CN201918514U

CN201918514U - 一种蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置

Info

Publication number: CN201918514U
Application number: CN2010205765929U
Authority: CN
Inventors: 张莲
Original assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2020-10-22

Abstract

本实用新型公开了一种蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置，该蓝牙天线结构包括一电场型天线发射体、一磁场型天线发射体以及共同的馈入端；电场型天线发射体设置为四分之一波长的单极子天线；磁场型天线发射体设置为四分之一波长的缝隙天线。由于采用了单极子天线和缝隙天线相组合并共用同一个馈入端的混合天线，通过同一馈入端实现了电场型天线发射体和磁场型天线发射体的组合工作，实现了便携无线通讯装置的小型化；并通过电场和磁场的组合接收，拓展了蓝牙天线的工作带宽，改进了电场和磁场的接收性能，使得便携式无线终端在复杂环境下的蓝牙天线接收性能得以改进，也减少了手持使用时对蓝牙天线性能造成的负面影响。

Description

一种蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置

技术领域

本实用新型涉及便携式无线电天线领域，更具体的说，改进涉及的是一种蓝牙天线及其便携式无线通讯装置。

背景技术

随着无线通讯技术的迅速发展，便携式无线通讯装置成为现代生活中不可缺少的一部分。蓝牙是一种低成本、低功率以及短距离无线通讯的技术，可以广泛的应用在便携式无线通讯装置上。天线，是在无线通讯系统中用来传送与接收电磁波能量的重要必备组件。

由于目前的技术尚无法将天线整合至半导体制程的芯片中，故在蓝牙模块里除了核心的系统芯片外，天线则是另一具有影响蓝牙模块传输特性的关键性组件。

但是，在便携式无线通讯装置设计的过程中，现代化的趋势产生了矛盾的需求，一方面，便携式无线通讯装置要兼容越来越多通讯方案，而消费者对具有内置天线的更小的装置感兴趣；另一方面，又需要实现足够的天线电气性能，更有效的发射和接收RF能量；而且其性能不能因为使用环境而出现信号恶化，例如，手持使用时人体对天线性能造成的负面影响。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置，可拓展蓝牙天线的工作带宽，改进便携式无线终端在复杂环境下的蓝牙接收性能，减少手持使用时对天线性能造成的负面影响。

本实用新型的技术方案如下：

一种蓝牙天线结构，其中，包括一电场型天线发射体、一磁场型天线发射体以及共同的馈入端；电场型天线发射体设置为四分之一波长的单极子天线；磁场型天线发射体设置为四分之一波长的缝隙天线。

所述的蓝牙天线结构，其中：单极子天线的形状设置为蛇形线。

所述的蓝牙天线结构，其中：单极子天线的形状设置为螺旋线。

所述的蓝牙天线结构，其中：单极子天线的形状设置为倒L型线。

所述的蓝牙天线结构，其中：缝隙天线的一端短路，另一端开路；馈入端位于缝隙天线的开路端。

所述的蓝牙天线结构，其中：缝隙天线的长度方向与单极子天线的长度方向相互垂直设置。

所述的蓝牙天线结构，其中：单极子天线具有谐振频率高于蓝牙工作频率的形状，缝隙天线具有谐振频率低于蓝牙工作频率的长度和宽度。

所述的蓝牙天线结构，其中：单极子天线具有谐振频率低于蓝牙工作频率的形状，缝隙天线具有谐振频率高于蓝牙工作频率的长度和宽度。

所述的蓝牙天线结构，其中：单极子天线和缝隙天线设置在印刷电路板上；单极子天线与印刷电路板的敷铜区之间设置有间隙；缝隙天线与印刷电路板的敷铜区相连接。

一种便携式无线通讯装置，包括一内置的蓝牙天线结构，其中：该蓝牙天线结构包括一电场型天线发射体、一磁场型天线发射体以及共同的馈入端；电场型天线发射体设置为四分之一波长的单极子天线；磁场型天线发射体设置为四分之一波长的缝隙天线。

本实用新型所提供的一种蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置，由于采用了单极子天线和缝隙天线相组合并共用同一个馈入端的混合天线，通过同一馈入端实现了电场型天线发射体和磁场型天线发射体的组合工作，实现了便携无线通讯装置的小型化；并通过电场和磁场的组合接收，拓展了蓝牙天线的工作带宽，改进了电场和磁场的接收性能，使得便携式无线终端在复杂环境下的蓝牙天线接收性能得以改进，也减少了手持使用时对蓝牙天线性能造成的负面影响。

附图说明

图1是本实用新型蓝牙天线的结构示意图；

图2是本实用新型蓝牙天线的回波损耗(Return loss)测试曲线图；

图3是本实用新型蓝牙天线在X-Y平面内的辐射波瓣图；

图4是本实用新型蓝牙天线在X-Z平面内的辐射波瓣图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。

本实用新型的一种蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置，其具体实施方式之一，包括一内置的蓝牙天线结构，可设置在印刷电路板1上，如附图1所示，该蓝牙天线结构包括一电场型发射体2、一磁场型发射体4以及共同的馈入端3；电场型发射体2设置为四分之一波长的单极子天线；磁场型发射体4设置为四分之一波长的缝隙天线。单极子天线和缝隙天线设置在印刷电路板1上；单极子天线与印刷电路板1的敷铜区5之间设置有间隙；缝隙天线与印刷电路板1的敷铜区5相连接。

单极子天线从构造上来说为对称振子的一半，可从基部进行激励，其辐射波瓣图与自由空间中的对称振子的波瓣图相同，与由两根导体组成的偶极子天线所不同的是，单极子天线由一根导体组成。而缝隙天线指的是在导体面上开缝形成的天线，也称为开槽天线。包括偶极子天线、对称振子、馈入端等在内，因非本实用新型改进点所在，故在此不再赘述。

在本实用新型蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置的优选实施方式中，如附图1所示，电场型天线发射体2可为四分之一波长的单极子，在本实施例中采用了蛇行线的单极子天线，然而应了解的是，电场型天线发射体2的形式包括但不局限于本实施例，如螺旋线，倒L天线等其它天线类型都可成为本电场型天线发射体2。

电场型天线发射体2的长度为蓝牙工作频率的四分之一波长，由于电场型天线发射体2印刷在印刷电路板1上，印刷电路板1的介电常数会影响蓝牙工作频率的有效波长。而改变电场型天线发射体2与印刷电路板的敷铜区5的距离，可调整电场型天线发射体2所产生谐振的工作带宽。

而磁场型天线发射体4为印刷电路板1的槽部，长度为四分之一工作波长，其一端短路，与印刷电路板的敷铜区5相连接，另一端开路，馈入端3位于磁场型天线发射体4开路端。改变磁场型天线发射体4的长度与宽度，可调整磁场型天线发射体4所产生谐振的工作频率和工作带宽。

进一步地，馈入端3可同时激励起电场型天线发射体2和磁场型天线发射体4的谐振频率。调整电场型天线发射体2和磁场型天线发射体4的谐振频率的谐振频率，使其中一发射体的谐振频率高于蓝牙工作频率的中心频点，另一发射体的谐振频率低于蓝牙工作频率的中心频点。即：若单极子天线具有谐振频率高于蓝牙工作频率的形状，则缝隙天线具有谐振频率低于蓝牙工作频率的长度和宽度；或者，若单极子天线具有谐振频率低于蓝牙工作频率的形状，则缝隙天线具有谐振频率高于蓝牙工作频率的长度和宽度。

从馈入端3看进去的输入阻抗，电场型天线发射体2和磁场型天线发射体4实现了双谐振，从而拓宽了蓝牙天线的工作带宽。从如附图2所示的回波损耗(Return loss)曲线图可知，本实用新型的蓝牙天线可稳定工作在蓝牙工作频率2.4GHz的中心频点上，并具有相当大的带宽资源，即便是在复杂的应用环境中，一方面，天线与后端电路仍能保持良好的匹配特性，另一方面，电场型天线发射体2和磁场型天线发射体4可对电场和磁场分别进行接收，也增强了蓝牙天线的工作性能。

从实验测得的数据可知，如附图3和4所示，实线为电场型天线发射体2的辐射波瓣，在X-Y平面即水平面内，具有0°和180°方向性，而在X-Z平面即垂直平面内，基本上无方向性，即具有全向性；虚线为磁场型天线发射体4的辐射波瓣，在X-Y平面即水平面内，基本上无方向性，即具有全向性，而在X-Z平面即垂直平面内，具有0°和180°方向性；可见，两者在不同平面内的辐场型具有互补性，确实增强了蓝牙天线的工作性能，优化了便携无线通讯装置在复杂环境下的接收性能。

另外，本实用新型的蓝牙天线还可采用金属弹片冲压成型，例如可采用不锈钢弹片通过五金模制出单极子天线、缝隙天线、馈入端以及印刷电路板上的敷铜区。

与现有技术中的蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置相比，本实用新型中的蓝牙天线为电小天线和磁小天线的混合天线，其中，电小天线为四分之一波长的单极子天线，磁小天线由四分之一波长的缝隙天线构成，缝隙天线的一端为开路，一端为短路。馈入端为直接馈电方式，从馈入端看进去，电小天线与缝隙天线等效为并联。电小天线与缝隙天线分别谐振在蓝牙的工作频段。通过同一馈入端实现了电场型天线发射体和磁场型天线发射体的组合工作，实现了便携无线通讯装置的小型化；并通过电场和磁场的组合接收，优化了便携无线通讯装置在复杂环境下的接收性能。而且本实用新型中的蓝牙天线具有小尺寸和宽频段的特点，并优化了手持使用便携式无线通讯装置时，人体对蓝牙天线性能造成的负面影响。

应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种蓝牙天线结构，其特征在于，包括一电场型天线发射体、一磁场型天线发射体以及共同的馈入端；电场型天线发射体设置为四分之一波长的单极子天线；磁场型天线发射体设置为四分之一波长的缝隙天线。

2.根据权利要求1所述的蓝牙天线结构，其特征在于：单极子天线的形状设置为蛇形线。

3.根据权利要求1所述的蓝牙天线结构，其特征在于：单极子天线的形状设置为螺旋线。

4.根据权利要求1所述的蓝牙天线结构，其特征在于：单极子天线的形状设置为倒L型线。

5.根据权利要求1所述的蓝牙天线结构，其特征在于：缝隙天线的一端短路，另一端开路；馈入端位于缝隙天线的开路端。

6.根据权利要求1所述的蓝牙天线结构，其特征在于：缝隙天线的长度方向与单极子天线的长度方向相互垂直设置。

7.根据权利要求1所述的蓝牙天线结构，其特征在于：单极子天线具有谐振频率高于蓝牙工作频率的形状，缝隙天线具有谐振频率低于蓝牙工作频率的长度和宽度。

8.根据权利要求1所述的蓝牙天线结构，其特征在于：单极子天线具有谐振频率低于蓝牙工作频率的形状，缝隙天线具有谐振频率高于蓝牙工作频率的长度和宽度。

9.根据权利要求1至8中任一所述的蓝牙天线结构，其特征在于：单极子天线和缝隙天线设置在印刷电路板上；单极子天线与印刷电路板的敷铜区之间设置有间隙；缝隙天线与印刷电路板的敷铜区相连接。

10.一种便携式无线通讯装置，包括一内置的蓝牙天线结构，其特征在于：该蓝牙天线结构包括一电场型天线发射体、一磁场型天线发射体以及共同的馈入端；电场型天线发射体设置为四分之一波长的单极子天线；磁场型天线发射体设置为四分之一波长的缝隙天线。