印刷天线相结合的步骤，其中所说的主辐射元件被耦合到所说的连接器的馈送部分，而所说的电抗元件被耦合到所说的连接器的接地部分。
10.按权利要求8的方法，其中为了所说的印刷天线的宽带工作，调整所说的电抗元件的尺寸以提供同所说的主辐射元件的阻抗匹配。
11.按权利要求1的方法，其中调整所说的主辐射元件的尺寸使具在所说的印刷天线要求的工作的中心频率上谐振。
12.按权利要求8的方法，进而包括在所说的印刷电路板的第一个面上制作至少一个其电长度不同于所说的主辐射元件电长度的附加辐射元件的这一步骤，其中所说的印刷天线在多个频带上谐振。
13.按权利要求1的方法，进而包括在所说的印刷电路板的第一个面上制作至少一个其电长度不同于所说的主辐射元件的电长度的附加辐射元件这一步骤，其中所说的印刷天线在多个频带上谐振。
14.按权利要求1的方法，进而包括以下各步骤(a)准备所求长度和宽度的第二个印刷电路板，它有第一个面和第二个面，其中所说的第二个印刷电路板被放置得使其第二面毗邻所说的第一个印刷电路板的第一个面；(b)在所说的第二个印刷电路板的第一个面上制作至少一个附加辐射元件，其中所说的印刷天线在多个频带上谐振；(c)敷塑所说的第一个和第二个印刷电路板。
15.按权利要求14的方法，其中所说的第二个印刷电路板同所说的第一个印刷电路板间隔开一规定的距离以保持在天线馈送点上的最小电压驻波比。
16.按权利要求1的方法，进而包括在所说的第一个印刷电路板的第二个面上制作一个规定面积的寄生元件的步骤，其中调谐所说的主辐射元件使其在所要求频带内有辅助的谐振。
17.按权利要求1的方法，其中所说寄生元件由导电材料制成。
18.按权利要求16的方法，其中所说的寄生元件被调整尺寸使其成为非谐振元件。
19.按权利要求16的方法，其中所说的寄生元件被放置在所说的第一个印刷电路板的第二个面的所说的开路端上。
20.按权利要求16的方法，其中所说的所要求频带不包括所说的主辐射元件的基本谐振频率的整数倍。
全文摘要
方法包括这几步:准备一块所要求长度和宽度的印刷电路板(12),它有第一个面、第二个面、馈送端和开路端;在印刷电路板的一个面上制作所要求电长度的主辐射元件(18);敷塑(24)印刷电路板的两个面。印刷电路板由柔韧性至少满足最低限度要求的介电材料制成。敷塑这一步通过喷塑或嵌塑低损耗介电材料在印刷电路板上来完成。此外,制造方法还包括将馈送口同印刷天线结合这一步,其中主辐射元件同其信号馈送部分相耦合。
文档编号H01Q1/38GK1191634SQ96195717
公开日1998年8月26日 申请日期1996年5月30日 优先权日1995年6月2日
发明者G·J·哈耶斯, R·W·拉姆佩 申请人:艾利森公司