CN1379559A - 天线及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种天线和一种天线的制造方法,其中,可以改善采用多个频带的双频带天线的敏感特性,并且可以实现天线的小型化。第一线圈100呈螺旋状绕在第一圆柱体110上,第二线圈绕在第二圆筒体220上,第一圆柱体110插在第二圆筒体220内。将第一线圈100的伸出部分电连接到第二线圈200,这样就可以形成双频带天线300。

Description

天线及其制造方法

本发明涉及一种天线及其制造方法。具体地说，本发明涉及一种天线及其制造方法，其中，可以提高采用多个频带的双频带天线的灵敏特性，同时可以使这种天线小型化。

通常已知的具有多个频带的CDMA移动通信终端可以发送并接收音频和运动图像。在这种CDMA终端内使用的双模天线必须能够通过多个频带接收信号。

在这种双频带天线中，将接触—分离型天线与垂直天线连接在一起，或将线性单极天线与与垂直天线连接在一起。或以串联或并联的方式将第一天线与第二天线连接在一起。

在第Hei-10-3222122号日本专利申请公开文本中披露了一种此类传统纵向双频带天线。

这种双频带天线的构成示于图1。即由具有一定长度和一定节距的第一线圈10构成。此外，其长度和节距均比第一线圈10的长度和节距大的第二线圈30纵向连接到第一线圈10的下端，这样就构成了双频带天线40。

在这种天线40中，一个频带由第一线圈10和第二线圈30的整体提供，另一个频带由第二线圈30提供，第二线圈30的长度和节距均比第一线圈10的长度和节距大。

然而，在这种天线40中，第一线圈10与第二线圈30纵向相连，这样就使天线的总体长度变长，因此难于使移动通信终端实现小型化。

同时，为了克服上述缺点，最近出现了设置在终端内的天线，当使用终端时，将天线抽出。然而，在这种方法中，必须在终端内提供容纳天线的空间，因此，仍不能使移动通信终端实现小型化。

本发明旨在克服上述现有技术的缺点。

因此，本发明的一个目的是提供一种天线，在这种天线中，可以提高通过多个频带接收信号的双频带天线的灵敏特性，并可以使天线实现小型化。

本发明的另一个目的是提供一种天线的制造方法，在这种方法中，通过任意选择介电材料可以获得要求的介电常数以使对设计限制减少到最少，可以以准确方式构成天线导线以使制造过程产生的缺陷减少到最少。

为了实现上述目的，本发明的天线包括：螺旋状的第一线圈；和螺旋状的第二线圈，其与第一线圈的一端相连，设置在第一线圈之外，并且其节距比第一线圈的节距大，其中一个频带通过第一线圈和第二线圈的整体提供，而另一个频带在第二线圈内提供。

根据本发明的另一个方面，本发明制造天线的方法包括步骤：形成第一圆柱体；从第一主体的一端开始到第一主体的某一部分围绕第一圆柱体形成具有预定长度和节距的第一固定螺旋槽；通过第一固定螺旋槽安装第一线圈；形成第二圆筒体，第二圆筒体的内径等于或大于第一圆柱体的外径，以容纳第一圆柱体；从第二圆筒体的一端开始到第二圆筒体的某一部分围绕第二圆筒体形成具有预定长度和节距的第二固定螺旋槽；通过第二固定螺旋槽安装第二线圈；以及将第一圆柱体安装到第二圆筒体内，并使第二圆筒体的第二线圈的裸露部分与第一圆柱体的第一线圈的裸露部分接触。

根据本发明的又一个方面，本发明制造天线的方法包括步骤：i)制备内陶瓷衬底和外陶瓷衬底；ii)在内陶瓷衬底和外衬底内分别形成通孔，并将导电膏填入该通孔；iii)利用天线图案形成装置，在内陶瓷衬底表面上形成第一线圈图案；iv)利用天线图案形成装置，在外陶瓷衬底表面上形成第二线圈图案；v)将内陶瓷衬底和外陶瓷衬底粘合在一起，具有第一线圈的内陶瓷衬底设置在具有第二线圈的上层外陶瓷衬底和下层外陶瓷衬底之间，以使螺旋形的第一线圈和第二线圈通过内衬底和外衬底的通孔连接在一起；以及vi)将粘合在一起的衬底切开形成单独的天线。

根据本发明的又一个方面，本发明制造天线的方法包括：i)制备包括内陶瓷衬底和外陶瓷衬底的未加工薄板(green sheet)；ii)在未加工薄板的内陶瓷衬底和外衬底内分别形成通孔，并在各通孔内涂覆导电图案；iii)利用天线图案形成装置，在各内陶瓷衬底表面上形成第一线圈图案；iv)利用天线图案形成装置，在各外陶瓷衬底表面上形成第二线圈图案；v)将在其上形成有第一线圈的内衬底叠置在其上形成有第二线圈的外衬底的上层与下层之间使得内衬底的通孔与外衬底的通孔对准；vi)将层叠结构切割为单独的天线，以及vii)以预定温度烧固在其上形成有第一线圈和第二线圈的层叠结构的内衬底与外衬底以完成天线。

根据本发明的又一个方面，本发明制造天线的方法包括步骤：i)制备多个柔性衬底；ii)在多个柔性衬底的第一个柔性衬底上形成对角线导电图案；iii)以预定间隔在多个柔性衬底的第二柔性衬底的表面上形成倾斜的导电图案；iv)将第一柔性衬底绕在圆柱体支柱上；以及v)将第二柔性衬底绕在第一柔性衬底上。

通过参考附图详细说明本发明的优选实施例，本发明的上述目的以及其它优点将变得更加明显，附图包括：

图1示出了传统双频带天线的构造和安装状态；

图2是显示根据本发明的双频带天线构造的示意图；

图3是显示根据本发明的双频带天线的安装状态的剖视图；

图4a、4b和4c示出了根据本发明的双频带天线的制造过程；

图5示出了根据本发明第一实施例的双频带天线的安装过程；

图6示出了根据本发明第二实施例的双频带天线的制造过程；

图7示出了根据本发明第三实施例的双频带天线的制造过程；

图8示出了根据本发明第四实施例的双频带天线的制造过程；

图9是显示根据本发明的双频带天线的接收频带与敏感特性的曲线图。

现在参考附图详细说明本发明。

图2是显示根据本发明的双频带天线的构造的示意图。图3是显示根据本发明的双频带天线的安装状态的剖视图。

根据本发明的双频带天线包括：第一线圈100；和围绕第一线圈100的第二线圈200，从而构成天线300。

第一线圈100形成为螺旋形，当第一线圈100具有固定线圈直径时，它具有预定长度和预定节距。第一线圈100的中心线基本上分布在垂直线上。

与此同时，如图4a所示，第一线圈100是被装入螺旋固定槽120的螺旋状的线圈，螺旋固定槽120具有预定长度和预定节距并绕在第一圆柱体110上。圆柱形的第一主体110可以由树脂、陶瓷或磁性材料制成。

在这种情况下，第一线圈100由某一直径的Cu、Ag或形状记忆合金制成的导线构成。或者第一线圈100包括轧制带。因此，将第一线圈100固定在第一主体110的螺旋固定槽120内，而第一线圈100的上部从第一主体110的侧面伸出。

一体连接到第一线圈100的第二线圈200被连接到第一线圈100的上部。第二线圈200是螺旋形的，并且其长度和节距比第一线圈100的长度和节距大。

第二线圈200的材质和直径与第一线圈的材质和直径相同，或同样由轧制带构成。第二线圈200的纵轴所在的位置与第一线圈的纵轴所处的位置相同。

同时，第二主体220具有支撑空腔210用于装入第一主体110，在第一主体110上顺着螺旋固定槽绕有第一线圈100。另一个螺旋固定槽230形成在第二主体220上，螺旋固定槽230的长度和节距与第二线圈200的长度和节距相同，因此可以将第二线圈200放入螺旋固定槽230。

如图4b所示，绕有第二线圈200的第二主体220的介电常数和导磁率与第一主体的110的介电常数和导磁率相同，或与第一主体110的介电常数和导磁率不同。

如图4c所示，以螺旋形式绕在第一主体110上的第一线圈100伸出到第一主体110的外部。第一线圈100的伸出部分电连接到第二线圈200，第二线圈200绕在第二主体220上，这样就形成了双频带天线300。

可以调节第一线圈100和第二线圈200的节距和角度方向，因此可以构成单频带天线用于通过单频带接收信号。

因此，利用第一线圈100和第二线圈200可以构成单频带天线。此外，以螺旋形式绕在第二主体220上的第二线圈200可以形成通过另一个频带接收信号的天线。所以，可以形成双频带天线300。

因此，如图5所示，包括第一线圈100和第二线圈200的天线300被***由树脂制成的顶盖310内。

然后，将由环氧树脂或热凝树脂构成的填充料注入顶盖310内，这样就可以将双频带天线固定在顶盖310内。

在这种情况下，天线300不需要任何特别的固定装置，就可以通过注入填充料320固定到顶盖310内。因此，可以改善天线的使用性能和生产效率。

换句话说，通过制造围绕在天线300周围的塑料复合材料或陶瓷介电材料进行注塑成形，可以构成包括第一线圈100和第二线圈200的双频带天线300。陶瓷介电材料的介电常数必须为2-50。

如图9所示，包括第一线圈100和第二线圈200的天线300表现出扩展的频率反射带宽和减小的频率反射振幅(dB)。因此，频率接收能力变得更优异了。

图6示出了根据本发明第二实施例的双频带天线的制造过程。为了形成两个具有不同节距和直径的螺旋状的线圈，以固定间隔在内衬底410a和外衬底410b上形成多个通孔440，这样形成陶瓷衬底(也可以使用特氟隆衬底或树脂衬底)。在陶瓷衬底上，利用图案形成装置形成导电图案。

以如下方式形成导电图案。即通过在陶瓷衬底上施加Cu、Ni、Ag、或Au并通过涂敷非电解层构成涂层。然后，利用光刻法刻蚀涂层，这样可以在内衬底410a上形成第一线圈图案430a，并可以在外衬底410b上形成第二线圈图案430b。

然后，将没有形成线圈图案的陶瓷衬底部分切除，并在内衬底410a和外衬底410b之间印刷焊料用于进行焊接。或使用一般粘合剂和玻璃料将内衬底410a和外衬底410b接合到一起。

在将内衬底410a和外衬底410b接合到一起时，在内衬底410a的上表面和下表面上形成的第一线圈图案430a通过通孔440连接到一起，这样就构成了第一线圈100。此外，分别接合到内衬底410a的上表面和下表面的外衬底410b上的第二线圈图案430b分别通过通孔440连接到一起，这样就形成第二线圈200。因此，形成了双频带天线400。

图7示出了根据本发明的第三实施例的双频带天线的制造过程。

在利用陶瓷磨浆制成的各未加工薄板510上形成多个通孔540，这样就可以在各未加工薄板510上形成不同节距和直径的线圈。

印刷在内衬底510a上的第一线圈图案530a通过通孔540连接到外衬底510b的第二线圈图案530b，这样就形成了螺旋天线500。

在这种情况下，以如下方式使用形成第一线圈530a和第二线圈530b图案的图案形成装置。即印刷由Cu、Ni、Ag或Au构成的导电膏以形成图案，并且当叠置未加工薄板510时，分别通过通孔540电连接到一起形成螺旋状的线圈。

在其上分别形成有第一线圈530a和第二线圈530b的内衬底510a和外衬底510b叠置后，以80-120Kg/cm²的压力将这些衬底压在一起以形成最终结构。此结构可以被切割为独立的天线，并以800-1000℃的温度进行烧固，这样形成双频带天线500。

如果通过叠置陶瓷衬底或未加工薄板形成的第二实施例和第三实施例的天线应用于手机等，不需要将这种天线抽出到手机外部，因此可以使手机实现小型化。

图8示出了根据本发明的第四实施例的双频带天线的制造过程。

如图8所示，以对角线方向在第一柔性衬底上印刷第一导电图案620a，而以与待连接到第一导电图案620的同样方式在衬底的另一个表面上印刷接地图案640。

然后，以某一倾角将多个第二导电图案620b印刷到第二柔性衬底610b上。接着，将第二柔性衬底610a绕在由树脂、陶瓷或磁性材料制成的圆柱体支柱630上。

绕在圆柱体支柱630上的第二柔性衬底610b的第二导电图案620b形成第一线圈100。然后，将第一柔性衬底610a绕在第二柔性衬底610b上，这样第一导电图案620a就成为第二线圈200。

印刷在第一柔性衬底610a的另一表面上的接地图案640被连接到第二柔性衬底610b的第二导电图案620b，因此，两组导电图案620a和620b被电连接到一起，由此形成双频带天线600。

除了利用接地图案640将第一柔性衬底610a和第二柔性衬底610b的两组导电图案620a和620b连接在一起外，还可以通过焊接将它们连接到一起。

因此，通过将第一柔性衬底和第二柔性衬底绕在圆柱体支柱630上可以简单地将天线600嵌入。圆柱体支柱630具有最小直径，因此可以使天线实现小型化并改善接收灵敏度。

根据如上所述的本发明，可以改善通过多个频带接收信号的双频带天线的灵敏度，可以使它实现小型化，并可以防止它在受到外部冲击时变形或损坏。此外，还可以扩展接收频带的带宽。

此外，通过任意选择介电材料可以获得要求的介电常数，因此，减少了设计限制。另外，可以准确设置导线，这样就可以使故障率最小化。

如上所述，根据特定优选实施例和附图对本发明进行了说明，显然，在不背离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本技术领域的普通技术人员可以进行各种变换或调整。

Claims (23)

1.一种天线，该天线包括：

具有一定节距的螺旋状的第一线圈；

螺旋状的第二线圈，连接到第一线圈的一端，设置在第一线圈的外部，其节距大于第一线圈的节距；以及

由此，通过第一线圈和第二线圈的整体提供一个频带，通过第二线圈提供另一个频带。

2.根据权利要求1所述的天线，该天线进一步包括：

第一圆柱体，在其内形成有螺旋固定槽用于容纳第一线圈；以及

第二圆筒体，在其内形成有螺旋固定槽用于容纳第二线圈，第一圆柱体被***到第二圆筒体内。

3.根据权利要求1所述的天线，其中包括用于容纳第一线圈和第二线圈的顶盖，并且包括绝缘树脂在内的填充料被填入顶盖内，以使第一线圈和第二线圈互相绝缘。

4.根据权利要求3所述的天线，其中用于使第一线圈和第二线圈互相绝缘的填充料可以从包括环氧树脂和热凝树脂的组中选择。

5.根据权利要求3所述的天线，其中用于使第一线圈和第二线圈互相绝缘的填充料为陶瓷/塑料复合材料。

6.根据权利要求3所述的天线，其中用于使第一线圈和第二线圈互相绝缘的填充料为聚合物复合材料。

7.根据权利要求1所述的天线，其中第一线圈的绕向与第二线圈的绕向相反。

8.根据权利要求1所述的天线，其中第一线圈的绕向与第二线圈的绕向相同。

9.根据权利要求1所述的天线，其中螺旋状的第一线圈基本上位于垂直轴上，各线圈的直径互相相同；以及

螺旋状的第二线圈被电连接到螺旋状的第一线圈，并且其线圈直径与螺旋状的第一线圈的线圈直径不同，螺旋状的第二线圈基本上位于垂直轴上。

10.根据权利要求1所述的天线，其中可以对第一线圈和第二线圈的节距和线圈的方向进行调节来形成频带。

11.一种制造天线的方法，该方法包括步骤：

形成第一圆柱体；

从第一圆柱体的一端开始到第一圆柱体的某一部分围绕第一圆柱体形成具有预定长度和预定节距的第一固定螺旋槽；

通过第一固定螺旋槽安装第一线圈；

形成第二圆筒体，第二圆筒体的内径等于或大于第一圆柱体的外径，从而可以将第一圆柱体装入其内；

从第二圆筒体的一端开始到第二圆筒体的某一部分围绕第二圆筒体形成具有预定长度和预定节距的第二固定螺旋槽；

通过第二固定螺旋槽安装第二线圈；以及

将第一圆柱体***第二圆筒体，并使第二圆筒体第二线圈的裸露部分与第一圆柱体的第一线圈的裸露部分接触。

12.根据权利要求11所述的方法，其中第一线圈和第二线圈可以由从包括Cu、Ag以及形状记忆合金的组中选择的一种材料制造。

13.一种制造天线的方法，该方法包括步骤：

i)制备内陶瓷衬底和外陶瓷衬底；

ii)在内陶瓷衬底和外陶瓷衬底内分别形成通孔，并将导电膏填入通孔；

iii)利用天线图案形成装置，在内陶瓷衬底表面上形成第一线圈图案；

iv)利用天线图案形成装置，在各外陶瓷衬底表面上形成第二线圈图案；

v)将内陶瓷衬底和外陶瓷衬底粘合在一起，具有第一线圈的内陶瓷衬底设置在具有第二线圈的上层外陶瓷衬底和下层外陶瓷衬底之间，以使螺旋形的第一线圈和第二线圈通过内衬底和外衬底的通孔连接在一起；以及

vi)将粘合在一起的衬底切开形成单独的天线。

14.根据权利要求13所述的方法，其中步骤iii)包括分步骤：

通过从Cu、Ni、Ag以及Au中选择一种并通过在内陶瓷衬底上涂敷非电解层形成涂层；以及

利用光刻法刻蚀涂层来形成第一线圈图案，将第一线圈图案连接到通孔。

15.根据权利要求13所述的方法，其中步骤iv)包括分步骤：

通过从Cu、Ni、Ag以及Au中选择一种并通过在外陶瓷衬底上涂敷非电解层形成涂层；以及

利用光刻法刻蚀涂层来形成第二线圈图案，将第二线圈图案连接到通孔。

16.根据权利要求13所述的方法，其中在步骤vi)，利用焊料、粘合剂或玻璃料进行接合。

17.一种制造天线的制造方法，该方法包括步骤：

i)制备包括内陶瓷衬底和外陶瓷衬底的未加工薄板；

ii)在未加工薄板的内陶瓷衬底和外陶瓷衬底内分别形成通孔，并在各通孔内涂覆导电图案；

iii)利用天线图案形成装置，在各内陶瓷衬底表面上形成第一线圈图案；

iv)利用天线图案形成装置，在各外陶瓷衬底表面上形成第二线圈图案；

v)将在其上形成第一线圈的内衬底叠置在其上形成第二线圈的上层外衬底与下层外衬底之间使得内衬底的通孔与外衬底的通孔对准；

vi)将层叠结构切割为单独的天线；以及

vii)以预定温度烧固在其上形成第一线圈和第二线圈的层叠结构的内衬底与外衬底以完成天线。

18.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤iii)，将由Cu、Ni、Ag或Au构成的导电膏印刷到或淀积到内衬底上以连接到通孔。

19.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤iv)，将由Cu、Ni、Ag或Au构成的导电膏印刷到或淀积到内衬底上以连接到通孔。

20.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤vi)，将在其上分别具有第一线圈图案和第二线圈图案的内衬底和外衬底叠置在一起并以80-120Kg/cm²的压力压在一起，然后以800-1000℃的温度进行烧固以形成双频带天线。

21.一种制造天线的制造方法，该方法包括步骤：

i)制备多个柔性衬底；

ii)在多个柔性衬底的第一个柔性衬底上形成对角线导电图案；

iii)以预定间隔在多个柔性衬底的第二柔性衬底的表面上形成多个倾斜的导电图案；

iv)将第一柔性衬底绕在圆柱体支柱上；以及

v)将第二柔性衬底绕在第一柔性衬底上。

22.根据权利要求21所述的方法，该方法进一步包括在第一柔性衬底的另一个表面上形成接地图案以便电连接到第一柔性衬底的第一导电图案并电连接到第二柔性衬底。

23.根据权利要求21所述的方法，其中其上绕有第一柔性衬底和第二柔性衬底的圆柱体支柱可以由从包括树脂、陶瓷和磁性材料的组中选择的一种材料制成。

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