CN111916885A - 一种双频wifi pcb天线及终端设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及无线通信技术领域，公开了一种双频WIFI PCB天线及终端设备，双频WIFI PCB天线包括：衬底，衬底的第一侧面形成有介质区和位于介质区之外的接地区；形成于衬底的第一侧面的介质层和金属地，介质层位于介质区，金属地位于接地区，介质层背离衬底的一侧表面设有天线单元，天线单元包括天线臂组件和位于天线臂组件朝向金属地一侧的接地端和馈路端，天线臂组件包括位于接地端背离馈路端一侧的第一天线臂和位于馈路端背离接地端一侧的第二天线臂，第一天线臂的延伸方向与第二天线臂的延伸方向平行，接地端通过匹配网络与金属地连接。上述双频WIFI PCB天线不仅简化天线的形式，还能保证天线的效率，还能有效节省生产成本。

Description

一种双频WIFI PCB天线及终端设备
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及一种双频WIFI PCB天线及终端设备。
背景技术
由于现在的无线通讯终端产品竞争越来越激烈，对产品成本的控制成为研发设计中的一个重要导向，天线也不例外。
以往常规的FPC天线、LDS天线等都需要由天线厂设计去完成，这不仅需要天线本身的生产费用，还需要组装费用，此外，相关天线的载体或连接器件，例如天线弹片、射频连接cable线、支架等其他器件也会导致整体成本增加。因此，如何减少天线在生产过程中的成本使需要解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种双频WIFI PCB天线，能够省去天线厂的设计生产以及额外的组装费，还能省掉天线弹片等连接器件，有效地节省了生产成本。
为了达到上述目的，本申请提供一种双频WIFI PCB天线，包括：
衬底，所述衬底的第一侧面形成有介质区和位于所述介质区之外的接地区；
形成于所述衬底的第一侧面的介质层和金属地，所述介质层位于所述介质区，所述金属地位于所述接地区，所述介质层背离所述衬底的一侧表面设有天线单元，所述天线单元包括天线臂组件和位于所述天线臂组件朝向所述金属地一侧的接地端和馈路端，其中，所述天线臂组件包括位于所述接地端背离所述馈路端一侧的第一天线臂和位于所述馈路端背离所述接地端一侧的第二天线臂，所述第一天线臂的延伸方向与所述第二天线臂的延伸方向平行，所述接地端通过匹配网络与所述金属地连接。
上述双频WIFI PCB天线，在衬底的第一侧面设置介质层和金属地，并将天线单元设置于介质层的表面，天线单元包括第一天线臂、第二天线臂、接地端以及馈路端，接地端通过匹配网络与金属地连接。上述双频WIFI PCB天线，第一天线臂和第二天线臂可适用于不同的频段，并且直接将天线单元设置于介质层的表面，通过匹配网络与金属地连接，不仅简化了天线的形式，还能保证天线的效率，并且由于不需要另外增加天线弹片等连接器件，还能有效节省生产成本。
因此，本申请通过将天线单元设置于主板的介质层表面，在保证了天线的效率的同时还能够省去天线本身的生产费用、组装费用以及连接器件的费用，有效地节省了成本。
优选地，所述第一天线臂背离所述接地端的侧边与所述介质层的侧边平齐，和/或，所述第二天线臂背离所述馈路端与所述介质层的侧边平齐。
优选地，所述第一天线臂的臂长为15～17mm，所述第二天线臂的臂长为5～6mm。
优选地，所述介质层的长度为30～32mm，厚度为0.5～0.9mm。
优选地，所述馈路端与所述接地端之间的槽宽为1mm。
优选地，所述第一天线臂和所述第二天线臂的宽度为1mm，厚度为0.1～0.2mm。
优选地，所述第一天线臂、所述第二天线臂、所述接地端和所述馈路端的材质为金属铜。
优选地，所述第一天线臂、所述第二天线臂、所述接地端和所述馈路端的厚度为0.5～0.9mm。
优选地，所述匹配网络设置于所述接地端朝向所述金属地的一侧，且所述接地端通过所述匹配网络与所述金属地连接。
优选地，所述接地区具有自所述衬底的第二侧面露出、以用于与参考地电连接的露铜区。
优选地，本申请还提供一种终端设备，包括屏幕玻璃、位于屏幕玻璃一侧的参考地以及位于所述参考地背离所述屏幕玻璃一侧的如上述任一项所述的双频WIFI PCB天线，其中，所述双频WIFI PCB天线与所述参考地之间具有一定间距，所述间距大于等于4mm。
附图说明
图1A为本申请实施例中双频WIFI PCB天线的俯视结构图；
图1B为本申请实施例中双频WIFI PCB天线的仰视结构图；
图1C为本申请实施例中终端设备的侧视结构图；
图2A-2C为本申请实施例中双频WIFI PCB天线调整的谐波S11的示意图。
图中：
1-介质层；2-金属地；3-天线单元；31-接地端；32-馈路端；33-第一天线臂；34-第二天线臂；35-匹配网络；4-露铜区；5-屏幕玻璃；6-参考地；7-导电泡棉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1A及图1C，本发明提供一种双频WIFI PCB天线，该天线包括：衬底，衬底的第一侧面形成有介质区和位于介质区之外的接地区，形成于衬底的第一侧面、位于介质区的介质层1以及形成于衬底的第一侧面、位于接地区的金属地2；设置于介质层1背离衬底的一侧表面的天线单元3，天线单元3包括天线臂组件和位于天线臂组件朝向金属地2一侧的接地端31和馈路端32，其中，天线臂组件包括位于接地端31背离馈路端32一侧的第一天线臂33和位于馈路端32背离接地端31一侧的第二天线臂34，第一天线臂33的延伸方向与第二天线臂34的延伸方向平行，接地端31通过匹配网络35与金属地2连接。
上述双频WIFI PCB天线，通过将天线单元3设置于介质层1背离衬底的一侧表面，并设置第一天线臂33与接地端31在同侧，第二天线臂34与馈路端32在同侧，以适用于不同的频段，且通过匹配网络35使得接地端31与金属地2连接，上述结构不仅保证了天线的效率，还通过将天线单元3设置于主板上，简化了天线的形式，并且由于不需要增加天线弹片等连接器件，能够有效节省生产成本。
一种可选的实施例中，第一天线臂33背离接地端31的一侧与介质层1的侧边平齐，第二天线臂34背离馈路端32的一侧也可与介质层1的侧边平齐，上述设置不仅可保证第一天线臂33与第二天线臂34平行设置，还可便于简化生产。
在此基础上，第一天线臂33的臂长可以为15～17mm，第二天线臂34的臂长可以为5～6mm，即第一天线臂33为低频天线臂，第二天线臂34为高频天线臂，且设置馈路端32与高频天线臂在同侧，接地端31与低频天线臂在同侧，可更好地保证天线的性能。此外，第一天线臂33和第二天线臂34的臂宽为1mm，壁厚为0.1～0.2mm，馈路端32与接地端31之间的槽宽为1mm。
一种可选的实施例中，如图所示，第二天线臂34背离第一天线臂33的一端靠近主板的边角位置，即与相对的介质层1的侧边平齐，第一天线臂33背离第二天线臂34的一端与相对的介质层1的侧边之间的距离不小于5mm。
在此基础上，需保证介质层1的长度可以为30～32mm，上述长度在保证第一天线臂33和第二天线臂34的长度的同时，还能节省主板的材料，进一步节省生产成本。此外，介质层1的宽度可以5mm，厚度在0.5～0.9mm，且介质层1可以位于主板靠边角的位置，材料可以是FR4材质，损耗正切的参考值为0.03，介电常数的参考值为4.5，以此更好地保证天线的性能。
一种可选的实施例中，匹配网络35设置于接地端31朝向金属地2的一侧，且接地端31通过匹配网络35与金属地2连接，为串联匹配位，在保证天线性能的同时还可节省材料。此外，如图所示，馈路端32与金属地2之间还设置有馈路点。
一种可选的实施例中，如图1B所示，接地区具有自衬底的第二侧面露出、用于与参考地6连接的露铜区4，该露铜区4靠近天线的馈路端32位置。具体地，露铜区4可通过弹片或者导电泡棉7与参考地6连接。
基于同一发明思路，如图1C所示，本申请还可提供一种终端设备，该终端设备包括屏幕玻璃5、位于屏幕玻璃5一侧的参考地6以及位于参考地6背离屏幕玻璃5一侧的双频WIFI PCB天线，且双频WIFI PCB天线与参考地6之间具有一定的间距，该间距大于等于4mm。通过将天线与参考地6之间设置一定的间距，可以保证天线性能不受影响。
上述终端设备，可根据主板的特性任意选择主板靠边预留区域，将天线单元3设置于主板上的预留区域，不仅可简化天线的形式，保证天线的效率，还能简化终端设备的内部结构，从而进一步降低生产成本。
一种可选的方式中，本申请中的双频WIFI PCB天线在安装设置好天线之后，可根据环境需求通过调整第一天线臂33长和第二天线臂34长来优化天线谐振(加长或剪短第一天线臂33和第二天线臂34的臂长)，也可通过调整匹配网络35来优化天线谐振。以下将结合附图具体说明。
可参考图2A，图为在设置好天线和天线环境后，得到的大致的谐波S11，如果谐波频率有偏离，可以通过微调(加长或剪短相应频段对应的第一天线臂33和第二天线臂34的臂长)来调整天线谐波，使之与WIFI低频带宽与高频带宽对齐。
进一步地，可参考图2B，图2B为在图2A的基础上，通过调整匹配网络35的匹配，可以优化天线带宽和谐波的回损，但会使天线谐波偏离WIFI天线的频段带宽。
进一步地，可参考图2C，在图2B的基础上，再次通过微调(加长或剪短相应频段对应的第一天线臂33和第二天线臂34的臂长)来调整天线谐波，使之与WIFI低频带宽与高频带宽对齐，至此天线谐波S11优化完成。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种双频WIFI PCB天线，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底的第一侧面形成有介质区和位于所述介质区之外的接地区；
形成于所述衬底的第一侧面的介质层和金属地，所述介质层位于所述介质区，所述金属地位于所述接地区，所述介质层背离所述衬底的一侧表面设有天线单元，所述天线单元包括天线臂组件和位于所述天线臂组件朝向所述金属地一侧的接地端和馈路端，其中，所述天线臂组件包括位于所述接地端背离所述馈路端一侧的第一天线臂和位于所述馈路端背离所述接地端一侧的第二天线臂，所述第一天线臂的延伸方向与所述第二天线臂的延伸方向平行，所述接地端通过匹配网络与所述金属地连接。
2.根据权利要求1所述的双频WIFI PCB天线，其特征在于，所述第一天线臂背离所述接地端的侧边与所述介质层的侧边平齐，和/或，所述第二天线臂背离所述馈路端与所述介质层的侧边平齐。
3.根据权利要求1所述的双频WIFI PCB天线，其特征在于，所述第一天线臂的臂长为15～17mm，所述第二天线臂的臂长为5～6mm。
4.根据权利要求3所述的双频WIFI PCB天线，其特征在于，所述介质层的长度为30～32mm，厚度为0.5～0.9mm。
5.根据权利要求1所述的WIFI PCB天线，其特征在于，所述馈路端与所述接地端之间的槽宽为1mm。
6.根据权利要求1所述的双频WIFI PCB天线，其特征在于，所述第一天线臂和所述第二天线臂的宽度为1mm，厚度为0.1～0.2mm。
7.根据权利要求1所述的双频WIFI PCB天线，其特征在于，所述第一天线臂、所述第二天线臂、所述接地端和所述馈路端的材质为金属铜。
8.根据权利要求6所述的双频WIFI PCB天线，其特征在于，所述第一天线臂、所述第二天线臂、所述接地端和所述馈路端的厚度为0.5～0.9mm。
9.根据权利要求1所述的双频WIFI PCB天线，其特征在于，所述匹配网络设置于所述接地端朝向所述金属地的一侧，且所述接地端通过所述匹配网络与所述金属地连接。
10.根据权利要求1所述的双频WIFI PCB天线，其特征在于，所述接地区具有自所述衬底的第二侧面露出、以用于与参考地电连接的露铜区。
11.一种终端设备，其特征在于，包括屏幕玻璃、位于屏幕玻璃一侧的参考地以及位于所述参考地背离所述屏幕玻璃一侧的如权利要求1～10任一项所述的双频WIFI PCB天线，其中，所述双频WIFI PCB天线与所述参考地之间具有一定间距，所述间距大于等于4mm。
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