一种超宽带天线及电子设备的制作方法

1.本技术涉及天线技术领域，具体涉及一种超宽带天线及电子设备。


背景技术：

2.为了实现高精度定位、低延迟、高增益、低剖面、低成本、灵活性以及小型化等多种基于实际应用的多种性能要求，采用超宽带技术是本领域技术人员首选方案，而超宽带技术相比于其他传统通信技术，其主要优势在于，该技术可以在低功率下使用扩展频谱技术，减少了多径干扰，同时降低了与其他系统的互扰程度。但在终端产品中由于电磁环境较为复杂，包括收发机、摄像头、电池、马达和屏幕等器件，对超宽带天线的性能影响较大，并且在现有的超宽带天线的制作中由于工艺和材料等原因影响，使超宽带天线的制造成本过高，例如：在现有技术中，可以是使用激光直接成型工艺通过激光镭雕，将材料用激光激活，暴露出来的金属原子为下面的电镀提供了种子层；但由于激光直接成型工艺的工艺条件较为严苛，通常需要使用特殊的专用基材作为天线的载体，而通常类似玻璃、陶瓷、氧化锆和蓝宝石玻璃等材料上又无法使用激光直接成型工艺，从而导致超宽带天线的制造成本过高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种超宽带天线及电子设备，以解决在现有技术中，超宽带天线的制造成本过高的问题。
4.第一方面，本技术提供的一种超宽带天线，包括：天线辐射体和载体；所述天线辐射体包括设置于所述载体的第一面的pds印刷层，作为天线辐射面；所述载体包括设置于所述载体的第二面的天线馈点，所述第一面与所述第二面为相对面；所述载体设有金属过孔，所述金属过孔贯穿pds印刷层，并与天线馈点连接，以实现所述天线辐射面与天线馈点连接，所述天线馈点用于将接收到的超宽带信号传输至主板。
5.可选的，载体还包括：反射层和隔离区，所述反射层设于所述载体的第二面，所述隔离区设于反射层和天线馈点之间，所述反射层用于反射超宽带信号，所述隔离区用于分隔所述反射层和天线馈点。
6.可选的，所述反射层的面积大于所述pds印刷层的面积。
7.可选的，连接件，所述连接件的一端与所述天线馈点连接，另一端与所述主板连接，所述天线馈点通过所述连接件将接收到的超宽带信号传输至主板。
8.可选的，连接件包括金属弹片或顶针中的任一种。
9.可选的，所述天线辐射体包括至少2个间隔设置的pds印刷层，所述pds印刷层包括至少一个用于接收超宽带信号的pds印刷层，和至少一个用于发送超宽带信号的pds印刷层。
10.可选的，pds印刷层的厚度为6-8μm。
11.可选的，所述载体厚度与所述pds印刷层厚度的厚度差小于1mm。
12.可选的，pds印刷层的外形为方形、圆形、三角形、t形中的至少一种。
13.第二方面，本技术提供的一种电子设备，包括：第一方面中所述的超宽带天线、连接件和主板，所述超宽带天线通过连接件与所述主板连接，所述主板用于接收所述超宽带天线传输的超宽带信号。
14.本技术提供的超宽带天线，通过在载体上设置天线辐射体的pds印刷层和在载体上设置金属导电孔，利用金属导电孔穿设pds印刷层，与天线馈点连接，以形成超宽带天线，且在所形成的超宽带天线中又因采用直接印刷工艺，使其能够在不同材质的载体上进行天线辐射体印制，得到超宽带天线，进一步减少超宽带天线的制造成本。
15.在本技术提供的上述电子设备的实施例中，通过使用由直接印刷工艺得到的pds印刷层，以增加载体材料的选择性，使超宽带天线的制造成本降低，进一步也降低了电子设备的成本。而通过在电子设备中设置载体和天线辐射体，将其天线辐射体的pds印刷层印刷在载体上，以改变在传统电子设备中需要传统单独设置超宽带天线，占用传统电子设备的结构空间，而使用pds印刷层印刷而成的天线辐射面即超宽带天线，能够在节省安装空间的同时减少人工组装和材料成本，进一步提高电子设备的组装效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
17.图1为本技术实施例提供的超宽带天线的主视结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的超宽带天线的后视结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的可选的超宽带天线的pds印刷层的外形结构示意图；
20.图4为本技术实施例提供的一种电子设备的结构框图。
21.附图标记
22.1—载体；2-pds印刷层；3—金属过孔；4—馈点；5-反射层；6-隔离区；21—pds印刷层三角型外形；22—pds印刷层圆型外形；23—pds印刷层t型外形；10-主板；20-连接件；30-超宽带天线；40-电子设备。
具体实施方式
23.下面结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或设备或器件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.需要说明的是，本技术的超宽带天线即uwb(ultra wide band，超宽带)天线，具体可以是uwb室内定位终端天线，适用于uwb定位系统。
27.lds(laser direct structuring，激光直接成型技术)工艺是指利用数控激光直接把电路图案转移到模塑塑料原件表面上，利用立体工件的三维表面形成电路互通结构的技术。
28.fpc(flexible printed circuit，柔性电路板)工艺是指以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种印刷电路板。
29.pds(printed direct structuring，印刷直接成型)是指经过感光胶利用菲林曝光，显影蚀刻后，通过移印技术将图案印刷在产品上，之后通过热固化使天线完成制备的一种工艺。
30.在现有的超宽带天线的制造中，由于材料与制造工艺要求，导致现有超宽带天线的制造成本较高，例如：在使用lds工艺制作超宽带天线时，使用普通原材料所制作的支架无法满足lds工艺制作需求，因此需要使用特殊的专用原材料作为支架；在使用fpc工艺制作超宽带天线时，由于产出的天线成品容易产生贴合起皱的现象，使其天线的成品不良率提高，间接增加超宽带天线的制造成本。
31.而为了解决本现有技术存在的问题，减少制造成本，本实用新型提供了一种超宽带天线，该超宽带天线设计灵活、结构简单、能够有效降低产品不良率、节约制造成本。
32.如图1-2所示，该超宽带天线主要用于解决现有工艺和材料制造超宽带天线成本高的问题，该超宽带天线还可以应用于室内定位的电子设备或终端中，该超宽带天线可以是微带贴片天线，其具有低剖面、厚度薄、保型到弯曲的结构优点。具体的，超宽带天线包括：天线辐射体和载体1；所述天线辐射体包括设置于所述载体1的第一面的pds印刷层2，作为天线辐射面；所述载体1包括设置于所述载体1的第二面的天线馈点，所述第一面与所述第二面为相对面；所述载体1设有金属过孔3，所述金属过孔3贯穿pds印刷层2，并与天线馈点4连接，以实现所述天线辐射面与天线馈点5连接，所述天线馈点5用于将接收到的超宽带信号传输至主板。
33.其中，pds印刷层2利用pds工艺将导电银浆逐层印刷至载体1所成。具体地，pds印刷层2可以是导电银浆层。通过将导电银浆逐层印制或涂覆于载体第一面，从而实现天线辐射面的制备。
34.本实施例提供的超宽带天线，通过在载体1上设置天线辐射体的pds印刷层2和在载体1上设置金属过孔3，其中金属过孔3穿设pds印刷层，与天线馈点4连接，形成超宽带天线，又因pds印刷层2为采用直接印刷工艺而成的结构层，而该结构层对于载体材料要求不高，从而能够缓解载体1在材料选择上的限制，减少超宽带天线的制造成本。
35.可选的，载体1第一面可以是上表面，载体1第二面可以是下表面，其中，本领域技术人员应理解，上下仅为方便解释相对关系，并不能够作为固定的位置关系。
36.可选的，载体1可以是复合材料，而在本实施例中复合材料还可以用于制作天线支架或设备外壳，天线辐射体的pds印刷层2可以是通过pds工艺印刷在天线支架第一面或设备外壳上的线路。其中，复合材料可以由聚碳酸酯或聚碳酸酯的混合材料制成。
37.可选的，载体1还包括反射层5和隔离区6，所述反射层5设于所述载体1的第二面，所述隔离区6设于反射层5和天线馈点4之间，所述反射层5用于反射超宽带信号，所述隔离区6用于分隔所述反射层5和天线馈点4。其中，为了保证天线信号的传输的完整性，需要使反射层5的面积大于所述pds印刷层2的面积。在本实施例中，为了保证天线信号收发的一致性，减少多余信号的干扰，为此在载体1的第二面这设置反射层5，用于保证信号传输的稳定，而隔离区6的设置能够防止反射层5对天线馈点4信号传输的干扰。
38.可选的，超宽带天线还包括连接件，连接件的一端与天线馈点4连接，另一端与主板连接，所述天线馈点4通过所述连接件将接收到的超宽带信号传输至主板；其中，连接件可以包括金属弹片或顶针中的任一种。
39.可选的，所述天线辐射体包括至少2个间隔设置的pds印刷层2，所述pds印刷层2包括至少一个用于接收超宽带信号的pds印刷层2，和至少一个用于发送超宽带信号的pds印刷层2。在本实施例中，可以在载体1上设置多个pds印刷层2，以使天线设置更灵活。此外，本实施例提供的超宽带天线为了满足超宽带系统的技术要求，通过设置至少一个用于接收超宽带信号的pds印刷层2，和至少一个用于发送超宽带信号的pds印刷层2，在保证收发信号的同向性时，还能使超宽带的脉冲的群延迟变化小，从而保证天线信号的传输质量。
40.可选的，为了保证金属过孔将pds印刷层2和馈点4连接，在印刷pds印刷层时，还需要在金属过孔内壁上涂覆/沉积导电银浆形成导电膜，以保证天线的传输信号的稳定。
41.可选的，为了让天线在高频上的阻抗更加稳定，同时减少印刷次数和印刷成本，pds印刷层2的厚度为6-8μm。
42.可选的，为了保证天线信号传输质量，避免阻抗均衡的问题，其载体1厚度与pds印刷层2厚度，其厚度差小于1mm。
43.可选的，如图3所示，pds印刷层的外形可以是方形、圆形、三角形、t形中的至少一种，例如：pds印刷层三角型外形21、pds印刷层圆型外形22、pds印刷层t型外形23。
44.可选的，如图1或3所示，可以利用多段阻抗变压器的技术对pds印刷层进行开槽能够将超宽带天线的带宽拓宽至500mhz。
45.此外，本技术实施例与现有技术相比，还具有如下特点：
46.1.本技术实施例提供的超宽带天线的载体不需要进行贴合处理，使其超宽带天线总体的厚度降低，其电子设备内部空间能够有多余空间盈余，使结构堆叠更有优势；
47.2.本技术实施例提供的超宽带天线采用pds工艺实现,所具有薄厚度较低，例如：使用pds工艺制作的超宽带天线的厚度在6-8μm之间,而使用lds工艺制作的超宽带天线，或使用双色注塑工艺制作的超宽带天线的厚度均在20μm以上；
48.3.本技术实施例提供的超宽带天线使用pds工艺制造的超宽带天线中的银浆具有良好的电导率使得在高频的电流走向更好，并增加其带宽；
49.4.本实施例提供的超宽带天线增大了天线的走线区域，能够更好的实现rf功能。
50.本技术实施例提供一种超宽带天线，如图1-2所示，该超宽带天线采用pds工艺，可应用于室内定位终端，该结构包括：直接在天线支架第一面设置的3个印刷线路，通过金属
过孔将与印刷线路和设置在支架第二面的馈点连通，以形成超宽带天线。而之后将馈点与电子设备的主板电子线路连接，利用设置在馈点上或是设置在主板上的顶针或者弹片相连接；其中，为了保证传输信号的完成，将在支架第二面印刷接地层，其中该接地层还可以为反射板。
51.可选的，3个印刷线路间隔设置，可选的，在本实施例中，3个印刷线路，其中，一个线路可作为接收天线，另外两个可作为发射天线。
52.可选的，为了保证信号的稳定还需要在制作超宽带天线时，保证设置pds印刷层的印刷区域保持平整、光滑。
53.可选的，载体可以是天线支架塑壳，其所采用的材料可以是pc、pc+abs、pc+gf或pa+gf中的至少一种。
54.可选的，为了便于进行pds印刷，避免造成过孔断裂或导通不良情况，因此载体上的金属过孔的角度为30
°
，其金属过孔的孔径为0.5mm。且在金属过孔的位置处还采用倒圆角进行过渡，使其金属过孔与pds印刷层连接，优选的，圆角过渡的半径为r＝0.2mm。
55.为了更好的兼顾环境及空间对超宽带天线设计的要求，将超宽带天线通pds工艺印刷走线在载体上，之后通过弹片将超宽带天线连接到pcb板上电子线路，形成完整的天线。本实施例可以根据所制成的超宽带天线与连接弹片于主板，实现电子设备/产品的电路连接，且能够满足发射、接收天线信号需求，其超宽带天线可以提供在3.1ghz到10.6ghz之间带宽。
56.可选的，为了能够防止电子器件的干扰，在进行超宽带天线结构设计时需要注意，pds印刷层需要避开电子器件设置，以防止电子器件的干扰，此外，在布设天线时，不能有其它金属接触(例如：金属支架)，以防止接触天线短路失效。在本实施例中，采用pds工艺方式制作超宽带天线能够降低整体天线厚度、制作成本、产品不良率、提高产能。
57.本技术实施例提供了一种电子设备，如图4所示，该电子设备40也可以是移动终端，在本实施例中，该电子设备可以包括一主板10和上述实施例提供的超宽带天线30。其中，超宽带天线30可以通过连接件20与主板10连接，之后由超宽带天线30进行信号收发。可选的，主板10可以是通信设备/终端的主板，也可以是单独连接板。可选的，超宽带天线还可以是设置在手机外壳上，其中，连接件20可以是金属弹片或顶针。
58.具体地，所述连接件20的一端与所述超宽带天线30的天线馈点连接，另一端与所述主板10连接，所述天线馈点通过所述连接件20将接收到的超宽带信号传输至主板。
59.虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。