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CN107394384B - 印制槽隙倒f天线及蓝牙通讯装置 - Google Patents

印制槽隙倒f天线及蓝牙通讯装置 Download PDF

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CN107394384B CN201710677016.XA CN201710677016A CN107394384B CN 107394384 B CN107394384 B CN 107394384B CN 201710677016 A CN201710677016 A CN 201710677016A CN 107394384 B CN107394384 B CN 107394384B
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Abstract

本发明公开了一种印制槽隙倒F天线及蓝牙通讯装置。根据本发明的印制槽隙倒F天线，包括基板和设置在基板上的天线本体，其中，天线本体包括印制在基板上，并相互连接的馈电导体和辐射导体，馈电导体的第一端与基板的天线信号馈点连接，馈电导体的第二端与辐射导体通过第一连接点连接；辐射导体的包括接地段和辐射段，接地段位于第一连接点的第一侧并与基板的接地面连接；辐射段位于第一连接点的第二侧且辐射段的端部为开路；辐射导体的接地段、馈电导体和基板的接地面之间形成天线槽隙。本发明能够有效提高带宽，降低阻抗。

Description

印制槽隙倒F天线及蓝牙通讯装置
技术领域
本发明涉及通讯装置领域，特别涉及一种印制槽隙倒F天线及蓝牙通讯装置。
背景技术
带有无线收发功能的电子产品，为实现通过空间进行信息传递，需要天线装置。目前电子产品朝着低成本和小型化趋势发展，对于产品中的天线，一方面低成本需求使得印制天线成为最经济的形式；另一方面，小型化需求使得天线必须在不断缩小的净空区中保证天线性能。目前典型印制天线形式包括：1)半波偶极子天线；2)单极天线；3)Loop天线；4)PATCH天线；5)IFA天线。其中半波偶极子天线总长度为半波长，体积较大；单极天线长度为四分之一波长，虽然体积小，但因为阻抗较小而不容易匹配；Loop天线从馈点到地点的长度是半波长，体积较大；PATCH天线在陶瓷介质上采用平面单极天线，体积较大；IFA天线在单极天线基础上增加短路导体，体积小且容易匹配，但带宽较窄。
发明内容
本发明提供了一种体积小且带宽宽的印制槽隙倒F天线。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
依据本发明的一个方面，提供了一种印制槽隙倒F天线，包括基板和设置在基板上的天线本体，其中，天线本体包括印制在基板上，并相互连接的馈电导体和辐射导体，馈电导体的第一端与基板的天线信号馈点连接，馈电导体的第二端与辐射导体通过第一连接点连接；辐射导体的包括接地段和辐射段，接地段位于第一连接点的第一侧并与基板的接地面连接；辐射段位于第一连接点的第二侧且辐射段的端部为开路；辐射导体的接地段、馈电导体和基板的接地面之间形成天线槽隙。
进一步地，天线槽隙的宽度小于或者等于馈电导体的宽度。
进一步地，天线槽隙的宽度等于接地段的长度。
进一步地，天线槽隙的宽度小于或者等于1mm。
进一步地，馈电导体沿第一方向延伸，辐射导体沿第二方向延伸；第一方向与第二方向垂直。
进一步地，基板上设置有净空区域，辐射导体的辐射段位于净空区域中。
进一步地，辐射导体的辐射段的端部在第一方向上和第二方向上的净空距离相等。
进一步地，辐射导体的辐射段的端部在第一方向上和第二方向上的净空距离均等于馈电导体的长度。
进一步地，基板为PCB主板。
本发明还提供了一种蓝牙通讯装置，包括前述的印制槽隙倒F天线。
综上所述，根据本发明的印制槽隙倒F天线及蓝牙通讯装置，通过采用在基板上印制相互连接的馈电导体和辐射导体，使得天线具有普通IFA天线尺寸小的优点，辐射导体的接地段、馈电导体和基板的接地面之间形成天线槽隙，从而实现带宽和阻抗的辅助调节，从而有效提高带宽，降低阻抗。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的印制槽隙倒F天线的实施例的结构原理示意图；
图2是根据本发明的印制槽隙倒F天线的实施例的结构尺寸示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种印制天线槽隙倒F天线(即PCB slot inverted Fantenna，简称PSIFA天线)，该PSIFA天线包括基板和设置在基板上的天线本体，其中，天线本体包括印制在基板上并相互连接的馈电导体10和辐射导体20，馈电导体10的第一端与基板的天线信号馈点连接，馈电导体10的第二端与辐射导体20通过第一连接点B连接；辐射导体20的包括接地段和辐射段，接地段位于第一连接点B的第一侧并与基板的接地面连接；辐射段位于第一连接点B的第二侧且辐射段的端部为开路；辐射导体20的接地段、馈电导体10和基板的接地面之间形成天线槽隙30。也即本发明通过采用在基板上印制相互连接的馈电导体10和辐射导体20，槽隙、辐射导体、馈电导体形成“F”形，使得天线具有普通IFA天线尺寸小的优点，辐射导体20的接地段、馈电导体10和基板的接地面之间形成天线槽隙30，从而实现带宽和阻抗的辅助调节，从而有效提高带宽，降低阻抗。
结合图1所示，基板可以为PCB主板，即天线本体直接印刷在PCB主板上。在图1中，馈电导体10沿第一方向延伸，辐射导体20沿第二方向延伸；第一方向与第二方向垂直，也即本发明中馈电导体10和辐射导体20都是直线延伸，并且相互垂直，从而降低辐射导体20与主板的接地距离。基板上设置有净空区域40，辐射导体20的辐射段位于净空区域40中，从而实现天线的有效辐射。优选地，辐射导体20的辐射段的端部在第一方向上和第二方向上的净空距离均为S2，从而保证天线能将信号有效地向空间辐射。
具体地，结合图1所示，馈电导体10的长度为L1，宽为W1；天线槽隙30的长度为L1，宽为S1；辐射导体20的长度为L2+S1(其中，S1对应接地段，L2对应辐射段)，宽为W2；净空区域40的长度为L2+S2，宽为W2+S2，馈电导体10实现对天线馈电；通过调整天线槽隙30的L1和S1实现阻抗及带宽的辅助调节；通过调整辐射导体20的L2和W2实现阻抗和带宽调节；通过限定净空距离S2实现天线有效辐射。更具体地，天线槽隙30的宽度小于或者等于馈电导体10的宽度，从而提高带宽，降低阻抗。优选地，天线槽隙30的宽度小于或者等于1mm，提高效率的效果较优。更优选地，天线槽隙30的宽度等于接地段的长度，从而有效降低辐射导体20的接线距离。一般地，净空距离S2等于馈电导体10的长度，保证可靠性，也方便基板加工。
如图1和图2所示，以一种工作于蓝牙频段的PSIFA天线来具体说明本发明。该天线可用于带蓝牙功能的智能手环产品。
如图2所示，馈电导体10长L1为3mm，宽W1为1mm，其一端与基板的天线信号馈点连接，记为A点(图1中标号A所示)。天线槽隙30长L1等于馈电导体10长，宽S1为0.7mm。天线槽隙30由馈电导体10、基板的接地面、辐射导体20包围而成。辐射导体20长L2+S1等于24mm，宽W2为1mm，其一端将馈电导体10与基板的接地面短接，其中与馈点导体的连接点记为B点(图1中标号B所示)，与主板的接地面连接点记为C点(图1中标号C所示)，辐射导体20的另一端为开路状态。基板为天线提供信号馈点以及参考接地面。净空区域40S2为3mm，保证天线能将信号有效向空间辐射。
该PSIFA天线尺寸约四分之一波长，与IFA天线尺寸相当，而天线性能优于IFA。比上述具体尺寸所实现的蓝牙频段的PSIFA天线，用于智能手环产品，在2402MHz～2480MHz频段的手模效率(手环佩戴在手上时的效率)平均为15％，驻波<2.0的带宽为100MHz，而采用典型的IFA方式实现的印制天线，在2402MHz～2480MHz频段的手模效率平均为10％，驻波<2.0的带宽为90MHz。可见，本专利设计的PSIFA天线在效率和带宽上均优于印制IFA天线。本发明的PSIFA天线可广泛用于各种带无线收发模块功能的电子产品领域，有助于产品的小型化和天线性能的提升。
本发明还提供了一种蓝牙通讯装置，包括前述的印制天线槽隙倒F天线，具有普通IFA天线具有尺寸小的优点，而且通过辐射导体20的接地段、馈电导体10和基板的接地面之间形成天线槽隙30，从而实现带宽和阻抗的辅助调节，从而有效提高带宽，降低阻抗。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种印制槽隙倒F天线，所述印制槽隙倒F天线应用于带蓝牙功能的智能手环设备中，包括基板和设置在所述基板上的天线本体，其中，所述天线本体包括印制在所述基板上并相互连接的馈电导体和辐射导体，其特征在于，
所述馈电导体的第一端与所述基板的天线信号馈点连接，所述馈电导体的第二端与所述辐射导体通过第一连接点连接；
所述辐射导体的包括接地段和辐射段，所述接地段位于所述第一连接点的第一侧并与所述基板的接地面连接；所述辐射段位于所述第一连接点的第二侧且所述辐射段的端部为开路；
所述辐射导体的接地段、所述馈电导体和所述基板的接地面之间形成天线槽隙，通过调整所述天线槽隙的长度和宽度实现阻抗及带宽的辅助调节；
所述天线槽隙的宽度小于或者等于所述馈电导体的宽度。
2.根据权利要求1所述的印制槽隙倒F天线，其特征在于，
所述天线槽隙的宽度等于所述接地段的长度。
3.根据权利要求1所述的印制槽隙倒F天线，其特征在于，
所述天线槽隙的宽度小于或者等于1mm。
4.根据权利要求1所述的印制槽隙倒F天线，其特征在于，
所述馈电导体沿第一方向延伸，所述辐射导体沿第二方向延伸；所述第一方向与所述第二方向垂直。
5.根据权利要求4所述的印制槽隙倒F天线，其特征在于，
所述基板上设置有净空区域，所述辐射导体的辐射段位于所述净空区域中。
6.根据权利要求5所述的印制槽隙倒F天线，其特征在于，
所述辐射导体的辐射段的端部在所述第一方向上和所述第二方向上的净空距离相等。
7.根据权利要求6所述的印制槽隙倒F天线，其特征在于，
所述辐射导体的辐射段的端部在所述第一方向上和所述第二方向上的净空距离均等于所述馈电导体的长度。
8.根据权利要求1所述的印制槽隙倒F天线，其特征在于，
所述基板为PCB主板。
9.一种蓝牙通讯装置，包括天线，其特征在于，所述天线为权利要求1至8中任一项所述印制槽隙倒F天线。
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