一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線的制作方法
【專利摘要】一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線，包括FR44介質基板，所述FR44介質基板的平面地上安裝有天線主體、短路地和按鈕，所述第一天線末端枝節和第二天線末端枝節均固定在FR44介質基板的一端，天線末端雙枝節結構提高了天線主體的工作帶寬，所述短路地位于FR44介質基板的一側，短路地上設置有與短路地電連接的平板補償分布式電容，短路地與天線主體的另一端線程連接，且短路地與天線主體之間連接有匹配電路，所述匹配電路設置有天線輸入端，所述按鈕與天線輸入端連接。本發明，平板補償分布式電容，實現了PIFA的電感分量良好的阻抗匹配，雙枝節結構提高了天線主體的工作帶寬、低了天線主體的研制成本和集總元器件帶來的噪聲。
【專利說明】
一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線
技術領域
[0001]本發明涉及微波工程技術領域，具體為一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線。
【背景技術】
[0002]433MHz為國家的免申請段發射接收頻率，并且具有穿透性強，通訊距離遠等優勢，所以廣泛被用于智能家居、無線監控、個人通信和射頻識別等系統中。本發明通過對傳統的433MHz平面倒F天線的改善，研究得到了一種新型的無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線。此新型天線極大改善了傳統的433MHz平面倒F天線性能，提高了天線的工作帶寬和降低了集總元器件帶來的噪聲。這樣大大增強了天線的相對輻射功率，從而增加了 433MHz系統的穩定性。
[0003]常見的433MHz天線設計方法:對于一個無線系統設計，需要考慮的一個重要的問題就是天線的設計問題，而天線設計需要考慮頻帶、阻抗、增益等問題。最簡單的是鞭狀天線，但是由于其需要四分之一波長的天線垂直于地平面上，所以在小型系統安裝和集成有很大困難。相比較于鞭狀天線的弱點，微帶天線則可以較好的集成到小功率的無線系統中，因而廣泛的應用于小功率的無線系統中。但是一般的微帶天線帶寬都比較窄，阻抗匹配比較復雜。現在常用的主流天線是平面倒F天線(PIFA)，其最大的特點是尺寸小、重量輕、剖面低、頻帶寬、效率高、增益高和抗干擾性好等特點，在無線系統中也有廣泛的應用。
[0004]新型平面倒F天線(PIFA)優勢:傳統平面倒F天線(PIFA)雖然有很好的優勢，但是在輻射效率與阻抗匹配性能方面還不是很理想。因而基于傳統平面倒F天線(PIFA)的劣勢，研究得到了一種新型的無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線。此新型天線極摒棄了傳統433MHz平面倒F天線中的集總元器件，調節交指電容的大小補償天線的電感分量從而提高天線的匹配效果同時在天線末端采用雙枝節結構，大改善了傳統的433MHz平面倒F天線性能，提高了天線的工作帶寬和降低了集總元器件帶來的噪聲。這樣大大增強了天線的相對輻射功率，從而增加了 433MHz系統的穩定性。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線，包括FR4介質基板，所述FR4介質基板的平面地上安裝有天線主體、短路地和按鈕，所述天線主體的一端線程連接有第一天線末端枝節，所述第一天線末端枝節線程連接有第二天線末端枝節，所述第一天線末端枝節和第二天線末端枝節均固定在FR4介質基板的一端，天線末端雙枝節結構提高了天線主體的工作帶寬；
[0008]所述短路地位于FR4介質基板的一側，所述短路地上設置有與短路地電連接的平板補償分布式交指電容，所述平板補償分布式交指電容固定在靠近短路地一側的FR4介質基板上，平板補償分布式交指電容提高輸入阻抗的容性分量，補償天線主體PIFA的電感分量實現良好的阻抗匹配，所述短路地與天線主體的另一端線程連接，且短路地與天線主體之間連接有匹配電路，所述匹配電路設置有天線輸入端，且匹配電路鋪設在FR4介質基板的走線槽內；
[0009]所述按鈕位于FR4介質基板的中部，且按鈕與天線輸入端連接。
[00?0] 優選的，所述FR44介質基板的尺寸為48 X 30 X 2mm。
[0011]優選的，所述天線主體為雙層天線主體通過金屬化過孔固定連接而成的曲折狀天線主體，且天線主體的尺寸為15 X 30 X 2mm。
[0012]優選的，所述平板補償分布式交指電容為叉類、鋸齒或發夾狀的平板結構補償分布式交指電容。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明，通過在傳統平面倒F天線(PIFA)天線主體的短路地處增加平板補償分布式交指電容，繼而實現對天線主體的輸入阻抗的虛部做調整作用，對PIFA的感性阻抗進行補償實現良好的阻抗匹配，進而使得天線主體的回波損耗得到了極大改善的同時，實現了無需額外增加集總元件即可實現較好回波損耗的天線的設計，通過在天線主體末端采用第一天線末端枝節和第二天線末端枝節的雙枝節結構提高了天線主體的工作帶寬，進而提高了天線主體的工作帶寬降低了天線主體的研制成本和集總元器件帶來的噪聲。
【附圖說明】
[0014]圖1為傳統433MHz平面倒F天線的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明中的無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線的結構示意圖；
[0016]圖3為本發明運用到實際工程中的一個小型化實施電路模型圖；
[0017]圖4為圖3所示的具體實施例的回波損頻率響應曲線結果圖；
[0018]圖中:FR44介質基板(I)、天線主體(2)、第一天線末端枝節(21)、第二天線末端枝節(22)、短路地(3)、平板補償分布式交指電容(30)、匹配電路(4)、天線輸入端(5)、按鈕
(6)ο
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0020]請參閱圖1-4，本發明提供一種技術方案:一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線，包括FR44介質基板I，FR44介質基板I的尺寸為48 X 30 X 2mm，FR44介質基板I的平面地上安裝有天線主體2、短路地3和按鈕6，天線主體2為雙層天線主體通過金屬化過孔固定連接而成的曲折狀天線主體，且天線主體2的尺寸為15 X 30 X 2mm，天線主體2的一端線程連接有第一天線末端枝節21，第一天線末端枝節21線程連接有第二天線末端枝節22，第一天線末端枝節21和第二天線末端枝節22均固定在FR44介質基板I的一端，天線末端雙枝節結構提高了天線主體2的工作帶寬。
[0021 ]短路地3位于FR44介質基板I的一側，短路地3上設置有與短路地3電連接的平板補償分布式交指電容30，平板補償分布式交指電容30固定在靠近短路地3—側的FR44介質基板I上，平板補償分布式交指電容30提高輸入阻抗的容性分量，補償天線主體2PIFA的電感分量實現良好的阻抗匹配，平板補償分布式交指電容30為叉類、鋸齒或發夾狀平板結構補償分布式交指電容，短路地3與天線主體2的另一端線程連接，且短路地3與天線主體2之間連接有匹配電路4，匹配電路4設置有天線輸入端5，且匹配電路4鋪設在FR44介質基板I的走線槽內。
[0022]按鈕6位于FR44介質基板I的中部，且按鈕6與天線輸入端5連接。
[0023]在傳統的433MHz的PIFA的短路地3(Short Pin)的結構基礎上增加了平板補償分布式交指電容30，通過改變其結構尺寸實現對PIFA的感性阻抗值的補償，進而實現了無須在加載集總元件即可實現較好的輸入阻抗的匹配，進而使得天線主體2的回波損耗得到了極大改善的同時，實現了無需額外增加集總元件即可實現較好回波損耗的天線的設計，通過在天線主體2末端采用第一天線末端枝節21和第二天線末端枝節22的雙枝節結構提高了天線主體2的工作帶寬，FR44介質基板I，尺寸設計為48 X 30 X 2mm，天線主體2尺寸在15 X 30X 2mm，天線主體2采用曲折線實現PIFA結構，上下金屬層通過金屬化過孔連接，進而提高了天線主體2的工作帶寬降低了天線主體2的研制成本和集總元器件帶來的噪聲。
[0024]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線，包括FR44介質基板(I)，所述FR44介質基板(I)的平面地上安裝有天線主體(2)、短路地(3)和按鈕(6)，其特征在于:所述天線主體(2)的一端線程連接有第一天線末端枝節(21)，所述第一天線末端枝節(21)線程連接有第二天線末端枝節(22)，所述第一天線末端枝節(21)和第二天線末端枝節(22)均固定在FR44介質基板(I)的一端，天線末端雙枝節結構提高了天線主體(2)的工作帶寬； 所述短路地(3)位于FR44介質基板(I)的一側，所述短路地(3)上設置有與短路地(3)電連接的平板補償分布式交指電容(30)，所述平板補償分布式交指電容(30)固定在靠近短路地(3)—側的FR44介質基板(I)上，平板補償分布式交指電容(30)提高輸入阻抗的容性分量，補償天線主體(2)PIFA的電感分量實現良好的阻抗匹配，所述短路地(3)與天線主體(2)的另一端線程連接，且短路地(3)與天線主體(2)之間連接有匹配電路(4)，所述匹配電路(4)設置有天線輸入端(5)，且匹配電路(4)鋪設在FR44介質基板(I)的走線槽內； 所述按鈕(6)位于FR44介質基板(I)的中部，且按鈕(6)與天線輸入端(5)連接。2.根據權利要求1所述的一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線，其特征在于:所述FR44介質基板(I)的尺寸為48 X 30 X 2mm。3.根據權利要求1所述的一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線，其特征在于:所述天線主體(2)為雙層天線主體通過金屬化過孔固定連接而成的曲折狀天線主體，且天線主體(2)的尺寸為15 X 30 X 2mm。4.根據權利要求1所述的一種無集總元件匹配的433MHz平面倒F天線，其特征在于:所述平板補償分布式交指電容(30)為叉類、鋸齒或發夾狀的平板結構補償分布式交指電容。
【文檔編號】H01Q1/48GK105870618SQ201610316475
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】羅顯虎, 羊愷
【申請人】電子科技大學