[发明专利]PCB天线

说明书

一种天线(200)包括天线体(212)。该天线体被一体地形成为PCB(210)的一部分，并且该天线体被金属包围。该天线体可以被在PCB的顶层和底层上的铺或镀金属以及沿着天线体周边的侧面镀金属包围。

技术领域

本文的实施例涉及布置在印刷电路板PCB上的天线。此外，它们也涉及包括此天线的PCB，收发器和无线数据采集装置。

背景技术

天线是一种将电能转换为无线电波的电子装置，反之亦然。它通常与包括发射机和接收机的射频(RF)收发器一起使用。天线是所有使用无线通信设备的基本元件。它们用于诸如广播和电视广播，双向无线电，通信接收机，雷达，蜂窝电话，卫星通信诸如全球定位系统(GPS)，无线扬声器和音频(WISA)系统，Zigbee或Z-波系统和无线局域网(WLAN)，以及其他无线通信设备，例如无线麦克风，支持蓝牙的设备，无线计算机网络，婴儿监视器，产品上的RF识别(RFID)标签，无线数据采集装置诸如照相机，实体访问控制系统(PACS)控制器，如车库门开启器，建筑物门控制器，以及网络录像机，家庭自动化设备，数据记录器等。

天线有各种类型，天线的选择可以取决于不同的应用，可用的PCB尺寸，成本，RF范围和方向性。例如，对于2-10GHz的应用，以下类型的天线被广泛采用：

线天线：这是一种由PCB向自由空间伸展的一根导线，其长度匹配于λ/4在接地板之上。线天线由于其尺寸和三维辐射而提供良好的性能和射频范围。导线可以是直线，螺旋或环。这是一种三维(3D)结构，天线从PCB表面以4-5毫米的高度突出到空间。

PCB板天线：这是一种在PCB上绘制的痕迹或条纹线。根据天线类型和空间限制，这种天线可以是直线，倒F型，曲折型，圆形或蠕动曲线。在PCB天线中，天线成为与PCB处于同一平面的二维(2D)结构。PCB天线需要更多的PCB面积，而且效率比线天线低。它便宜且易于制造，并且具有可接受的无线应用范围，例如蓝牙低能量(BLE)应用。然而，这种类型天线的问题是PCB材料成为天线的一部分。不同的PCB材料和不同的PCB厚度将具有不同的相对电介常数(εr)，从而有不同的电介损耗，这将影响天线的辐射效率。因此，如果PCB的材料和厚度改变了，天线的设计和调谐则必须改变。

在CN103928757中提出了解决这个问题的一种方案，如图1所示，天线100设置在PCB 110的板边上并且连接到PCB上的微控制器单元(MCU)120。天线100是由顶层铺铜101，侧面铺铜102和底层铺铜103相互连接在一起构成。以这种方式，天线在PCB的顶层，侧面和底层所有部分都可以具有优异的信号，从而改善了PCB天线的方向性。然而，PCB 110仍然是天线100的组成部分，并因此影响天线100的RF特性。

WO 03/077360阐述了一种天线装置，包括一个平面接地基板，具有无线电信号馈电点的平面主辐射元件和平面附加元件。所述接地基板，主辐射元件和附加元件优选地由单片导电材料形成，并且在一个实施例中，它们被从印刷电路板上的金属层蚀刻出来。在一个实施例中，所述接地基板在印刷电路板的一层上形成，而所述主辐射元件和所述附加元件在所述印刷电路板上的另一层上形成。接地基板和天线可以基本上位于同一平面中。

US 2002/145567阐述了一种天线结构，它是通过将可镀塑料天线元件模制成所需形状而形成的。模制天线元件基本上完全用导电金属材料电镀。天线组件包括模制和电镀的天线结构，附着连接到电介质基座上，适于安装在一个合适的支撑物件上诸如印刷电路板。天线结构和电路板通过一个接触弹簧夹相互接合。

US 2015/263430阐述了一种包括接地板和接地延伸支路的天线结构。接地板有一个槽。接地延伸支路设置在槽中，并且被耦合到接地板。天线结构还可以包括诸如FR4(阻燃剂4)基板，系统电路板或FPCB(软性印刷电路板)的电介质基板。天线结构的接地板和槽在电介质基板的表面上形成。

发明内容

鉴于上述，本文实施例的目的是提供具有改进性能的PCB天线。