一种天线合路电路及其电路板的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，特别是涉及一种天线合路电路及其电路板。


背景技术：

2.现有技术中的控制机在接收信号或发射信号时，需要分别连接发射天线和接收天线，控制机想要发送信号时，通过发射天线将信号发送出去，并在想要接收信号时，通过接收天线将信号接收进来。但是，由于天线的安装难度较高，且对安装的天线的数量存在限制，如何在保证控制机的收发信号的同时，减少天线的数量是亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种天线合路电路及其电路板，无需设置两个天线，一个天线即可实现信号的接收和发送，不仅满足了控制机接收和发送信号的要求，还节省了成本，降低了安装天线的难度。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种天线合路电路，包括：
5.天线，用于接收信号或发射信号；
6.信号交互端与所述天线的信号交互端连接，信号输出端与控制机的信号接收端连接，信号输入端与所述控制机的信号发送端连接的合路芯片，用于在所述控制机期望接收第一信号时，将所述天线接收到的所述第一信号传输至所述控制机；并在所述控制机期望发送第二信号时，将所述控制机发送的所述第二信号传输至所述天线。
7.优选地，还包括：
8.设置于所述合路芯片的信号输出端和所述控制机的信号接收端之间的第一滤波模块，用于将所述合路芯片传输的所述第一信号中的杂波滤除。
9.优选地，还包括：
10.设置于所述合路芯片的信号输入端和所述控制机的信号发送端之间的第二滤波模块，用于将所述控制机发送的所述第二信号中的杂波滤除。
11.优选地，还包括：
12.设置于所述合路芯片的信号交互端和所述天线的信号交互端之间的第三滤波模块，用于将所述天线接收到的所述第一信号和所述合路芯片发传输的第二信号中的杂波滤除。
13.优选地，还包括：
14.直流供电电源，用于为所述天线供电；
15.输入端与所述直流供电电源的输出端连接，输出端与所述天线的信号交互端及所述第三滤波模块连接的第四滤波模块，用于将所述直流供电电源输出的直流电中的纹波滤除。
16.优选地，所述合路芯片的第一接地端设置于自身的信号输出端及信号输入端之间；
17.所述合路芯片的信号输出端及信号输入端的走线等长等距，且均为宽度不小于预设宽度的敷铜；
18.所述合路芯片的第一接地端的走线为宽度不小于预设隔离宽度的敷铜，以对自身的信号输出端及信号输出端进行隔离。
19.优选地，所述天线的信号交互端和所述合路芯片的信号交互端的走线均为宽度不小于预设宽度的敷铜；
20.所述合路芯片的信号交互端设置于自身的第二接地端和第三接地端之间；
21.所述合路芯片的第二接地端和第三接地端的走线均为宽度不小于预设隔离宽度的敷铜，且所述合路芯片的第二接地端和第三接地端的走线包围自身的信号交互端的走线。
22.优选地，所述合路芯片为gp2s1 型号的芯片。
23.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种天线合路电路板，包括如上述所述的天线合路电路，还包括电路板，所述天线合路电路设置于所述电路板上。
24.优选地，所述电路板为fr-4材质印制电路板。
25.本技术提供了一种天线合路电路及其电路板，包括天线和合路芯片，其中，合路芯片能够在控制机期望发送信号时，使天线作为发射天线进行发送信号，在控制机期望接收信号时，使天线作为接收天线进行接收信号。可见，本技术无需设置两个天线，一个天线即可实现信号的接收和发送，不仅满足了控制机接收和发送信号的要求，还节省了成本，降低了安装天线的难度。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
27.图1为本实用新型提供的一种天线合路电路的结构示意图；
28.图2为本实用新型提供的一种合路芯片和滤波模块之间的连接关系的示意图；
29.图3为本实用新型提供的一种天线合路电路的走线示意图；
30.图4为本实用新型提供的合路芯片的第一接地端、信号输出端和信号输入端的走线示意图；
31.图5为本实用新型提供的合路芯片的第二接地端、第三接地端和信号交互端的走线示意图。
具体实施方式
32.本实用新型的核心是提供一种天线合路电路及其电路板，无需设置两个天线，一个天线即可实现信号的接收和发送，不仅满足了控制机接收和发送信号的要求，还节省了成本，降低了安装天线的难度。
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
34.请参照图1，图1为本实用新型提供的一种天线合路电路的结构示意图，该电路包括：
35.天线1，用于接收信号或发射信号；
36.信号交互端与天线1的信号交互端连接，信号输出端与控制机的信号接收端连接，信号输入端与控制机的信号发送端连接的合路芯片2，用于在控制机期望接收第一信号时，将天线1接收到的第一信号传输至控制机；并在控制机期望发送第二信号时，将控制机发送的第二信号传输至天线1。
37.目前无论是定位或者数据通信，都需要天线来实现两个设备之间的信号交互。基于此，现有技术中的控制机在想要和其他设备进行信号交互时，通常需要设置两个天线，其中一个作为发射天线，另一个作为接收天线，当控制机想要向其他设备发送数据时，通过发射天线将自身想要发送的信号发送出去，并在想要接收其他设备发送的数据时，通过接收天线接收数据。但是由于天线的安装难度较高，和控制机之间的距离不宜过远(否则可能会导致接收或发射的数据在天线和控制机之间的连接线中被干扰)，且安装天线时对空间的限制，每个控制机设置两个天线已不能满足用户的要求。
38.为了解决上述技术问题，本技术中在天线1和控制机之间设置了合路芯片2，合路芯片2能够在控制机期望接收天线1接收到的第一信号时，将第一信号传输至控制机；合路芯片2还能够在控制机期望发送第二信号时，将第二信号传输至天线1，以便天线1将第一信号发射出去。
39.基于此，本技术中无需设置两个天线1(发射天线和接收天线)，一个天线1即可通过合路芯片2实现和控制机的双向信息交互，相比于安装两个天线安装难度降低，并且一定程度上节省了成本。
40.其中，合路芯片2可以但不限定为gp2s1 型号的芯片，能够实现天线1和控制机之间的双向信息交互即可。
41.此外，合路芯片2也可以根据用户的设定以预设频率进行接收或发送信号，本技术对合路芯片2具体在什么情况下接收或发送信号不作限定。
42.请参照图2，图2为本实用新型提供的一种合路芯片和滤波模块之间的连接关系的示意图。
43.还需要说明的是，为了避免控制机和天线1之间进行信息交互时，被传输的信号在传输线上被其他信号干扰，本技术在合路芯片2的信号输出端和控制机的信号接收端之间设置了第一滤波模块lc1，在合路芯片2的信号输入端与控制机的信号发送端之间设置了第二滤波模块lc2，在合路芯片2的信号交互端和天线1的信号交互端也设置了第三滤波模块lc3。其中，第三滤波模块lc3能够实现将天线1和合路芯片2之间交互的第一信号或第二信号的杂波滤除，从而保证天线1在将第二信号发送至其他设备时第二信号中的杂波较小，也能够保证天线1传输至合路芯片2中的第一信号的杂波较小，避免杂波对第一信号和第二信号的影响。第一滤波模块lc1能够将合路芯片2向控制机传输的第一信号中的杂波再一次滤除，避免第一信号在合路芯片2中传输时夹杂的其他杂波输入至控制机，影响控制机的正常
工作。第二滤波模块lc2将控制器发送的第二信号中的杂波滤除，避免第二信号在控制机和合路芯片2之间夹杂的杂波对其他设备产生影响。
44.其中，当控制机期望发送第二信号时，第二信号经第二滤波模块lc2发送到合路芯片2的port_1端口，再从合路芯片2的sum_port端口经第三滤波模块lc3到天线1；当控制机期望接收第一信号时，第一信号经第三滤波模块lc3到合路芯片2的sum_port端口，再经合路芯片的port_2端口，通过第一滤波模块lc1到控制机。第一滤波模块lc1、第二滤波模块lc2和第三滤波模块lc3中的电容的容值可以但不限定为10pf，电感的感值可以但不限定为8.1nh。
45.需要说明的是，在实际电路板设计时，第一滤波模块lc1、第二滤波模块lc2和第三滤波模块lc3应设置的更靠近合路芯片2，以避免外部器件对合路芯片2中的第一信号和第二信号产生的电磁干扰。
46.可见，通过设置合路芯片2，一个天线可以认为是集成了北斗定位天线和北斗短报文天线，既能够定位，也能够传输信号。
47.综上，本技术无需设置两个天线，一个天线即可实现信号的接收和发送，不仅满足了控制机接收和发送信号的要求，还节省了成本，降低了安装天线的难度。
48.在上述实施例的基础上：
49.作为一种优选的实施例，还包括：
50.直流供电电源，用于为天线1供电；
51.输入端与直流供电电源的输出端连接，输出端与天线1的信号交互端及第三滤波模块lc3连接的第四滤波模块lc4，用于将直流供电电源输出的直流电中的纹波滤除。
52.本实施例中，申请人考虑到当控制机期望将第二信号通过天线1发送至其他设备时，天线1接收到的第二信号的功率可能已不满足期望功率，为了解决这个问题，本技术中设置了为天线1供电的直流供电电源，且为了避免直流供电电源中的纹波对第二信号产生影响，本技术中在直流供电电源和天线1的信号交互端设置了能够将直流电中的纹波滤除的第四滤波模块lc4，如图2所示，图2中直流供电电源输出的直流电通过第四滤波模块lc4为天线1供电，第四滤波模块中两个并联的电容的容值可以但不限定为47uf和100nf，电感的感值可以但不限定为8.1nh。不仅保证了天线1发射的第二信号的功率，还避免了直流电中的纹波对第二信号的影响。
53.作为一种优选的实施例，合路芯片2的第一接地端设置于自身的信号输出端及信号输入端之间；
54.合路芯片2的信号输出端及信号输入端的走线等长等距，且均为宽度不小于预设宽度的敷铜；
55.合路芯片2的第一接地端的走线为宽度不小于预设隔离宽度的敷铜，以对自身的信号输出端及信号输出端进行隔离。
56.请参照图3和图4，图3为本实用新型提供的一种天线合路电路的走线示意图，图4为本实用新型提供的合路芯片的第一接地端、信号输出端和信号输入端的走线示意图。
57.本实施例中为了保证合路芯片2的信号输入端和信号输出端能够传输的信号的电流的大小(例如0.5a)，合路芯片2的信号输入端和输出端的走线的敷铜宽度均不小于预设宽度(例如0.5mm)，且为了满足信号对阻抗的要求，合路芯片2的信号输入端和信号输出端
的走线的长度也需要相等。
58.此外，合路芯片2的第一接地端设置于信号输入端和信号输出端之间，在能够保证合路芯片2正常接地的同时，对信号输入端的信号和信号输出端输出的信号进行隔离，其中第一接地端的走线的敷铜宽度需不小于预设隔离宽度(例如1.4mm)，才能够将信号输入端和信号输出端隔离。
59.还需要说明的是，图3中的c1、c2和l3构成第一滤波模块lc1，c4、c5和l4构成第二滤波模块lc2，c3和l2构成第三滤波模块lc3，c6、c7和l1构成第四滤波模块lc4。
60.作为一种优选的实施例，天线1的信号交互端和合路芯片2的信号交互端的走线均为宽度不小于预设宽度的敷铜；
61.合路芯片2的信号交互端设置于自身的第二接地端和第三接地端之间；
62.合路芯片2的第二接地端和第三接地端的走线均为宽度不小于预设隔离宽度的敷铜，且合路芯片2的第二接地端和第三接地端的走线包围自身的信号交互端的走线。
63.请参照图5，图5为本实用新型提供的合路芯片的第二接地端、第三接地端和信号交互端的走线示意图。
64.本实施例中的天线1的信号交互端和合路芯片2的信号交互端的走线的敷铜宽度均不小于预设宽度(例如0.5mm)，能够保证两个信号交互端所能传输的信号的电流大小(例如0.5a)。
65.此外，为了避免合路芯片2的信号交互端和天线1的信号交互端被外部器件干扰，本技术中的合路芯片2的第二接地端和第三接地端走线的敷铜将两个信号交互端的走线敷铜包围住，不仅保证了合路芯片2的正常接地，还能够保证对天线1的信号交互端及合路的信号交互端与外部器件的影响。
66.需要说明的是，为了保证对两个信号交互端的完全隔离，合路芯片2的第二接地端和第三接地端的走线均为宽度不小于预设隔离宽度的敷铜。
67.此外，由于合路芯片2的信号交互端、信号输出端和信号输入端的信号均为交流信号，因此，合路芯片2的信号交互端、信号输出端和信号输入端的走线要短而粗，短是为了避免信号在走线中被干扰，粗是为了增加对信号的载流量，减少信号在传输过程中的功率损耗。
68.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种天线1合路电路板，包括如上述的天线1合路电路，还包括电路板，天线1合路电路设置于电路板上。
69.对于本实用新型提供的一种天线合路电路板的介绍请参照上述实施例，本实用新型在此不再赘述。
70.作为一种优选的实施例，电路板为fr-4材质印制电路板。
71.申请人考虑到天线1在硬件设计时需要进行阻抗匹配，若阻抗匹配欠佳会导致通信效率降低，天线1长时间工作于不良状态时自身可能损坏，也可能会对控制机造成损坏，传统上天线1在进行阻抗匹配时，为了得到良好的介电系数，通常采用陶瓷材料的电路板，但是这种电路板成本较高，电路板加工难度也较大。
72.为了解决上述问题，本实施例中，电路板采用fr-4材质印制电路板，不仅能够保证信号对阻抗的要求，使天线1做好阻抗匹配，降低电压驻波比，提高天线1的信号发射效率，还能够降低成本。
73.当然，本技术中并不限定电路板仅为fr-4材质印制电路板。
74.此外，本技术中的电路板的面积可以但不限定为35mm*25mm。
75.需要说明的是，本技术中所提到的各个走线的长度、宽度以及位置都不限定，可根据用户的实际需求进行设计。
76.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
77.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。