一种可调谐微带天线装置

技术领域

本发明涉及一种电子设备，尤其是涉及一种应用在电子设备中的可调谐微带天线装置。

背景技术

微带天线具有低剖面、低成本的优势，广泛应用于卫星通信、导航遥测、现代移动通信、个人通信、医疗器件等各个领域。然而单次开发出的天线往往只能应用于开发需求的应用场景。当天线工作环境变化后天线的谐振频率往往也会发生变化，此时需要再次开发天线，进而再度制作印制板电路。增加天线的环境适应能力的需求增加。

发明内容

本发明的首要目的旨在解决上述技术难题，提供一种高环境适应能力的可调谐微带天线装置，其技术方案如下所述：

一种可调谐微带天线装置，包括介质基板、主辐射体、第二辐射体、第三辐射体、通孔、阻抗匹配网络和馈电线，所述介质基板的顶面为处于同一平面的主辐射体和第二辐射体，所述介质基板的底面为第三辐射体，所述第二辐射体和第三辐射体通过通孔连通，所述第二辐射体处设置有阻抗匹配网络和馈电线，所述馈电线和第二辐射体设置的连接点和馈电点相连接，所述阻抗匹配网络和馈电点、主辐射体相连接。

所述主辐射体、第二辐射体、第三辐射体以及通孔为金属材料，所述通孔有多个，布满第二辐射体，穿过介质基板将第二辐射体和第三辐射体相连。

所述介质基板选择基材PTFE，介电常数为2到4.3之间。

所述阻抗匹配网络包含多个串联、并联的器件，器件能够采用电感、电容，通过阻抗匹配网络调整可调谐微带天线装置的阻抗。

所述主辐射体通过主微带线与阻抗匹配网络的一端相连，所述阻抗匹配网络的另一端通过次微带线与馈电点相连接。

所述连接点和馈电点均为露铜的加锡焊盘。

所述第二辐射体与主辐射体之间设置有第一类槽，所述第一类槽采用绝缘物质，将第二辐射体与主辐射体物理断开。

所述第二辐射体与主微带线、次微带线和馈电点之间设置有第二类槽，所述第二类槽采用绝缘物质，所述主微带线与次微带线通过阻抗匹配网络的器件耦合。

所述主辐射体上设置有开槽，用于调节谐振频率。

所述馈电线为同轴线，馈电线的外导体与第二辐射体上的连接点电连接，馈电线的内导体与馈电点通过锡电连接，馈电线的另一端与射频连接器相连接。

本发明解决了单次天线开发应用场景单一的问题，一次开发多场景应用，极大降低研发成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图：

图1是本发明所述的可调谐微带天线装置的外观示意图；

图2是本发明所述的可调谐微带天线装置的的局部结构示意图；

图3是本发明所述的可调谐微带天线装置的匹配网络结构示意图；

图4是本发明所述的可调谐微带天线装置的底面结构示意图；

图5是本发明所述的可调谐微带天线装置中主辐射体开槽结构示意图；

图6是本发明所述的可调谐微带天线装置的同轴线馈电构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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“主”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“主”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本发明提供的可调谐微带天线装置，以下通过实施例进行详细说明。

如图1、图2和图4所示，所述可调谐微带天线装置，其天线装置本体1000为印制电路板，集成了辐射体以及匹配网络，成本低、引用场景灵活。其包括有介质基板12、主辐射体13、第二辐射体14、第三辐射体15和通孔16，主辐射体13、第二辐射体14、第三辐射体15以及通孔16为金属材料。本实施例中，金属材料采用铜，所述介质基板12选择印制电路板的通用基材PTFE，介质损耗较低，介电常数选择在2到4.3之间，选择不同介电常数的介质基板用于调节天线的阻抗以及天线的最大辐射方向，选择较高介电常数的介质基板可以降低天线尺寸。所述介质基板12的顶面为主辐射体13和第二辐射体14，主辐射体13和第二辐射体14处于同一平面，所述介质基板12的底面为第三辐射体15，所述第二辐射体14上设置有通孔16，通孔16有多个，布满第二辐射体14，穿过介质基板12将第二辐射体14和第三辐射体15相连。

所述天线装置本体1000还包括阻抗匹配网络20，结合图3所示，所述阻抗匹配网络20包含多个串联、并联的器件201。器件201可以是电感或者电容。天线装置应用于不同环境时，天线的阻抗会发生变化，天线的谐振频率相应发生变化。通过阻抗匹配网络20调整天线装置的阻抗，使天线装置工作在需求频段上。

所述主辐射体13通过主微带线202与阻抗匹配网络20的一端相连，所述阻抗匹配网络20的另一端连接一段次微带线181，次微带线181的末端设置有馈电点18，馈电点18通过次微带线181与阻抗匹配网络20相连。所述馈电点18为露铜的加锡焊盘，位于第二辐射体14处。第二辐射体14上与馈电点18隔槽相邻的附近设置有连接点17，连接点17亦为露铜的加锡焊盘。

所述第二辐射体14与主辐射体13之间设置有第一类槽51，第一类槽51为油漆等绝缘物质，即第二辐射体14与主辐射体13物理断开。

所述第二辐射体14与主微带线202、次微带线181和馈电点18之间设置有第二类槽52。主微带线202与次微带线181在印制电路板上断开，通过器件201耦合。第二类槽52与第一类槽51材质相同，第二类槽52与第一类槽51宽度不一致。在第一类槽51和第二类槽52附近的第二辐射体14上通孔16布局密集。

如图5所示，调整主辐射体13的长度，天线的阻抗以及增益会随之变化。通过预估天线的应用场景确定天线的最大尺寸，从而确定主辐射体13的长度。主辐射体13上设置开槽131可增加电流路径，调整天线的阻抗，所述开槽131长度增加，天线谐振频率将会降低。可见所述主射体开槽改变电流路径从而调节谐振频率。开槽131是在前后两个方向上设置，其数量越多，电流路径越长，开槽131的宽度对天线的谐振频率影响较小。

如图6所示，第三辐射体15置于介质基板12之下，第三辐射体15与第二辐射体14通过多个通孔16相连。通孔16皆为垂直于介质基板顶面的方向。主辐射体13与第三辐射体15之间没有通孔，即主辐射体13与第三辐射体15电断开。

所述第二辐射体14上设置有馈电线31，所述馈电线31为同轴线。馈电线31的外导体172与第二辐射体14上的连接点17电连接，馈电线31的内导体32与馈电点18通过锡182电连接。馈电线31的另一端根据需求，可以设置为SMA连接器、N型连接器等射频连接器。

所述主辐射体13和第二辐射体14以及第三辐射体15的材质和尺寸、介质基板12的材质、通孔16的位置以及数量、第一类槽51和第二类槽52的宽度、馈电点18的尺寸、馈线181和馈线202的尺寸等为天线装置本体1000的第一特征。阻抗匹配网络20中的器件201的选型为天线装置本体1000的第二特征。研发阶段天线装置本体1000的第一特征确定后不可变更。天线装置本体1000的第二特征为可调谐部分，根据不同的天线应用场景变更天线装置本体1000的第二特征。

抽象出天线的两个特征后，极大降低天线的开发时间成本以及物料成本。

以上对本申请实施例提供的天线装置及其应用场景进行了详细介绍，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。