印刷電路板天線及WiFi設備的製造方法
2023-10-11 01:00:09 2
印刷電路板天線及WiFi設備的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及無線通信技術領域，提供一種印刷電路板天線，該天線包括微帶傳輸線、天線饋線接入點、接地金屬彈片和輻射金屬彈片；微帶傳輸線包括第一分支、第二分支和分支連接線，第一分支的第二端設有與第一分支垂直的第一微帶分支線，第二分支的第二端設有與第二分支垂直的第二微帶分支線，天線饋線接入點位於分支連接線；接地金屬彈片位於第一微帶分支線所在的直線上，且遠離第一分支的一側；輻射金屬彈片平行於第二微帶分支線，且位於遠離分支連接線的一側。本實用新型印刷電路板天線，能夠有效地收發信號，縮短生產或調試周期，降低成本。
【專利說明】
印刷電路板天線及W i F i設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及無線通信技術領域，具體涉及一種印刷電路板天線及WiFi設備。
【背景技術】
[0002]隨著移動網際網路的快速發展，無線保真(WiFi)作為一種新型的聯網方式，具有方便、快捷、移動性好等特點，越來越受到用戶或生產廠家的重視。一般WiFi設備包括處理器、WiFi模塊、天線饋線和外接天線，處理器將數位訊號傳輸到WiFi模塊後，WiFi模塊將其調製完成，通過天線饋線連接到外接天線，發射到空間中；反之亦然。如在2.4G WiFi設備中，WiFi模塊通常選用型號為AP6181的WiFi模塊，外接天線選用BAIBO B10-F061。
[0003]但是，在WiFi設備生產過程中，若採用不同廠家生產的外接天線，會存在諸多問題，如WiFi設備在發射不同頻率的信號時，採用的外接天線的性能不同，相應要求的參數也不一樣，對於外接天線的生產廠家而言，需要不同調試、測試等工藝步驟，以達到外接天線所要求的性能，不能做到統一生產，交貨周期可能會延長到10?12周，甚至，最終生產的外接天線的性能不夠理想。
[0004]同時，對於WiFi設備生產廠家而言，採用不同廠家生產的外接天線，在與天線饋線、WiFi模塊和處理器共同作用，進行信號收發前，還需要工作人員進行參數調試，才能使WiFi設備的整體性能具有優良的一致性。並且，外接天線的硬體成本較高，造成WiFi設備的價格難以降低，使該WiFi設備很難在更多的消費者中普及。
[0005]如何保證外接天線能夠有效地收發信號，縮短生產或調試周期，降低成本，是本領域技術人員亟需解決的問題。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型旨在提供一種印刷電路板天線及WiFi設備，能夠有效地收發信號，縮短生產或調試周期，降低成本。
[0007]本實用新型提供一種印刷電路板天線，該印刷電路板天線包括微帶傳輸線、天線饋線接入點、接地金屬彈片和輻射金屬彈片;微帶傳輸線包括第一分支、第二分支和分支連接線，第一分支與第二分支平行，且第一分支長於第二分支，分支連接線連接第一分支的第一端和第二分支的第一端，且與第一分支垂直，第一分支的第二端設有與第一分支垂直的第一微帶分支線，且第一微帶分支線向遠離第二分支的方向延伸，第二分支的第二端設有與第二分支垂直的第二微帶分支線，且第二微帶分支線向遠離第一分支的方向延伸;天線饋線接入點位於分支連接線;接地金屬彈片位於第一微帶分支線所在的直線上，且遠離第一分支的一側;輻射金屬彈片平行於第二微帶分支線，且位於遠離分支連接線的一側，微帶傳輸線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的寬度是預設的。
[0008]進一步地，第一微帶分支線和第二微帶分支線呈矩形。
[0009]基於上述任意印刷電路板天線實施例，進一步地，第一微帶分支線的長度大於第二微帶分支線的長度，且第一微帶分支線的寬度小於第二微帶分支線的寬度。
[0010]進一步地，微帶傳輸線呈n型。
[0011]進一步地，接地金屬彈片的寬度小於輻射金屬彈片的寬度。
[0012]進一步地，微帶傳輸線、第一微帶分支線、第二微帶分支線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的材質為銅。
[0013]進一步地，微帶傳輸線、第一微帶分支線、第二微帶分支線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的厚度為I盎司。
[0014]進一步地，微帶傳輸線、天線饋線接入點、接地金屬彈片和輻射金屬彈片位於矩形的基板，第一微帶分支線與基板的長軸中心線相平行。
[0015]進一步地，基板的材料為FR-4絕緣材料。
[0016]本實用新型印刷電路板天線，在進行信號發射時，天線饋線接入點接收待發射的電信號，通過微帶傳輸線傳送至第一微帶分支線和第二微帶分支線，第一微帶分支線與接地金屬彈片共同作用，產生第一諧振，第二微帶分支線與輻射金屬彈片共同作用，產生第二諧振，將電信號轉換為無線電波，發射出去。在進行信號接收時，第一微帶分支線和第二微帶分支線接收無線電波，第一微帶分支線與接地金屬彈片共同作用，第二微帶分支線與輻射金屬彈片共同作用，將無線電波轉換為電信號，並傳輸至天線饋線接入點，進行接收。同時，預設微帶傳輸線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的寬度，使該印刷電路板在2.4G?
2.5GHz頻帶內，信號的能量損耗最小。採用印刷電路板天線，即可根據所需的天線的性能，設定微帶傳輸線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的寬度，無需繁瑣的調試步驟，設計結構簡單，能夠縮短生產周期，降低生產成本，且保證有效地收發信號。
[0017]本實用新型還提供一種WiFi設備，該設備包括處理器、WiFi模塊、天線饋線和如上的印刷電路板天線；處理器用於將第一電信號發送至WiFi模塊，或接收並處理WiFi模塊發送的解調後的第二電信號;WiFi模塊用於將第一電信號進行調製，並發送至天線饋線，或接收天線饋線傳輸的第二電信號，並對接收的電信號進行解調，形成解調後的第二電信號，並發送至處理器;天線饋線用於將調製後的第一電信號從WiFi模塊傳送至印刷電路板天線，以及將第二電信號從印刷電路天線傳送至WiFi模塊，天線饋線的阻抗為型阻抗；印刷電路板天線用於將調製後的第一電信號轉換為無線電波，進行發射，以及接收無線電波，並無線電波轉換為第二電信號。
[0018]本實用新型WiFi設備，在進行信號發送時，處理器將第一電信號傳輸到WiFi模塊，WiFi模塊將進行調製，再通過型阻抗的天線饋線發送至印刷電路板天線，印刷電路板天線將調製後的第一電信號轉換為無線電波，進行發送。在進行信號接收時，印刷電路板天線將接收的無線電波轉換為第二電信號，通過η型阻抗的天線饋線發送至WiFi模塊，WiFi模塊將第二電信號進行解調，發送至處理器進行處理，該設備採用印刷電路板天線，根據所需的天線的電氣性能，設定微帶傳輸線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的寬度，且WiFi設備整體能夠具備優良的性能，降低調試步驟，縮短生產周期，且能夠保證WiFi設備有效地收發信號。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型提供的一個印刷電路板天線的結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型提供的一個全向性能仿真結果圖；
[0021 ]圖3是本實用新型提供的一個性能參數仿真結果圖；
[0022]圖4是本實用新型提供的一個WiFi設備的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面通過具體的實施例進一步說明本實用新型，但是，應當理解為，這些實施例僅僅是用於更詳細具體地說明之用，而不應理解為用於以任何形式限制本實用新型。
[0024]本實施例提供一種印刷電路板天線，結合圖1，該天線包括微帶傳輸線1、天線饋線接入點2、接地金屬彈片3和輻射金屬彈片4;微帶傳輸線I包括第一分支11、第二分支12和分支連接線13，第一分支11與第二分支12平行，且第一分支11長於第二分支12，分支連接線13連接第一分支11的第一端和第二分支12的第一端，且與第一分支11垂直，第一分支11的第二端設有與第一分支11垂直的第一微帶分支線111，且第一微帶分支線111向遠離第二分支12的方向延伸，第二分支12的第二端設有與第二分支12垂直的第二微帶分支線121，且第二微帶分支線121向遠離第一分支11的方向延伸；天線饋線接入點2位於分支連接線13;接地金屬彈片3位於第一微帶分支線111所在的直線上，且遠離第一分支11的一側;輻射金屬彈片4平行於第二微帶分支線121，且位於遠離分支連接線13的一側，微帶傳輸線1、接地金屬彈片3和輻射金屬彈片4的寬度是預設的。
[0025]本實施例印刷電路板天線，在進行信號發射時，天線饋線接入點2接收待發射的第一電信號，通過微帶傳輸線I傳送至第一微帶分支線111和第二微帶分支線121，第一微帶分支線111與接地金屬彈片3共同作用，產生第一諧振，第二微帶分支線121與輻射金屬彈片4共同作用，產生第二諧振，將第一電信號轉換為無線電波，發射出去。在進行信號接收時，第一微帶分支線111和第二微帶分支線121接收無線電波，第一微帶分支線111與接地金屬彈片3共同作用，第二微帶分支線121與輻射金屬彈片4共同作用，將無線電波轉換為第二電信號，並傳輸至天線饋線接入點2，進行接收。微帶傳輸線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的寬度是根據所需的天線的性能進行設置的，無需繁瑣的調試步驟，設計結構簡單，能夠縮短生產周期，降低生產成本，且保證有效地收發信號。
[0026]同時，採用仿真實驗方式，驗證該印刷電路板天線的性能，結合圖2，圖2為該天線的全向性能仿真結果，由圖2可知，該天線全向性較好，尤其是在195°?285°效果最好，可滿足100平方米左右的居家環境使用。結合圖3，圖3為該天線的性能參數仿真結果，LI為該印刷電路板上無添加其他任何器件時，對應的仿真結果，L2為該印刷電路板上添加連接器件，存在連接探頭時，對應的仿真結果，L3為該印刷電路板置於塑料外殼中時，對應的仿真結果，由圖3可知，三種情況下，該天線均能夠在2.4?2.5GHz頻帶內，信號能量損耗較小，在其他頻帶內，信號能量損耗較大。預設微帶傳輸線1、接地金屬彈片3和輻射金屬彈片4的寬度，使該印刷電路板在2.4G?2.5GHz頻帶內，信號的能量損耗最小，在802.1lb/g模式下具有優良的性能。該印刷電路板天線的設計結構簡單，僅佔用印刷電路板的部分面積，降低生產成本，且能夠縮短生產周期，保證有效地收發信號。
[0027]為了保證印刷電路板天線在信號收發過程中，有較大的信號增益和低的能量損耗，第一微帶分支線111和第二微帶分支線121設計為矩形。第一微帶分支線111的長度大於第二微帶分支線121的長度，且第一微帶分支線111的寬度小於第二微帶分支線121的寬度。接地金屬彈片3的寬度小於輻射金屬彈片4的寬度。在具體確定第一微帶分支線111和第二微帶分支線121的寬度時，可以根據公式、實驗調試參數、經驗數值等設定寬度，如第一微帶分支線111的寬度為4毫米，第二微帶分支線121的寬度為7毫米。微帶傳輸線I呈η型，將第一電信號發送至第一微帶分支線111和第二微帶分支線121。在實際工作時，接地金屬彈片3和輻射金屬彈片4和接地管腳連接，印刷電路板水平放置，同時，有利於第一微帶分支線111與接地金屬彈片3共同作用，在2.4GHz產生諧振，第二微帶分支線121與輻射金屬彈片4共同作用，形成環流，在2.4GHz產生諧振，最終在2.4GHz形成雙諧振，將電信號轉換為無線電波，發射出去。
[0028]為了保證印刷電路板天線在信號收發過程中，防止受到其他元件的幹擾，微帶傳輸線1、第一微帶分支線111、第二微帶分支線121、接地金屬彈片3和輻射金屬彈片4的材質為銅，且銅的厚度為I盎司。微帶傳輸線1、天線饋線接入點2、接地金屬彈片3和輻射金屬彈片4位於矩形的基板上，且材料為FR-4絕緣材料，第一微帶分支線111與基板的長軸中心線相平行，能夠合理利用基板的面積。在微帶傳輸線1、第一微帶分支線111、第二微帶分支線121、接地金屬彈片3和輻射金屬彈片4對應的基板的下方區域必須將所有層全數掏空，去除附近的金屬材料，如阻焊銅，四周且至少避開10密爾以上，防止其他器件幹擾，達到目標的性能，如信號增益和能量損耗。
[0029]本實施例還提供一種WiFi設備，該設備包括處理器401、WiFi模塊402、天線饋線403和如上的印刷電路板天線404;處理器401用於將第一電信號發送至WiFi模塊402，或接收並處理WiFi模塊402發送的解調後的第二電信號;WiFi模塊402用於將第一電信號進行調製，並發送至天線饋線403，或接收天線饋線403傳輸的第二電信號，並對接收的電信號進行解調，形成解調後的第二電信號，並發送至處理器401;天線饋線403用於將調製後的第一電信號從WiFi模塊402傳送至印刷電路板天線404，以及將第二電信號從印刷電路天線傳送至WiFi模塊402，天線饋線403的阻抗為型阻抗；印刷電路板天線404用於將調製後的第一電信號轉換為無線電波，進行發射，以及接收無線電波，並無線電波轉換為第二電信號。
[0030]本實施例WiFi設備，在進行信號發送時，處理器401將第一電信號傳輸到WiFi模塊402，WiFi模塊402將進行調製，再通過型阻抗的天線饋線403發送至印刷電路板天線404，印刷電路板天線404將調製後的第一電信號轉換為無線電波，進行發送。在進行信號接收時，印刷電路板天線404將接收的無線電波轉換為第二電信號，通過型阻抗的天線饋線403發送至WiFi模塊402，WiFi模塊402將第二電信號進行解調，發送至處理器401進行處理，印刷電路板天線404是根據WiFi設備所需的天線的性能，進行設計製作的，能夠有效地收發信號，大大降低了調試周期，且能夠降低生產成本，縮短生產周期。
[0031]儘管本實用新型已進行了一定程度的描述，明顯地，在不脫離本實用新型的精神和範圍的條件下，可進行各個條件的適當變化。可以理解，本實用新型不限於實施方案，而歸於權利要求的範圍，其包括每個因素的等同替換。
【主權項】
1.一種印刷電路板天線，其特徵在於，包括: 微帶傳輸線、天線饋線接入點、接地金屬彈片和輻射金屬彈片； 所述微帶傳輸線包括第一分支、第二分支和分支連接線，所述第一分支與所述第二分支平行，且所述第一分支長於所述第二分支，所述分支連接線連接所述第一分支的第一端和所述第二分支的第一端，且與所述第一分支垂直， 所述第一分支的第二端設有與所述第一分支垂直的第一微帶分支線，且所述第一微帶分支線向遠離所述第二分支的方向延伸， 所述第二分支的第二端設有與所述第二分支垂直的第二微帶分支線，且所述第二微帶分支線向遠離所述第一分支的方向延伸； 所述天線饋線接入點位於所述分支連接線； 所述接地金屬彈片位於所述第一微帶分支線所在的直線上，且遠離所述第一分支的一側； 所述輻射金屬彈片平行於所述第二微帶分支線，且位於遠離所述分支連接線的一側，所述微帶傳輸線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的寬度是預設的。2.根據權利要求1所述的印刷電路板天線，其特徵在於， 所述第一微帶分支線和所述第二微帶分支線呈矩形。3.根據權利要求2所述的印刷電路板天線，其特徵在於， 所述第一微帶分支線的長度大於所述第二微帶分支線的長度，且所述第一微帶分支線的寬度小於所述第二微帶分支線的寬度。4.根據權利要求1?3任意一項所述的印刷電路板天線，其特徵在於， 所述微帶傳輸線呈η型。5.根據權利要求1所述的印刷電路板天線，其特徵在於， 所述接地金屬彈片的寬度小於所述輻射金屬彈片的寬度。6.根據權利要求1所述的印刷電路板天線，其特徵在於， 所述微帶傳輸線、第一微帶分支線、第二微帶分支線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的材質為銅。7.根據權利要求6所述的印刷電路板天線，其特徵在於， 所述微帶傳輸線、第一微帶分支線、第二微帶分支線、接地金屬彈片和輻射金屬彈片的厚度為I盎司。8.根據權利要求1所述的印刷電路板天線，其特徵在於， 所述微帶傳輸線、天線饋線接入點、接地金屬彈片和輻射金屬彈片位於矩形的基板，所述第一微帶分支線與基板的長軸中心線相平行。9.根據權利要求8所述的印刷電路板天線，其特徵在於， 所述基板的材料為FR-4絕緣材料。10.一種WiFi設備，其特徵在於，包括: 處理器、WiFi模塊、天線饋線和如權利要求1所述的印刷電路板天線； 所述處理器，用於將第一電信號發送至所述WiFi模塊，或接收並處理所述WiFi模塊發送的解調後的第二電信號； 所述WiFi模塊，用於將所述第一電信號進行調製，並發送至所述天線饋線，或接收所述天線饋線傳輸的第二電信號，並對所述接收的電信號進行解調，形成所述解調後的第二電信號，並發送至所述處理器； 所述天線饋線，用於將調製後的第一電信號從所述WiFi模塊傳送至所述印刷電路板天線，以及將第二電信號從所述印刷電路天線傳送至所述WiFi模塊，所述天線饋線的阻抗為π型阻抗； 所述印刷電路板天線，用於將所述調製後的第一電信號轉換為無線電波，進行發射，以及接收無線電波，並所述無線電波轉換為第二電信號。
【文檔編號】H04B1/40GK205692954SQ201620502720
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月27日 公開號201620502720.2, CN 201620502720, CN 205692954 U, CN 205692954U, CN-U-205692954, CN201620502720, CN201620502720.2, CN205692954 U, CN205692954U
【發明人】李響
【申請人】北京雲易時代技術有限公司