CN106876969A - 一种天线及无线信号收发系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线及无线信号收发系统，涉及天线技术领域，能够减小绝缘基板的内部材料对天线辐射效率、带宽和一致性的影响。本发明实施例提供的天线，包括绝缘基板，绝缘基板包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一表面形成有辐射单元层，绝缘基板内形成有镂空区域，镂空区域的内壁与第一表面隔离，辐射单元层连接有接地连接件和馈电连接件。本发明可用于室内覆盖系统。

Description

一种天线及无线信号收发系统

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线及无线信号收发系统。

背景技术

随着城市里移动用户的飞速增加，话务密度也不断增加，对信号的覆盖要求也不断上升，由于移动电话使用密度过大，像大型购物商场、交通枢纽站、电影院、写字楼、酒店、住宅等地方的局部网络容量不能满足用户需求，通过设置室内覆盖系统(小站)能够很好的解决上述问题。其原理是利用室内分布的天线系统将移动基站的信号均匀分布在室内的每个角落，从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖。

现有的一种天线如图1所示，包括塑胶支撑块01，塑胶支撑块01的上表面设有钣金辐射片02，塑胶支撑块01的下表面固定连接有PCB03(Print Circuit Board印制线路板)，PCB03作为天线的参考地，钣金辐射片02通过两个金属弹片04与PCB03电连接，钣金辐射片02与两个金属弹片04一体成型，在天线使用前需要将钣金辐射片02、塑胶支撑块01、PCB03组装在一起，再通过螺钉将PCB03固定在TRX(Transceiver Board收发信号单板)上。

现有的这种天线至少存在以下问题：由于塑胶支撑块01是实心块体结构，当天线产生的电磁场穿过塑胶支撑块01后，会在塑胶支撑块01的内部区域产生感应电荷，从而削弱天线辐射的电磁场，对天线的辐射效率带宽会产生一定的影响；在天线的批量生产中，由于受生产条件的限制，每个批次的天线的塑胶支撑块01的材料密度、材料内的杂质量等不容易保持一致，这样也会对天线的一致性产生影响(这里的一致性就是指驻波和互调的一致性，也就是不同批次的天线驻波和互调测试值各自的接近程度)。

发明内容

本发明实施提供一种天线，能够使绝缘基板对辐射单元层形成有效支撑的同时，可以减小绝缘基板的内部材料对天线辐射效率、带宽和一致性的影响。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，公开了一种天线，包括绝缘基板，绝缘基板包括第一表面和与第一表面相对的第二表面，第一表面形成有辐射单元层，绝缘基板内形成有镂空区域，镂空区域的内壁与第一表面隔离，辐射单元层连接有接地连接件和馈电连接件。

在本发明实施例提供的天线中，由于辐射单元层设置在绝缘基板的第一表面，绝缘基板内形成有镂空区域，镂空区域的内壁与第一表面隔离(使第一表面对辐射单元层形成一个有效的支撑面，保证辐射单元层在第一表面上的稳固性)，当辐射单元层辐射的电磁波穿过绝缘基板时，由于镂空区域的绝缘基板的材料被去除，镂空区域被空气所填充，由于电磁波很难在镂空区域产生感应电荷，这样绝缘基板的内部产生的感应电荷就会减少，从而减小了天线的绝缘基板中产生感应电荷对辐射单元层所辐射电磁波的削弱，由此，绝缘基板内形成有镂空区域，镂空区域的内壁与第一表面隔离，能够使绝缘基板对辐射单元层形成有效支撑的同时，可以减小了感应电荷对天线的带宽、辐射效率的影响；同时，由于绝缘基板中的镂空区域被空气填充，这样在天线的批量生产中，天线的绝缘基板在每个批次中就容易保持一致，能够减小每个批次制造出的绝缘基板因材料密度、材料中杂质量等不同对天线一致性的影响。因此，本发明实施例提供的天线能够使绝缘基板对辐射单元层形成有效支撑的同时，可以减小绝缘基板的板材对天线辐射效率、带宽和一致性的影响。

其中，镂空区域的实现方式可以有以下几种情况：第一，镂空区域可以完全位于绝缘基板的内部，与绝缘基板的所有外表面都相互隔离；第二，镂空区域可以贯通绝缘基板的第二表面；第三，镂空区域也可以贯穿绝缘基板的两相对侧壁，也可以同时贯穿绝缘基板的三个或四个侧壁(比如十字形的镂空区域)。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，绝缘基板包括多层绝缘子板，且多层绝缘子板沿垂直于第一表面的方向层叠设置。

绝缘基板可以只包括一层绝缘子板，另外，绝缘基板也可以包括多层绝缘子板，且多层绝缘子板沿垂直于第一表面的方向层叠设置。相比绝缘基板只包括一层绝缘子板的方案，绝缘基板包括多层绝缘子板的方案，通过调整多层绝缘子板的层叠顺序，可以将镂空区域完全设置在绝缘基板的内部，这样不但提高了镂空区域在绝缘基板上设置的灵活性，而且还降低了镂空区域的加工难度，降低了加工成本。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，接地连接件和馈电连接件均为金属化过孔，金属化过孔开设于非镂空区域且贯穿第一表面和第二表面。

接地连接件和馈电连接件可以均为金属弹片，另外，接地连接件和馈电连接件也可以均为金属化过孔，金属化过孔开设于非镂空区域且贯穿第一表面和第二表面。相比金属弹片，接地连接件和馈电连接件均为金属化过孔，可以使使天线的馈电和接地非常可靠，不会出现接触不良的现象，提高了天线的PIM性能，从而保障了天线的正常工作。

结合第一方面的第一或第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，绝缘基板包括层叠设置的第一绝缘子板和第二绝缘子板，第一绝缘子板的第二表面与第二绝缘子板的第一表面相贴合，第一绝缘子板的第一表面与第一绝缘子板的第二表面相对，第二绝缘子板的第一表面与第二绝缘子板的第二表面相对；第一绝缘子板的第一表面设有辐射单元层，第二绝缘子板内形成有镂空区域。

由于其第二绝缘子板的第二表面的部分区域被镂空区域贯穿，所以其是将收发信号单板的上表面当作天线参考地(天线完成组装后贴装在收发信号单板上以形成完整的信号收发通路)；由于绝缘基板中绝缘子板的层数比较少，这样绝缘基板的制作工艺就相对比较简单，可以降低绝缘基板的制作成本。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，镂空区域沿第二绝缘子板的厚度方向贯穿第二绝缘子板的两相对表面，且沿垂直于第二绝缘子板的厚度方向的方向贯穿第二绝缘子板的两相对侧壁。

这样可以去除了更多的第二绝缘子板的材料，从而减小了绝缘基板内部材料对辐射单元层辐射出的电磁波的影响。

结合第一方面的第三或第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，沿第二绝缘子板的厚度方向，非镂空区域在第一表面所在平面内的投影面积小于第二绝缘子板在第一表面所在平面内的投影面积的1/2。

这样增大了镂空区域的体积，使绝缘基板内部材料对辐射单元层辐射出的电磁波的影响进一步减小，从而提高了天线的辐射效率。

结合第一方面的第三至第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，第二绝缘子板的厚度大于绝缘基板的厚度的50％。

这样增大了镂空区域的体积，使绝缘基板内部材料对辐射单元层辐射出的电磁波的影响更小，从而提高了天线的辐射效率。

结合第一方面的第一或第二种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，绝缘基板包括层叠设置的第三绝缘子板、第四绝缘子板和第五绝缘子板，第三绝缘子板的第二表面与第四绝缘子板的第一表面相贴合，第四绝缘子板的第二表面与第五绝缘子板的第一表面相贴合，其中，第三绝缘子板的第一表面与第三绝缘子板的第二表面相对，第四绝缘子板的第一表面与第四绝缘子板的第二表面相对，第五绝缘子板的第一表面与第五绝缘子板的第二表面相对；第三绝缘子板的第一表面设有辐射单元层，第四绝缘子板内形成有镂空区域，第五绝缘子板的第二表面设有参考地层，接地连接件和馈电连接件均与参考地层导通。

由于镂空区域形成于第四绝缘子板内，将天线贴装在收发信号单板时，第五绝缘子板的第二表面与收发信号单板的上表面接触，这样天线与收发信号单板之间的焊接接触面积就比较大，连接比较牢固，不容易松动，从而提高了天线收发信号的可靠性。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，镂空区域沿第四绝缘子板的厚度方向纵向贯穿第四绝缘子板的两相对表面，且沿垂直于第四绝缘子板厚度方向的方向横向贯穿第四绝缘子板的两相对侧壁。

这样可以去除了更多的第四绝缘子板的材料，从而减小了绝缘基板内部材料对辐射单元层辐射出的电磁波的影响。

结合第一方面的第七或第八种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，沿第四绝缘子板的厚度方向，非镂空区域在第一表面所在平面内的投影面积小于第四绝缘子板在第一表面所在平面内的投影面积的1/2。

这样增大了镂空区域的体积，使绝缘基板内部材料对辐射单元层辐射出的电磁波的影响更小，从而提高了天线的辐射效率。

结合第一方面的第七或第九种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，第四绝缘子板的厚度大于绝缘基板的厚度的50％。

这样增大了镂空区域的体积，使绝缘基板内部材料对辐射单元层辐射出的电磁波的影响更小，从而提高了天线的辐射效率。

结合第一方面的第七或第十种可能的实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，参考地层的局部表面覆盖有阻焊层，参考地层上未覆盖阻焊层的部分形成贴装焊盘。

参考地层一般由铜箔制成，参考地层的局部表面覆盖有阻焊层可以保护铜箔，避免铜箔氧化、避免外物划伤，针对需要焊接的区域通过阻焊将需要焊接的铜箔周边遮挡起来，焊接的铜箔露出来，避免周边无需焊接的铜箔在焊接时粘焊料。

第二方面，公开了一种无线信号收发系统包括收发信号单板，收发信号单板包括信号传输线连接端与接地连接端，还包括上述任一实施例中的天线，信号传输线连接端与天线的馈电连接件电连接，接地连接端与天线的接地连接件电连接。

由于本发明实施例中提供的无线信号收发系统中的天线制作成本低，与收发信号单板的互联方案简单，可实现无手工组装，降低了天线的组装成本，这样也降低了无线信号收发系统的成本；又由于本发明实施例中提供的无线信号收发系统中的天线，通过镂空绝缘基板提高了天线的辐射效率，这样也提高了无线信号收发系统的整体效率。

第三方面，公开了一种用于制作天线的方法，包括以下步骤：在第六绝缘子板上形成辐射单元层，沿第七绝缘子板的厚度方向在第七绝缘子板上开设贯穿第七绝缘子板的多个镂空区域；将第六绝缘子板和第七绝缘子板叠置，使第六绝缘子板设有辐射单元层的表面远离第七绝缘子板，并在第七绝缘子板的每个镂空区域内均放入垫块，垫块的厚度小于或等于第七绝缘子板的厚度；将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板；沿绝缘基板的厚度方向，将绝缘基板切割成多个绝缘子基板，每个绝缘子基板包括至少一个镂空区域，且镂空区域沿垂直于绝缘子基板的厚度方向的方向贯穿绝缘子基板的两相对侧壁；沿垂直于绝缘子基板厚度方向的方向，从镂空区域将垫块取出。

上述方法步骤是用于制作绝缘基板为两层绝缘子板结构天线的方法。该制作方法是采用PCB工艺加工的方法，该工艺方法比较成熟，可靠性高，采用PCB工艺对该天线进行批量加工无需手工装配，降低了天线的组装成本，同时，天线的加工只需铣削、压合绝缘基板，整个过程中无需焊接，这样能够大大降低不同批次天线的生产中材料、装配连接点和焊接连接点对天线一致性的影响，从而提高了不同批次天线的一致性，天线的一致性提升后，能够实现天线的免测试，缩短了天线的生产周期，降低了天线的生产成本；另外，采用PCB工艺加工的方法生产出的天线，双面比较平整可以通过表面贴装的方式可靠焊接在收发信号单板上，焊点无应力风险，SMT(Surface Mount Technology表面贴装技术)界面良好，天线重量轻能够保证二次回流不掉件。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，在将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板之前，方法还包括以下步骤：在第八绝缘子板上形成参考地层，将第六绝缘子板、第八绝缘子板和第七绝缘子板叠置，使第七绝缘子板位于第六绝缘子板和第八绝缘子板之间，且使第八绝缘子板设有参考地层的表面远离第七绝缘子板。

该方法步骤在第六绝缘子板、第七绝缘子板的基础上，又层叠一层第八绝缘子板，是用于制作绝缘基板为三层绝缘子板结构的天线的方法。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，在将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板之后，方法还包括以下步骤：对应未开设镂空区域的位置开设多个金属化过孔，使多个金属化过孔的一端均与辐射单元层导通，另一端均与参考地层导通。

未开设镂空区域的位置也可以开设多个金属化通槽，多个金属化通槽的一端均与辐射单元层导通，另一端与参考地层导通。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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的附图。

图1为现有的一种天线的结构示意图；

图2为本发明实施例中天线的结构示意图；

图3为本发明实施例中两层绝缘子板结构的天线的制作过程(开设镂空区域、放垫块)；

图4为本发明实施例中两层绝缘子板结构的天线的制作过程(制作金属化过孔)；

图5为本发明实施例中两层绝缘子板结构的天线的制作过程(绝缘子板叠合)；

图6为本发明实施例中两层绝缘子板结构的天线结构示意图(通过对绝缘基板切割形成单个天线结构)；

图7为本发明实施例中三层绝缘子板结构的天线的制作过程(开设镂空区域、放垫块)；

图8为本发明实施例中三层绝缘子板结构的天线的制作过程(制作金属化过孔)；

图9为本发明实施例中三层绝缘子板结构的天线的制作过程(绝缘子板叠合)；

图10为本发明实施例中三层绝缘子板结构的天线的结构示意图(通过对绝缘基板切割形成单个天线结构)；

图11为本发明实施例中三层绝缘子板结构的天线贴装在收发信号单板上的过程(印锡膏，锡膏为图中灰色区域)；

图12为本发明实施例中三层绝缘子板结构的天线贴装在收发信号单板上的过程(天线的贴装)；

图13为本发明实施例中三层绝缘子板结构的天线贴装在收发信号单板上的过程(天线的回流焊接)；

图14为本发明实施例中两层绝缘子板结构的天线贴装在收发信号单板上的过程(印锡膏，锡膏为图中灰色区域)；

图15为本发明实施例中两层绝缘子板结构的天线贴装在收发信号单板上的过程(天线的贴装)；

图16为本发明实施例中两层绝缘子板结构的天线贴装在收发信号单板上的过程(天线的回流焊接)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明需要的名词解释：无源互调(Passive Inter-Modulation，PIM)，连接器、电缆、天线或金属与金属接触中几乎任何一种原件中的非线性效应都可能产生交调产物，这种效应称为无源互调。在移动通讯中，若天线同时作为发射、接收使用时，若链路PIM指标不好，发射信号产生的交调信号会落在接收频段内，从而破坏通信系统的正常工作。

参见图2，本发明实施例提供一种天线，包括绝缘基板10，绝缘基板10包括第一表面(图中的上表面)和与第一表面相对的第二表面(图中的下表面)，第一表面形成有辐射单元层20，绝缘基板10内形成有镂空区域11，镂空区域11的内壁与第一表面隔离，辐射单元层20连接有接地连接件和馈电连接件。

在本发明实施例提供的天线中，由于辐射单元层20设置在绝缘基板10的第一表面，绝缘基板10内形成有镂空区域11，镂空区域11的内壁与第一表面隔离(使第一表面对辐射单元层20形成一个有效的支撑面，保证辐射单元层20在第一表面上的稳固性)，当辐射单元层20辐射的电磁波穿过绝缘基板10时，由于镂空区域11的绝缘基板10的材料被去除，镂空区域11被空气所填充，由于电磁波很难在镂空区域11产生感应电荷，这样绝缘基板10的内部产生的感应电荷就会减少，从而减小了天线的绝缘基板10中产生感应电荷对辐射单元层20所辐射电磁波的削弱，由此，绝缘基板10内形成有镂空区域11，镂空区域11的内壁与第一表面隔离，能够使绝缘基板10对辐射单元层20形成有效支撑面的同时，可以减小了感应电荷对天线的带宽、辐射效率的影响；同时，由于绝缘基板10中的镂空区域11被空气填充，这样在天线的批量生产中，天线的绝缘基板10在每个批次中就容易保持一致，能够减小每个批次制造出的绝缘基板10因材料密度、材料中杂质量等不同对天线一致性的影响。因此，本发明实施例提供的天线能够使绝缘基板10对辐射单元层20形成有效支撑的同时，可以减小绝缘基板10的板材对天线辐射效率、带宽和一致性的影响。

其中，镂空区域11的实现方式可以有以下几种情况：第一，镂空区域11可以完全位于绝缘基板10的内部，与绝缘基板10的所有外表面都相互隔离；第二，镂空区域11可以贯通绝缘基板10的第二表面；第三，镂空区域11也可以贯穿绝缘基板10的两相对侧壁，也可以同时贯穿绝缘基板10的三个或四个侧壁(比如十字形的镂空区域)。

其中，绝缘基板10的结构并不唯一，比如绝缘基板10可以只包括一层绝缘子板，另外，如图6和图10所示，绝缘基板10也可以包括多层绝缘子板，且多层绝缘子板沿垂直于第一表面(图中绝缘基板10的上表面)的方向层叠设置。相比绝缘基板10只包括一层绝缘子板的方案，绝缘基板10包括多层绝缘子板的方案，可以方便在绝缘基板10上加工出镂空区域11，即在一层绝缘子板上加工出开口，然后将多层绝缘子板层叠设置，绝缘子板上的开口区域即为镂空区域11，通过调整多层绝缘子板的层叠顺序，可以将镂空区域11完全设置在绝缘基板10的内部，这样不但提高了镂空区域11在绝缘基板10上设置的灵活性，而且还降低了镂空区域11的加工难度，降低了加工成本。

接地连接件和馈电连接件的种类也不唯一，比如接地连接件和馈电连接件可以均为金属弹片，另外，如图2所示，接地连接件和馈电连接件也可以均为金属化过孔13，金属化过孔13开设于非镂空区域12且贯穿第一表面和第二表面。相比金属弹片，接地连接件和馈电连接件均为金属化过孔13，可以使使天线的馈电和接地非常可靠，不会出现接触不良的现象，提高了天线的PIM性能，从而保障了天线的正常工作。

绝缘子板的种类也不唯一，比如绝缘子板可以是塑料板，另外，绝缘子板也可以为PCB基板，辐射单元层20由PCB基板表面的金属层蚀刻制成。相比塑料板，绝缘子板为PCB基板时，天线的辐射单元层20就可直接在PCB基板表面的金属层蚀刻制成，减少了天线的制作工序，降低了天线的制作成本。同时，天线的辐射单元层20由PCB基板表面的金属层蚀刻制成、馈电、接地由金属化过孔13来实现，这样天线的整个组装过程无需手工装配，从而简化了装配的流程，有利于降低天线的组装成本。

绝缘基板10中绝缘子板的层数可以是两层，图6所示为绝缘基板10包括两层绝缘子板的结构。具体地，绝缘基板10包括层叠设置的第一绝缘子板101和第二绝缘子板102，第一绝缘子板101的第二表面(图中第一绝缘子板101的下表面)与第二绝缘子板102的第一表面(图中第二绝缘子板102的上表面)相贴合，第一绝缘子板101的第一表面与第一绝缘子板101的第二表面相对，第二绝缘子板102的第一表面与第二绝缘子板102的第二表面(图中第二绝缘子板102的下表面)相对；第一绝缘子板101的第一表面设有辐射单元层20，第二绝缘子板102内形成有镂空区域11。在该方案中，由于其第二绝缘子板102的第二表面的部分区域被镂空区域11贯穿，所以其是将收发信号单板的上表面当作天线参考地(天线完成组装后贴装在收发信号单板上以形成完整的信号收发通路)。由于绝缘基板10中绝缘子板的层数比较少，这样绝缘基板10的制作工艺就相对比较简单，可以降低绝缘基板10的制作成本。

其中，镂空区域11在第二绝缘子板102中的开设方式也不唯一，比如镂空区域11可以是在第二绝缘子板102的第二表面开设的矩形槽，其中，矩形槽沿第二绝缘子板102的厚度方向不贯穿第二绝缘子板102的两相对表面，沿垂直于第二绝缘子板102的厚度方向的方向也不贯穿第二绝缘子板102的两相对侧壁。另外，如图6所示，镂空区域11沿第二绝缘子板102的厚度方向贯穿第二绝缘子板102的两相对表面，且沿垂直于第二绝缘子板102的厚度方向的方向贯穿第二绝缘子板102的两相对侧壁。相比镂空区域11是矩形槽的方案，图6所示这种方案中镂空区域11的体积更大，即去除了更多的第二绝缘子板102的材料，这样在辐射单元层20向外辐射的电磁波穿过绝缘基板10时，第二绝缘子板102由于去除了更多的材料，镂空区域11由更多的空气所填充，这样绝缘基板10对辐射单元层20所辐射出的电磁波的削弱就比较小，从而减小了绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响。

参见图6，在镂空区域11的厚度一定时，沿第二绝缘子板102的厚度方向，非镂空区域12在第一表面所在平面内的投影面积与第二绝缘子板102在第一表面所在平面内的投影面积的比值越小，镂空区域11的体积就越大，第二绝缘子板102去除的材料就越多，这样绝缘基板10内部材料对对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响就越小，由此，为了进一步减小了绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响，沿第二绝缘子板102的厚度方向，非镂空区域12在第一表面所在平面内的投影面积小于第二绝缘子板102在第一表面所在平面内的投影面积的1/2。这样增大了镂空区域11的体积，使绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响进一步减小，从而提高了天线的辐射效率。

参见图6，由于镂空区域11沿第二绝缘子板102的厚度方向贯穿第二绝缘子板102的两相对表面，且沿垂直于第二绝缘子板102的厚度方向的方向贯穿第二绝缘子板102的两相对侧壁，那么第二绝缘子板102的厚度决定着镂空区域11的体积。第二绝缘子板102的厚度与绝缘基板10的厚度的比值越大，那么镂空区域11的体积就越大，这样绝缘基板10内部材料对对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响就越小。由此，为了进一步减小了绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响，第二绝缘子板102的厚度大于绝缘基板10的厚度的50％。这样增大了镂空区域11的体积，使绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响更小，从而提高了天线的辐射效率。

绝缘基板10中绝缘子板的层数也可以是三层，图10所示为绝缘基板10包括三层绝缘子板的结构。具体地，绝缘基板10包括层叠设置的第三绝缘子板103、第四绝缘子板104和第五绝缘子板105，第三绝缘子板103的第二表面(图中第三绝缘子板103的下表面)与第四绝缘子板104的第一表面(图中第四绝缘子板104的上表面)相贴合，第四绝缘子板104的第二表面(图中第四绝缘子板104的下表面)与第五绝缘子板105的第一表面(图中第五绝缘子板105的上表面)相贴合，其中，第三绝缘子板103的第一表面(图中第三绝缘子板103的第一表面)与第三绝缘子板103的第二表面相对，第四绝缘子板104的第一表面与第四绝缘子板104的第二表面相对，第五绝缘子板105的第一表面与第五绝缘子板105的第二表面(图中第五绝缘子板105的下表面)相对；第三绝缘子板103的第一表面设有辐射单元层20，第四绝缘子板104内形成有镂空区域11，第五绝缘子板105的第二表面设有参考地层(图中未示出)，接地连接件和馈电连接件均与参考地层导通。该方案中绝缘基板10为三层绝缘子板结构，采用三层绝缘子板压合而成，由于镂空区域11形成于第四绝缘子板104内，将天线贴装在收发信号单板时，第五绝缘子板105的第二表面与收发信号单板的上表面接触，这样天线与收发信号单板之间的焊接接触面积就比较大，连接比较牢固，不容易松动，从而提高了天线收发信号的可靠性。

其中，镂空区域11在第四绝缘子板104中的开设方式也不唯一，比如镂空区域11可以是在第四绝缘子板104的第二表面开设的矩形槽，其中，矩形槽沿第四绝缘子板104的厚度方向不贯穿第四绝缘子板104的两相对表面，沿垂直于第四绝缘子板104的厚度方向的方向也不贯穿第四绝缘子板104的两相对侧壁。另外，如图10所示，镂空区域11沿第四绝缘子板104的厚度方向纵向贯穿第四绝缘子板104的两相对表面，且沿垂直于第四绝缘子板104厚度方向的方向横向贯穿第四绝缘子板104的两相对侧壁。相比镂空区域11是矩形槽的方案，图10所示这种方案中镂空区域11的体积更大，即去除了更多的第四绝缘子板104的材料，这样在辐射单元层20向外辐射的电磁波穿过绝缘基板10时，第四绝缘子板104由于去除了更多的材料，镂空区域11由更多的空气所填充，这样绝缘基板10对辐射单元层20所辐射出的电磁波的削弱就比较小，从而减小了绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响。

参见图10，在镂空区域11的厚度一定时，沿第四绝缘子板104的厚度方向，非镂空区域12在第一表面所在平面内的投影面积与第四绝缘子板104在第一表面所在平面内的投影面积的比值越小，镂空区域11的体积就越大，第四绝缘子板104去除的材料就越多，这样绝缘基板10内部材料对对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响就越小，由此，为了进一步减小了绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响，沿第四绝缘子板104的厚度方向，非镂空区域12在第一表面所在平面内的投影面积小于第四绝缘子板104在第一表面所在平面内的投影面积的1/2。这样增大了镂空区域11的体积，使绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响进一步减小，从而提高了天线的辐射效率。

参见图10，由于镂空区域11沿第四绝缘子板104的厚度方向贯穿第四绝缘子板104的两相对表面，且沿垂直于第四绝缘子板104的厚度方向的方向贯穿第四绝缘子板104的两相对侧壁，那么第四绝缘子板104的厚度决定着镂空区域11的体积。第四绝缘子板104的厚度与绝缘基板10的厚度的比值越大，那么镂空区域11的体积就越大，这样绝缘基板10内部材料对对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响就越小。由此，为了进一步减小了绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响，第四绝缘子板104的厚度大于绝缘基板10的厚度的50％。这样增大了镂空区域11的体积，使绝缘基板10内部材料对辐射单元层20辐射出的电磁波的影响更小，从而提高了天线的辐射效率。

在绝缘基板10包括三层绝缘子板结构的天线中，第五绝缘子板105的第二表面设有参考地层，而参考地层一般是由金属(比如铜箔)制成的，金属层在空气中容易氧化，而且容易被外物所划伤，同时，在焊接时，需要焊接的区域(即焊盘)周围的金属层上容易粘焊料，为了解决这一问题，参考地层的局部表面覆盖有阻焊层，在参考地层未覆盖阻焊层的部分形成贴装焊盘。阻焊层就是在参考地层局部表面覆盖的一层感光油墨，其主要成分可以是树脂和无机填料，阻焊层对参考地层起到了保护的作用，避免了参考地层氧化和被外物划伤，在焊接时，贴装焊盘周围的金属层就会因阻焊层的保护而不容易粘上焊料。其中，贴装焊盘有两类，一类是馈电贴装焊盘，馈电连接件与馈电贴装焊盘电连接，馈电贴装焊盘用于与收发信号单板上的信号传输线连接端相焊接；另一类是接地贴装焊盘，接地连接件与接地贴装焊盘电连接，接地贴装焊盘用于与收发信号单板上的接地连接端相焊接。

参见图10，一般来说，辐射单元层20与参考地层之间需要保持一定的距离，由于本发明实施例中提供的天线的辐射单元层20是设置在绝缘基板10的第一表面，因此绝缘基板10的厚度决定着辐射单元层20与参考地层之间的距离。如果绝缘基板10的厚度过小，那么辐射单元层20与参考地层之间的距离会很小，辐射单元层20与参考地层之间耦合会很强，辐射单元层20辐射的电磁波被束缚在辐射单元层20与参考地层之间而难以辐射到空间去，同时，绝缘基板10的厚度对天线的工作带宽有一定的影响，如果绝缘基板10的厚度过小不利于天线工作带宽的提高；绝缘基板10的厚度也不过大，绝缘基板10的厚度越大，介电常数就越大，绝缘基板10表面的波损就越大，天线的效率就越低。由此，绝缘基板10的厚度为5～10毫米。这样能够在降低辐射单元层20与参考地层之间的耦合、提高天线工作带宽的同时，又不降低天线的效率。

本发明实施例提供的天线，适合当前各种类型室内小站天线，适用于多种天线类型的设计，比如单极子天线、PIFA(Planar Inverted-F Antenna皮法天线)等，天线的尺寸、图形结构、馈电管脚数量/位置几乎不受限制，因此，该天线具有较好的通用性。

另一方面，如图13和图16所示，本发明实施例还提供一种无线信号收发系统，包括收发信号单板300，收发信号单板300包括信号传输线连接端与接地连接端，还包括上述任一实施例中所述的天线200，信号传输线连接端与天线200的馈电连接件电连接，接地连接端与天线200的接地连接件电连接。

由于本发明实施例中提供的无线信号收发系统中的天线200制作成本低，与收发信号单板300的互联方案简单，可实现无手工组装，降低了天线200的组装成本，这样也降低了无线信号收发系统的成本；又由于本发明实施例中提供的无线信号收发系统中的天线200，通过镂空绝缘基板10提高了天线200的辐射效率，这样也提高了无线信号收发系统的整体效率。

第三方面，本发明实施例还提供了一种用于制作天线的方法，包括以下步骤：

如图3所示，在第六绝缘子板106上形成辐射单元层20，沿第七绝缘子板107的厚度方向在第七绝缘子板107上开设贯穿第七绝缘子板107的多个镂空区域11(多个镂空区域11可以由铣刀铣出)；如图3和图4所示，将第六绝缘子板106和第七绝缘子板107叠置，使第六绝缘子板106设有辐射单元层20的表面远离第七绝缘子板107，并在第七绝缘子板107的每个镂空区域11内均放入垫块30(垫块30起到限位支撑的作用，可以防止与镂空区域11相对的第六绝缘子板106区域在整体压合的过程中变形过大)，垫块30的厚度小于或等于第七绝缘子板107的厚度；如图4所示，将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板10；如图5所示，沿绝缘基板10的厚度方向，将绝缘基板10切割(可以通过铣刀切割)成多个绝缘子基板，每个绝缘子基板包括至少一个镂空区域11，且镂空区域11沿垂直于绝缘子基板的厚度方向的方向贯穿绝缘子基板的两相对侧壁；如图6所示，沿垂直于绝缘子基板厚度方向的方向，从镂空区域11将垫块30取出。上述方法步骤是用于制作绝缘基板10为两层绝缘子板结构天线的方法。

进一步地，在将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板10之前，本发明实施例还提供的用于天线的方法还包括以下步骤：如图7、图8和图9所示，在第八绝缘子板108上形成参考地层，将第六绝缘子板106、第八绝缘子板108和第七绝缘子板107叠置，使第七绝缘子板107位于第六绝缘子板106和第八绝缘子板108之间，且使第八绝缘子板108设有参考地层的表面远离第七绝缘子板107。该方法步骤在第六绝缘子板106、第七绝缘子板107的基础上，又层叠一层第八绝缘子板108，是用于制作绝缘基板10为三层绝缘子板结构的天线的方法。

进一步地，在将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板10之后，本发明实施例提供的用于天线的方法还包括以下步骤：如图4和图8所示，对应未开设镂空区域11的位置开设多个金属化过孔13，使多个金属化过孔13的一端均与辐射单元层20导通，另一端均与参考地层导通。其中，未开设镂空区域11的位置也可以开设多个金属化通槽，多个金属化通槽的一端均与辐射单元层20导通，另一端与参考地层导通。

需要说明的是：当绝缘基板10包括两层绝缘子板时，上述方法实施例中的第六绝缘子板106即相当于前述装置实施例中的第一绝缘子板101；第七绝缘子板107即相当于前述装置实施例中的第二绝缘子板102，其相关技术特征可参见前述装置实施例中的特征表述，在此不再赘述；当绝缘基板10包括三层绝缘子板时，上述方法实施例中的第六绝缘子板106即相当于前述装置实施例中的第三绝缘子板103；第七绝缘子板107即相当于前述装置实施例中的第四绝缘子板104；第八绝缘子板108即相当于前述装置实施例中的第五绝缘子板105，其相关技术特征可参见前述装置实施例中的特征表述，在此不再赘述。

本发明实施例提供的上述制作天线的方法，可以用于制作绝缘基板10为两层绝缘子板结构和三层绝缘子板结构的天线，该制作方法是采用PCB工艺加工的方法，该工艺方法比较成熟，可靠性高，采用PCB工艺对该天线进行批量加工无需手工装配，降低了天线的组装成本，同时，天线的加工只需铣削、电镀过孔、压合绝缘基板10，整个过程中无需焊接，这样能够大大降低不同批次天线的生产中材料、装配连接点和焊接连接点对天线一致性(指驻波和互调的一致性，也就是不同批次的天线的驻波和互调测试值各自的接近程度)的影响，从而提高了不同批次天线的一致性，天线的一致性提升后，每批次的天线的驻波和互调都能满足设计规格要求，就不再需要通过测试来拦截驻波和互调不合格的天线，从而实现天线的免测试，缩短了天线的生产周期，降低了天线的生产成本；另外，采用PCB工艺加工的方法生产出的天线，双面比较平整可以通过表面贴装的方式可靠焊接在收发信号单板上，焊点无应力风险，SMT(Surface Mount Technology表面贴装技术)界面良好，天线重量轻能够保证二次回流不掉件；由于本发明实施例提供的天线中的绝缘基板10为PCB基板，这样使天线制作材料的来源比较广阔，主流PCB厂家都能完成制作交付，有利于降低天线的材料成本。

本发明实施例提供的用于制作天线的方法中，第六绝缘子板106、第七绝缘子板107和第八绝缘子板108均由高分子树脂材料(即PCB)制成，高分子树脂材料的D_f<0.008，其中，D_f又叫损耗因子或损耗正切角，它是指在线路中传输信号时，一部分能量会漏到树脂中直接消耗掉(类似电阻会消耗能量发热一样)，一部分能量会随线路传输出去，消耗掉的能量与传输走的能量的比值就是D_f。通常D_f越低相应板材的成本就越贵，通过约束D_f的大小可以约束绝缘基板10的选型，从而达到降低天线制作成本的目的。

本发明实施例提供的用于制作天线的方法中，垫块30的厚度与第七绝缘子板107的厚度的差值小于或等于0.05毫米。如果垫块30的厚度与第七绝缘子板107的厚度的差值过大，垫块30对第六绝缘子板106的支撑效果就会变差，在压合的过程中，与镂空区域11相对的第六绝缘子板106区域更容易发生很大的变形，由此，块的厚度与第七绝缘子板107的厚度的差值小于或等于0.05毫米，在压合的过程中，与镂空区域11相对的第六绝缘子板106区域发生的变形就会大大减小，更容易保证第六绝缘子板106的平整度和厚度的均匀性。

本发明实施例还提供了绝缘基板10为包括三层绝缘子板结构的天线200贴装在收发信号单板300上的过程，主要有以下步骤：

如图11所示，将锡膏印设于收发信号单板300的上表面上；如图12所示，将天线200的第五绝缘子板105的第二表面贴装在收发信号单板300的上表面印有锡的区域上，其中，天线200可以随其它贴装器件通过自动贴片机一起贴装在收发信号单板300上；如图13所示，将天线200回流焊接于收发信号单板300上。

本发明实施例提供的绝缘基板10为包括三层绝缘子板结构的天线200贴装在收发信号单板300上方法，是将天线200整体当成独立的表面贴装器件，在收发信号单板300的上表面上印锡后，将天线200贴装到收发信号单板300上，使天线200的接地贴装焊盘与收发信号单板300上的接地连接端相焊接，馈电贴装焊盘与收发信号单板300上的信号传输线连接端相焊接，从而构成完整的信号收发通路。

本发明实施例还提供了绝缘基板10为包括两层绝缘子板结构的天线200贴装在收发信号单板300上的过程，主要有以下步骤：

如图14所示，将锡膏印设于收发信号单板300的上表面上；如图15所示，将天线200的第七绝缘子板107的第二表面贴装在收发信号单板300上表面印有锡的区域上，其中，天线200可以随其它贴装器件通过自动贴片机一起贴装在收发信号单板300上；如图16所示，将天线200回流焊接于收发信号单板300上。

本发明实施例提供的绝缘基板10为包括两层绝缘基板10结构的天线200贴装在收发信号单板300上方法，绝缘基板10为包括两层绝缘基板10结构的天线200。由于其第七绝缘子板107的第二表面的部分区域被镂空区域11贯穿，所以其是将收发信号单板300的上表面当作天线200参考地，天线200的馈电贴装焊盘和接地贴装焊盘是设置在第七绝缘子板107的第二表面的未被镂空区域11贯穿的区域，将天线200当作独立的表贴器件，在收发信号单板300的上表面上印锡后，将天线200贴装到收发信号单板300上，使天线200的第七绝缘子板107的第二表面的未被镂空区域11贯穿的区域上的接地贴装焊盘与收发信号单板300上的接地连接端相焊接，馈电贴装焊盘与收发信号单板300上的信号传输线连接端相焊接，从而构成完整的信号收发通路。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种天线，其特征在于，包括绝缘基板，所述绝缘基板包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一表面形成有辐射单元层，所述绝缘基板内形成有镂空区域，所述镂空区域的内壁与所述第一表面隔离，所述辐射单元层连接有接地连接件和馈电连接件。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述绝缘基板包括多层绝缘子板，且多层所述绝缘子板沿垂直于所述第一表面的方向层叠设置。

3.根据权利要求1或2所述的天线，其特征在于，所述接地连接件和馈电连接件均为金属化过孔，所述金属化过孔开设于非镂空区域且贯穿所述第一表面和第二表面。

4.根据权利要求2或3所述的天线，其特征在于，所述绝缘基板包括层叠设置的第一绝缘子板和第二绝缘子板，所述第一绝缘子板的第二表面与所述第二绝缘子板的第一表面相贴合，所述第一绝缘子板的第一表面与所述第一绝缘子板的第二表面相对，所述第二绝缘子板的第一表面与所述第二绝缘子板的第二表面相对；

所述第一绝缘子板的第一表面设有所述辐射单元层，所述第二绝缘子板内形成有所述镂空区域。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述镂空区域沿所述第二绝缘子板的厚度方向贯穿所述第二绝缘子板的两相对表面，且沿垂直于所述第二绝缘子板的厚度方向的方向贯穿所述第二绝缘子板的两相对侧壁。

6.根据权利要求4或5所述的天线，其特征在于，沿所述第二绝缘子板的厚度方向，所述非镂空区域在所述第一表面所在平面内的投影面积小于所述第二绝缘子板在所述第一表面所在平面内的投影面积的1/2。

7.根据权利要求4至6任一项所述的天线，其特征在于，所述第二绝缘子板的厚度大于所述绝缘基板的厚度的50％。

8.根据权利要求2或3所述的天线，其特征在于，所述绝缘基板包括层叠设置的第三绝缘子板、第四绝缘子板和第五绝缘子板，所述第三绝缘子板的第二表面与所述第四绝缘子板的第一表面相贴合，所述第四绝缘子板的第二表面与所述第五绝缘子板的第一表面相贴合，其中，所述第三绝缘子板的第一表面与所述第三绝缘子板的第二表面相对，所述第四绝缘子板的第一表面与所述第四绝缘子板的第二表面相对，所述第五绝缘子板的第一表面与所述第五绝缘子板的第二表面相对；

所述第三绝缘子板的第一表面设有所述辐射单元层，所述第四绝缘子板内形成有所述镂空区域，所述第五绝缘子板的第二表面设有所述参考地层，所述接地连接件和所述馈电连接件均与所述参考地层导通。

9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述镂空区域沿所述第四绝缘子板的厚度方向纵向贯穿所述第四绝缘子板的两相对表面，且沿垂直于所述第四绝缘子板厚度方向的方向横向贯穿所述第四绝缘子板的两相对侧壁。

10.根据权利要求8或9所述的天线，其特征在于，沿所述第四绝缘子板的厚度方向，所述非镂空区域在所述第一表面所在平面内的投影面积小于所述第四绝缘子板在所述第一表面所在平面内的投影面积的1/2。

11.根据权利要求8至10任一项所述的天线，其特征在于，所述第四绝缘子板的厚度大于所述绝缘基板的厚度的50％。

12.根据权利要求8至11任一项所述的天线，其特征在于，所述参考地层的局部表面覆盖有阻焊层，所述参考地层上未覆盖所述阻焊层的部分形成贴装焊盘。

13.一种无线信号收发系统，包括收发信号单板，所述收发信号单板包括信号传输线连接端与接地连接端，其特征在于，还包括权利要求1～12中任一项所述的天线，所述信号传输线连接端与所述天线的馈电连接件电连接，所述接地连接端与所述天线的接地连接件电连接。

14.一种用于制作天线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第六绝缘子板上形成辐射单元层，沿第七绝缘子板的厚度方向在第七绝缘子板上开设贯穿所述第七绝缘子板的多个镂空区域；

将所述第六绝缘子板和所述第七绝缘子板叠置，使第六绝缘子板设有辐射单元层的表面远离所述第七绝缘子板，并在所述第七绝缘子板的每个所述镂空区域内均放入垫块，所述垫块的厚度小于或等于所述第七绝缘子板的厚度；

将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板；

沿所述绝缘基板的厚度方向，将所述绝缘基板切割成多个绝缘子基板，每个绝缘子基板包括至少一个所述镂空区域，且所述镂空区域沿垂直于所述绝缘子基板的厚度方向的方向贯穿所述绝缘子基板的两相对侧壁；

沿垂直于所述绝缘子基板厚度方向的方向，从所述镂空区域将所述垫块取出。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板之前，所述方法还包括以下步骤：

在第八绝缘子板上形成参考地层，将所述第六绝缘子板、第八绝缘子板和所述第七绝缘子板叠置，使所述第七绝缘子板位于所述第六绝缘子板和所述第八绝缘子板之间，且使第八绝缘子板设有参考地层的表面远离所述第七绝缘子板。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在将叠置的绝缘子板整体压合形成绝缘基板之后，所述方法还包括以下步骤：

对应未开设所述镂空区域的位置开设多个金属化过孔，使多个所述金属化过孔的一端均与所述辐射单元层导通，另一端均与所述参考地层导通。