下电极1246。第一上电极1222、第二上电极1242均位于叠层体的上表面;第一端电极1224、第二端电极1244分别位于叠层体100的两端，第一下电极1226、第二下电极1246均与接地金属层220接触连接。参考图1，第一封端电极122通过馈线与测试板200上的馈电端口连接，其馈电端口用于连接信号源;第一封端电极122还通过短路线214与接地金属层220连接。第二封端电极124也是通过短路线216与接地金属层220连接。在本实施例中，其第一下电极1226与第二下电极1246与测试板焊接。
[0039]如图4所示的为LTCC天线的俯视图，第一上电极1222、第二上电极1242、第一下电极1226、第二下电极1246的长度L2范围均为:0.1mm?1.2mm;第一上电极1222、第二上电极1242、第一下电极1226、第二下电极1246的宽度W2范围均为:0.8mm?1.8mm。在本实施例中，第一封端电极和第一封端电极的结构即尺寸均相同。同时，上电极(1222、1242)与下电极(1226、1246)相对设置，上电极(1222、1242)和下电极(1226、1246)的形状尺寸也都相等，其中，上电极(1222、1242)和下电极(1226、1246)的长度L2均为1.092mm，宽度W2为1.8mm。在本实施例中，其LTCC天线具体尺寸为3.2mm*1.8mm*0.6mm。
[0040]进一步的可以理解:LTCC天线10是基于低温共烧烧陶瓷而制成的小型天线，LTCC天线10的损耗小、成本低。同时，馈线高频电流通过第一封端电极和第二封端电极的作用，把电磁能量耦合进入容性电极(第一电极层1131、第二电极层1133和第三电极层1135 )，使容性电极(第一电极层1131、第二电极层1133和第三电极层1135)产生高频电流和振荡的电磁场，从而产生向外福射的电磁波。
[0041 ] 在本实施例中，第一上电极1222、第二上电极1242、第一下电极1226、第二下电极1246采用银浆印刷于相应陶瓷介质层表面;第一端电极1224和第二端电极1244采用离子电镀于相应叠层体的两个端面。经过一系列的LTCC工艺技术将陶瓷介质、电极层(1131、1133、1135)、第一封端电极122和第二封端电极124共同烧结制成LTCC天线。
[0042]参考图1，在本实施例中，在LTCC天线10周围一定范围内以及垂直下方与测试板之间才设有净空区230;净空区230是指LTCC天线10周围一定范围内以及垂直下方，除连接焊盘和短路线外均不能有任何金属的区域。净空区230的长度为3mm;宽度为4mm?8_。由于净空区230的区域小，能进一步减小LTCC天线10在电路中所占的面积。
[0043]如图5所示的为LTCC天线的仿真曲线，是在介电常数为5.9，经过第一电极层1131、第二电极层1133和第三电极1135层优化后的LTCC天线10的性能指标。其中LTCC天线10的尺寸为:3.2mm*1.8mm*0.6mm。LTCC天线的仿真曲线是采用HFSS软件进行测试的。通过分析仿真曲线可以看出，通带频率范围为2.4GHz?2.5GHz，其Sll参数能够达到其性能要求。其中，Sll参数是指天线反射能量与入射能量的比值;Sll越大，反射越厉害，性能越差。LTCC天线10在中心频点的回波损耗为_42dB，这说明LTCC天线具有优良的性能。
[0044]如图6所示的为LTCC天线10中不同尺寸下的容性电极的仿真曲线，分析可知，LTCC天线10的谐振点随着内部电极尺寸的增加而向低频移动，反之，随着内部电极尺寸的减少向尚频移动。
[0045]在本实施例中，测试板20上层和下层间距为800微米，在测试板上还设有匹配网络(图中未示)，其匹配网络为T型匹配网。可以在接近LTCC天线本身的馈线部分开一个金属缝隙，用来焊接电容或者电感，还可以再馈线和接地金属层之间焊接电容或者电感，形成T型匹配网。
[0046]在以元器件小型化的主流下，上述LTCC天线具有成本低、结构简单且尺寸较小的特征。具体来说:从材料角度讲，利用介电常数较低的低温烧结陶瓷介质，成本本;另外LTCC天线的结构简单，以简单的容性加载原理实现天线辐射，不但可以有效地减小天线尺寸，而且在层叠过程中，没有通孔等连接处，方便减小工艺复杂度，从而节约成本，符合当前元器件发展的趋势。
[0047]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0048]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种LTCC天线，设置在测试板上，在所述测试板上设有馈电端口及接地金属层，其特征在于，包括: 叠层体，包括沿层叠方向层叠在一起的多个片状陶瓷介质层和位于相应所述陶瓷介质层上表面的电极层； 外部电极，包括第一封端电极和第二封端电极;所述第一封端电极、第二封端电极分别设置在所述叠层体的两端，且包裹部分所述叠层体;所述第一封端电极分别与馈电端口、接地金属层连接;所述第二封端电极通过短路线与所述接地金属层连接。2.根据权利要求1所述的LTCC天线，其特征在于，所述电极层包括第一电极层、第二电极层和第三电极层，所述第一电极层、第二电极层与第三电极层均平行设置，且相邻电极层的间距为150微米。3.根据权利要求1所述的LTCC天线，其特征在于，所述电极层的形状为矩形、三角形、圆形或者菱形中的一种。4.根据权利要求3所述的LTCC天线，其特征在于，若所述电极层为矩形，则所述矩形的尺寸范围为:长度为0.Imm?0.8mm;宽度为0.8mm?I.6mm。5.根据权利要求1所述的LTCC天线，其特征在于，所述第一封端电极包括第一上电极、第一端电极和第一下电极;所述第二封端电极包括第二上电极、第二端电极和第二下电极； 所述第一上电极、第二上电极均位于所述叠层体的上表面;所述第一端电极、第二端电极分别位于所述叠层体的两端，所述第一下电极、第二下电极均与所述测试板接触连接。6.根据权利要求5所述的LTCC天线，其特征在于，所述第一上电极、第二上电极、第一下电极、第二下电极的长度范围均为:0.1mm?1.2mm; 所述第一上电极、第二上电极、第一下电极、第二下电极的宽度范围均为:0.8mm?1.8mm07.根据权利要求1所述的LTCC天线，其特征在于，所述叠层体为方形结构，长度为3?3.2mm;宽度为Imm?1.8mm;高度为0.4mm?0.8mm; 所述叠层体中的陶瓷介质层为低温共烧陶瓷层，所述低温共烧陶瓷层的相对介电常数在5.4?10之间。8.根据权利要求5所述的LTCC天线，其特征在于，所述电极层、第一上电极、第二上电极、第一下电极、第二下电极采用银浆印刷于相应所述陶瓷介质层表面;所述第一端电极和第二端电极电镀于相应所述叠层体的端面。9.根据权利要求1所述的LTCC天线，其特征在于，在所述LTCC天线与所述测试板之间设有净空区;所述净空区的长度为3mm;宽度为4mm?8_。10.根据权利要求1所述的LTCC天线，其特征在于，所述测试层上还设有匹配网络;所述匹配网络为T型匹配网；所述接地金属层为铜层。
【专利摘要】本发明涉及一种LTCC天线，设置在测试板上，在所述测试板上设有馈电端口及接地金属层。LTCC天线，采用低损耗、介电系数低的低温烧结陶瓷制作而成。LTCC天线包括位于叠层体内的多个电极层以及包裹部分叠层体的两个封端电极；其中，第一封端电极在通过馈线连接测试板上设置的馈电端口，同时还通过短路线连接接地金属层，第二封端电极通过短路线连接接地金属层。上述LTCC天线由于两个封端电极部分包裹其叠层体，以容性加载原理实现天线辐射，辐射效率高。同时LTCC天线尺寸小、成本低，而且上述LTCC天线的结构中不用设置通孔，工艺简单、便于操作。
【IPC分类】H01Q1/38
【公开号】CN105680170
【申请号】CN201610071405
【发明人】张宗兵, 黄昆, 付振晓
【申请人】广东风华高新科技股份有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年2月1日