专利名称：一种蓝牙天线结构及其便携式无线通讯装置的制作方法
技术领域：
本发明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。
发明内容
本发明的目的在于，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。本发明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。
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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。本发明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。
图1是本发明蓝牙天线的结构示意图；图2是本发明蓝牙天线的回波损耗(Return loss)测试曲线图；图3是本发明蓝牙天线在X-Y平面内的辐射波瓣图；图4是本发明蓝牙天线在X-Z平面内的辐射波瓣图。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的具体实施方式
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发明，并非用于限定本发明的具体实施方式
。本发明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，因非本发明改进点所在，故在此不再赘述。在本发明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，本发明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，本发明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，本发明中的蓝牙天 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。而且本发明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，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的 技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，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 发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
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。
全文摘要
本发明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。
文档编号H01Q9/30GK101984520SQ20101051883
公开日2011年3月9日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者张莲 申请人:惠州Tcl移动通信有限公司