CN102738579A - 一种小型陶瓷天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型陶瓷天线。所述小型陶瓷天线包括：介电常数在30至100范围内的陶瓷块1及印刷在陶瓷块1底面的两个金属电极11，其中一个金属电极与馈电电源连接，另外一个金属电极通过调频器件3与印刷电路板2接地面连接；所述陶瓷块1为方形结构，长度为5mm至20mm，宽度为2mm至10mm，高度为2mm至10mm。

Description

一种小型陶瓷天线

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种小型陶瓷天线。

背景技术

近年来，无线通信技术迅猛发展，广泛应用于手机、笔记本电脑、蓝牙耳机、无线鼠标、无线键盘等移动终端设备。为了便于携带，电子产品低剖面小型化的需求也就成为市场的主流。目前常用的陶瓷天线主要是金属天线，包括倒F型天线或者单极子型天线。所采用的工艺通常是在陶瓷块上印刷复杂的辐射图案，或者采用LTCC（低温共烧陶瓷）工艺印刷多层金属图案，工艺复杂，且需要消耗大量的金属。而传统的DRA（介质谐振天线）通常尺寸较大，且谐振频率很难调整，很难应用到无线终端上。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于DRA的小型陶瓷天线，无需印刷或少量印刷金属图案，结构简单，辐射效率高，且易于调整谐振频率。

为了达到上述目的：本发明提供了一种小型陶瓷天线。所述小型陶瓷天线包括：介电常数在30至100范围内的陶瓷块1及印刷在陶瓷块1底面的两个金属电极11，其中一个金属电极与馈电电源连接，另外一个金属电极通过调频器件3与印刷电路板2接地面连接；所述陶瓷块1为方形结构，长度为5mm至20mm，宽度为2mm至10mm，高度为2mm至10mm。

所述陶瓷块1的侧面全部或部分印刷有侧面金属图案13。

所述陶瓷块1的顶面部分印刷有顶面金属图案12。

有益效果：该陶瓷天线包含一致性好损耗低的陶瓷块，底面电极（顶面和侧面可以印刷金属图案也可以不印刷）。金属电极用于将该天线焊接到印刷电路板上，金属图案用于导引电磁场来增强天线的辐射效率。本发明天线尺寸小，辐射效率高，调整谐振频率方便。

附图说明

图1为本发明小型陶瓷天线与印刷电路板、调频器件连接关系俯视图。

图2为本发明小型陶瓷天线与印刷电路板、调频器件连接关系立体视图。

图3为本发明小型陶瓷天线的陶瓷块立体图。

图4为本发明小型陶瓷天线的陶瓷块主视图。

图5为本发明小型陶瓷天线的陶瓷块仰视图。

图6为本发明小型陶瓷天线的陶瓷块俯视图。

图7为本发明小型陶瓷天线的陶瓷块侧视图。

图8为天线调频器件分别为2.6nH和2.3pF时，天线谐振频率的曲线图。

图9为天线分别高度分别为H=4mm, H=3mm, H=2.5mm时，天线的谐振频率曲线图。

图10为天线分别高度分别为H=4mm, H=3mm, H=2.5mm时，天线辐射特性的曲线图。

图11为天线侧面金属图案长度分别为D=4mm, D=2mm, D=0mm时，天线谐振频率曲线图。

图12为天线侧面金属图案长度分别为D=4mm, D=2mm, D=0mm时，天线辐射特性曲线图。

图13为天线顶面金属图案长度分别为W=3mm，W=0mm时，天线谐振频率曲线图。

图14为天线顶面金属图案长度分别为W=3mm，W=0mm时，天线辐射特性曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图3至图7是本发明实施例中陶瓷天线结构示意图。陶瓷天线包括一致性好损耗低的陶瓷块，以及底面的金属电极11、顶面金属图案12和侧面金属图案13。其中此发明中侧面金属图案13使得陶瓷块内的电磁场更加靠近陶瓷块的顶面而远离印刷版的接地面，使得向外辐射的电磁波增加，增加了天线的辐射效率。

陶瓷天线通过底面电金属极11与印刷电路板2连接，其中一个电极与馈电电源连接，另外一个电极通过调频器件3与印刷电路板2接地面连接，如图1及图2所示。

以下参考附图8至图14说明本发明的实际实施例，用于说明本发明在不同参数时的特性。

图8是天线调频器件分别为2.6nH和2.3pF时，天线谐振频率的曲线图。有此可以看出，应用调频器件调整频率的范围非常大，所以此发明天线既可以应用到GPS（全球定位系统），又可以应用到蓝牙系统及无线局域网系统。

图9及图10是天线分别高度分别为H=4mm, H=3mm, H=2.5mm时，天线的谐振频率及辐射特性的曲线图。通过图不难看出，当天线高度不同时，通过调整调频器件使得谐振频率一致，天线高度越高，天线的辐射效率越大，通信效果越好。因为当天线越高时，印刷电路板对天线周围的电磁场束缚越小，天线的辐射效率越大。

图11及图12 是天线侧面金属图案长度分别为D=4mm, D=2mm, D=0mm时，天线谐振频率及辐射特性的曲线图。从图中可以看出，当侧面金属图案长度不同时，通过调整调频器件的值使得天线谐振频率一致。金属图案长度D越长，天线辐射效率越大，相应通信效果越好。因为天线两个侧面的金属图案可以导引电磁场在陶瓷块中振荡，金属图案越长，陶瓷块内的电磁场更加靠近陶瓷块的顶面而远离印刷版的接地面，天线辐射效率越大。

图13及图14 是天线顶面金属图案长度分别为W=3mm，W=0mm时，天线谐振频率及辐射特性的曲线图。从图中可以看出，当顶面没有金属图案（W=0mm）时，天线的辐射效率更大。因为当顶面有金属图案时候，可以向外辐射的电磁场变少了，相应的辐射效率就变小了。 

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种小型陶瓷天线，其特征在于，所述小型陶瓷天线包括：介电常数在30至100范围内的陶瓷块（1）及印刷在陶瓷块（1）底面的两个金属电极（11），其中一个金属电极与馈电电源连接，另外一个金属电极通过调频器件（3）与印刷电路板（2）接地面连接；所述陶瓷块（1）为方形结构，长度为5mm至20mm，宽度为2mm至10mm，高度为2mm至10mm。

2.根据权利要求1所述的小型陶瓷天线，其特征在于，所述陶瓷块（1）的侧面全部或部分印刷有侧面金属图案（13）。

3.根据权利要求1或2所述的小型陶瓷天线，其特征在于，所述陶瓷块（1）的顶面部分印刷有顶面金属图案（12）。

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