CN220368137U - 一种表面贴装天线及窄带物联网终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种表面贴装天线及窄带物联网终端设备，涉及窄带物联网天线技术领域。该表面贴装天线包括：评估板基板、焊接在评估板基板净空区域的天线本体和设置在天线本体上的相互耦合的第一辐射体和第二辐射体，第一辐射体和第二辐射体分别与天线本体电连接，评估板基板上设有多个评估板焊盘，天线本体上设有与多个评估板焊盘一一对应的多个天线焊盘，天线焊盘与对应的评估板焊盘焊接连接。该表面贴装天线只需极小的净空区域便可获得优异的性能，还可以大大减少客户的组装成本以及天线成本。此外，该表面贴装天线通过设置第一辐射体和第二辐射体，有效缩小了自身的尺寸，提升了带宽，具备良好的性能。

Description

一种表面贴装天线及窄带物联网终端设备

技术领域

本申请涉及窄带物联网天线技术领域，具体而言，涉及一种表面贴装天线及窄带物联网终端设备。

背景技术

随着通信时代的快速发展，NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)终端设备朝着轻、薄、小的方向发展，留给NB-IoT天线可使用空间变得越来越小，NB-IoT天线小型化的趋势不可避免。

现有的小型化NB-IoT终端设备上所采用的NB-IoT天线大多为弹簧天线或同轴线+常规FPCB(Flexible Printed Circuit Board，柔性印刷电路板)形式。弹簧天线在作为外置天线使用时性能优越，但放置在设备内部作为内置天线用途时会出现天线工作频带带宽较窄的情况。而同轴线+常规FPCB形式的天线尺寸会要求比较大，但小型化NB-IoT终端设备内部结构比较复杂，骨位很多，并没有足够的空间放置常规FPCB天线，导致FPCB天线无法达到很好的性能。

实用新型内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种表面贴装天线及窄带物联网终端设备，以解决现有的天线安装在小型化NB-IoT终端设备内时容易出现工作频带带宽较窄或无法达到很好的性能的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例的一方面，提供一种表面贴装天线，包括：评估板基板、焊接在评估板基板净空区域的天线本体和设置在天线本体上的相互耦合的第一辐射体和第二辐射体，第一辐射体和第二辐射体分别与天线本体电连接，评估板基板上设有多个评估板焊盘，天线本体上设有与多个评估板焊盘一一对应的多个天线焊盘，天线焊盘与对应的评估板焊盘焊接连接。

可选地，第一辐射体呈蛇形，第二辐射体呈一字型并位于第一辐射体的侧面。

可选地，第一辐射体沿天线本体长度方向上的第一边缘蛇形延伸，第二辐射体沿天线本体长度方向上的第二边缘直线延伸，第一辐射体的端部与第二辐射体的端部之间间隔预设距离。

可选地，评估板基板上设有天线测试点和第一匹配电路，天线焊盘包括第一天线焊盘，天线测试点通过第一匹配电路与第一天线焊盘电连接。

可选地，评估板基板上还设有第二匹配电路和接地层，天线焊盘包括第二天线焊盘，第一辐射体与第二天线焊盘电连接，第二天线焊盘通过第二匹配电路与接地层电连接，第二辐射体与第一天线焊盘电连接。

可选地，接地层覆盖评估板基板的非净空区域。

可选地，接地层包括两个，两个接地层分别设置在评估板基板相对的两个表面，两个接地层电连接。

可选地，多个天线焊盘沿天线本体的边缘间隔分布。

可选地，第一辐射体和第二辐射体覆盖天线本体表面的70％及以上。

本申请实施例的另一方面，提供一种窄带物联网终端设备，包括如上任一项的表面贴装天线。

本申请的有益效果包括：

本申请提供了一种表面贴装天线，包括：评估板基板、焊接在评估板基板净空区域的天线本体和设置在天线本体上的相互耦合的第一辐射体和第二辐射体，第一辐射体和第二辐射体分别与天线本体电连接，评估板基板上设有多个评估板焊盘，天线本体上设有与多个评估板焊盘一一对应的多个天线焊盘，天线焊盘与对应的评估板焊盘焊接连接。该表面贴装天线，其天线本体通过表面贴装工艺焊接在评估板基板净空区域的表面，只需要极小的净空区域便可以获得优异的性能，同时，表面贴装工艺可以大大减少客户的组装成本以及天线成本。此外，该表面贴装天线通过在天线本体的表面设置第一辐射体和第二辐射体，有效缩小了自身的尺寸，提升了带宽，实现小型化NB-IoT终端设备的表面贴装天线驻波比较小，效率较高，具备良好的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的表面贴装天线的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的表面贴装天线中天线本体、第一辐射体和第二辐射体的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的表面贴装天线中天线本体的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的表面贴装天线中评估板基板的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的表面贴装天线的剖视图；

图6为本申请实施例提供的带宽为20的表面贴装天线的驻波比测试结果图；

图7为本申请实施例提供的带宽为20的表面贴装天线的效率测试结果图；

图8为本申请实施例提供的带宽为5/8的表面贴装天线的驻波比测试结果图；

图9为本申请实施例提供的带宽为5/8的表面贴装天线的效率测试结果图。

图标：100-表面贴装天线；110-评估板基板；111-净空区域；112-评估板焊盘；113-天线测试点；114-第一匹配电路；115-第二匹配电路；116-接地层；117-第三金属化穿孔；120-天线本体；121-第一边缘；122-第二边缘；123-天线焊盘；1231-第一天线焊盘；1232-第二天线焊盘；124-第一金属化穿孔；125-第二金属化穿孔；130-第一辐射体；140-第二辐射体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本申请的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例的一方面，参照图1至图4，提供一种表面贴装天线100，包括：评估板基板110、焊接在评估板基板110的净空区域111的天线本体120和设置在天线本体120上的相互耦合的第一辐射体130和第二辐射体140，第一辐射体130和第二辐射体140分别与天线本体120电连接，评估板基板110上设有多个评估板焊盘112，天线本体120上设有与多个评估板焊盘112一一对应的多个天线焊盘123，天线焊盘123与对应的评估板焊盘112焊接连接。

本实施例提供一种表面贴装天线100，即SMD(Surface Mounted Devices)天线。该表面贴装天线100包括评估板基板110和天线本体120，天线本体120与评估板基板110的净空区域111通过对应的焊盘实现焊接连接。可以理解，天线焊盘123的数量与评估板焊盘112的数量相等，每个天线焊盘123均对应一个不同的评估板焊盘112，将天线焊盘123焊接在与其对应的评估板焊盘112上，即可实现天线本体120的表面贴装工艺。天线本体120通过表面贴装工艺焊接在评估板基板110净空区域111的表面，只需要极小的净空区域111便可以获得优异的性能，同时表面贴装工艺可以大大减少客户的组装成本以及天线成本。

天线本体120的表面设有第一辐射体130和第二辐射体140，第一辐射体130和第二辐射体140分别与天线本体120电连接，通过天线本体120实现与评估板基板110的电连接。第一辐射体130和第二辐射体140为天线本体120表面的金属布线，第一辐射体130和第二辐射体140自身能够产生谐振，两者相互耦合也可以产生谐振。通过设置第一辐射体130和第二辐射体140，可有效缩小表面贴装天线100的尺寸，提升表面贴装天线100的带宽，实现小型化NB-IOT终端设备的表面贴装天线100驻波比较小，效率较高，使表面贴装天线100具备良好的性能。

请参照图1和图2，可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，第一辐射体130呈蛇形，第二辐射体140呈一字型并位于第一辐射体130的侧面。

第一辐射体130呈蛇形延伸，可以有效减少尺寸。需要说明的是，凡是第一辐射体130拥有类似蛇形的结构，如折线形、波浪形等，第二辐射体140拥有类似一字形的结构，在不限定尺寸的形况下，都能产生类似的效果。蛇形可以是不同的绕型，需要根据尺寸来调整蛇形的波形。

示例地，第一辐射体130的总长度接近表面贴装天线100的四分之一波长，其能够依靠自身长度谐振出与表面贴装天线100相近的频率；第二辐射体140依靠自身和与第一辐射体130的强烈耦合，使该频率获得良好的性能。更进一步地，表面贴装天线100的频率为790MHz-960MHz，第一辐射体130依靠自身长度谐振出790MHz-960MHz频率，第二辐射体140使该频率获得良好的性能。可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，第一辐射体130沿天线本体120长度方向上的第一边缘121蛇形延伸，第二辐射体140沿天线本体120长度方向上的第二边缘122直线延伸，第一辐射体130的端部与第二辐射体140的端部之间间隔预设距离。

天线本体120的表面划分有相互垂直的长度方向和宽度方向，其中，长度方向的尺寸大于宽度方向的尺寸，优选地，天线本体120呈矩形。天线本体120在长度方向具有相对的第一边缘121和第二边缘122，第一辐射体130在天线本体120的表面沿第一边缘121呈蛇形延伸，第二辐射体140在天线本体120的表面沿第二边缘122呈直线延伸。第二辐射体140位于第一辐射体130的侧面，第一辐射体130和第二辐射体140的端部间隔预设距离，以便于两者之间的相互耦合，以及分别与天线本体120连接。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，第一辐射体130和第二辐射体140覆盖天线本体120表面的70％及以上。

也即是，天线本体120表面70％或70％以上的区域均被第一辐射体130和第二辐射体140所覆盖，以进一步提高表面贴装天线100的性能。

请结合参照图3和图4，可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，多个天线焊盘123沿天线本体120的边缘间隔分布，如此设置，可以提高天线本体120表面贴装的牢固性。

示例地，天线本体120呈矩形，多个天线焊盘123分别间隔设置在天线本体120的第一边缘121和第二边缘122的侧面。

请参照图1、图3和图4，可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，评估板基板110上设有天线测试点113和第一匹配电路114，天线焊盘123包括第一天线焊盘1231，天线测试点113通过第一匹配电路114与第一天线焊盘1231电连接。

天线测试点113为评估板基板110上用于实际测试表面贴装天线100的点，可通过表面贴装工艺焊接在评估板基板110上。第一匹配电路114用于调节表面贴装天线100的电性能(如容感性等)，以适配不同的产品。多个天线焊盘123中至少有一个为第一天线焊盘1231，第一天线焊盘1231与天线测试点113之间通过第一匹配电路114导通，以实现天线测试点113与天线本体120之间的电连接。

请结合参照图5，可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，评估板基板110上还设有第二匹配电路115和接地层116，天线焊盘123包括第二天线焊盘1232，第一辐射体130与第二天线焊盘1232电连接，第二天线焊盘1232通过第二匹配电路115与接地层116电连接，第二辐射体140与第一天线焊盘1231电连接。

第二匹配电路115也用于调节表面贴装天线100的电性能，多个天线焊盘123中至少有一个为第二天线焊盘1232，第一辐射体130与第二天线焊盘1232电连接，第二天线焊盘1232又通过第二匹配电路115与接地层116电连接，以此来实现第一辐射体130的接地设置。第二辐射体140与第一天线焊盘1231电连接，进而通过第一匹配电路114实现与天线测试点113的电连接。

示例地，天线本体120内设有第一金属化穿孔124和第二金属化穿孔125，第一金属化穿孔124的两端分别与第一辐射体130和第二天线焊盘1232连接，以实现第一辐射体130和第二天线焊盘1232之间的电连接，第二金属化穿孔125的两端分别与第二辐射体140和第一天线焊盘1231连接，以实现第二辐射体140和第一天线焊盘1231之间的电连接。

请参照图1和图4，可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，接地层116覆盖评估板基板110的非净空区域。

评估板基板110上划分有净空区域111和非净空区域，净空区域111用于设置天线本体120，非净空区域覆盖接地层116，以实现较好的接地效果。

可选的，本申请实施例的一种可实现的方式中，接地层116包括两个，两个接地层116分别设置在评估板基板110相对的两个表面，两个接地层116电连接。

示例地，评估板基板110内设有第三金属化穿孔117，第三金属化穿孔117的两端分别与两个接地层116连接，以实现两个接地层116之间的电连接。

将图1所示的上述表面贴装天线100放置在GTS2800型号暗室中，使用罗德施瓦兹的ZND网络分析仪，在天线测试点113处对该表面贴装天线100进行无源测试，得到的测试结果如图6至图9所示。对于带宽为20的表面贴装天线100，由图6和图7可知，当该表面贴装天线100的频率为791MHz时，驻波比为2.32；当该表面贴装天线100的频率为864MHz时，驻波比为3.17；当该表面贴装天线100的频率在790MHz-960MHz之间时，驻波比可以达到3.2以下，效率可以达到24％-34％。对于带宽为5/8的表面贴装天线100，由图8和图9可知，当该表面贴装天线100的频率为824MHz时，驻波比为1.85；当该表面贴装天线100的频率为960MHz时，驻波比为1.95；当该表面贴装天线100的频率在790MHz-960MHz之间时，驻波比可以达到4以下，效率可以达到21％-35％。由此可见，本申请提供的表面贴装天线100能够在保证带宽较宽的前提下，实现驻波比较低，效率较高，具有良好的性能。

本实施例还提供一种窄带物联网终端设备，包括如上任意一项的表面贴装天线100。

该窄带物联网终端设备包含与前述实施例中的表面贴装天线100相同的结构和有益效果。表面贴装天线100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种表面贴装天线，其特征在于，包括：评估板基板、焊接在所述评估板基板净空区域的天线本体和设置在所述天线本体上的相互耦合的第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体分别与所述天线本体电连接，所述评估板基板上设有多个评估板焊盘，所述天线本体上设有与多个所述评估板焊盘一一对应的多个天线焊盘，所述天线焊盘与对应的所述评估板焊盘焊接连接。

2.如权利要求1所述的表面贴装天线，其特征在于，所述第一辐射体呈蛇形，所述第二辐射体呈一字型并位于所述第一辐射体的侧面。

3.如权利要求2所述的表面贴装天线，其特征在于，所述第一辐射体沿所述天线本体长度方向上的第一边缘蛇形延伸，所述第二辐射体沿所述天线本体长度方向上的第二边缘直线延伸，所述第一辐射体的端部与所述第二辐射体的端部之间间隔预设距离。

4.如权利要求1所述的表面贴装天线，其特征在于，所述评估板基板上设有天线测试点和第一匹配电路，所述天线焊盘包括第一天线焊盘，所述天线测试点通过所述第一匹配电路与所述第一天线焊盘电连接。

5.如权利要求4所述的表面贴装天线，其特征在于，所述评估板基板上还设有第二匹配电路和接地层，所述天线焊盘包括第二天线焊盘，所述第一辐射体与所述第二天线焊盘电连接，所述第二天线焊盘通过所述第二匹配电路与所述接地层电连接，所述第二辐射体与所述第一天线焊盘电连接。

6.如权利要求5所述的表面贴装天线，其特征在于，所述接地层覆盖所述评估板基板的非净空区域。

7.如权利要求5所述的表面贴装天线，其特征在于，所述接地层包括两个，两个所述接地层分别设置在所述评估板基板相对的两个表面，两个所述接地层电连接。

8.如权利要求1所述的表面贴装天线，其特征在于，多个所述天线焊盘沿所述天线本体的边缘间隔分布。

9.如权利要求1所述的表面贴装天线，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体覆盖所述天线本体表面的70％及以上。

10.一种窄带物联网终端设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的表面贴装天线。