蓝牙天线设计方法

蓝牙天线设计方法

技术领域：本实用新型涉及一种蓝牙天线，更特别地是，有关于在印刷电路板上铺设平面倒F 型的铜层的蓝牙天线。

科技进步下，无线通信设备也趋向小型化及轻薄化，然而，不断缩小无线通信设备的空间也使得天线性能在提高效率上更加具有挑战性。以目前而言，主要的天线形式有单极天线(Monopole Antenna)禾口平面倒 F 型天线(Planar Inverted-F Antenna, PI FA)。一般来说，单极天线的下方必须镂空，所以设计天线时必须留有天线位置，以便容置天线。同时，单极天线无法将金属层作为接地面或接地端，且单极天线容易受到外围组件而影响，例如电源端、信号传输端，因此天线的性能容易受到干扰。另外，如图1所示， 平面倒F型天线为目前主要的天线设计形式，其基本架构包含了金属平面板(Metallic Patch)、接地面、短路平板(Shorting Plate)、同轴馈入(Coaxial Feed)。平面倒F型天线虽然低姿态、体积轻巧，但平面倒F型天线最小高度仅约7mm，从而无法有效缩小产品的厚度，而已知解决方式通常又使用弹簧顶针(pogo pin)，其也使成本增加。因此，以需求来说，设计一个蓝牙天线，可使天线有足够的空间与高度，提升空间利用率，且有效地避免天线性能受到干扰，或避免因增加天线支架而造成大范围电路结构及空间结构的修改等功效，已成市场应用上的一个刻不容缓的议题。

发明内容有鉴于上述已知技艺的问题，本实用新型的目的就是在提供一种蓝牙天线，以解决无线通信设备小型化后性能受到干扰及空间设计难以达到需求的问题。根据本实用新型的目的，提出一种蓝牙天线，其包含一基板、一第一金属层、一第二金属层、一第三金属层、一馈入端以及一接地面。基板具有第一平面及第二平面。第一金属层设置于基板的第一平面。第二金属层设置于基板的第一平面，且垂直连接于第一金属层的下方。第三金属层设置于基板的第一平面，且垂直连接于第一金属层的下方，并平行于第二金属层。馈入端设置于第二金属层或第三金属层的一端或其附近。接地面设置于基板的第二平面。其中，第一金属层、第二金属层及第三金属层组合成一平面倒F型天线。其中，第一金属层为一四边形，四边形的每一角的角度为90度。其中，第二金属层或第三金属层为一四边形，四边形的每一角的角度为90度。其中，第一金属层、第二金属层及第三金属层铺设一铜层。其中，第一平面平行于第二平面。其中，第一金属层、第二金属层及第三金属层铺设于基板的第一平面的边缘。其中，第一金属层、第二金属层及第三金属层平贴于基板的第一平面。其中，第二金属层的长度短于第三金属层的长度。其中，基板为一印刷电路板。综上所述，本实用新型的蓝牙天线可使天线有足够的空间与高度，提升空间利用率，同时也可避免因增加天线支架而造成大范围电路结构及空间结构的修改，并可有效地避免天线性能受到干扰，并可提高天线的效率。为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

图1为本实用新型的已知平面倒F型天线的示意图；图2为本实用新型的蓝牙天线的第一实施例示意图；图3图本实用新型的蓝牙天线的第二实施例第一示意图；以及图4图本实用新型的蓝牙天线的第二实施例第二示意图。图中11，基板；111，第一平面；112，第二平面；12，第一金属层；13，第二金属层；14，第三金属层；15，馈入端；以及16，接地面。

具体实施方式以下将参照相关图式，说明依本实用新型的蓝牙天线的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。请参阅图2，其为本实用新型的蓝牙天线的第一实施例示意图。如图所示，蓝牙天线包含一基板11、一第一金属层12、一第二金属层13、一第三金属层14、一馈入端15以及一接地面16。基板11具有第一平面111及第二平面112，且第一平面111可平行于第二平面112，而基板11可为一印刷电路板。基板11可为玻璃纤维基板、陶瓷基板或其他可用的材质，例如一般业界普遍会以一种以玻璃纤维、不织物料、以及树脂组成的绝缘部分，再以环氧树脂和铜箔压制成黏合片使用。第一金属层12可设置于基板11的第一平面111。第二金属层13可设置于基板11的第一平面111，且可垂直连接于第一金属层12的下方。第三金属层14可设置于基板11的第一平面111，且可垂直连接于第一金属层12的下方，并平行于第二金属层13。第二金属层13的长度可短于第三金属层14的长度。第一金属层 12可为四边形，四边形的每一角的角度为90度；第二金属层13或第三金属层14可为四边形，四边形的每一角的角度为90度。承上所述，第一金属层12、第二金属层13及第三金属层14可铺设一铜层，并可平贴于基板11的第一平面111上或铺设于基板11的第一平面111的边缘。第一金属层12、 第二金属层13及第三金属层14可以铜、锡、铅锡合金、金或银等金属或金属合金材质，因不同的金属或金属合金材质具有不同的成本价格或电阻值，故其可视设计的需求加以更换。 第一金属层12、第二金属层13及第三金属层14可组合成一平面倒F型天线。馈入端15设置于第二金属层13或第三金属层14的一端或其附近。接地面16设置于基板11的第二平面 112。顺带一提的是，在本实用新型所属领域中具有通常知识者应当明了，于前面叙述方式的材质和各层迭合的实施态样仅为举例而非限制。图3及图4为本实用新型的蓝牙天线的第二实施例第一及第二示意图。如图 3所示，天线空间较为狭小，左方有电源端或信号传输端等容易造成干扰的组件。一般而言，平面倒F型天线的场形容易受环境阻碍，而无法达到全向性的需求，辐射效率仅约 30% -50%。因为大部份的能量都因消耗而无法辐射，故造成效能大为降低，且无法涵盖全面的范围。然而，利用本发明的蓝牙天线，其辐射效率可提升至60%-80%以上，且较不受电源端、信号传输端等组件所干扰。如图4及下方表一所示，其分别于2. 412GHz、2. 442GHz与2. 472GHz的三个分析频率点，量测本发明蓝牙天线的反射损失及辐射效率。表一

权利要求1.一种蓝牙天线，其特征在于包含一基板，其具有一第一平面及一第二平面； 一第一金属层，其设置于所述基板的第一平面；一第二金属层，其设置于所述基板的第一平面，且垂直连接于该第一金属层的下方； 一第三金属层，其设置于所述基板的第一平面，且垂直连接于该第一金属层的下方，并平行于所述第二金属层；一馈入端，其设置于所述第二金属层或所述第三金属层的一端或其附近；以及一接地面，其设置于所述基板的第二平面。2.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述第一金属层、所述第二金属层及所述第三金属层组合成一平面倒F型天线。3.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述第一金属层为一四边形，该四边形的每一角的角度为90度。4.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述第二金属层或所述第三金属层为一四边形，该四边形的每一角的角度为90度。5.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述第一金属层、所述第二金属层及所述第三金属层铺设一铜层。

6.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述第一平面平行于所述第二平面。7.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述第一金属层、所述第二金属层及所述第三金属层铺设于所述基板的第一平面的边缘。8.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述第一金属层、所述第二金属层及所述第三金属层平贴于所述基板的第一平面。9.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述第二金属层的长度短于所述第三金属层的长度。10.根据权利要求1所述的蓝牙天线，其特征在于所述基板为一印刷电路板。专利摘要本实用新型公开一种蓝牙天线，其包含一基板、一第一金属层、一第二金属层、一第三金属层、一馈入端以及一接地面；基板具有第一平面及第二平面；第一金属层设置于基板的第一平面；第二金属层设置于基板的第一平面，且垂直连接于第一金属层的下方；第三金属层设置于基板的第一平面，且垂直连接于第一金属层的下方，并平行于第二金属层；馈入端设置于第二金属层或第三金