一种WiFi模块及提升WiFi天线与BT天线之间隔离度的方法与流程

一种wifi模块及提升wifi天线与bt天线之间隔离度的方法
技术领域
1.本发明提供一种wifi模块，具体涉及一种wifi天线与bt天线隔离度的wifi模块，属于电视机终端设备技术领域。


背景技术：

2.由于wifi模块受到整机环境以及装配位置的限制，wifi模块pcb板的大小一般会比较小，使得pcb板上wifi天线与bt天线间距很小。两天线之间存在电磁耦合；耦合方式主要有空间耦合与表面波耦合两种。天线在主板上激发的表面行波，遇到板边和器件、屏蔽罩等就发生次级辐射，影响天线方向图，表面波到了另一个端口，即另一个天线的馈电点，就产生了表面波耦合。天线之间的空间耦合以及表面波耦合，会使得两天线之间隔离度较差，在实际使用中会出现电视机连接蓝牙设备时出现卡顿的现象。
3.现有技术中可以增大wifi天线与bt天线之间的距离，降低天线之间的空间耦合从而改善wifi天线与bt天线间的隔离度，主要有以下两种方式：
4.1、增大wifi模块的面积来增大天线之间的距离，但是增大wifi模块会增大成本，同时电视整机可装配wifi模块的位置也会减少。
5.2、可以将bt天线改成外拉天线，通过同轴线连接到模块上，从而增大天线之间的距离，但是也会增大成本。
6.综上所述，急需一种新型wifi模块来解决现有技术问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术缺陷，本发明提出了一种wifi模块及提升wifi天线与bt天线之间的隔离度的方法。本发明通过在wifi天线与bt天线及之间增设新的净空区，该净空区设置在pcb板的边缘处，且该净空区内还包括部分主板地，本发明引入寄生耦合单元设置在所述部分主板地上。因此，本发明通过增设净空区及寄生耦合单元在wifi天线与bt天线之间人为开辟另一耦合通道，使之与原耦合相互抵消，能够大幅度降低表面波耦合，从而提高天线隔离度。
8.根据本发明的第一种实施方案，提供一种wifi模块。
9.一种wifi模块，该wifi模块包括pcb板、wifi天线和bt天线。所述pcb板上包括主板地和净空区，所述wifi天线和bt天线均设置在所述净空区上。
10.在本发明中，该wifi模块还包括寄生耦合单元。所述寄生耦合单元设置在所述主板地上，且所述寄生耦合单元设置在所述wifi天线与bt天线之间。
11.作为优选，所述寄生耦合单元设有多个，且均分布在wifi天线与bt天线之间的主板地边缘位置。
12.作为优选，所述wifi天线和bt天线均设有至少一个，且所述wifi天线和bt天线两两相邻分布所述净空区上。
13.作为优选，所述wifi天线包括第一天线辐射体、第一馈电脚及第一馈地脚。所述第
一天线辐射体设置在净空区上，所述第一馈电脚一端与所述第一天线辐射体连接，第一馈电脚另一端通过微带线与芯片端连接，所述第一馈地脚一端与所述第一天线辐射体连接，第一馈地脚另一端与主板地连接。
14.作为优选，所述bt天线包括第二天线辐射体、第二馈电脚及第二馈地脚。所述第二天线辐射体设置在净空区上，所述第二馈电脚一端与所述第二天线辐射体连接，第二馈电脚另一端通过微带线与芯片端连接，所述第二馈地脚一端与所述第二天线辐射体连接，第二馈地脚另一端与主板地连接。
15.作为优选，所述pcb板的长度为70
‑
90mm，pcb板的宽度为30
‑
40mm。
16.作为优选，所述净空区设置在所述pcb板边缘上的部分位置处，所述主板地设置在pcb板上无净空区处。
17.根据本发明的第二种实施方案，提供一种提升wifi模块上wifi天线与bt天线之间隔离度的方法。
18.一种提升wifi模块上wifi天线与bt天线之间隔离度的方法，该方法包括以下步骤：
19.1)在相邻的wifi天线与bt天线之间增设净空区；
20.2)在所述pcb板边缘处的部分主板地上设置寄生耦合单元。
21.作为优选，步骤2)中所述部分主板地设置在步骤1)中所述净空区内。
22.在本发明中，所述wifi模块包括pcb板、wifi天线和bt天线。所述pcb板包括主板地和净空区，所述净空区设置在所述pcb板上靠近边缘部分位置处，所述主板地设置在pcb板上无净空区位置处，所述wifi天线和bt天线均设置在净空区上。在本发明中，该wifi模块还包括寄生耦合单元。所述寄生耦合单元设置在所述主板地上，且所述寄生耦合单元设置在所述wifi天线与bt天线之间。在本发明中，所述wifi天线与bt天线之间还增设有净空区，所述增设的净空区位于pcb板的边缘且该净空区中设有部分主板地，所述寄生耦合单元设置在所述部分主板地上。所述pcb板上中央区域的主板地用于铺设金属丝。所述wifi天线和bt天线设置在净空区中减小金属丝对wifi天线和bt天线的影响。
23.在本发明中，如图1所示，所述净空区设置在所述pcb板的四个角及沿pcb板长度方向上的上、下长边边缘的中间，所述bt天线设置在所述pcb板左上角的净空区内，所述wifi天线设置在所述pcb板右上角净空区及右下角净空区内，当该pcb板长度为80mm，宽度为35mm时，所述pcb板上边设有一个净空区，该净空区为凸字形，该净空区生长范围如下：以pcb板左上角顶点为起点，沿pcb板上边向右移动36mm，然后向下移动4mm，再向左移动20mm，再向下移动3mm，再向右移动48mm，再向上移动3mm，再向左移动20mm，最后向上移动4mm；该生长路径所生成的凸字形区域即为所述pcb板上边设有的净空区，且该凸字形净空区与所述pcb板上边之间形成的两个矩形间隙为两个寄生耦合单元，所述两个寄生耦合单元长度均为20mm，宽度均为4mm。所述pcb板下边设有一个净空区，该净空区为l形，该净空区生长范围如下：以pcb板左下角顶点为起点，沿pcb板下边向右移动40mm，然后向上移动4mm，再向右移动24mm，再向下移动2mm，再向左移动20mm，最后向下移动2mm；该生长路径所生成的l形区域即为所述pcb板下边上设有的净空区，该l形净空区与pcb板下边之间形成的一个矩形间隙即为一个寄生耦合单元，该寄生耦合单元长度为20mm，宽度为2mm。所述pcb板左下角净空区内设有的一个寄生耦合单元生长范围如下：以pcb板左下角顶点为起点，沿pcb板下边向
右移动8mm，然后向上移动4mm，再向左移动2mm，然后向下移动2mm，再向左移动4mm，再向上移动8mm，最后向左移动2mm；沿该生长路径所形成的勾形区域即为左下角净空区内的寄生耦合单元。所述pcb板右边上设有两个l形寄生偶尔单元，其中设置在右下角净空区中的l形寄生耦合单元生长范围如下:以右下角顶点为起点，沿pcb板的右边向上移动6mm，然后向左移动2mm，再向上移动8mm，再向左移动6mm，再向上移动2mm，最后向右移动8mm；该生长路径所形成的l形区域即为右下角净空区内寄生耦合单元；其中设置在右上角净空区中的l形寄生耦合单元生长范围如下:以右上角顶点为起点，沿pcb板的右边向下移动8mm，然后向左移动2mm，再向下移动6mm，再向左移动6mm，再向下移动2mm，最后向右移动8mm；该生长路径所形成的l形区域即为右上角净空区内寄生耦合单元。因此，在每两个天线之间设置两个寄生耦合单元，可以有效减小两天线之间产生的电磁耦合，从而提高两天线之间的隔离度。
24.作为优选方案，所述寄生耦合单元设有多个，例如2个，3个，4个
……
，此处寄生耦合单元个数应根据实际所用pcb板大小及wifi天线与bt天线之间间距来调整。在本发明中，所述pcb板的长度为70
‑
90mm，pcb板的宽度为30
‑
40mm。进一步优选为，长度为80mm，宽度为35mm。因此，每相邻的wifi天线与bt天线之间所述寄生耦合单元个数优选为两个，且均分布在wifi天线与bt天线之间的主板地边缘位置。在本技术中，所述wifi天线和bt天线均设有至少一个，例如1个，2个，3个，4个
……
，所述wifi天线和bt天线的个数应根据实际需求及实际所用pcb板大小来调整，在本技术中若采用长度为80mm，宽度为35mm的wifi模板，则所述wifi天线个数优选为2个，所述bt天线个数优选为1个，此时寄生耦合单元个数优选为6个，且所述wifi天线和bt天线两两相邻分布所述净空区上，6个寄生耦合单元则分成三组，两个作为一组设置在上述三个天线之间的主板地上。
25.作为优选方案，所述wifi天线包括第一天线辐射体、第一馈电脚及第一馈地脚。所述第一天线辐射体设置在净空区上，所述第一馈电脚一端与所述第一天线辐射体连接，第一馈电脚另一端通过微带线与芯片端连接，此技术属于本领域技术人员公知常识，因此在本技术中微带线和芯片端未图示，所述第一馈地脚一端与所述第一天线辐射体连接，第一馈地脚另一端与主板地连接。所述bt天线包括第二天线辐射体、第二馈电脚及第二馈地脚。所述第二天线辐射体设置在净空区上，所述第二馈电脚一端与所述第二天线辐射体连接，第二馈电脚另一端通过微带线与芯片端连接，此技术属于本领域技术人员公知常识，因此在本技术中微带线和芯片端未图示，所述第二馈地脚一端与所述第二天线辐射体连接，第二馈地脚另一端与主板地连接。上述两天线中馈电脚与馈地脚通过连接且支撑天线辐射体上部，使得上述两天线的上表面更容易被smt贴片吸附。
26.在现有技术中，因为wifi模块中wifi天线与bt天线之间存在电磁耦合，会使得两天线之间隔离度较差，在实际使用中会出现电视机连接蓝牙设备时出现卡顿的现象。因此，本发明还提供一种针对wifi模块中wifi天线与bt天线之间的隔离度提升的方法。本方法通过增设净空区及寄生耦合单元在wifi天线与bt天线之间人为开辟另一耦合通道，使之与原耦合相互抵消，能够大幅度降低表面波耦合，从而提高天线隔离度。
27.本发明提出了一种用于wifi模块提升wifi天线与bt天线之间的隔离度的方法，解决了wifi模块中wifi天线与bt天线之间电磁耦合影响电子设备连接蓝牙设备时出现卡顿的现象，该方法通过在相邻的wifi天线与bt天线之间增设净空区，然后在上述pcb板边缘处的部分主板地上设置寄生耦合单元，该寄生耦合单元可以设有多个，应根据实际情况进行
调整，寄生耦合单元长度一般是四分之一波长，但是要根据具体实际情况来定，寄生耦合单元设置在pcb板边缘且外周设有净空区可以减小金属丝对寄生耦合单元的干扰。
28.需要说明的是，在本发明中，wifi天线设有多个时，相邻的wifi天线之间同样设有净空区及寄生耦合单元，所述净空区位置及寄生耦合单元的设置如同上述。
29.在现有技术中，通过研究人员对wifi
‑
2.4g型号天线如图3所示进行可靠测试，如图4
‑
6所示，在频段范围2.4ghz
‑
2.5ghz之间发现以下研究结果：在不增加寄生耦合单元的情况下，wifi
‑
1天线与wifi
‑
2天线之间的隔离度约为
‑
9db；wifi
‑
1天线与bt天线之间的隔离度约为
‑
13db；wifi
‑
2天线与bt天线之间的隔离度约为
‑
16db；在相邻两天线之间增加两个寄生耦合单元后，wifi
‑
1天线与wifi
‑
2天线之间的隔离度＜
‑
21db；wifi
‑
1天线与bt天线之间的隔离度＜
‑
22db；wifi
‑
2天线与bt天线之间的隔离度约为＜
‑
23db；因此通过使用本发明的方法，在wifi天线与bt天线之间增设寄生耦合单元，能够有效改善天线之间的隔离度。
30.与现有技术相比较，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：
31.本发明通过在pcb板上的wifi天线与bt天线之间人为开辟另一耦合通道，即在wifi天线与bt天线之间增设净空区及寄生耦合单元，使之与原耦合相互抵消，能够大幅度降低表面波耦合，从而提高天线隔离。
附图说明
32.图1为本发明一种wifi模块的俯视结构示意图；
33.图2为本发明一种wifi模块的立体结构示意图；
34.图3为本发明wifi模块中wifi天线的结构示意图；
35.图4为本发明wifi模块中bt天线的结构示意图；
36.图5为采用本发明方法设计后的wifi
‑
2.4g天线结构示意图；
37.图6为图5中wifi
‑
2.4g天线中的wifi
‑
1天线与bt天线隔离度对比示意图；
38.图7为图5中wifi
‑
2.4g天线中的wifi
‑
1天线与wifi
‑
2天线隔离度对比示意图；
39.图8为图5中wifi
‑
2.4g天线中的wifi
‑
2天线与bt天线隔离度对比示意图。
40.附图标记：1：pcb板；101：主板地；102：净空区；2：wifi天线；201：第一天线辐射体；202：第一馈电脚；203：第一馈地脚；3：bt天线；301：第二天线辐射体；302：第二馈电脚；303：第三馈地脚；4：寄生耦合单元。
具体实施方式
41.下面对本发明的技术方案进行举例说明，本发明请求保护的范围包括但不限于以下实施例。
42.根据本发明的第一种实施方案，提供一种wifi模块。
43.如图1所示，一种wifi模块，该wifi模块包括pcb板1、wifi天线2和bt天线3。所述pcb板1上包括主板地101和净空区102，所述wifi天线2和bt天线3均设置在所述净空区102上。
44.如图2所示，在本发明中，该wifi模块还包括寄生耦合单元4。所述寄生耦合单元4设置在所述主板地101上，且所述寄生耦合单元4设置在所述wifi天线2与bt天线3之间。
45.作为优选，所述寄生耦合单元4设有多个，且均分布在wifi天线2与bt天线3之间的主板地101边缘位置。
46.作为优选，所述wifi天线2和bt天线3均设有至少一个，且所述wifi天线2和bt天线3两两相邻分布所述净空区102上。
47.如图3所示，作为优选，所述wifi天线2包括第一天线辐射体201、第一馈电脚202及第一馈地脚203。所述第一天线辐射体201设置在净空区102上，所述第一馈电脚202一端与所述第一天线辐射体201连接，第一馈电脚202另一端通过微带线与芯片端连接，所述第一馈地脚203一端与所述第一天线辐射体201连接，第一馈地脚203另一端与主板地101连接。
48.如图4所示，作为优选，所述bt天线3包括第二天线辐射体301、第二馈电脚302及第二馈地脚303。所述第二天线辐射体301设置在净空区102上，所述第二馈电脚302一端与所述第二天线辐射体301连接，第二馈电脚302另一端通过微带线与芯片端连接，所述第二馈地脚303一端与所述第二天线辐射体301连接，第二馈地脚303另一端与主板地101连接。
49.作为优选，所述pcb板1的长度为70
‑
90mm，pcb板1的宽度为30
‑
40mm。
50.作为优选，所述净空区102设置在所述pcb板1边缘上的部分位置处，所述主板地101设置在pcb板1上无净空区102处。
51.实施例1
52.如图1所示，一种wifi模块，该wifi模块包括pcb板1、wifi天线2和bt天线3。所述pcb板1上包括主板地101和净空区102，所述wifi天线2和bt天线3均设置在所述净空区102上。
53.实施例2
54.如图2所示，重复实施例1，只是在本发明中，该wifi模块还包括寄生耦合单元4。所述寄生耦合单元4设置在所述主板地101上，且所述寄生耦合单元4设置在所述wifi天线2与bt天线3之间。
55.实施例3
56.重复实施例2，只是所述寄生耦合单元4设有2个，且均分布在wifi天线2与bt天线3之间的主板地101边缘位置。
57.实施例4
58.重复实施例3，只是所述wifi天线2设有2个，bt天线3设有1个，且所述wifi天线2和bt天线3两两相邻分布所述净空区102上。
59.实施例5
60.如图3所示，重复实施例4，只是所述wifi天线2包括第一天线辐射体201、第一馈电脚202及第一馈地脚203。所述第一天线辐射体201设置在净空区102上，所述第一馈电脚202一端与所述第一天线辐射体201连接，第一馈电脚202另一端通过微带线与芯片端连接，所述第一馈地脚203一端与所述第一天线辐射体201连接，第一馈地脚203另一端与主板地101连接。
61.实施例6
62.如图4所示，重复实施例5，只是所述bt天线3包括第二天线辐射体301、第二馈电脚302及第二馈地脚303。所述第二天线辐射体301设置在净空区102上，所述第二馈电脚302一端与所述第二天线辐射体301连接，第二馈电脚302另一端通过微带线与芯片端连接，所述
第二馈地脚303一端与所述第二天线辐射体301连接，第二馈地脚303另一端与主板地101连接。
63.实施例7
64.重复实施例6，只是所述pcb板1的长度为80mm，pcb板1的宽度为35mm。
65.实施例8
66.重复实施例7，只是所述净空区102设置在所述pcb板1边缘上的部分位置处，所述主板地101设置在pcb板1上无净空区102处。
67.实施例9
68.一种提升wifi模块上wifi天线与bt天线之间隔离度的方法，该方法包括以下步骤：
69.1)在相邻的wifi天线2与bt天线3之间增设净空区102。
70.2)在所述pcb板1边缘处的部分主板地101上设置寄生耦合单元4。
71.实施例10
72.重复实施例9，只是步骤2)中所述部分主板地101设置在步骤1)中所述净空区102内。
73.应用实施例1
74.如图5所示，将实施例9所述的方法应用于现有市场中wifi
‑
2.4g型号天线，在pcb板1上设有wifi
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1天线、wifi
‑
2天线及bt天线，在wifi
‑
1天线与wifi
‑
2天线之间设有净空区102和两个寄生耦合单元4，在wifi
‑
1天线与bt天线之间设有净空区102和两个寄生耦合单元4，在wifi
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2天线与bt天线之间设有净空区102和两个寄生耦合单元4。如图6
‑
8所示，在wifi
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2.4g型号天线未设置寄生耦合单元4之前，wifi
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1天线与wifi
‑
2天线之间的隔离度约为
‑
9db；wifi
‑
1天线与bt天线之间的隔离度约为
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13db；wifi
‑
2天线与bt天线之间的隔离度约为
‑
16db。在相邻两天线之间增加两个寄生耦合单元后，wifi
‑
1天线与wifi
‑
2天线之间的隔离度＜
‑
21db；wifi
‑
1天线与bt天线之间的隔离度＜
‑
22db；wifi
‑
2天线与bt天线之间的隔离度约为＜
‑
23db。
75.因此，采用发明中的方法，可以显著提升wifi天线与bt天线之间的隔离度。