專利名稱：曲折線型ltcc雙頻芯片天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)絡(luò)及個(gè)人移動(dòng)通訊傳輸設(shè)備中的天線技術(shù)，具體是指曲折線型LTCC雙頻芯片天線。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展對天線的要求越來越高。外置的鞭狀天線，螺旋天線曾經(jīng)是移動(dòng)終端的主流。如今它們已逐步被內(nèi)置(built-in)的小型天線取代。介質(zhì)芯片天線因不僅具有尺寸小，重量輕，較好的全向性，電氣特性穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，而且具備低成本，大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢。它符合無線通信產(chǎn)品向輕、薄、短小方向發(fā)展的趨勢，而成為近年來研究的熱點(diǎn)。同時(shí)LTCC(低溫共燒陶瓷)技術(shù)為介質(zhì)芯片天線的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。
LTCC技術(shù)是一種多層陶瓷技術(shù)，它可以將無源元件埋置到基板內(nèi)部同時(shí)將有源元件貼裝在基板表面，在設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，真正實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)聚合物和傳統(tǒng)陶瓷材料無法獲得的三維結(jié)構(gòu)。LTCC技術(shù)非常適合設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有較好高頻特性的內(nèi)埋式無源器件，尤其是電感和電容以及由它們組成的濾波器，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離式器件。LTCC技術(shù)的實(shí)質(zhì)是無源器件的集成，包括電感、電容、濾波器以及天線和雙工器等。
LTCC天線的研究和設(shè)計(jì)起步較晚，相對于LTCC濾波器來說，基于LTCC技術(shù)的天線還處于初始階段。目前對LTCC芯片天線的研究絕對大數(shù)還只是研究單頻LTCC芯片天線，雙頻LTCC芯片天線的研究尚少。
現(xiàn)在研究的陶瓷芯片天線種類按照制作工藝可分為塊狀(Block)陶瓷芯片天線與多層(Multilayer)陶瓷芯片天線。前者是使用高溫(攝氏1000度以上)將整塊陶瓷體一次燒結(jié)完成后，再將天線的金屬導(dǎo)線印在陶瓷塊的表面。后者是采用LTCC技術(shù)，將多層陶瓷迭壓對位后再以攝氏800～900度的溫度燒結(jié)。所以天線的金屬導(dǎo)體可以依照設(shè)計(jì)需要印在每一層陶瓷介質(zhì)層上，如此一來，便可有效縮小天線尺寸，并能達(dá)到隱藏天線設(shè)計(jì)布局的目的，同時(shí)提高介質(zhì)芯片天線的穩(wěn)定性。
現(xiàn)有的芯片天線大多數(shù)只能在單頻工作如1.5～1.6GHz(GPS)、2.45GHz(Bluetooth(TM)、802.11b/g)和5.25～5.75GHz(UNII，802.11a)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供曲折線型LTCC雙頻芯片天線，其能在雙頻段工作，可有效地加大天線的工作帶寬，同時(shí)又減小天線的尺寸。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本曲折線型LTCC雙頻芯片天線，包括LTCC基片、第一層輻射單元、第二層輻射單元和阻抗變換器，所述LTCC基片兩端分別設(shè)有前端電極、后端電極，所述兩層輻射單元分別是呈矩形波形的曲折導(dǎo)體線，且兩層輻射單元上下層疊嵌裝于所述LTCC基片內(nèi)；第二層輻射單元位于第一層輻射單元下部，其前端通過金屬化空孔與第一層輻射單元前部連接；第一層輻射單元的后端與后端電極連接，第一層輻射單元的前端通過金屬化空孔與阻抗變換器相連；所述阻抗變換器形狀為上下層疊的雙L立體結(jié)構(gòu)，其上下層之間通過多個(gè)金屬化空孔連接，阻抗變換器上層的前端與前端電極連接；所述前端電極、后端電極、第一層輻射單元、第二層輻射單元、阻抗變換器為金屬導(dǎo)體。
所述LTCC基片的相對介電常數(shù)范圍為2～1000。
所述金屬導(dǎo)體包括銅、金等低損耗的金屬導(dǎo)體材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果發(fā)明了一種應(yīng)用于Bluetooth 2.45GHz/WLAN 5.2GHz頻段的曲折線型雙頻芯片天線。該天線結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是在LTCC結(jié)構(gòu)中，嵌入兩層曲折線輻射單元，可以擴(kuò)大天線帶寬，還可以起到保護(hù)天線輻射單元的作用，從而提高了雙頻芯片天線的穩(wěn)定性。采用上下層疊雙L立體結(jié)構(gòu)組成阻抗變換器與上下兩層輻射單元相連，使雙頻芯片天線的輸入阻抗得到良好匹配。


圖1是本發(fā)明曲折線型LTCC雙頻芯片天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示第一層輻射單元、第二層輻射單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1所示阻抗變換器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明曲折線型LTCC雙頻芯片天線的等效電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例如圖1、2、3所示，本曲折線型LTCC雙頻芯片天線，包括LTCC基片5、第一層輻射單元3c、第二層輻射單元4a、阻抗變換器(3a、3b、4b、4c)，LTCC基片兩端分別設(shè)有前端電極1、后端電極1a，兩層輻射單元3c、4a分別是呈矩形波形的曲折導(dǎo)體線，且兩層輻射單元3c、4a上下層疊嵌裝于LTCC基片5內(nèi)；第一層輻射單元3c諧振在2.45GHz，第二層輻射單元4a諧振在5.25GHz，即變化輻射單元3c的長度，可控制天線的第一諧振頻率，變化輻射單元4a長度，可控制天線的第二諧振頻率點(diǎn)。
第二層輻射單元4a位于第一層輻射單元3c下部，其前端通過金屬化空孔2e與第一層輻射單元3c前部連接；第一層輻射單元3c的后端與后端電極1a連接，第一層輻射單元3c的前端通過金屬化空孔2d連接有阻抗變換器(3a、3b、4b、4c)；如圖1、3所示，阻抗變換器形狀為上下層疊的雙L立體結(jié)構(gòu)(3a、3b、4b、4c)，其上下層之間通過三個(gè)金屬化空孔(2a、2b、2c)連接，阻抗變換器上層的前端3a與前端電極1連接。該阻抗變換器使天線的輸入端得到良好的匹配。
LTCC基片的相對介電常數(shù)范圍為2～1000。前端電極、后端電極、第一層輻射單元、第二層輻射單元、阻抗變換器為金屬導(dǎo)體，包括銅、金等低損耗的金屬導(dǎo)體材料。
本曲折線型LTCC雙頻芯片天線的等效電路如圖4所示，L是立體折線結(jié)構(gòu)(3a、3b、4a、4c)等效的電感，兩個(gè)電感L1，L2分別和兩個(gè)電容C1，C2并聯(lián)，形成兩個(gè)并聯(lián)諧振器，分別是兩個(gè)輻射單元的等效電路，R表示天線的輻射電阻，C3是芯片天線與地(Ground)之間的寄生電容。
如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.曲折線型LTCC雙頻芯片天線，其特征在于包括LTCC基片、第一層輻射單元、第二層輻射單元和阻抗變換器，所述LTCC基片兩端分別設(shè)有前端電極、后端電極，所述兩層輻射單元分別是呈矩形波形的曲折導(dǎo)體線，且兩層輻射單元上下層疊嵌裝于所述LTCC基片內(nèi)；第二層輻射單元位于第一層輻射單元下部，其前端通過金屬化空孔與第一層輻射單元前部連接；第一層輻射單元的后端與后端電極連接，第一層輻射單元的前端通過金屬化空孔與阻抗變換器相連，所述阻抗變換器形狀為上下層疊的雙L立體結(jié)構(gòu)，其上下層之間通過多個(gè)金屬化空孔連接，阻抗變換器上層的前端與前端電極連接；所述前端電極、后端電極、第一層輻射單元、第二層輻射單元、阻抗變換器為金屬導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述曲折線型LTCC雙頻芯片天線，其特征在于所述LTCC基片的相對介電常數(shù)范圍為2～1000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述曲折線型LTCC雙頻芯片天線，其特征在于所述金屬導(dǎo)體包括銅、金。
全文摘要
本發(fā)明提供曲折線型LTCC雙頻芯片天線，包括LTCC基片、阻抗變換器和第一、二層輻射單元，LTCC基片兩端分別設(shè)有前、后端電極，兩層輻射單元分別是呈矩形波形的曲折導(dǎo)體線，且兩層輻射單元上下層疊嵌裝于所述LTCC基片內(nèi)；第二層輻射單元位于第一層輻射單元下部，其前端通過金屬化空孔與第一層輻射單元前部連接；第一層輻射單元的后端與后端電極連接，第一層輻射單元的前端通過金屬化空孔與阻抗變換器相連；阻抗變換器形狀為上下層疊的雙L立體結(jié)構(gòu)，其上下層之間通過多個(gè)金屬化空孔連接，阻抗變換器上層的前端與前端電極連接；前、后端電極及第一、二層輻射單元、阻抗變換器為金屬導(dǎo)體。本天線可工作在雙頻段，有效加大天線的工作帶寬，減小天線尺寸。
文檔編號H01Q1/38GK101026259SQ200710027140
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者褚慶昕, 鄒海英 申請人:華南理工大學(xué)