pcb 蓝牙天线及蓝牙设备说明书

(10)授权公告号 (45)授权公告日 2015.01.07
C N 204088566
U (21)申请号 201420543316.0
(22)申请日 2014.09.19
H01Q 1/38(2006.01)
H01Q 1/48(2006.01)
H04B 5/00(2006.01)
(73)专利权人卓荣集成电路科技有限公司
地址中国香港新界沙田香港科学园科技
大道西6号集成电路开发中心7楼
705-707室
(72)发明人贺新华
(74)专利代理机构珠海智专专利商标代理有限
公司 44262
代理人
林永协
(54)实用新型名称
PCB 蓝牙天线及蓝牙设备
(57)摘要
本实用新型提供一种PCB 蓝牙天线及蓝牙设
备，PCB 蓝牙天线具有PCB 基板，PCB 基板上印刷有
蓝牙天线，蓝牙天线包括长条状的参考地部分，参
考地部分的端部连接接地端部分的第一端，接地
端部分的第二端连接有信号接入端部分，信号接
入端部分的一端与谐振臂部分连接，其中，谐振臂
部分为曲折状。

蓝牙设备具有主控制器以及上述
的PCB 蓝牙天线。

本实用新型的PCB 蓝牙天线面
积小，且辐射距离长，满足蓝牙设备的工作要求。

(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书3页 附图3页(10)授权公告号CN 204088566 U
1.PCB蓝牙天线，包括：
PCB基板，所述PCB基板上印刷有蓝牙天线，所述蓝牙天线包括长条状的参考地部分，所述参考地部分的端部连接接地端部分的第一端，所述接地端部分的第二端连接有信号接入端部分，所述信号接入端部分的一端与谐振臂部分连接；
其特征在于：
所述谐振臂部分为曲折状。

2.根据权利要求1所述的PCB蓝牙天线，其特征在于：
所述谐振臂部分包括至少二段与所述信号输入端部分平行的第一部分以及与所述参考地部分平行的第二部分,所述谐振臂部分末端的所述第一部分的长度为其他第一部分的长度的一半。

3.根据权利要求2所述的PCB蓝牙天线，其特征在于：
所述第一部分与所述第二部分间隔布置。

4.根据权利要求2或3所述的PCB蓝牙天线，其特征在于：
所述第一部分的长度小于所述信号输入端部分的长度。

5.根据权利要求2或3所述的PCB蓝牙天线，其特征在于：
所述第二部分的总长度小于所述参考地端部分的长度。

6.蓝牙设备，包括
主控制器以及与所述主控制器通信的PCB蓝牙天线，所述PCB蓝牙天线具有PCB基板，所述PCB基板上印刷有蓝牙天线，所述蓝牙天线包括长条状的参考地部分，所述参考地部分的端部连接接地端部分的第一端，所述接地端部分的第二端连接信号接入端部分，所述信号接入端部分与谐振臂部分连接；
其特征在于：
所述谐振臂部分为曲折状。

7.根据权利要求6所述的蓝牙设备，其特征在于：
所述谐振臂部分包括至少二段与所述信号输入端部分平行的第一部分以及与所述参考地部分平行的第二部分，所述谐振臂部分末端的所述第一部分的长度为其他第一部分的长度的一半。

8.根据权利要求7所述的蓝牙设备，其特征在于：
所述第一部分与所述第二部分间隔布置。

9.根据权利要求7或8所述的蓝牙设备，其特征在于：
所述第一部分的长度小于所述信号输入端部分的长度。

10.根据权利要求7或8所述的蓝牙设备，其特征在于：
所述第二部分的总长度小于所述参考地端部分的长度。

PCB蓝牙天线及蓝牙设备
技术领域
[0001] 本实用新型涉及集成电路领域，具体地，是一种应用于蓝牙设备的PCB蓝牙天线以及具有这种PCB蓝牙天线的蓝牙设备。

背景技术
[0002] 现在的电子设置，诸如手机、平板电脑等通常设置蓝牙通信模块，蓝牙通信模块与蓝牙天线连接，并通过蓝牙天线发送、接收蓝牙信号，从而与其他蓝牙设备通信。

由于蓝牙通信模块设置有控制器，控制器设置在印刷电路板上，也就是设置在PCB基板上，为了减小蓝牙设备的体积，通常将蓝牙天线印制在PCB基板上，这种印制在PCB基板上蓝牙天线被称为PCB蓝牙天线。

[0003] 现有的PCB蓝牙天线具有参考地部分、信号接入端部分以及谐振臂部分，如图1所示，现有一种典型的PCB蓝牙天线包括一块PCB基板10，PCB基板10上印刷有蓝牙天线，蓝牙天线具有参考地部分11，参考地部分11大致呈长条状。

在参考地部分的一端设置有接地端部分12，接地端部分12的第一端与参考地部分11连接，接地端部分12的第二端连接信号接入端部分13。

信号接入端部分13与接地端部分12平行，且信号接入端部分13的宽度较窄。

[0004] 蓝牙天线还包括呈长条状的谐振臂14，谐振臂14与参考地部分11平行。

这种蓝牙天线为倒F型设置，且谐振臂14的设计可以减小蓝牙天线的面积，可减小PCB基板10的面积。

然而，这种蓝牙天线的带宽往往不易满足蓝牙天线的规范要求，并且在蓝牙设备使用过程中，蓝牙天线容易受到外界环境影响而导致蓝牙天线谐振点产生偏移。

[0005] 现有另一种PCB蓝牙天线如图2所示，这种PCB蓝牙天线具有一块PCB基板20，在PCB基板20上设置蓝牙天线，蓝牙天线具有大致呈长条状的参考地部分21，并在参考地部分21的上方设置信号接入端部分22，信号接入端部分22与参考地部分21的长度方向垂直。

在信号接入端部分22的一侧设置有谐振臂部分23，从图2可见，谐振臂部分23为曲折状，且信号接入端部分22、谐振臂部分23与参考地部分21并不连接。

[0006] 这种蓝牙天线为曲流型蓝牙天线，由于谐振臂为曲折状，蓝牙天线的带宽较宽，容易满足蓝牙天线的规范要求，且不容易受到外界环境影响而导致蓝牙天线谐振点产生偏移。

然而，由于信号接入端部分22、谐振臂部分23与参考地部分21之间有较大的间隙，导致这种蓝牙天线的面积较大，导致PCB基板的面积较大。

发明内容
[0007] 本实用新型的主要目的是提供一种面积小且带宽较宽的PCB蓝牙天线。

[0008] 本实用新型的另一目的是提供一种蓝牙天线的PCB基板面积小且谐振点不易发生偏移的蓝牙设备。

[0009] 为了实现上述的主要目的，本实用新型提供的PCB蓝牙天线具有PCB基板， PCB基板上印刷有蓝牙天线，蓝牙天线包括长条状的参考地部分，参考地部分的端部连接接地端
部分的第一端，接地端部分的第二端连接有信号接入端部分，信号接入端部分的一端与谐振臂部分连接，其中，谐振臂部分为曲折状。

[0010] 由上述方案可见，将谐振臂部分设置成曲折状，可以增加蓝牙天线的带宽，并且有效避免蓝牙天线受到外部环境的影响而导致谐振点发生偏移。

并且，由于信号接入端部分、谐振臂部分通过接地端部分连接至参考地部分，可以减小PCB蓝牙天线的面积，进入减小PCB基板的面积。

[0011] 一个优选的方案是，谐振臂部分包括至少二段与信号输入端部分平行的第一部分以及与参考地部分平行的第二部分,谐振臂部分末端的第一部分的长度为其他第一部分的长度的一半。

[0012] 由此可见，将谐振臂部分设置成两个部分，可以在有限的面积上设置更长的谐振臂部分，确保PCB蓝牙天线的性能满足规范的要求。

[0013] 进一步的方案是，第一部分与第二部分间隔布置。

这样，谐振臂部分的形状较为简洁，有利于谐振臂部分的印制。

[0014] 为实现上述的另一目的，本实用新型提供的蓝牙设备具有主控制器以及与主控制器通信的PCB蓝牙天线， PCB蓝牙天线具有PCB基板， PCB基板上印刷有蓝牙天线，蓝牙天线包括长条状的参考地部分，参考地部分的端部连接接地端部分的第一端，接地端部分的第二端连接信号接入端部分，信号接入端部分与谐振臂部分连接，其中，谐振臂部分为曲折状。

[0015] 由上述方案可见，由于谐振臂部分通过信号接入端部分、接地端部分与参考地部分连接，可以减小PCB蓝牙天线的面积，进而减小PCB基板的面积。

并且，将谐振臂部分设置成曲折状，可以确保蓝牙天线的带宽满足蓝牙设备的通信要求，并且避免蓝牙天线因受到外部环境的影响而导致谐振点偏移。

附图说明
[0016] 图1是现有一种PCB蓝牙天线的结构图。

[0017] 图2是现有另一种PCB蓝牙天线的结构图。

[0018] 图3是本实用新型PCB蓝牙天线的结构图。

[0019] 图4是本实用新型PCB蓝牙天线的天线阻抗的斯密斯圆图。

[0020] 图5是本实用新型PCB蓝牙天线的天线阻抗的magnitude图。

[0021] 以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式
[0022] 本实用新型的蓝牙设备为手机、平板电脑、MP3音乐播放器等具有蓝牙通信模块的设备，因此蓝牙设备可以通过蓝牙通信模块与另一台蓝牙设备进行通信。

蓝牙设备的电路板上设置有主控制器以及蓝牙通信模块，蓝牙通信模块具有一个控制器以及PCB蓝牙天线，主控制器与蓝牙通信模块电连接，并通过蓝牙通信模块收发蓝牙信号。

[0023] 参见图3，PCB蓝牙天线具有一块PCB基板30，在PCB基板30上设置有参考地部分31，参考地部分31大致呈长条状，并且在参考地部分31的靠近一端的部分设有一个凹陷32，凹陷32自参考地部分31的一条长边向参考地部分31的内部凹陷。

[0024] 参考地部分31的一端连接有接地端部分33，接地端部分33的第一端与参考地部分31连接，第二端连接信号接入端部分34。

从图3可见，接地端部分33与参考地部分31垂直，信号接入端部分34与接地端部分33平行。

并且，在PCB基板30的长度方向上，接地端部分33的宽度大于信号接入端部分34的宽度。

信号接入端部分34的上端与接地端部分33连接，信号接入端部分34的下端伸入到参考地部分31的凹陷32内。

此外，信号接入端部分34的下端并不与参考地部分31电连接。

[0025] 在参考地部分31的上方设有谐振臂部分36，谐振臂部分36为曲折状的谐振臂部分，其一端与信号接入端34连接，另一端为自由端。

并且，谐振臂部分36由多段第一部分39与多段第二部分37、38构成，第一部分39与第二部分37、38间隔布置。

第一部分39与信号接入端部分34平行，第二部分37、38与参考地部分31平行，并且第一部分39与第二部分37、38也是相互垂直的。

[0026] 从图3可见，多段第一部分39相互之间平行设置，多段第二部分37、38相互之间也是平行布置的，每一段第一部分39的长度均小于信号接入端部分34的长度，因此谐振臂部分36并不与参考地部分31连接。

[0027] 第二部分37与参考地部分31之间的距离大于第二部分38与参考地部分31之间的距离，并且多段第二部分37、38的总长度小于参考地部分31的长度，在PCB基板30的长度方向上，谐振臂部分36的自由端不会超出参考地部分31的边缘。

[0028] 此外，位于谐振臂部分36末端的第一部分40的长度只有其他第一部分39的长度的一半，这样，蓝牙天线的辐射范围更远，提升PCB蓝牙天线的性能。

[0029] 当然，实际应用过程中，谐振臂36的形状还可以有更多的改变，例如第一部分39与第二部分37、38并不是垂直布置，而是形成锐角或者钝角的角度。

此外，第一部分39与第二部分37、38之间的过渡部分可以是圆弧过渡，这样的改变也能实现本实用新型的目的。

[0030] 如图4所示，对本实用新型的蓝牙天线进行测试，从天线阻抗的斯密斯圆图可知，
（M1）GHz、（M2）GHz和（M3）GHz为蓝牙天线的频带从2.4G赫兹到2.5G赫兹之间的三个点：
处于谐振状态的谐振点，可见，PCB蓝牙天线有很强的辐射性能。

[0031] 此外，如图5所示，按照回损在-10dB以下的标准估计，本实用新型的PCB蓝牙天线带宽为240M赫兹，因此带宽满足蓝牙通信规范要求，并且在蓝牙天线应用时，不容易受到外界环境影响而导致蓝牙天线谐振点产生偏移。

[0032] 并且，由于谐振臂部分36通过信号接入端部分34、接地端部分33连接至参考地部分31，蓝牙天线的面积较小，可以减小PCB基板30的面积，有利于蓝牙设备的小型化。

[0033] 当然，上述实施例仅是本实用新型优选的实施方案，实际应用时，还可有更多的改变，例如谐振臂第一部分不一定与信号接入端部分平行，第二部分也不与参考地部分平行；或者，参考地部分的长度小于谐振臂部分的第二部分的总长度等，这样的改变也可以实现本实用新型的目的。

[0034] 最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，如谐振臂部分的第一部分与第二部分长度的改变、谐振臂部分第一部分与第二部分数量的改变等变化也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。

图1
图2
图3
图4
图5。