專利名稱：印刷寬帶終端天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種終端天線，具體地說，是涉及一種印刷寬帶終端天線。
背景技術：
移動通信技術的迅速普及使得人與人之間的溝通克服了時間與空間的障礙變得無處不在，不斷更新的電子產品使得實時的信息獲取與交換成為可能，為人們提供了便攜、高效的無線通信服務，而天線是這些無線通信服務中必不可少的。與此同時，隨著個人通信業務的飛速發展，人們對無線產品的設計提出了更為嚴格的要求，這些要求主要體現在兩個方面寬帶化、小型化。目前人們常用的3G民用通信系統和正在演進中的4G無線通信系統都需要具有更寬帶寬的天線以獲取更大的傳輸容量，鑒于此，為了提高無線通信收、發系統的工作性能和工作效率，寬頻帶、多頻帶、小型化天線的研究和開發日益成為天線研究領 域中一個十分重要的課題。目前，人們主要使用PIFA(平面倒F型)形式的天線，該天線由電連接的兩組金屬條組構成，然而這種形式的天線對于低頻頻點來說，由于諧振波長較長，因此對應的金屬條也會較長，因此會占用較大的印刷電路板空間，不利于天線小型化及系統集成。由此可知，如何進一步在有限的范圍內使得終端天線有足夠寬的工作帶寬，以便于滿足新一代移動通信網絡對天線工作高效、寬頻、小型化的要求，是急需解決的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種占用空間較小的印刷寬帶終端天線，主要解決現有技術中存在的天線不能同時滿足人們對其寬頻、小型化要求的問題。為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下
印刷寬帶終端天線，包括印刷電路板，以及設置于該印刷電路板一表面上的印制板金屬地，還包括設置于印刷電路板另一表面上的第一彎折金屬條組，成半封閉的環狀結構包圍該第一彎折金屬條組的第二彎折金屬條組，以及與所述第一彎折金屬條組的端部相連的微帶饋線，和與所述第二彎折金屬條組相連的接地裝置。其中，所述印制板金屬地上設有至少一邊未被印制板金屬地封閉的無金屬區域。具體地說，所述第一彎折金屬條組包括與微帶饋線一端連接的第一金屬條，位于第一金屬條一側并與其平行的第三金屬條，連接第一金屬條和第三金屬條同向端的第二金屬條，一端與第三金屬條相連且整體位于第一金屬條和第三金屬條之間的第四金屬條，位于第一金屬條和第三金屬條之間且一端與第四金屬條另一端相連的第五金屬條，以及連接于與所述第二金屬條相對的第一金屬條另一側的第六金屬條；所述第二彎折金屬條組包括與第一金屬條平行的第九金屬條，位于該第九金屬條兩側且分別與其一端垂直相連的第八金屬條和第十六金屬條，位于該第九金屬條兩側且分別與其另一端垂直相連的第十金屬條和第十四金屬條；將該第八金屬條另一端與接地裝置連接的第七金屬條，以及與第十四金屬條連接并和第十四金屬條、第九金屬條、第八金屬條和第七金屬條共同對第一彎折金屬條組形成半包圍的第十五金屬條，位于與第十五金屬條相對的第九金屬條另一側并與第十金屬條相連的第十一金屬條，和通過第十二金屬條與該第十一金屬條相連的第十三金屬條。進一步地，所述第四金屬條垂直連接于第三金屬條的中部，而第五金屬條則與第四金屬條的端部垂直連接；所述第七金屬條與第八金屬條的端部垂直連接，而第十五金屬條則與第十四金屬條的端部垂直連接；所述第十一金屬條與第十金屬條的端部垂直連接，而第十二金屬條則與第十一金屬條的端部垂直連接。為了壓縮天線走線長度，節約天線的布線空間，所述第八金屬條與第九金屬條的連接處設有第一貼片電感，所述第九金屬條與第十金屬條的連接處設有第二貼片電感。作為優選，所述接地裝置包括一端與第七金屬條端部相連的接地線，和連接于接地線另一端并與印制板金屬地連通的接地片。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
(I)本發明通過改變天線結構，在實現較寬工作帶寬的同時進一步縮小了天線體積，充分滿足了新一代移動通信網絡對天線高效、寬頻、小型化的要求，符合科技發展和人們的需求。(2)本發明在不添加額外匹配電路，不使用特殊材料印刷電路板的情況下，能夠獲得較高的效率、寬頻、同時縮小了體積，成本低廉，結構簡單，易于加工與實現，適合大規模推廣應用。(3)與直接使用電容的單頻點匹配相比，本發明使用分布式電容耦合，這樣的設置能夠實現多頻點匹配，有利于增加諧振帶寬，最終獲得在緊湊結構下的寬帶性能。(4)本發明中，貼片電感的使用有效地壓縮了天線走線長度，節約了天線的布線空間，更有利于實現天線的小型化。(5)本發明中，人們可以根據實際需要選擇彎折金屬條的尺寸，第一彎折金屬條組和第二彎折金屬條組之間的縫隙寬度，接地線和接地片的位置及寬度，印刷電路板的尺寸，印制板金屬地的尺寸等，經試驗證明，本發明能覆蓋無線移動通信的常用工作頻段680-3000MHZ，在這樣的工作帶寬內均能獲得較高的天線效率，故其可以廣泛應用于各移動通信設備中，具有較高的市場價值。
圖I為本發明的結構示意圖。上述附圖中，附圖標記對應的部件名稱如下
10-第一金屬條，11-第二金屬條，12-第三金屬條，13-第四金屬條，14-第五金屬條,15-第六金屬條；
20-第七金屬條，21-第八金屬條，22-第九金屬條，23-第十金屬條，24-第i^一金屬條，25-第十二金屬條,26-第十三金屬條,27-第十四金屬條,28-第十五金屬條,29-第十六金屬條；
30-第二貼片電感，31-第一貼片電感，40-微帶饋線，50-接地線，60-接地片，70-印刷電路板，90-印制板金屬地。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例如圖I所示，印刷寬帶終端天線，包括印刷電路板70，均設置于印刷電路板70 —表面的第一彎折金屬條組，成未封閉的環狀結構且包圍第一彎折金屬條組的第二彎折金屬條組，與第一彎折金屬條組相連的微帶饋線40，與第二彎折金屬條組相連的接地裝置；設置于印刷電路板70另一表面的印制板金屬地90,該印制板金屬地90所在面上還有一個無金屬區域，該無金屬區域設置在印制板金屬地90中，且成至少一邊未被印制板金屬地90封閉的無金屬區域，該無金屬區域包括天線走線正投影至印制板金屬地90所在面上的對應區域，且天線走線和印制板金屬地90間存在耦合縫隙。具體地說，所述第一彎折金屬條組和第二彎折金屬條組不直接相連，在二者之間 有預定長度、寬度的縫隙，在使用中，第一彎折金屬條組產生高頻諧振，第二彎折金屬條組產生低頻諧振；且構成第一彎折金屬條組及第二彎折金屬條組的彎折金屬帶線均由兩條或兩條以上以90度彎折角度相連的寬度均勻或非均勻的金屬條組成。在實際應用中，人們也可根據印刷電路板以及天線所在電子設備的形狀而對彎折角度進行調整，但通常情況下，正交角度即90度最能節省空間。由于第一彎折金屬條組和第二彎折金屬條組之間的縫隙相當于電容的效果，所產生的耦合量和電容量與兩組金屬條組之間的縫隙寬度以及長度有關，長度越長、寬度越窄所產生的耦合量與電容量越大，因此我們可以通過調節二者間縫隙的寬度和長度來實現對高頻和低頻的諧振、帶寬的調節，最終實現對1710-2690 MHz頻率范圍的良好覆蓋。與直接使用電容的單頻點匹配相比，本發明使用分布式電容耦合方式能夠實現多頻點匹配，有利于增加諧振帶寬，最終獲得在緊湊結構下的寬帶性能。其中，第一彎折金屬條組和第二彎折金屬條組構成了天線走線，在使用時，微帶饋線40通過直接向天線走線饋電,在第一彎折金屬條組上激勵起高頻電流形成諧振,并通過第一彎折金屬條組和第二彎折金屬條組之間的耦合縫隙的容性耦合激勵起第二彎折金屬條組形成高頻電流，最后形成電磁波向空間輻射。第一彎折金屬條組由類似于倒F結構和L結構的兩條彎折金屬帶線產生兩個高頻諧振點，第二彎折金屬條組的左右兩個未封閉環結構形成了兩個獨立的諧振點并一起形成一個較寬的低頻諧振帶覆蓋698-960 MHz頻段。本發明中彎折金屬條組的尺寸、第一組彎折金屬條組和第二組彎折金屬條組之間的縫隙寬度、接地線和接地片的位置和寬度、印刷電路板的尺寸以及印刷在印制板金屬地的尺寸都是可以通過常規實驗，視具體的應用環境進行調整的。在使用中，通過調節第一彎折金屬條組和第二彎折金屬條組之間的縫隙寬度，便可控制耦合量的大小，進一步調整高頻阻抗匹配和低頻阻抗匹配，使其最終能夠達到有效覆蓋1710-2690MHZ的高頻帶寬、698_960MHz的低頻帶寬的要求。進一步地,所述第一彎折金屬條組包括與微帶饋線40 —端連接的第一金屬條10,位于第一金屬條10 —側并與其平行的第三金屬條12，連接第一金屬條10和第三金屬條12同向端的第二金屬條11，一端與第三金屬條12相連且整體位于第一金屬條10和第三金屬條12之間的第四金屬條13,位于第一金屬條10和第三金屬條12之間且一端與第四金屬條13另一端相連的第五金屬條14，以及連接于與所述第二金屬條11相對的第一金屬條10另一側的第六金屬15 ;所述第二彎折金屬條組包括與第一金屬條10平行的第九金屬條22，位于該第九金屬條22兩側且分別與其一端垂直相連的第八金屬條21和第十六金屬條29，位于該第九金屬條22兩側且分別與其另一端垂直相連的第十金屬條23和第十四金屬條27 ；將該第八金屬條21另一端與接地裝置連接的第七金屬條20，以及與第十四金屬條27連接并和第十四金屬條27、第九金屬條22、第八金屬條21和第七金屬條20共同對第一彎折金屬條組形成半包圍的第十五金屬條28,位于與第十五金屬條28相對的第九金屬條22另一側并與第十金屬條23相連的第^ 金屬條24,和通過第十二金屬條25與該第^ 金屬條24相連的第十三金屬條26。更具體地說，所述第四金屬條13垂直連接于第三金屬條12的中部，而第五金屬條14則與第四金屬條13的端部垂直連接；所述第七金屬條20與第八金屬條21的端部垂直連接，而第十五金屬條28則與第十四金屬條27的端部垂直連接；所述第十一金屬條24與第 十金屬條23的端部垂直連接,而第十二金屬條25則與第^ 金屬條24的端部垂直連接。上述彎折金屬條組除由各自獨立的多個金屬條經電連接得到，還可以由一根金屬條進行折疊后得到。為了進一步節約天線的布線空間，實現小型化，第八金屬條21與第九金屬條22連接處設有第一貼片電感31，所述第九金屬條22與第十金屬條23連接處設有第二貼片電感30。作為優選，所述接地裝置包括一端與第七金屬條20下端相連的接地線50，連接于接地線50另一端與印制板金屬地90之間的接地片60 ;其中，接地線50的一端連接在第二彎折金屬條組的一個邊緣，或者且某一表面，接地線50的另一端可以連接接地片60的一個邊緣，或者接地片60的表面。作為優選，所述微帶饋線為50歐姆微帶饋線，其一端與第一金屬條10的下端相連，另一端與天線所在電子設備的前端射頻模塊電連接或壓疊式連接，其中，微帶饋線與第一金屬條10連接的位置，以及其寬度和長度可以根據實際的調試結果進行選擇，例如，其可以是具有一定寬度的金屬線，可以是長方形、正方形或者其他形狀。按照上述實施例，便可很好地實現本發明。
權利要求
1.印刷寬帶終端天線，包括印刷電路板(70)，以及設置于該印刷電路板(70)—表面上的印制板金屬地(90)，其特征在于，還包括設置于印刷電路板(70)另一表面上的第一彎折金屬條組，成半封閉的環狀結構包圍該第一彎折金屬條組的第二彎折金屬條組，以及與所述第一彎折金屬條組的端部相連的微帶饋線(40)，和與所述第二彎折金屬條組相連的接地裝置。
2.根據權利要求I所述的印刷寬帶終端天線，其特征在于，所述印制板金屬地(90)上設有至少一邊未被印制板金屬地(90)封閉的無金屬區域。
3.根據權利要求I或2所述的印刷寬帶終端天線，其特征在于，所述第一彎折金屬條組包括與微帶饋線(40) —端連接的第一金屬條(10)，位于第一金屬條(10) —側并與其平行的第三金屬條(12),連接第一金屬條(10)和第三金屬條(12)同向端的第二金屬條(11), 一端與第三金屬條(12)相連且整體位于第一金屬條(10)和第三金屬條(12)之間的第四金屬條(13),位于第一金屬條(10)和第三金屬條(12)之間且一端與第四金屬條(13)另一端相連的第五金屬條(14)，以及連接于與所述第二金屬條(11)相對的第一金屬條(10)另一側的第六金屬條(15)。
4.根據權利要求3所述的印刷寬帶終端天線，其特征在于，所述第二彎折金屬條組包括與第一金屬條(10)平行的第九金屬條(22),位于該第九金屬條(22)兩側且分別與其一端垂直相連的第八金屬條(21)和第十六金屬條(29)，位于該第九金屬條(22)兩側且分別與其另一端垂直相連的第十金屬條(23)和第十四金屬條(27);將該第八金屬條(21)另一端與接地裝置連接的第七金屬條(20)，以及與第十四金屬條(27)連接并和第十四金屬條(27)、第九金屬條(22)、第八金屬條(21)和第七金屬條(20)共同對第一彎折金屬條組形成半包圍的第十五金屬條(28),位于與第十五金屬條(28)相對的第九金屬條(22)另一側并與第十金屬條(23)相連的第^ 金屬條(24),和通過第十二金屬條(25)與該第^ 金屬條(24)相連的第十三金屬條(26)。
5.根據權利要求4所述的印刷寬帶終端天線，其特征在于，所述第四金屬條(13)垂直連接于第三金屬條(12)的中部，而第五金屬條(14)則與第四金屬條(13)的端部垂直連接。
6.根據權利要求5所述的印刷寬帶終端天線，其特征在于，所述第七金屬條(20)與第八金屬條(21)的端部垂直連接，而第十五金屬條(28)則與第十四金屬條(27)的端部垂直連接。
7.根據權利要求6所述的印刷寬帶終端天線，其特征在于，所述第十一金屬條(24)與第十金屬條(23)的端部垂直連接,而第十二金屬條(25)則與第^ 金屬條(24)的端部垂直連接。
8.根據權利要求4 7中任意一項所述的印刷寬帶終端天線，其特征在于，所述第八金屬條(21)與第九金屬條(22)的連接處設有第一貼片電感(31)，所述第九金屬條(22)與第十金屬條(23)的連接處設有第二貼片電感(30)。
9.根據權利要求8所述的印刷寬帶終端天線，其特征在于，所述接地裝置包括一端與第七金屬條(20)端部相連的接地線(50)，和連接于接地線(50)另一端并與印制板金屬地(90)連通的接地片(60)。
全文摘要
本發明公開了一種印刷寬帶終端天線，主要解決了現有技術中存在的天線不能同時滿足人們對其寬頻、小型化要求的問題。該印刷寬帶終端天線，包括印刷電路板，以及設置于該印刷電路板一表面上的印制板金屬地，還包括設置于印刷電路板另一表面上的第一彎折金屬條組，成半封閉的環狀結構包圍該第一彎折金屬條組的第二彎折金屬條組，以及與所述第一彎折金屬條組的端部相連的微帶饋線，和與所述第二彎折金屬條組相連的接地裝置。通過上述方案，本發明達到了在保證帶寬的同時實現天線小型化的目的，具有很高的實用價值和推廣價值。
文檔編號H01Q1/38GK102800950SQ20121027483
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月3日 優先權日2012年8月3日
發明者楊順, 劉佳奇, 李樂偉, 王朗 申請人:電子科技大學