[发明专利]一种新型LTCC贴片式蓝牙天线

说明书

本发明公开了一种新型LTCC贴片式蓝牙天线，包括有陶瓷基板和金属贴片，金属贴片设置在陶瓷基板上形成蓝牙天线的主体部分并通过馈线连接有外围匹配电路；外围匹配电路包括有金属接地板、金属传输线和阻抗匹配电路。通过在陶瓷介质基板的上表面和下表面交错放置具有一定厚度的矩形金属贴片，贴片的两端分别采用过孔方式连接起来，使上下的矩形金属贴片和过孔形成电连接结构，其电长度约为蓝牙天线在特定介质条件下的半个波长，另外，天线输入端配合π型阻抗匹配电路，以及天线采用高介电常数陶瓷材料，共同实现其主要电磁特性，如此能实现天线弯折曲线结构的尺寸进一步缩小，达到不超过4.8mm*2mm*0.95mm的水平，尺寸可减小10‑20%甚至更高。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种主要应用于各类小型化可穿戴设备中对电路尺寸有严格要求的贴片式蓝牙天线。

背景技术

随着无线通信技术的不断发展，5G技术的日益成熟，蓝牙和wifi技术应用也愈加广泛，促进了人们对小型化、智能化、便携式电子产品提出了更高的使用要求，从而也推动了可穿戴设备的市场迅猛发展，在最近几年已然成为一个极具潜力的新兴市场。随着越来越多企业致力于可穿戴设备的研发，人们对可穿戴设备的要求也愈加苛刻，小型化作为所有可穿戴设备中的最重要的因素之一，如何实现在保证现有可穿戴设备基本性能的前提下，如何尽可能减小可穿戴设备的尺寸、实现小型化成为限制当下可穿戴设备发展的主要问题之一。

然而，随着摩尔定律的不断发展，芯片的物理尺寸也在不断地减小，集成电路的飞速发展为可穿戴设备的发展提供了坚实的技术基础。通过将电路集成到芯片的方式实现整个产品的尺寸不断减小，满足人们对小型化电子产品的需求。尤其在蓝牙无线通信方向，如蓝牙耳机、蓝牙音响、智能手环等均有着良好的市场应用。在无线通信中为了满足电路小型化的要求，如何减小天线的物理尺寸成为最迫切需要解决的问题，天线作为无线通信中与外界实现通信的桥梁，其物理尺寸与工作频率通常成正比，较低的蓝牙频段需要的天线物理尺寸也相对较大，探究如何实现蓝牙天线小型化的同时提高天线的工作性能成为当下急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术中天线物理尺寸相对较大、设计结构复杂导致加工难度大的缺陷，提供一种基于LTCC技术、可通过简易的天线设计结构来降低其物理尺寸，并具有良好的工作带宽、辐射全向性及辐射效率的新型LTCC贴片式蓝牙天线。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种新型LTCC贴片式蓝牙天线，包括有陶瓷基板和金属贴片，金属贴片设置在陶瓷基板上形成蓝牙天线的主体部分并通过馈线连接有外围匹配电路；外围匹配电路包括有金属接地板、金属传输线和阻抗匹配电路，阻抗匹配电路连接金属接地板，金属传输线连接于阻抗匹配电路与蓝牙天线的主体部分之间，其特征在于：所述金属贴片包括有若干横向金属贴片和若干纵向金属贴片，各横向金属贴片沿陶瓷基板的横向设置在陶瓷基板的上表面，各纵向金属贴片沿陶瓷基板的纵向设置在陶瓷基板的下表面；所有的纵向金属贴片在陶瓷基板的下表面分成两列设置以分别对应横向金属贴片的两端，两列纵向金属贴片为相互错位设置；各横向金属贴片与各纵向金属贴片在空间坐标系内构成相互垂直的结构；

在陶瓷基板上设置有分别与每一横向金属贴片两端对齐的金属过孔，金属过孔贯穿陶瓷基板的上下表面，横向金属贴片和纵向金属贴片通过金属过孔实现首尾互相连接形成一连续的电性结构体，该电性结构体的首端通过馈线连接金属传输线。

进一步地，所述横向金属贴片和纵向金属贴片均为矩形的条状结构，各横向金属贴片按一定的间隔横贯紧贴在陶瓷基板的上表面，且各横向金属贴片的两端分别靠近陶瓷基板的两侧边缘；两列纵向金属贴片分别设置在陶瓷基板下表面靠近两侧边缘的位置，并且分别与横向金属贴片的两端相互对齐；同一列的纵向金属贴片之间按一定间隔沿纵向紧贴在陶瓷基板的下表面，并且相邻纵向金属贴片之间的间隔与相邻横向金属贴片之间的间隔相同。