[实用新型]小型蓝牙平面倒F天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其涉及小型蓝牙平面倒F天线技术。

背景技术

蓝牙的传输模式是以一个微微网(Piconet)为基础，一个微微网内可以同时存在七个蓝牙的从动装置(Slave)与一个主动装置(Master)，在同一个微微网内所有从动装置的跳频序列(Frequency Hopping Sequence)必须与主动装置互相配合。在微微网的基础下可以容许单点对单点(Point to Point)、单点对多点(Point to Multipoint)以及数个微微网互相链接的多种传输模式。在以上这些模式中，不论是微微网内的主动或是从动装置，因为都需要与网内随时改变位置的从动或主动装置联系，故这些装置所使用的天线辐射场型必须是近似全向性的，若是使用指向性过高的天线来做传送或接收，将会造成两个蓝牙装置之间的讯号在某些相对角度上无法正常传送。目前最常见的蓝牙天线种类包括有偶极天线(Dipole Antenna)、PIFA天线(平面倒F天线，Planar Inverted FAntenna，以下简称PIFA)以及微小型陶瓷天线(Ceramic Antenna)等。由于这些天线具有近似全向性的辐射场型以及结构简单、制作成本低的优点，所以非常适合蓝牙装置的使用。

蓝牙PIFA天线是以其侧面结构与倒反的英文字母F外观雷同而命名，它的操作长度只有四分之一操作波长，而且在其结构中已经包含有接地金属面，可以降低对模块中接地金属面的敏感度，所以非常适合用在蓝牙模块装置中。另一方面，由于PIFA天线只需利用金属导体配合适当的馈入及天线短路到接地面的位置，故其制作成本低，而且可以直接与PCB电路板焊接在一起。蓝牙PIFA天线的金属导体可以使用线状或是片状，若以金属片状制作则可设计为SMD组件来焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。此时为了支撑金属片不与接地金属面产生短路，通常会在金属片与接地面之间加入绝缘的介质，如果使用介质常数(Dielectric Constant)较高的绝缘材质还可以缩小蓝牙天线的尺寸。

采用蓝牙PIFA天线时，如何延长贴片表面的电流路径，从而降低天线的谐振频率，并且还要保证一定的增益和带宽，实现圆极化和双频双极化特性，以及实现蓝牙PIFA天线小型化始终是一个技术难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型的小型蓝牙平面倒F天线，在不影响天线的整体性能的情况下，可以达到延长贴片表面的电流路径，从而降低天线的谐振频率的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

本实用新型包括短路点、馈电点、辐射贴片，在辐射贴片中央设置一个十字形槽。

所述十字形槽形成两个正交模式。通过调整十字形槽的长度和天线馈电点位置，可以使这两个模式简并，形成等幅度，并且具有90度相差，从而实现圆极化。

本实用新型在蓝牙PIFA天线的辐射贴片上开一个十字形槽，以延长贴片表面的电流路径，从而降低天线的谐振频率。因为开槽不仅能够降低天线的谐振频率，而且还能够保证一定的增益和带宽，也易于实现圆极化和双频双极化特性。本实用新型可以在传统的微带天线上改进，形成简单的PIFA蓝牙天线；在辐射贴片上开槽也比较容易实现，加工简单；可以有效缩小整个天线的体积，从而减小对手机空间的占用。本实用新型在进一步实现蓝牙PIFA天线小型化的同时，又不影响天线的整体性能，还可以适当的减少天线材料成本，以及它的体积，重量，减小天线对手机空间的占用。

附图说明

图1现有技术蓝牙PIFA天线的俯视图

图2本实用新型中间开有十字形槽的蓝牙PIFA天线的俯视图

具体实施方式

如图1所示，现有技术中蓝牙PIFA天线的辐射面是一普通矩形的辐射贴片3，边长为L，高度为H(这里讲的高度H是辐射贴片距离PCB板的高度)，相对介电常数是空气的介电常数：1。

如图2所示，本实用新型包括短路点1、馈电点2、辐射贴片3，在辐射贴片3中央设置一个十字形槽4。这个十字形开槽4改变了辐射贴片的电流流向，弯曲了电流路径，从而降低了天线的谐振频率。

十字形槽4形成了两个正交模式：TM10模和TM01模。通过调整槽的长度和合适的馈电位置，可以使这两个模式简并，形成等幅度，并且两个正交的模式具有90°相差，从而实现圆极化。

设计时可以通过调整十字形槽4的两臂的长度和宽度来有效降低谐振频率，通过实验得知，十字形槽4开得越长，谐振频率越低；横槽长短的改变比纵槽长短的改变更容易影响天线的谐振频率；槽的宽度对谐振频率也有影响，但影响不大。