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弯曲单极天线的制作方法

xiaoxiao2020-08-01  3

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专利名称:弯曲单极天线的制作方法
技术领域
本发明涉及天线,具体而言,涉及弯曲单极天线。
背景技术
天线包括:传输射頻模块的信号的传输线、用于电a^W"的辐射部件、 以及可被看作具有可控阻抗匹配和辐射困的有效寄生元件的副辐射闺案 部件。
由于螺旋形天线可以针对特定的频带小型化,并具有高效率,所以它 被广泛地用于小型无线设备。然而,JH^L用形状类似于弹黃的螺旋形天线, 必须在产品的内部确保用于安装天线的空间,并且需要单独的組装过程。
而且,因为推^据外部环境,天线的形状可能^lit修改,或者天线的性能 可能发生变化,所以在天线的单独组装过程中,会产生天线性能的偏差。

发明内容
本发明的实施例提供了 一种与平面螺旋形结构組合并具有弯曲形状 的扁平单极天线,具体而言, 一种利用导体困案在射频(RF)模块印刷 电珞板上制造的弯曲单极天线。
在一个实施例中,弯曲单极天线包括印刷电路板;提供给印刷电路 板并产生电信号的射頻棋块;与射频^^连接的馈线,电信号被传送到该 馈线;以及作为连接到馈线的困案部件的主辐射困案部件和鋼辐射图案部 件,主辐射困案部件和副辐射图案部件利用施加到其上的电信号产生电磁 场和电磁波之一,主輻射困案部件具有经由通路穿过印刷电路板的螺旋 (螺旋形)图案。
在附图和以下描述中对一个或多个实施例进行了详述,根据该描迷和 附困以JUK利要求,其它特征将是明显的。


困1是示出絲一个实施例的PCB的上側的视图。
图2和图3是说明,一个实施例的羊极天线的构造的视图。
困4是说明根据一个实施例的主辐射困案部件的示意性透视困。
图5是说明形成主辐射困案部件的单位困案的形状的视图。
图6是示出根据一个实施例的单极天线的辐射困的三維视图。
图7是示出根据一个实施例的单极天线的返程损耗特性的曲线圃。
图8是示出M—个实施例的单极天线的水平辐射困的视图。
困9是示出根据一个实施例的单极天线的垂直辐射困的视图。
具体实施例方式
以下参考附困详细描述弯曲单极天线。
围1是示出4NI—个实施例的PCB的上側的视困。
参考困l,弯曲单极天线100包括部件安装部件U0,其上安M 预定射频(RF)电路;馈线120,部件安装部件110的电信号经由该馈线 来供给;以及导体板,部件安装部件110和馈线120安装在其上。
弯曲单极天线100进一步包括主輻射图案部件40和副辐射困案部件 130,从而允许利用施加到馈线120的电信号来辐射电磁场(电磁波)。主 辐射困案部件40和副輻射困案部件130被形成为PCB上的图案。
而且,主輻射图案部件40被形成为具有弯曲的形状,以^l增加天线 增益。副辐射困案部件130 ^L设置和连接在主辐射困案的敞露端子的一 端,使得施加到主辐射困案部件40的电信号也能够被施加到副辐射班案 部件130,因为施加到副輻射图案部件130的电流的强JU^之于施加到主 辐射图案部件40的电流的强度相对4艮小,副辐射困案部件130可以#1* 作有效寄生元件。
主辐射困案部件40和副辐射困案部件130的形状在后面参考附衝加 以描述。
馈线120向辐射装置供给电倌号,该辐射装置是一种设计成通过天线 向空间辐射电磁波的结构。而且,可以将导体直M接到類射装置,或者
可以通过非接触点电容粉^向辐射装置供给电信号,
而且,部件安装部件U0包括将预定电信号转換成具有预定RF通道 中的频率的信号并输出该信号以便将预定电信号传送到馈线120的装置。
以下##本发明的实施例描述单极天线的工作。
部件安装部件110将电信号供给到馈线120,以便允,定信号通过 预定频带传输。馈线120有^将所供给的电信号传输到主辐射困案部件 和副插射图案部件,以便利用施加到闺案部件的电流辐射电磁波,
图2和图3是说明M—个实施例的单极天线的构造的视困。
注意,尽管在图1中已经示出副辐射图案部件130具有直线形状,但 在图2和3中所示出的副辐射闺案部件130具有弯曲形状。副辐射图案部 件130的形状随着根据本发明实施例的天线所应用的设备的不同而不同。 副輻射图案部件130的形状允许輻射困具有方向性(orientation),当副 辐射困案部件130反射来自主輻射困案部件40的电磁场(电磁波)时, 便引起了辐射困。
就是说,参考图2和3,在刹辐射图案部件130具有弯曲形状的情况 下,来自主辐射围案部件40的电磁场(电磁波)也4til^加到副M國案 部件130,以便允许电流流经副核射闺案部件130,当电流流经副辐射图 案部件130时,产生了电磁场(电磁波)。来自副耦射困案部件130的电 磁场(电磁波)所引起的辐射图具有方向性。
更具体地,副辐射困案部件130包括直接连接到主辐射图案部件40 的第一副輻射图案131,以^U久笫一副辊射困案131的一側弯曲的笫二副 輻射困案132。来自主輻射困案部件40的电磁场(电磁波)对第二副辐 射图案132有影响,从而改善了所引起的辐射图的方向性。
在图2中,假设主辐射困案部件40的排列方向是X方向,则由施加
的电磁场(电磁波)的辐射方向是Y方向,与X方向垂直。
具体地,副辐射困案部件130被用作有效寄生元件,西为该有效寄生 元件使天线的电性长度变长,所以降低了谐振频率。而且,第二副辐射图 案132的增加使天线的纵向长度长于波长的二分之一,从而允许天线的总 长度的输入阻抗具有一电容成分,以便抵消具有,结构的主辐射闺案的 电感成分.天线的输入阻抗可以通过控制副辐射困案部件130的长度来控 制。因此,副輻射困案部件130被用作可以控制辐射困的元件。
笫一副辐射困案131的长度由Id表示,第二副辊射镯案132的长度 由lr表示。所引起的辐射困的方向或大小可以通过改变第一副辐射困案 131和第二副辐射图案132的长度来控制,这可以通过附圉的实验lfc据来 检验。
图3示意性地示出根据一个实施例的主辐射困案的錄构。主轎射圃案 40被形成为沿着PCB的前側和后側弯曲的围案。PCB的前側困案和后側 困案通过穿过通路的导体相互电连接。
主辐射困案部件40的形状将参考困4和5更详细地描述。
困4是说明根据一个实施例的主辐射图案部件的示意性透视困,图5 是说明形成主辐射困案部件的单位困案的形状的视图。
参考困5,每一个利用施加到其上的电信号产生电磁场(电磁波)以 便辐射电磁波的单位图案141包括两个印刷困案141a和对印刷图案141a 进行电连接的通路困案141b。
具体地,每一个印刷困案141a被形成为PCB的前倒(或上表面)或 后側(或下表面)上的困案。通路困案141b通过在PCB中形成通孔并加 工成导体的^^属困案而形成。
因为主輻射图案部件包括多个单位困案,所以在有限的空间可以形成 长天线,使得能够增加天线增益。
困6是示出根据一个实施例的单极天线的翻N"困的三維视困,图7 是示出,一个实施例的单极天线的返程损耗特性的曲线困,图8是示出 根据一个实施例的单极天线的水平輻射困的视困,困9是示出##一个实 施例的单极天线的垂直插射困的视图。
参考困6,由于电磁波的产生和根据一个所提出的实施例的主辐射部 件与副辐射困案部件之间的有效寄生元件的作用,相对于PCB来说,水
平辐射变得强于垂直辐射。
参考图7,返程损耗结絲明在所施加的频率处产生-20.23 dB的返 程损耗特性。
参考围8,储一个所提出的实施例的天线的水平辐射困在644MHz 的频率处具有0.6 dBi的主辦大小(main lobe size )。在将PCB设置成使 主辏射闺案部件位于左倒的情况下,主瓣的方向是20S.0度。
参考图9,根据一个所提出的实施例的天线的垂直輪时矚在644MHz
的频率处具有0.6 dBi的主辦大小。
根据上述所提出的实施例,相关技术的螺旋形天线可以由平面PCB 天线有效地代替,并且,甚至在其上安装有部件的PCB的狭窄空间中都 可以增加天线增益。
而且,副輻射图案部件被用作有效寄生元件,使得天线的辐射躅的方 向性改备浮更多。
通过将相关技术的单极天线与平面螺旋形天线相结合,根据^^^开内 容的天线被实现为PCB上的弯曲天线,并提供了以下特性。
首先,因为天线不是单独制造的,而是直接制it^RF模块PCB上, 制造过程得以简化。而且,可以有m吏安装天线所需的空间最小。与相 关技术的具有四分之一波长的长度的单极天线不同,,本公开内容的天 线具有二分之一波长的长度,从而使电流在主辐射围案部件处最大。而且,
电磁波的天线还被用作用于在室内环境的衰减方面有利的偏振波的分集 式天线。而且,弯曲的副辐射图案部件被用作采取有效寄生元件的形式的 反射器。
任何在本说明书中所^L的"一个实施例"、"实施例"、"示例性实施 例"等等的含义是结合该实施例所描述的特定特征、结构、或特性包括 在本发明的至少一个实施例中。出现在说明书的不同部分的这样的措词不 一定都涉及同一个实施例。此外,当结^何实施例描述特定特征、结构、 或特性时,应当认为,本领域的技术人员能够结合其它实施例实现这样的 特征、结构、或特性。
尽管已经参照多个示例性实施例对本发明的实施例进行了描述,应当 理解,本领域的技术人员可以在本公开内容的精神和范围内设计多种其它 的修改和实施例。更具体地,可以在4^>开内容、附图、和所附权利要求 的范围内对特定组合式装置的組成部件和/或设置做出多种改变和修改。 除对组成部件和/或设置的改变和修改之外,备选的用途对本领域的技术 人员也将是明显的。
权利要求
1.一种弯曲单极天线,包括印刷电路板;提供给所述印刷电路板并产生电信号的射频模块;与所述射频模块连接的馈线,所述电信号被传送到所述馈线;以及作为连接到馈线的图案部件的主辐射图案部件和副辐射图案部件,所述主辐射图案部件和副辐射图案部件利用施加到其上的电信号产生电磁场和电磁波之一,其中,所述主辐射图案部件具有穿过所述印刷电路板的通路图案。
2. 根据权利要求1的弯曲单极天线,其中,所迷主轎射圉案部件包 括多个单位图案,每一个单位困案包括分别形成于所述印刷电路板的前側 和后側的印刷图案以及电连接所述印刷图案的通路困案。
3. 根据权利要求1的弯曲单极天线,其中,所述剩辐射困案部件包 括连接到所述主輻射困案部件的笫 一 副辐射困案和从所述笫 一 副辐射图 案的一側弯曲的第二副辐射图案。
4. 根据权利要求1的弯曲单极天线,其中,所述主辐射图案部件和 所述副辐射困案部件印刷在所述印刷电路板上。
5. —种弯曲单极天线,包括 印刷电路板上的射频模块; 连接到所述射频員的馈线;连接到所述馈线并且在施加由所述射频模块所产生的电信号时产生 电磁场和电磁波之一的主輻射困案部件;以及连接到所述主輻射图案部件的 一側的刹 圃案部件,其中,所述主辐射困案部件包括所述印刷电i^板两側的印刷困案以及 穿过所述印刷电路板以连接所述印刷图案的通路闺案。
6. 根据权利要求5的弯曲单极天线,其中,所述主辐射闺案部件包 括至少两个或更多印刷困案和通路困案。
7. 根据权利要求5的弯曲单极天线,其中,所述副輻射闺案部件印 刷在所述印刷电路板上。
8. ^权利要求S的弯曲羊极天线,其中,所迷剩輻射困案部件包括连接到所述主4Mt闺案部件的第一副辐射图案,以及相对于所述第一副輻射困案以预定角度设置的笫二副辐射图案。
9. 根据权利要求5的弯曲单极天线,其中,所述剩辐射困案部件利 用施加到其上的电信号与所述主辐射围案部件协同产生电磁场和电磁波之一。
全文摘要
本发明提供了一种弯曲单极天线。弯曲单极天线包括印刷电路板、RF模块、馈线以及主辐射图案部件和副辐射图案部件。RF模块安装在印刷电路板上,用于产生电信号。馈线连接到RF模块,用于传送电信号。主辐射图案部件和副辐射图案部件用作连接到馈线的辐射图案部件,以便利用施加到其上的电信号产生电磁场(电磁波)。主辐射图案部件具有经由通路穿过印刷电路板的螺旋(螺旋形)图案。
文档编号H01Q1/36GK101350441SQ200810081669
公开日2009年1月21日 申请日期2008年3月5日 优先权日2007年6月11日
发明者吴顺培, 朴钟昊, 李永淳, 金义中, 黄圣模 申请人:株式会社午星电子

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