用於MicroSD型無線網卡的天線及MicroSD型無線網卡的製作方法
2023-06-28 06:46:26 2
專利名稱：用於MicroSD型無線網卡的天線及MicroSD型無線網卡的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種用於MicroSD型無線網卡的天線及 MicroSD型無線網卡。
背景技術：
MicroSD卡是一種極細小的快閃記憶體卡，採用SD(SeCure Digital，安全數碼) 架構設計而成，為目前的大部分手機所支持。。基於MicroSD型無線網卡的設計，即基於MicroSD的物理形態的具有 WLAN(ffireless Local Area Network，無線區域網)功能的上網卡，將MicroSD的無線網卡插入手機，並在手機中安裝相應的驅動和軟體，則可以為不帶WLAN的手機增加無線區域網的接入功能。如上所述，這種方案不需要外圍電路，所有的硬體電路都要集成在MicroSD卡內， 故除了在其中包含主晶片和射頻前端電路，還需嵌入天線。儘管無線區域網主要優勢是可移動，無需線纜即可接入網絡，無線區域網也存在信號幹擾等缺點，所以WLAN天線是無線區域網通信系統中的一個關鍵部件，其性能的好壞直接影響到無線通信的質量。一般在設計天線時，首先考量的是等效全向輻射功率(Effective IsotropicRadiated Power, EIRP)、阻抗帶寬、輻射效率以及增益值等。針對產品需求的特性，並且對尺寸、效率以及回波損耗、輻射場型，分別達到配合主題產品的可造型化、省電性，並且有效提升傳輸速率。而WLAN天線就是一種具備使用窄頻收發、高速傳輸以及高增益等特性的天線。然而，基於這種極細小的MicroSD物理形態的WLAN通信系統設計，其空間大小制約著信號的射頻性能，同時包括天線的輻射性能，所以對天線的物理尺寸和布局提出了更高的要求。綜上，由於MicroSD卡的物理尺寸小，預留給天線的空間有限，因此，在有限的空間內如何對陶瓷天線優化設計使之實現高增益、高效率，成為影響MicroSD無線網卡性能的一個關鍵問題.目前，國內外對應用於WLAN系統中的天線已經進行了廣泛的研究，提出了很多工作在2. 4G頻段的天線形式，例如，單極子天線(MonopoleAntenna)，PIFA天線(Planar Inverted-F Antenna)，陶瓷天線等。1.單極子天線是去掉偶極子天線的一臂，將另一臂換成無窮大地，根據鏡像原理， 在天線的上臂產生一鏡像。如果將地逐步縮小，將無法形成理想鏡像，下面地的電流分布將發生變化。當地的最大尺寸小於系統最小頻率的四分之一波長時，天線系統將無法再該頻率點處產生諧振。WLAN無線系統的最小工作頻率f。= 2. 4G，這樣需要大地的最小尺寸1 =入/4 = c/4 · f。= 31mm，其中c為自由空間波速。若在mciroSD卡內集成這種天線，則 MicroSD卡體就相當於天線的另一個臂，而MicroSD卡為IlmmX 15mmX Imm的尺寸遠遠達不到天線設計的要求。
2. PIFA天線是由微帶天線演變而來的，這種天線的設計有兩個基本要素，首先，這種天線貼片長邊的長度一般要求為λ/4，考慮到介質的波長縮短效應，波長正比於1/A
ο
在此發明方案中，MicroSD卡內部介質板的介電常數、=4.0，天線的諧振頻率f。=
2. 45G，可求得PIFA天線的長邊長度/ = c/4*/e^/i;=15mm。此外，這種天線的輻射主要靠
邊緣，而邊緣的場越往外傾斜，輻射越好(開放場)，這就體現PIFA天線高度的重要性。很顯然，PIFA天線的長度和高度要求都無法在這種mciroSD封裝內實現。綜上，儘管無線通信領域中常見的單極子天線、PIFA天線都有較好的輻射特性和較大的頻寬等優點，但是無法在MicroSD卡這種極小封裝下實現。要解決MicroSD卡封裝內集成天線這一難題，需要更小封裝和更高性能的天線。陶瓷天線具有這些優點(1)極小尺寸(2)精密可靠，節省線路板空間，零件高密度安裝；(3)適合高效率，高產量，高速度零件安裝。陶瓷天線一般是在其內部繞線或蛇形線，表面貼裝在PCB上，貼裝位置淨空，是一種特殊的monopole (單極天線)，圖1示出了根據相關技術的monopole天線的基本工作原理示意圖。但是這種陶瓷的monopole天線存在高介電常數、帶寬小、高損耗、距離短、效率低等缺點，直接應用在MicroSD卡狹小的空間內，將導致天線的性能較差。
發明內容
本發明提供了一種能解決以上問題的用於MicroSD型無線網卡的天線及MicroSD 型無線網卡。在第一方面，本發明提供了一種用於MicroSD型無線網卡的天線，該天線包括陶瓷天線，位於MicroSD型無線網卡露出卡槽部分的基板的淨空區；阻抗線，其一端與基板的饋電點相連接，其另一端與陶瓷天線相連接，其中，阻抗線下方的基板未鋪地。優選地，上述陶瓷天線的方向平行於MicroSD型無線網卡插入卡槽的方向。優選地，上述陶瓷天線的方向垂直於MicroSD型無線網卡插入卡槽的方向。在第二方面，本發明還提供了一種具有上述天線的MicroSD型無線網卡。本發明的上述實施例通過將陶瓷天線設置在MicroSD型無線網卡露出卡槽部分的基板的淨空區，使其遠離布線區，降低了對天線信號的幹擾，同時通過設置連接在基板的饋電點和陶瓷天線之間的阻抗線，增加了天線的電長度，提高了天線的輻射效率和工作帶寬，使得天線可以高效率、長距離、全方向地接收和發送信號，克服了現有技術中陶瓷天線存在高介電常數、帶寬小、高損耗、距離短、效率低等缺點，直接應用在MicroSD卡狹小的空間內，將導致天線的性能較差的問題。
下面將參照附圖對本發明的具體實施方案進行更詳細的說明，在附圖中圖1示出了根據相關技術的monopole天線的基本工作原理示意圖；圖2示出了根據本發明一個實施例的用於MicroSD型無線網卡的天線示意圖；圖3示出了根據本發明一個優選實施例的用於MicroSD型無線網卡的天線示意圖；圖4示出了相關技術中微帶線的阻抗計算模型示意圖。
具體實施例方式圖2示出了根據本發明一個實施例的用於MicroSD型無線網卡的天線示意圖，如圖2所示，該天線包括陶瓷天線，位於MicroSD型無線網卡的基板的淨空區；阻抗線，其一端與基板的饋電點相連接，其另一端與陶瓷天線相連接，其中，阻抗線下方的基板未鋪地。 作為本發明的一個例子，淨空區選擇在MicroSD型無線網卡插入終端設備時露出卡槽的基板上。在本實施例中，通過將陶瓷天線設置在MicroSD型無線網卡露出卡槽部分的基板的淨空區，使其遠離布線區，降低了對天線信號的幹擾，同時通過設置連接在基板的饋電點和陶瓷天線之間的阻抗線，增加了天線的電長度，提高了天線的輻射效率和工作帶寬，使得天線可以高效率、長距離、全方向地接收和發送信號，克服了現有技術中陶瓷天線存在高介電常數、帶寬小、高損耗、距離短、效率低等缺點，直接應用在MicroSD卡狹小的空間內，將導致天線的性能較差的問題。在圖2的實施例中，MicroSD型無線網卡物理尺寸為IlmmX 15mmX 1mm，淨空區面積為30mm2 ；陶瓷天線的物理尺寸可選為2. OmmXl. 25mmX0. 4mm，其工作中心頻率為 2. 45GHz。作為本發明的一個例子，陶瓷天線和阻抗線的長度和約等於陶瓷天線最小工作頻率的波長的1/4。圖3示出了根據根據本發明一個優選實施例的用於MicroSD型無線網卡的天線示意圖，在圖3中，將平行於MicroSD型無線網卡插入的方向設定為X軸方向，將垂直於 MicroSD型無線網卡基板的方向設定為Z軸方向，將垂直於)(Z平面的方向設定為Y軸方向。 陶瓷天線放置在基板的右上角。在設置陶瓷天線時，可以將其方向設置為平行於X軸方向或Y軸方向。當陶瓷天線平行於Y軸放置時，其在TL平面上的輻射效率最好。作為本發明的一個例子，阻抗線的阻抗值約等於50歐姆。阻抗線的寬度影響著其阻抗的大小，其寬度的選取可以依據微帶線阻抗的計算方法進行計算，圖4示出了相關技術中微帶線的阻抗計算模型示意圖，在圖4中，最上層為阻抗線，最下層為MicroSD型無線網卡的基板，中間層為介質層。阻抗線的阻抗4的計算公式如下
Γ 8 5J8/iZo - -τ—-In —-(Ω)
V 糾 1.41 0.8w+i1 J其中，h為鋪在基板上的介質的厚度，w阻抗線的寬度，t為阻抗線的厚度，ε r為阻抗線板材的介電常數。當阻抗線的阻抗A為50歐姆時，通過推導計算可得阻抗線的寬度。顯而易見，在不偏離本發明的真實精神和範圍的前提下，在此描述的本發明可以有許多變化。因此，所有對於本領域技術人員來說顯而易見的改變，都應包括在本權利要求書所涵蓋的範圍之內。本發明所要求保護的範圍僅由所述的權利要求書進行限定。
權利要求
1.一種用於MicroSD型無線網卡的天線，其特徵在於，包括 陶瓷天線，位於所述MicroSD型無線網卡的基板的淨空區；阻抗線，其一端與所述基板的饋電點相連接，其另一端與所述陶瓷天線相連接，其中， 所述阻抗線下方的所述基板未鋪地。
2.根據權利要求1所述的天線，其特徵在於，所述陶瓷天線的方向平行於所述MicroSD 型無線網卡插入卡槽的方向。
3.根據權利要求1所述的天線，其特徵在於，所述陶瓷天線的方向垂直於所述MicroSD 型無線網卡插入卡槽的方向。
4.一種MicroSD型無線網卡，其特徵在於，其具有權利要求1-3任一項中的所述天線。
全文摘要
本發明公開了一種用於MicroSD型無線網卡的天線及MicroSD型無線網卡，其中該天線包括陶瓷天線，位於MicroSD型無線網卡的基板的淨空區；阻抗線，其一端與基板的饋電點相連接，其另一端與陶瓷天線相連接，其中，阻抗線下方的基板未鋪地。本發明通過將陶瓷天線設置在MicroSD型無線網卡露出卡槽部分的基板的淨空區，使其遠離布線區，降低了對天線信號的幹擾，同時通過設置連接在基板的饋電點和陶瓷天線之間的阻抗線，增加了天線的電長度，提高了天線的輻射效率和工作帶寬，使得天線可以高效率、長距離、全方向地接收和發送信號。
文檔編號H01Q1/22GK102208712SQ20101020980
公開日2011年10月5日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者龐洪蕊, 張溯, 郭剛 申請人:中科芯集成電路股份有限公司, 無錫中科龍澤信息科技有限公司