CN105870576A - 一种用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置，该天线装置由螺旋环绕线圈与其一侧的导磁材料组成，螺旋环绕线圈由柔性基板材料与其表面形成的螺旋环绕导线组成，且导磁材料部分贴覆于螺旋环绕线圈表面，导磁材料和螺旋环绕线圈装配于第一金属导体层与第二金属导体层之间，导磁材料贴附于第一金属导体层设置，螺旋环绕线圈贴附于第二金属导体层设置，第二金属导体层上开设有一条向外耦合电磁能量的狭缝。本发明提供部分覆盖导磁材料的天线装置，用于解决金属环境下近场天线的读写问题，同时降低天线整体成本。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体是一种用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置。
背景技术
NFC(Near Field Communication，近场通信)，是一种工作频率为13.56MHz，通信距离只有0～20cm(实际产品大部分都在10cm以内)的近距离无线通信技术。具有NFC功能的电子设备通过简单触碰的方式就可以完成信息交换及内容与服务的访问。
随着个人手持电子设备数量的迅速增长及它的普及程度的提高，近场通讯作为个人移动设备支付方案变得越来越可行，但由于近场通讯技术是依靠电磁场耦合的，而个人移动设备中复杂的金属环境通常会使电磁信号严重衰减，天线无法读取信号，使得系统无法方便地集成于个人手持设备中。而近些年通讯设备后盖的金属覆盖面积也越来越大，要减弱金属对电磁场的影响，引导磁流的走向，通常要使用到导磁材料，而导磁材料在增强天线装置引导磁流且增大电感的同时也会增加天线装置的损耗电阻，同时导磁材料的面积对天线的成本影响较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本的用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置，该天线装置由螺旋环绕线圈与其一侧的导磁材料组成，所述螺旋环绕线圈由柔性基板材料与其表面形成的螺旋环绕导线组成，且导磁材料部分贴覆于螺旋环绕线圈表面，所述导磁材料和螺旋环绕线圈装配于第一金属导体层与第二金属导体层之间，所述导磁材料贴附于第一金属导体层设置，所述螺旋环绕线圈贴附于第二金属导体层设置，所述第二金属导体层上开设有一条向外耦合电磁能量的狭缝。
作为本发明进一步的方案：所述导磁材料为铁氧体材料。
作为本发明进一步的方案：所述第一金属导体层为通讯设备中的线路板或电池模块；第二金属导体层为通讯设备的壳体。
作为本发明再进一步的方案：所述第一金属导体层全部覆盖或部分覆盖所述的天线装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供部分覆盖导磁材料的天线装置，通过电磁耦合方式与外部设备进行通讯，用于解决金属环境下近场天线的读写问题，同时降低天线整体成本。
附图说明
图1为实施方式一中的天线装置俯视图。
图2为实施方式一中的天线装置侧视图。
图3为实施方式一中的近场磁场分布。
图4为实施方式二中的天线装置俯视图。
图5为实施方式二中的天线装置侧视图。
图6为实施方式二中的近场磁场分布。
图中：1-螺旋环绕导线；2-导磁材料；3-第二金属导体层；4-狭缝；5-第一金属导体层；6-后壳上的非金属区域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施方式一
图1为实施方式一中天线装置的俯视图，该天线装置由螺旋环绕线圈和其另一侧的导磁材料2构成，其中天线装置中螺旋环绕线圈由柔性基板材料或介质材料与其表面形成的螺旋环绕导线1构成，且导磁材料2部分贴覆于组成螺旋环绕导体结构的柔性基板表面。
如图1所示，天线装置装配于第一金属导体层5与第二金属导体层3之间，第一金属导体层5主要为通讯设备中的线路板或者是电池模块，如手机通讯设备。第一金属导体层5的覆盖面积是可调的，既可部分覆盖天线装置，也可全部覆盖天线装置。而第二金属导体层3为通讯设备的壳体，如手机通讯中的后盖。导磁材料2贴附于第一金属导体层5设置，螺旋环绕线圈贴附于第二金属导体层3设置，第二金属导体层3上开设有一条向外耦合电磁能量的狭缝4。
图2为天线装置的侧视图，此图展示了天线装置的层间关系。即螺旋环绕线圈1位于第二金属导体层3与第一金属导体层5之间，导磁材料2部分覆盖螺旋环绕导线，从上到下依次为第二金属导体层3及其上开的狭缝4、螺旋环绕导线1、导磁材料2和第一金属导体层5。
图3为实施方式一中的磁场分布图。其中磁场强度较大的位置大致处于导磁材料2覆盖的位置，处于天线装置金属导体相邻的金属壳体开缝的非金属位置。
实施方式二
图4为天线装置的俯视图。该天线装置与实施方式一中不同之处在于上部为净空的，金属后壳部分覆盖天线装置，在天线装置上部留出非金属区域。同理如果将金属后壳覆盖天线上部，将下部留为非金属区域也是可行的。
如图5所示，导磁材料2部分覆盖金属导体线圈，且大部分面积处于净空区部分。同时金属导体线圈的上部线宽与线距较小，左右其次，下部最宽，这样做可以使得电感增大的同时兼顾到直流电阻，不至于使得直流电阻过大。
图6为实施方式二中的磁场分布图。其中磁场强度较为分散，处于天线装置金属导体相邻的金属壳体开缝的非金属位置两侧。
通讯设备壳体大部分为金属，壳体非金属部分的面积、方式和位置都是可调节的。例如缝、上部净空、下部净空等，这主要由工程所需实际结构需要决定。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置，其特征在于，该天线装置由螺旋环绕线圈与其一侧的导磁材料组成，所述螺旋环绕线圈由柔性基板材料与其表面形成的螺旋环绕导线组成，且导磁材料部分贴覆于螺旋环绕线圈表面，所述导磁材料和螺旋环绕线圈装配于第一金属导体层与第二金属导体层之间，所述导磁材料贴附于第一金属导体层设置，所述螺旋环绕线圈贴附于第二金属导体层设置，所述第二金属导体层上开设有一条向外耦合电磁能量的狭缝。
2.根据权利要求1所述的用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置，其特征在于，所述导磁材料为铁氧体材料。
3.根据权利要求1所述的用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置，其特征在于，所述第一金属导体层为通讯设备中的线路板或电池模块；第二金属导体层为通讯设备的壳体。
4.根据权利要求1所述的用于金属壳体通讯设备的近场通讯天线装置，其特征在于，所述第一金属导体层全部覆盖或部分覆盖所述的天线装置。
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