一種新型LTCC叉指天線的制作方法

本發明涉及天線領域，尤其涉及一種結構簡單、帶寬范圍大的LTCC叉指天線。

背景技術：

當前，無線通信技術高速發展，業務范圍不斷擴大，人們對無線產品的需求迅速增長，天線在這些產品電路中就扮演著重要的角色，并隨著通信技術的發展而取得不斷進展。新的通信系統要求發展一種能在特定的頻帶內提取和檢出信號的新技術，而這種新技術的發展進一步加速了天線技術的研究和發展。

LTCC技術是于1982年休斯公司開發的新型材料技術,是將低溫燒結陶瓷粉制成厚度精確而且致密的生瓷帶,在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、精密導體漿料印刷等工藝制出所需要的電路圖形,并將多個被動組件(如低容值電容、電阻、濾波器、阻抗轉換器、禍合器等)埋入多層陶瓷墓板中,然后疊壓在一起,內外電極可分別使用銀、銅、金等金屬,在900℃下燒結,制成三維空間互不干擾的高密度電路,也可制成內置無源元件的三維電路基板,在其表面可以貼裝Ic和有源器件,制成無源/有源集成的功能模塊,可進一步將電路小型化與高密度化,特別適合用于高頻通訊用組件。

LTCC天線可以用于WLAN、藍牙、衛星電視和PHS，具有低插入損耗，高衰減和小體積SMD片式設計，減少復雜調教工作，簡化電路等優點，但已有的LTCC天線存在通帶頻率范圍小，結構復雜，產品合格率低等缺點。

技術實現要素：

本發明的目的是解決天線通帶頻率范圍小，結構復雜，產品合格率低等問題。

具體的，本發明提供了一種LTCC叉指天線，包括由三層陶瓷基片組成的陶瓷體；印刷在所述陶瓷體第二層陶瓷基片上的信號輸入端；印刷在所述陶瓷體第三層陶瓷基片上的第一耦合組線和第二耦合組線；印刷在所述陶瓷體表面的左連接端和右連接端，所述左連接端與所述第一耦合組線相連接，所述右連接端與所述第二耦合組線相連接；

所述輸入端與所述第一耦合組線通過孔柱相連接；

所述左連接端與所述右連接端通過導線相連接。

進一步地，所述陶瓷體第一層陶瓷基片為標記層，印刷有作為方向標識的的矩形圖案。

進一步地，所述陶瓷體材料為FerroA6或DuPont 901。

進一步地，所述第一耦合組線包括2～5根長短不一的帶狀金屬線，所述第二耦合組線包括2～5根長短不一的帶狀金屬線；

所述帶狀金屬線材料采用銀或銅，且長度、寬度不同；

所述第一耦合組線和第二耦合組線的帶狀金屬線均勻分布于所述第三層陶瓷基片的兩端，位置相對，且相對的兩根帶狀金屬線并不相接。

進一步地，所述左連接端和右連接端為印刷在陶瓷體表面的銀層，銀層厚度為0.01mm。

進一步地，所述信號輸入端為矩形金屬片。

優選地，帶狀金屬線材料為銀，所述第一耦合組線包括四根帶狀金屬線，第一根帶狀金屬線寬度為0.2mm，長度為1.1mm，第二根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為1.4mm，第三根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm，第四根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為2.0mm；

所述第二耦合組線包括四根帶狀金屬線，第一根帶狀金屬線寬度為0.2mm，長度為0.1mm，第二根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm，第三根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為2.2mm，第四根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm。

優選地，帶狀金屬線材料為銅，所述第一耦合組線包括四根帶狀金屬線，第一根帶狀金屬線寬度為0.2mm，長度為1.2mm，第二根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為1.5mm，第三根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm，第四根金屬線寬度為0.4mm，長度為2.2mm；

所述第二耦合組線包括四根帶狀金屬線，第一根帶狀金屬線寬度為0.2mm，長度為0.1mm，第二根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm，第三根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為2.3mm，第四根金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm。

本發明的LTCC叉指天線，信號從輸入端輸入，通過第一耦合組線和第二耦合組線相互耦合，實現信號輻射，帶狀金屬線間距以及物理長度決定了天線的頻率。本發明的天線與相同尺寸下的同類天線相比具有更寬的帶寬，圖案簡單，產品合格率高于90％，適合大批量生產，且具有損耗低，輻射特性好，成本低，尺寸小，易于制作，便于集成等優點。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本發明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1是本發明新型LTCC叉指天線的結構示意圖；

圖2是本發明第一、第二耦合組以及左、右連接端結構示意圖；

圖3是本發明新型LTCC叉指天線仿真曲線。

圖中：1－陶瓷體、2－矩形圖案、3－輸入端、4－第一耦合組線、5－第二耦合組線、6－左連接端、7-右連接端。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本實施例以中心頻率2.45GHz，帶寬0.1GHz的天線為例，詳細設計包括兩種方案。

方案一：如圖1所示，陶瓷體1包括三層陶瓷基片，材料選用FerroA6。第一層陶瓷基片為標記層，印刷有作為方向標識的的矩形圖案2。第二層陶瓷基片印刷矩形金屬片，為信號的輸入端3。第三層陶瓷基片上印刷第一耦合組線4和第二耦合組線5，構成叉指耦合。

第一耦合組線4包括四根帶狀金屬線，材料為銀，如圖2所示，自左到右第一根帶狀金屬線寬度為0.2mm，長度為1.1mm，第二根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為1.4mm，第三根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm，第四根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為2.0mm；第二耦合組線5包括四根帶狀金屬線，材料為銀，自左到右第一根帶狀金屬線寬度為0.2mm，長度為0.1mm，第二根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm，第三根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為2.2mm，第四根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm。如圖2所示，自左向右，第一耦合組線4的四根帶狀金屬線與第二耦合組線5的四根帶狀金屬線位于第三層陶瓷基片的兩端，均勻分布，位置相對，相對的兩根帶狀金屬線并不相接，且兩端金屬線均長度、寬度不同，構成叉指交錯。

左連接端6和右連接端7為兩電極，分別與第一耦合組線4和第二耦合組線5在同一端，為印刷在陶瓷體表面的銀層，電極厚度為0.01mm，左連接端6和右連接端7用導線連接，便于傳輸信號，且均接地，以形成信號回路。第一耦合組線4左端與左連接端6相連接，第二耦合組線5右端與右連接端7相連接，用于將信號輸入帶狀金屬線。

孔柱位于第二層陶瓷基片與第三層陶瓷基片之間，用于連接輸入端3與第一耦合組線4。

工作時，信號從輸入端3輸入，經孔柱傳輸到第一耦合組線4及左連接端6，再通過鋼板傳輸到右連接端7和第二耦合組線5，通過第一耦合組線4和第二耦合組線5相互耦合，實現信號輻射，帶狀金屬線間距以及物理長度決定了天線的頻率和帶寬。

方案二：如圖1所示，陶瓷體1包括三層陶瓷基片，材料選用DuPont901。第一層陶瓷基片上印刷矩形圖案2，材質為金屬，主要起方向標識的作用，第一層陶瓷基片和矩形圖案2組合為標記層。第二層陶瓷基片印刷矩形金屬片，為信號的輸入端3。第三層陶瓷基片上印刷第一耦合組線4和第二耦合組線5，構成叉指耦合。

第一耦合組線4包括四根帶狀金屬線，材料為銅，第一根帶狀金屬線寬度為0.2mm，長度為1.2mm，第二根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為1.5mm，第三根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm，第四根金屬線寬度為0.4mm，長度為2.2mm；第二耦合組線5包括四根帶狀金屬線，材料為銅，第一根帶狀金屬線寬度為0.2mm，長度為0.1mm，第二根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm，第三根帶狀金屬線寬度為0.4mm，長度為2.3mm，第四根金屬線寬度為0.4mm，長度為0.1mm。如圖2所示，自左向右，第一耦合組線4的四根帶狀金屬線與第二耦合組線5的四根帶狀金屬線位于第三層陶瓷基片的兩端，均勻分布，位置相對，相對的兩根帶狀金屬線并不相接，且兩端金屬線均長度、寬度不同，構成叉指交錯。

左連接端6和右連接端7為兩電極，分別與第一耦合組線4和第二耦合組線5在同一端，為印刷在陶瓷體表面的銀層，電極厚度為0.01mm，左連接端6和右連接端7用導線連接，便于傳輸信號，且均接地，以形成信號回路。第一耦合組線4左端與左連接端6相連接，第二耦合組線5右端與右連接端7相連接，用于將信號輸入帶狀金屬線。

孔柱位于第二層陶瓷基片與第三層陶瓷基片之間，用于連接輸入端3與第一耦合組線4。

工作時，信號從輸入端3輸入，經孔柱傳輸到第一耦合組線4及左連接端6，再通過鋼板傳輸到右連接端7和第二耦合組線5，通過第一耦合組線4和第二耦合組線5相互耦合，實現信號輻射，帶狀金屬線間距以及物理長度決定了天線的頻率和帶寬。

采用HFSS軟件對上述兩種方案的LTCC叉指天線性能進行測試，得到如圖3所示的天線性能曲線。由圖中可知，本LTCC天線的通帶頻率范圍為2.4GHz～2.5GHz，通帶頻率范圍大，回波損耗小，均小于-15B，這說明天線具有優良的性能。

本發明的天線與相同尺寸下的同類天線相比具有更寬的帶寬，圖案簡單，產品合格率高于90％，適合大批量生產。

綜上所述，本發明的LTCC叉指天線，信號從輸入端輸入，通過第一耦合組線和第二耦合組線相互耦合，實現信號輻射，帶狀金屬線間距以及物理長度決定了天線的頻率。本發明具有損耗低，輻射特性好，成本低，尺寸小，易于制作，便于集成等優點。

盡管已經結合優選的實施例對本發明進行了詳細地描述，但是本領域技術人員應當理解的是在不違背本發明精神和實質的情況下，各種修正都是允許的，它們都落入本發明的權利要求的保護范圍之中。