[實用新型]一種具有倒F變形結構的PCB板載天線

有效

• 申請號: 201520267071.8
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN204558641U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 彭仁生
• 申請（專利權）人: 深圳市博鵬發電子科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;吳雅麗

技術領域

本實用新型涉及天線技術領域，具體是一種具有倒F變形結構的PCB板載天線。

背景技術

現今，無線技術日趨成熟，已經在日常生活中發揮越來越重要的作用，它避免了各種設備之間繁雜的連線，使操控裝置簡潔無過多線纜連接。例如WIFI、Bluetooth音箱、遙控器、無線門鈴、無線對講系統、手機通訊等。而天線是所有這些產品中重要的組成部分，現主要有貼片陶瓷天線、鞭狀天線和PCB板載天線。

對于電子產品開發工程師，無線技術通常是被視為神奇的，無法被完美駕馭的一門技術。加上天價的射頻調試儀器和測試費用。使電子工程師為天線的設計望而卻步，或者因為天線收發性能無法達標，而無限期拖慢產品開發進程，開發周期過長對開發周期要求苛刻的消費類產品來說是最致命。

基于這樣的問題，我們力求建立一個方便使用，加快產品開發的天線模型。進而有了現有發明，這將給沒有天線設計經驗的電子工程師提供低成本、實用的、避免天價射頻測試儀器的解決方案。使用者只需將改模型簡單的，按照規則放置到自己的電路中去即可發揮其作用。

現有可供使用的2.4GHzISM頻段天線有如下幾種形式：貼片陶瓷天線、鞭狀天線、PCB板載天線。其中貼片陶瓷天線具有性能中等、尺寸小的優點，但是需要嚴格按照規格書設置好天線工作環境，提供嚴格形狀的凈空區等限制，功率也有所限制，相對成本較高；鞭狀天線具有最好的性能，由于體積過大在很多產品中無法使用，高昂的成本讓人望而卻步；PCB板載天線具有成本最低的優點，性能也很好。這對成本敏感的消費類產品來說，是個非常理想的解決方案。其中，倒F變形PCB板載天線以其成本低、性能較好的特點，而被廣泛應用于低成本消費類無線電子產品的無線收發天線中。

以上方案在具體應用中，雖然陶瓷天線在嚴格規定環境下阻抗為50R，但是實際應用環境的不同天線的阻抗測試會發生很大變化。有時候變化幅度過大而導致整體性能惡化。而普通的PCB板載天線的阻抗不滿足一般產品中50R特性阻抗要求。因而需要在天線的饋點之前加入PI電路，以做阻抗匹配使天線與源端阻抗匹配，達到最好的收發性能。但是PI電路的引入，會導致PCB上需要嚴格控制阻抗的饋線發生阻抗突變進而導致反射增加，惡化功率信號傳輸。雖說PI電路經過調試可以使整體阻抗等于特性阻抗，但是PI電路還是會損耗部分能量。最致命的是調試PI電路需要昂貴的網絡分析儀，而該儀器對普通的企業而言，是可望而不可即的。

針對以上缺點，亟待設計出一種低成本、易于使用并且無需另外做阻抗匹配的高性能PCB板載天線。正是基于這樣的目的，本設計得以發明。

實用新型內容

因此，針對上述的問題，本實用新型提出一種具有倒F變形結構的PCB板載天線，對現有的倒F變形天線的結構以及參數進行優化設計，從而獲得一個低成本、易于使用并且無需另外做阻抗匹配的高性能PCB板載天線。

為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是，一種具有倒F變形結構的PCB板載天線，包括由介電材料實現的基板，基板上設置有接地電極和發射電極，發射電極和接地電極相對地設置，發射電極設置在基板的頂面，是細長且平坦的導體。該發射電極具有倒F形狀，包括饋電段、以及在饋電段位置處并聯連接的天線的短路段和開路段，其中，短路段為L形狀，其具有第一折彎段和第二折彎段，第一折彎段連接至接地電極，第二折彎段與接地電極平行；開路段沿短路段的第二折彎段的反方向延伸形成延伸臂，延伸臂的末端向內折合，與基板的邊緣形成容性耦合的間隙；其中，短路段的第二折彎段的寬度和開路段的延伸臂的寬度不同。

作為一個優化后的參數方案，天線長度L=13.67mm。第一折彎段寬度為d2=1.8mm，第一折彎段高度H=11.34mm；第二折彎段（也即平行接地電極的短路段）線寬d1=1.1mm，第二折彎段長S=1.5mm。開路段向內折合之前的長度L1=8.5mm，開路段向內折合處的線寬h1=0.87mm；開路段折合部分之間的間距B=1.64mm；開路段向內折合的長度L2=5mm。饋電段的寬度為d4=1mm。

本新型采用上述方案，具有如下優點：

1、對現有天線形狀進行修改，使其諧振點落在2.4GHzISM頻段，并保證VSWR低于2.0，防止諧振頻率偏向高頻，提高天線增益；

2、對于現有天線規格進行改進，避免PI網絡的使用，使其阻抗接近50R，并且在不同的應用環境下，阻抗變化?。?!-- SIPO -->