專利名稱：一種超薄小型雙頻陶瓷天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種一種超薄小型雙頻陶瓷天線。
背景技術(shù)：
近年來，無線通信技術(shù)迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、藍(lán)牙耳機(jī)、無線鼠標(biāo)、無線鍵盤等移動(dòng)終端設(shè)備。為了便于攜帶，電子產(chǎn)品低剖面小型化的需求也就成為市場的主流。目前常用的陶瓷天線主要是金屬天線，包括倒F型天線或者單極子型天線。所采用的工藝通常是在陶瓷塊上印刷復(fù)雜的輻射圖案，或者采用LTCC (低溫共燒陶瓷)工藝印刷多層金屬圖案，工藝復(fù)雜，且需要消耗大量的金屬。目前金屬天線很難做到2012(2_X1.25mm)尺寸，特別是天線工作于GSM (全球移動(dòng)通信)和GPS (全球定位系統(tǒng))等 較低頻率的系統(tǒng)時(shí)。另外一方面移動(dòng)終端包含的功能越來越多，GPS導(dǎo)航、藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)等，這就要求天線同時(shí)支持兩個(gè)或者多個(gè)頻率。而目前絕大多數(shù)多頻天線一旦加工好，頻率就固定了，當(dāng)天線頻率有所偏移的時(shí)候需要重新設(shè)計(jì)天線，調(diào)整極不方便。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于DRA的超薄小型雙頻陶瓷天線，只需要印刷簡單的金屬圖案就可得到很好的特性，輻射效率高，尺寸可以做到2 012大小，可以實(shí)現(xiàn)雙頻工作，且可方便地調(diào)整兩個(gè)諧振頻率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種超薄小型雙頻陶瓷天線。所述超薄小型雙頻陶瓷天線包括介電常數(shù)在30至100范圍內(nèi)的陶瓷塊I及印刷在陶瓷塊I底面的至少三個(gè)金屬電極11，其中至少一個(gè)金屬電極與饋電電源連接，至少一個(gè)金屬電極通過調(diào)頻器件與印刷電路板2接地面連接；所述陶瓷塊I為方形結(jié)構(gòu)，長度為Imm至IOmm,寬度為O. 5mm至5mm,高度為O. 5mm至2mm,所述超薄小型陶瓷天線的凈空區(qū)尺寸WXL為2mmX5mm至IOmmX 30mmo其中一個(gè)金屬電極和饋電電源連接時(shí)，另外兩個(gè)金屬電極分別通過調(diào)頻器件和印刷電路板接地面連接。其中兩個(gè)金屬電極通過調(diào)頻器件分別連接兩個(gè)不同頻率的饋電電源，另外一個(gè)金屬電極通過調(diào)頻器件和印刷電路板的接地面連接。所述陶瓷塊I的側(cè)面全部或部分印刷有側(cè)面金屬圖案12。所述陶瓷塊I的頂面部分印刷有頂面金屬圖案13。所述超薄小型陶瓷天線增加寄生耦合傳輸線靠近天線，寄生耦合傳輸線通過調(diào)頻器件與印刷電路板2的接地面連接。有益效果本發(fā)明的超薄小型雙頻陶瓷天線，該陶瓷天線包含一致性好損耗低的陶瓷塊，底面電極以及頂面和側(cè)面金屬圖案。金屬電極用于將該天線焊接到印刷電路板上，其中電極至少包含三個(gè)，至少有一個(gè)電極直接和饋電電源連接使電流輸入天線，另外至少有一個(gè)電極通過調(diào)頻器件與印刷電路板的接地面連接。其中，陶瓷天線周圍一定范圍內(nèi)以及垂直下方，除連接焊盤的微帶傳輸線外均不能有任何金屬。本發(fā)明天線尺寸特別小，結(jié)構(gòu)簡單，輻射效率高，可以實(shí)現(xiàn)雙頻工作，調(diào)整諧振頻率方便。


圖I為本發(fā)明的應(yīng)用示意圖(俯視圖)。圖2為本發(fā)明的應(yīng)用示意圖(立體圖)。圖3為本發(fā)明陶瓷天線結(jié)構(gòu)示意圖(立體圖)。圖4為本發(fā)明陶瓷天線結(jié)構(gòu)示意圖(仰 視圖)。圖5為本發(fā)明陶瓷天線結(jié)構(gòu)示意圖(主視圖)。圖6為本發(fā)明陶瓷天線結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視圖)。圖7為本發(fā)明陶瓷天線結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)。圖8為只有一個(gè)電極和饋電電源連接時(shí)(后稱單饋)，諧振頻率隨調(diào)頻器件變化對比圖(第一調(diào)頻器件3分別為3pF，4pF和5pF)。圖9為只有一個(gè)電極和饋電電源連接時(shí)(后稱單饋)，諧振頻率隨調(diào)頻器件變化對比圖(第二調(diào)頻器件4分別為3. 5pF, 5. 5pF和7. 5pF)。圖10為只有一個(gè)電極和饋電電源連接時(shí)(后稱單饋)，諧振頻率隨調(diào)頻器件變化對比圖(第三調(diào)頻器件5分別為OnH, O. 2nH和O. 5nH)。圖11為兩個(gè)只有一個(gè)電極和饋電電源連接時(shí)(后稱雙饋)，諧振頻率隨調(diào)頻器件變化對比圖(第一調(diào)頻器件3分別為4. 7pF, 5. 7pF和6. 7pF)。圖12為兩個(gè)只有一個(gè)電極和饋電電源連接時(shí)(后稱雙饋)，諧振頻率隨調(diào)頻器件變化對比圖(第二調(diào)頻器件4分別為O. 7nH, I. InH和I. 6nH)。圖13為兩個(gè)只有一個(gè)電極和饋電電源連接時(shí)(后稱雙饋)，諧振頻率隨調(diào)頻器件變化對比圖(第三調(diào)頻器件5分別為O. InH, O. 5nH和O. 9nH)。圖14為單饋時(shí)諧振頻率隨天線頂面和側(cè)面金屬圖案有無對比圖。圖15為單饋時(shí)輻射特性隨天線頂面和側(cè)面金屬圖案有無對比圖。圖16為雙饋時(shí)諧振頻率隨天線頂面和側(cè)面金屬圖案有無對比圖。圖17為雙饋時(shí)輻射特性隨天線頂面和側(cè)面金屬圖案有無對比圖。附圖標(biāo)識1陶瓷天線，2印刷電路板，3第一調(diào)頻器件，4第二調(diào)頻器件，5第三調(diào)頻器件，6凈空區(qū)(即此區(qū)域內(nèi)除連接焊盤的微帶傳輸線外無任何金屬，長寬分別為W和L)，11金屬電極，12側(cè)面金屬圖案，13頂面金屬圖案。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖3至圖7是本發(fā)明實(shí)施例中陶瓷天線結(jié)構(gòu)示意圖。陶瓷天線包括一致性好損耗低的陶瓷塊，以及金屬電極11、側(cè)面金屬圖案12，頂面金屬圖案13。其中此實(shí)施例中頂面金屬圖案13和側(cè)面金屬圖案12配合使陶瓷塊內(nèi)產(chǎn)生振蕩電磁場，陶瓷塊表面產(chǎn)生感應(yīng)電流從而產(chǎn)生向外福射的電磁波。如圖I及圖2所示，至少有一個(gè)電極直接和饋電電源連接使能量饋入天線，另外至少有一個(gè)電極通過調(diào)頻器件與印刷電路板的接地面連接。區(qū)域6稱為凈空區(qū)(即此區(qū)域內(nèi)除連接焊盤的微帶傳輸線外無任何金屬)。以下參考附圖8至圖17說明本發(fā)明的實(shí)際實(shí)施例，用于說明本發(fā)明在不同參數(shù)時(shí)的特性。圖8至圖10是單饋情況下天線的諧振頻率隨著調(diào)頻器件變化曲線圖。其中圖8是第一調(diào)頻器件3分別為3pF，4pF和5pF時(shí)，天線諧振頻率的曲線圖。圖9是第二調(diào)頻器件4分別為3. 5pF, 5. 5pF和7. 5pF時(shí)，天線諧振頻率的曲線圖。圖10是第三調(diào)頻器件5分別為OnH, O. 2nH和O. 5nH時(shí)，天線諧振頻率的曲線圖。由此可以清楚地看出，該天線產(chǎn)生兩個(gè)諧振頻率；兩個(gè)調(diào)頻器件3，4分別控制兩個(gè)諧振頻率而幾乎不影響另外一個(gè)諧振頻率，第三調(diào)頻器件5同時(shí)控制兩個(gè)諧振頻率。當(dāng)天線實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以調(diào)整三個(gè)調(diào)頻器件的值，就可以得到想要的頻率，方便靈活。圖11至圖13是雙饋情況下天線的諧振頻率隨著調(diào)頻器件變化曲線圖。其中圖11 是第一調(diào)頻器件3分別為4. 7pF, 5. 7pF和6. 7pF時(shí)，天線諧振頻率的曲線圖。圖12是第二調(diào)頻器件4分別為O. 7nH, I. InH和I. 6nH時(shí)，天線諧振頻率的曲線圖。圖13是第三調(diào)頻器件5分別為O. InH, O. 5nH和O. 9nH時(shí),天線諧振頻率的曲線圖。由此可以清楚地看出，該天線產(chǎn)生兩個(gè)諧振頻率；兩個(gè)調(diào)頻器件3，4分別控制兩個(gè)諧振頻率而幾乎不影響另外一個(gè)諧振頻率，第三調(diào)頻器件5同時(shí)控制兩個(gè)諧振頻率。當(dāng)天線實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以調(diào)整三個(gè)調(diào)頻器件的值，就可以得到想要的頻率。綜合圖8至圖13，同一個(gè)天線，既可以選擇單饋，又可以選擇雙饋，且兩個(gè)頻率可以分別控制，這極大地增加了天線調(diào)頻的靈活性。圖14和圖15為單饋時(shí)，諧振頻率及輻射特性隨天線頂面和側(cè)面金屬圖案有無對比圖。圖16和圖17為雙饋時(shí)，諧振頻率及輻射特性隨天線頂面和側(cè)面金屬圖案有無對比圖。綜合圖14至圖17不難看出，當(dāng)天線的頂面和側(cè)面有無金屬圖案，天線的諧振頻率和輻射效率變化不大，兩個(gè)頻段輻射效率有增有減，可以根據(jù)實(shí)際情況來選擇是否增加頂面和側(cè)面的金屬圖案。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在方形的高介電常數(shù)的陶瓷塊底面印刷三個(gè)金屬電極，頂面和側(cè)面印刷簡單的矩形金屬圖案。金屬電極用于將該天線焊接到印刷電路板上，至少有一個(gè)電極直接和饋電電源連接使電流輸入到天線，另外至少有一個(gè)電極通過調(diào)頻器件與印刷電路板的接地面連接。當(dāng)只有一個(gè)電極和饋電電源連接時(shí)(后稱單饋)，另外兩個(gè)電極需分別通過調(diào)頻器件和印刷電路板接地面連接，通過這兩個(gè)調(diào)頻器件可以分別調(diào)整兩個(gè)諧振頻率。當(dāng)有兩個(gè)電極通過調(diào)頻器件分別連接兩個(gè)不同頻率的饋電電源時(shí)(后稱雙饋)，另外一個(gè)電極需通過調(diào)頻器件和印刷電路板的接地面連接。所有和電極連接的傳輸線都可用寄生耦合傳輸線靠近天線來代替。工作原理通過調(diào)頻器件與印刷電路板的接地面連接的電極(接地電極)，一方面減小了天線的尺寸，另一方面可以通過調(diào)整調(diào)頻器件的值來調(diào)整諧振頻率。電流通過和電源連接的金屬電極(電源電極)輸入天線，在陶瓷塊內(nèi)分別產(chǎn)生兩個(gè)電磁場振蕩，方向從電源電極指向接地電極，陶瓷塊表面會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由此產(chǎn)生可以輻射的電磁波。以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定發(fā)明的具體實(shí)施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種超薄小型雙頻陶瓷天線，其特征在于，所述超薄小型雙頻陶瓷天線包括介電常數(shù)在30至100范圍內(nèi)的陶瓷塊(I)及印刷在陶瓷塊(I)底面的至少三個(gè)金屬電極(11)，其中至少ー個(gè)金屬電極與饋電電源連接，至少ー個(gè)金屬電極通過調(diào)頻器件與印刷電路板(2)接地面連接；所述陶瓷塊(I)為方形結(jié)構(gòu)，長度為Imm至IOmm,寬度為0. 5mm至5mm,高度為0. 5mm至2mm,所述超薄小型陶瓷天線的凈空區(qū)尺寸WXL為2mmX5mm至IOmmX 30mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超薄小型雙頻陶瓷天線，其特征在于，其中ー個(gè)金屬電極和饋電電源連接時(shí)，另外兩個(gè)金屬電極分別通過調(diào)頻器件和印刷電路板接地面連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超薄小型雙頻陶瓷天線，其特征在于，其中兩個(gè)金屬電極通過調(diào)頻器件分別連接兩個(gè)不同頻率的饋電電源，另外ー個(gè)金屬電極通過調(diào)頻器件和印刷電路板的接地面連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超薄小型陶瓷天線，其特征在于，所述陶瓷塊(I)的側(cè)面全部或部分印刷有側(cè)面金屬圖案(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超薄小型陶瓷天線，其特征在于，所述陶瓷塊(I)的頂面部分印刷有頂面金屬圖案(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超薄小型陶瓷天線，其特征在于，所述超薄小型陶瓷天線増加寄生耦合傳輸線靠近天線，寄生耦合傳輸線通過調(diào)頻器件與印刷電路板(2)的接地面連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超薄小型雙頻陶瓷天線。所述超薄小型雙頻陶瓷天線包括介電常數(shù)在30至100范圍內(nèi)的陶瓷塊(1)及印刷在陶瓷塊(1)底面的至少三個(gè)金屬電極(11)，其中至少一個(gè)金屬電極與饋電電源連接，至少一個(gè)金屬電極通過調(diào)頻器件與印刷電路板(2)接地面連接；所述陶瓷塊(1)為方形結(jié)構(gòu)，長度為1mm至10mm，寬度為0.5mm至5mm，高度為0.5mm至2mm，所述超薄小型陶瓷天線的凈空區(qū)尺寸W×L為2mm×5mm至10mm×30mm。
文檔編號H01Q5/01GK102760948SQ20121023925
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者鄭永帥 申請人:Tdk大連電子有限公司