一種雙頻天線裝置製造方法
2023-04-23 10:30:21
一種雙頻天線裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種雙頻天線裝置，包括一介質基板及設置在介質基板上的第一天線單元和第二天線單元，第一天線單元；包括第一饋電輸入端、與第一饋電輸入端連接的第一輻射部及第一接地部；第二天線單元；包括第二饋電輸入端、與第二饋電輸入端連接的第二輻射部及第二接地部；巴倫；包括第三接地部且設置於第一天線單元與第二天線單元之間，其中第二天線單元通過第二接地部與巴倫一體相連；第一輻射部為類「凹」字型超材料人造微結構及其衍生結構。本發明在一種低損耗介質基板上設置兩個天線單元，在兩天線之間加入雙向巴倫，降低兩天線間幹擾，超材料微結構為其中一個天線單元的輻射部，在提高天線性能的同時，實現天線小型化。
【專利說明】一種雙頻天線裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通訊領域，具體地涉及一種雙頻天線裝置。
【背景技術】
[0002]隨著無線通信技術的日益發展，使無線通訊電子設備同時進行多個不同頻段通訊需求日益增強。現有無線通訊電子設備一般採用多根射頻天線。然而這些天線的尺寸、帶寬、增益等重要指標卻受到了基本物理原理的限制(固定尺寸下的增益極限、帶寬極限等)。這些指標極限的基本原理使得天線的小型化技術難度遠遠超過了其它器件，而由於射頻器件的電磁場分析的複雜性，逼近這些極限值都成為了巨大的技術挑戰。
[0003]在一些更為複雜的電子系統中，天線需要多模工作，就需要在饋入天線前額外的阻抗匹配網絡設計。但阻抗匹配網絡額外的增加了電子系統的饋線設計、增大了射頻系統的面積同時匹配網絡還引入了不少的能量損耗，很難滿足低功耗的系統設計要求。在無線系統設計時，往往給天線設置的空間相對來說非常有限，隨著現代設備的通訊信息流量的增加，單天線的無法滿足現有設備的要求，因此利用多天線可以解決這個瓶頸，但是多天線的設置於一體，容易使得天線相互幹擾，隔離度很低。
[0004]無線通信業務的發展對通信數據的傳輸能力的需求越來越高，雙頻天線的內置化設計要求在小空間、近金屬表面等惡劣背景下應用面臨很多的困難，尤其電子設備的採用金屬殼體，對內置天線性能產生很大的負面影響；如果為了天線的性能提高而更改金屬機殼模具，導致成本增加，因此基於現有金屬機殼設計及開模成本，其內置天線的設計面臨諸多問題。其中最大的影響通信質量的因素在於它的雙天線埠間隔離度的提高。
【發明內容】
[0005]本發明解決的技術問題在於，將兩個天線設置為一體化，降低天線互相干擾，實現天線小型化，滿足特定無線電子設備需要。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案為:
[0007]一介質基板及設置在所述介質基板上的第一天線單元和第二天線單元，其中，
[0008]第一天線單元；包括第一饋電輸入端、與所述第一饋電輸入端連接的第一輻射部及第一接地部；
[0009]第二天線單元；包括第二饋電輸入端、與所述第二饋電輸入端連接的第二輻射部及第二接地部；以及
[0010]巴倫，包括第三接地部且設置於第一天線單元與第二天線單元之間，其中第二天線單元通過第二接地部與巴倫一體相連；
[0011]第一福射部包括一饋電點、與該饋電點相連接的饋線及一金屬結構；饋線與金屬結構相互耦合；所述金屬結構至少使兩個不同波段的電磁波諧振。
[0012]優選地，第一天線單元用於諧振接收或發射通訊頻帶為2400-2500MHZ和5725?5850MHz電磁波信號。[0013]優選地，第二天線單元用於諧振接收或發射通訊頻帶為2400-2500MHZ和5725~5850MHz電磁波信號。
[0014]優選地，介質基板成份包括玻纖布、環氧樹脂及與所述環氧樹脂發生交聯反應的化合物。
[0015]優選地，第一天線單元和第二天線單元都採用金屬銅材料設置於所述介質基板上。
[0016]優選地，第一天線單元、巴倫及第二天線單元都設置於所述介質基板的同一表面上。
[0017]優選地，第一天線單元與第二天線單元分別設置於介質基板相對的兩個表面上，其中巴倫與第二天線單元設置於所述介質基板的同一表面上。
[0018]優選地，介質基板採用在IGHz工作頻率下，具有標稱的< 0.008的電損耗正切量。
[0019]優選地，巴倫為雙向巴倫。
[0020]一種根據以上雙頻天線裝置的數字機頂盒，其通訊頻段為2400-2500MHZ和5725~5850MHz。
[0021]本發明的有益效果在於，在一種低損耗的介質基板上設置兩個天線單元，在兩個天線之間加入雙向巴倫，降低兩天線間的幹擾，使用超材料微結構作為其中一個天線單元的輻射部，在提高天 線性能的同時，實現天線小型化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明雙頻天線裝置的優選實施方式第一表面示意圖；
[0023]圖2為本發明金屬結構實施方式I示意圖；
[0024]圖3為本發明金屬結構實施方式2示意圖；
[0025]圖4為本發明金屬結構實施方式3示意圖；
[0026]圖5為本發明金屬結構實施方式4示意圖；
[0027]圖6為本發明金屬結構實施方式5示意圖；
[0028]圖7為本發明金屬結構實施方式6示意圖；
[0029]圖8為本發明雙頻天線裝置的優選實施方式第二表面示意圖；
[0030]圖9為本發明第一天線單元的第一輸入埠電壓駐波比圖；
[0031]圖10為本發明第二天線單元的第二輸入埠電壓駐波比圖；
[0032]圖中，11介質基板、12第一天線單元、13巴倫、14第二天線單元、21第一輸入埠、22第二輸入埠、8第一饋電輸入端、122第一福射部、121第一接地部、9第二饋電輸入端、142第二輻射部、141第二接地部、132第三接地部、15第三接地部、16信號傳輸線、143接地線。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步的描述。
[0034]請參閱圖1，為本發明雙頻天線裝置的優選實施方式第一表面示意圖。該天線裝置應用於電子設備中，包括但不限於機頂盒、無線接入設備、無線路由器設備等。在本實施方式中，電子設備為通訊頻段為2400-2480ΜΗζ和5745~5805MHz的數字機頂盒。[0035]雙頻天線裝置包括介質基板11、第一天線單元12、第一輸入埠 21、巴倫13、第二輸入埠 22及第二天線單元14。其中巴倫13為雙向巴倫；第一天線單元12包括第一饋電輸入端8、第一輻射部122及第一接地部121 ;第二天線單元14包括第二饋電輸入端9、第二輻射部142及第二接地部141 ;巴倫13還包括第三接地部132且設置於第一天線單元12和第二天線單元14之間，第二接地部141與第三接地部132電連接於一體。雙向巴倫13為軸對稱銅箔金屬設置圖案且用於將降低第一天線單元12和第二天線單元14之間相互幹擾。
[0036]應當理解，本發明第一天線單元12的第一輻射部122為類「凹」字超材料人造微結構及其衍生結構，如圖2本發明金屬結構實施方式I示意圖所示，圖中的一條線代表一定線寬的金屬線，該超材料尺寸為參見圖2，如圖3為本發明金屬結構實施方式2示意圖、圖4為本發明金屬結構實施方式3示意圖、圖5為本發明金屬結構實施方式4示意圖、圖6為本發明金屬結構實施方式5示意圖、圖7為本發明金屬結構實施方式6示意圖，其中實施方式2-6的金屬結構均為本發明實施方式I金屬結構的衍生、變形結構，實施方式6的金屬結構為實施方式I和2金屬結構的組合結構,相應的,實施方式I金屬結構與實施方式3金屬結構的組合結構、實施方式I金屬結構與實施方式4金屬結構的組合結構、實施方式2金屬結構與實施方式4金屬結構、實施方式2金屬結構與實施方式3金屬結構的組合結構等，均能作為本發明的天線單元的一個輻射部。
[0037]在本實 施方式中，第一天線單元12可同時諧振接收或發射2400-2500MHZ和5725~5850MHz電磁波信號，第二天線單元也可同時諧振接收或發射2400_2500ΜΗζ和5725~5850MHz的電磁波信號。第一天線單元12、雙向巴倫13及第二天線單元14都設置形成於介質基板11的同一表面上。第一天線單元12和第二天線單元14都採用銅材料設置於介質基板11上。
[0038]在其他實施方式中，第一天線單元12與第二天線單元14分別設置於介質基板11相對的兩個表面上，其中雙向巴倫13與第二天線單元14設置於介質基板的同一表面上。
[0039]為了降低第一天線單元12及第二天線單元14的輻射損耗，介質基板11採用在IGHz工作頻率下，具有標稱的< 0.008的電損耗正切量的基板。介質基板11成份包括玻纖布、環氧樹脂及與所述環氧樹脂發生交聯反應的化合物；其中環氧樹脂及與所述化合物按照一定比例配置混合。
[0040]為了降低天線單元的能量損耗，提高整個雙頻GPRS天線的性能，採用低介電常數低損耗介質基板，要求天線介質基板在IGHz頻率下工作，具有≤0.0002的電損耗正切量。介質基板10包括玻纖布、環氧樹脂及包含與環氧樹脂發生交聯反應的化合物。介質基板第一類實施方式如下:
[0041]介質基板製作工藝如下:首先，提供浸潤溶液包括:第一組份，包含有環氧樹脂；第二組份，包含與環氧樹脂發生交聯反應的化合物；及一種或者多種溶劑。其中第一組份和第二組份按照一定比例配置混合。
[0042]浸潤溶液經過攪拌後、將一玻纖布浸潤溶液中使第一組份與第二組份吸附在玻纖布中或者表面上；然後烘烤玻纖布使一種或者多種溶劑揮發，並使第一組份與第二組份相互化合交聯形成半固化片或者固化片。半固化片是指將吸附第一組份與第二組份的玻纖布在烘拷溫度相對較低環境中，第一組份包含環氧樹脂與第二組份包含化合物部分發生化合交聯反應的軟性混合物。固化物是指將吸附第一組份與第二組份的玻纖布在烘拷溫度相對較高環境中，第一組份包含環氧樹脂與第二組份包含化合物部分發生化合交聯反應的相對較硬的混合物。
[0043]在本實施方式中，浸潤過的玻纖布通過低溫烘烤形成半固化物(呈片狀)，然後半固化物剪裁成剪裁片，根據厚度需要將所述多片剪裁片疊合併進行熱壓成本實施的多層介質基板(即多層層壓板或片)。
[0044]在具體的實施例中，第二組份的化合物可選用包含由極性高分子與非極性高分子化合的共聚物，如苯乙烯馬來酸酐共聚物。可以理解的是，可以與環氧樹脂發生化合交聯反應的共聚物均可用於本實施方式的配方成份。其中本實施方式的苯乙烯馬來酸酐共聚物，其分子式如下:
[0045]
【權利要求】
1.一種雙頻天線裝置，其特徵在於，包括: 一介質基板及設置在所述介質基板上的第一天線單元和第二天線單元，其中， 所述第一天線單元；包括第一饋電輸入端、與所述第一饋電輸入端連接的第一輻射部及第一接地部； 所述第二天線單元；包括第二饋電輸入端、與所述第二饋電輸入端連接的第二輻射部及第二接地部；以及 巴倫，包括第三接地部且設置於所述第一天線單元與所述第二天線單元之間，其中所述第二天線單元通過所述第二接地部與所述巴倫一體相連； 所述第一輻射部包括一饋電點、與該饋電點相連接的饋線及一金屬結構；饋線與金屬結構相互耦合；所述金屬結構至少使兩個不同波段的電磁波諧振。
2.根據權利要求1所述的一種雙頻天線裝置，其特徵在於，所述第一天線單元用於諧振接收或發射通訊頻帶為2400-2500MHZ和5725?5850MHz電磁波信號。
3.根據權利要求1所述的一種雙頻天線裝置，其特徵在於，所述第二天線單元用於諧振接收或發射通訊頻帶為2400-2500MHZ和5725?5850MHz電磁波信號。
4.根據權利要求1所述的一種雙頻天線裝置，其特徵在於，所述介質基板成份包括玻纖布、環氧樹脂及與所述環氧樹脂發生交聯反應的化合物。
5.根據權利要求1所述的一種雙頻天線裝置，其特徵在於，所述第一天線單元和所述第二天線單元都採用金屬銅材料設置於所述介質基板表面。
6.根據權利要求1所述的一種雙頻天線裝置，其特徵在於，所述第一天線單元、巴倫及第二天線單元都設置於所述介質基板的同一表面上。
7.根據權利要求1所述的一種雙頻天線裝置，其特徵在於，所述第一天線單元與第二天線單元分別設置於介質基板相對的兩個表面上，其中巴倫與第二天線單元設置於所述介質基板的同一表面上。
8.根據權利要求1所述的一種雙頻天線裝置，其特徵在於，所述介質基板採用在IGHz工作頻率下，具有標稱的< 0.008的電損耗正切量。
9.根據權利要求1所述的一種雙頻天線裝置，其特徵在於，所述巴倫為雙向巴倫。
10.一種根據權利要求1至9任意一項所述雙頻天線裝置的數字機頂盒，其特徵在於，所述數字機頂盒的通訊頻段為2400-2500MHZ和5725?5850MHz。
【文檔編號】H01Q15/00GK103779655SQ201210404756
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月22日 優先權日:2012年10月22日
【發明者】劉若鵬, 徐冠雄, 邱奇, 趙耀榮 申請人:深圳光啟創新技術有限公司