应用于物联网的无线zigbee智能模组.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020892159.X (22)申请日 2020.05.25 (73)专利权人 上海顺舟智能科技股份有限公司 地址 201204 上海市浦东新区中国 （上海） 自由贸易试验区盛荣路88弄1号楼6层 07、 08、 09、 10室 (72)发明人 陈建江王志磊 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 孟金喆 (51)Int.Cl. H01Q 1/22(2006.01) H01Q 1/38(2006.01) H01Q 1/48(2006.01) H0。

2、1Q 1/50(2006.01) H01Q 13/20(2006.01) (54)实用新型名称 一种应用于物联网的无线zigbee智能模组 (57)摘要 本实用新型公开了一种应用于物联网的无 线zigbee智能模组， 天线模块划分为数字电源 区、 射频区和天线区， 数字电源区和射频区分别 设置于射频芯片的两侧， 天线区靠近射频区， 天 线区内设置天线， 天线包括若干第一折弯区以及 一个第二折弯区， 第一折弯区包括第一折弯部、 第二折弯部和第三折弯部， 第二折弯区包括第四 折弯部、 第五折弯部和第六折弯部， 第四折弯部、 第五折弯部分别与第一折弯部、 第二折弯部的弯 折方向相同， 第六折弯部与第。

3、三折弯部的弯折方 向相反， 天线的起始端的延长线与天线区的第一 边平行， 天线的终止端的延长线与天线区的第一 边垂直。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 212182528 U 2020.12.18 CN 212182528 U 1.一种应用于物联网的无线zigbee智能模组， 包括天线模块， 其特征在于， 所述天线模 块划分为数字电源区、 射频区和天线区， 所述数字电源区和射频区分别设置于射频芯片的 两侧， 所述天线区靠近所述射频区， 所述天线区内设置天线， 所述天线包括若干第一折弯区以及一个第二折弯区， 所述第 一折弯区包括第一折弯部、 第二折弯部和第三折弯部， 所述第二折弯区包。

4、括第四折弯部、 第 五折弯部和第六折弯部， 所述第四折弯部、 第五折弯部分别与所述第一折弯部、 第二折弯部 的弯折方向相同， 所述第六折弯部与所述第三折弯部的弯折方向相反， 所述天线的起始端的延长线与所述天线区的第一边平行， 所述天线的终止端的延长线 与所述天线区的第一边垂直。 2.如权利要求1所述的智能模组， 其特征在于， 所述天线区内还设置同轴连接器。 3.如权利要求1所述的智能模组， 其特征在于， 所述天线模块还配置有屏蔽罩， 所述屏 蔽罩覆盖所述数字电源区、 射频区以及射频芯片。 4.如权利要求1所述的智能模组， 其特征在于， 所述射频区包括微带线， 所述微带线用 于传输射频信号， 所。

5、述微带线包括导体， 所述导体设置在介质基板上， 所述介质基板与所述导体接触一 侧表面的设置有涂层。 5.如权利要求4所述的智能模组， 其特征在于， 所述导体的截面为梯形， 所述导体与所 述介质基板接触一侧的宽度大于远离介质基板一侧的宽度。 6.如权利要求5所述的智能模组， 其特征在于， 所述涂层包括第一覆盖区和第二覆盖 区， 所述第一覆盖区覆盖所述导体， 所述第二覆盖区覆盖所述介质基板与所述导体接触一 侧的表面， 所述第一覆盖区的截面为梯形， 且所述第一覆盖区截面的侧边与所述导体截面的侧边 相平行， 所述第一覆盖区的顶面与所述第二覆盖区的顶面相平行， 且相距第一距离。 7.如权利要求6所述的智。

6、能模组， 其特征在于， 所述导体的顶面与所述第二覆盖区顶面 的垂直间距和所述第一覆盖区顶面与所述第二覆盖区顶面之间的垂直间距相同， 所述导体 的顶面外露。 8.如权利要求1所述的智能模组， 其特征在于， 所述天线模块采用四层PCB结构， 所述四层PCB结构依次为零件层、 电源层、 地层和布线层。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212182528 U 2 一种应用于物联网的无线zigbee智能模组 技术领域 0001 本实用新型实施例涉及天线技术， 尤其涉及一种应用于物联网的无线 zigbee智 能模组。 背景技术 0002 在物联网领域中， 对zigbee类产品的要求不断提高， 需要同时兼。

7、顾电池的使用时 长以及zigbee模组的通信距离。 0003 增加zigbee模组的通信距离的一种方式是在zigbee模组中增加功率放大器， 但增 加功率放大器后， 也相应增加了zigbee发射数据时的瞬间峰值电流， 通常情况下， 不设置功 率放大器时的瞬间电流在12毫安左右， 增加功率放大器的瞬时电流在140毫安左右， 从发射 数据时的瞬时峰值电流看来， 配置功率放大器的zigbee模组的功率远大于不设置功率放大 器的zigbee模组， 采用此种设计方式难以兼顾zigbee模组电池使用时长的要求。 实用新型内容 0004 本实用新型提供一种应用于物联网的无线zigbee智能模组， 通过针对 。

8、zigbee内 置PCB天线的改进来增加zigbee模组的通信距离， 以达到同时兼顾电池的使用时长以及 zigbee模组通信距离的目的。 0005 本实用新型实施例提供了一种应用于物联网的无线zigbee智能模组， 包括天线模 块， 所述天线模块划分为数字电源区、 射频区和天线区， 所述数字电源区和射频区分别设置 于射频芯片的两侧， 所述天线区靠近所述射频区， 0006 所述天线区内设置天线， 所述天线包括若干第一折弯区以及一个第二折弯区， 所 述第一折弯区包括第一折弯部、 第二折弯部和第三折弯部， 所述第二折弯区包括第四折弯 部、 第五折弯部和第六折弯部， 所述第四折弯部、 第五折弯部分别与。

9、所述第一折弯部、 第二 折弯部的弯折方向相同， 所述第六折弯部与所述第三折弯部的弯折方向相反， 0007 所述天线的起始端的延长线与所述天线区的第一边平行， 所述天线的终止端的延 长线与所述天线区的第一边垂直。 0008 进一步的， 所述天线区内还设置同轴连接器。 0009 进一步的， 所述天线模块还配置有屏蔽罩， 所述屏蔽罩覆盖所述数字电源区、 射频 区以及射频芯片。 0010 进一步的， 所述射频区包括微带线， 所述微带线用于传输射频信号， 0011 所述微带线包括导体， 所述导体设置在介质基板上， 所述介质基板与所述导体接 触一侧表面的设置有涂层。 0012 进一步的， 所述导体的截面为。

10、梯形， 所述导体与所述介质基板接触一侧的宽度大 于远离介质基板一侧的宽度。 0013 进一步的， 所述涂层包括第一覆盖区和第二覆盖区， 0014 所述第一覆盖区覆盖所述导体， 所述第二覆盖区覆盖所述介质基板与所述导体接 说明书 1/4 页 3 CN 212182528 U 3 触一侧的表面， 0015 所述第一覆盖区的截面为梯形， 且所述第一覆盖区截面的侧边与所述导体截面的 侧边相平行， 所述第一覆盖区的顶面与所述第二覆盖区的顶面相平行， 且相距第一距离。 0016 进一步的， 所述导体的顶面与所述第二覆盖区顶面的垂直间距和所述第一覆盖区 顶面与所述第二覆盖区顶面之间的垂直间距相同， 所述导体。

11、的顶面外露。 0017 进一步的， 所述天线模块采用四层PCB结构， 0018 所述四层PCB结构依次为零件层、 电源层、 地层和布线层。 0019 与现有技术相比， 本实用新型的有益效果在于： 0020 1.本实用新型提出的天线模块中， 数字电源区和射频区分别设置于射频芯片的两 侧， 可以减小天线模块工作时， 数字电源区对于射频区的干扰。 0021 2.本实施例提出的天线模块设置有第一折弯区和第二折弯区， 其中第二折弯区具 有相对较宽弯折宽度以及与第一折弯区的第三折弯部弯折方向相反的第六折弯部， 基于此 种结构设计， 可以较大限度的减少天线的尺寸， 提高天线增益， 以提高射频信号的传输距 离。

12、， 同时也可以降低天线的谐振频率， 减小通信带宽中的回波损耗。 附图说明 0022 图1是实施例中天线模块整体结构示意图； 0023 图2是实施例中的微带线截面示意图。 具体实施方式 0024 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。 可以理解的是， 此处 所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型， 而非对本实用新型的限定。 另外还需要说 明的是， 为了便于描述， 附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。 0025 图1是实施例中天线模块整体结构示意图， 参考图1， 天线模块划分为数字电源区 1、 射频区2和天线区3， 数字电源区1和射频区2分别设置于射频芯片4的两侧， 。

13、天线区3靠近 射频区2。 0026 示例性的， 本实施例中， 数字电源区1内配置数字电源和晶振， 数字电源和晶振分 别与射频芯片相连接， 其中数字电源用于给射频芯片供电， 晶振用于提供时钟信号。 射频区 2内配置匹配电路， 匹配电路用于天线的阻抗匹配， 射频芯片4通过匹配电路与天线相连接。 0027 示例性的， 射频芯片4可以采用的型号包括EFR32、 CC2530。 0028 本实施例中， 天线区3内设置天线6， 天线6包括若干第一折弯区以及一个第二折弯 区， 第一折弯区包括第一折弯部61、 第二折弯部62和第三折弯部 63， 第二折弯区包括第四 折弯部64、 第五折弯部65和第六折弯部66。

14、， 第四折弯部64、 第五折弯部65分别与第一折弯部 61、 第二折弯部62的弯折方向相同， 第六折弯部66与第三折弯部63的弯折方向相反， 天线6 的起始端s的延长线与天线区3的第一边平行， 天线6的终止端e的延长线与天线区3的第一 边垂直。 0029 参考图1， 本实施例中， 天线6设计为蛇形天线， 天线6包括两个第一折弯区和一个 第二折弯区， 其中两个第一折弯区的形状(包括长、 宽)以及弯折方式相同。 天线6中， 第二个 第一折弯区的第三折弯部63与第二折弯区之间的间距小于第一个第一折弯区的第三折弯 说明书 2/4 页 4 CN 212182528 U 4 部63与第二个第一折弯区之间的。

15、间距。 第一折弯区的第一折弯部61和第二折弯部62之间的 间距小于第二折弯区的第四折弯部64和第五折弯部65之间的间距。 同时， 第一折弯区的第 三折弯部63 向左折弯， 第二折弯区的第六折弯部66向右折弯。 此外， 天线6的起始端s的延 长线与天线6的终止端e的延长线相互垂直。 0030 本实施例中， 天线模块应用于通信频率为2.4GHz的ZigBee模组中， 天线模块中的 数字电源区和射频区分别设置于射频芯片的两侧， 减小了天线模块工作时， 数字电源区对 于射频区的干扰； 天线模块中， 天线设计为平面单极子天线， 与配置外置天线的模块相比相 比， 本实施例提出的天线模块尺寸小， 剖面低， 。

16、制作成本较低； 本实施例提出的天线设置有 第一折弯区和第二折弯区， 其中第二折弯区具有相对较宽弯折宽度以及与第一折弯区的第 三折弯部弯折方向相反的第六折弯部， 基于此种结构设计， 可以较大限度的减少天线的尺 寸， 提高天线增益， 以提高射频信号的传输距离， 同时也可以降低天线的谐振频率， 减小通 信带宽中的回波损耗。 0031 参考图1， 作为一种优选方案， 天线模块还配置有屏蔽罩7， 屏蔽罩7覆盖数字电源 区1、 射频区2以及射频芯片4。 通过配置屏蔽罩7以提高天线模块的抗电磁干扰能力。 0032 参考图1， 可选的， 天线区3内还设置同轴连接器5。 示例性的， 同轴连接器5可以作 为避雷器。

17、、 合路器或者棒状天线的接头， 通过设置同轴连接器5便于拓展天线模块的功能。 0033 作为一种可实施方案， 本实施例中， 天线模块采用四层PCB结构， 四层PCB 结构依 次为零件层、 电源层、 地层和布线层。 其中数字电源区1、 射频区2、 天线区3以及射频芯片4布 置在零件层。 0034 本实施例提出的天线模块中， 射频区2包括微带线， 微带线用于传输射频信号， 示 例性的， 微带线可以配置在匹配电路中。 0035 图2是实施例中的微带线截面示意图， 参考图2， 微带线包括导体100， 导体100设置 在介质基板200上， 介质基板200与导体100接触一侧表面的设置有涂层300， 介质。

18、基本200的 另一表面与接地板400相连接。 示例性的， 涂层 300采用绿油。 0036 导体100的截面为梯形， 导体100与介质基板200接触一侧的宽度W1大于远离介质 基板一侧的宽度W2。 0037 涂层300包括第一覆盖区和第二覆盖区， 第一覆盖区覆盖导体100， 第二覆盖区覆 盖介质基板200与导体100接触一侧的表面， 第一覆盖区的截面为梯形， 且第一覆盖区截面 的侧边与导体100截面的侧边相平行， 第一覆盖区的顶面与第二覆盖区的顶面相平行， 且相 距第一距离。 0038 参考图2， 第一覆盖区顶面与第二覆盖区顶面之间的垂直距离为T1， 第二覆盖区的 厚度为C1。 作为一种可实施。

19、方案， 导体100的顶面与第二覆盖区顶面的垂直间距和第一覆盖 区顶面与第二覆盖区顶面之间的垂直间距相同， 导体100 的顶面外露。 0039 示例性的， 本实施例中， 微带线的设计参数为： 导体100为金属导体， 其底面宽度W1 为10， 顶面宽度W2为9， 高度为1.4。 介质基板200的介电常数为4.2， 介质基板200的厚度为6。 涂层300的阻抗介电常数为4.2。 微带线整体的阻抗为50.07。 0040 本实施例中， 微带线导体100的截面为梯形， 导体100以及介质基板的表面覆盖有 涂层300， 同时， 导体100的顶面外露， 结合微带线的设计参数， 可以减小微带线的辐射损耗， 提。

20、高射频信号的传输功率。 说明书 3/4 页 5 CN 212182528 U 5 0041 注意， 上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。 本领域技术人员会 理解， 本实用新型不限于这里所述的特定实施例， 对本领域技术人员来说能够进行各种明 显的变化、 重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。 因此， 虽然通过以上实施例 对本实用新型进行了较为详细的说明， 但是本实用新型不仅仅限于以上实施例， 在不脱离 本实用新型构思的情况下， 还可以包括更多其他等效实施例， 而本实用新型的范围由所附 的权利要求范围决定。 说明书 4/4 页 6 CN 212182528 U 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 212182528 U 7 。