CN105977623A - 天线装置以及包括该天线装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

提供一种天线装置以及包括该天线装置的电子设备，所述天线装置包括第一基板以及设置在第一基板的表面上并沿相对于第一基板的所述表面的法向方向形成磁通量的导体图案。所述天线装置还包括与第一基板分开的第二基板和设置在第二基板上的构件。所述天线装置还包括缠绕在构件上的线圈以及被构造为将第一电流提供给导体图案且将第二电流提供给线圈的电流供给器。

Description

天线装置以及包括该天线装置的电子设备

本申请要求分别于2015年3月13日、2015年7月31日和2015年11月2日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0034840号、第10-2015-0109114号和第10-2015-0153117号韩国专利申请的优先权和权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被包含于此。

技术领域

以下描述涉及一种天线装置以及包括该天线装置的电子设备。

背景技术

近来，利用磁通量的近场通讯(NFC)、磁力安全传输(MST)、无线电力传输(WPT)和射频识别(RFID)通信已广泛地应用于便携式终端(例如，智能电话、便携式多媒体播放器(PMP)和导航设备)。

应用了利用磁通量进行通信的便携式终端能够实现包括便携式终端之间的数据交换、进行多种预定和个人身份验证的无线服务的使用以及其它用途。

在由便携式终端形成磁通量的区域内存在通信目标的情况下，能够有效地执行通信。因此，随着磁通场的大小增大，能够更平稳地执行通信，并且增加便携式终端的用户便利性。

发明内容

提供该发明内容以简化形式来介绍选择的发明构思，以下在具体实施方式中进一步描述该发明构思。本发明内容无意限定所要求保护的主题的主要特征或必要特征，也无意用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

根据实施例，提供一种天线装置，所述天线装置包括：第一基板；导体图案，设置在第一基板的表面上，并且沿相对于第一基板的所述表面的法线方向形成磁通量；第二基板，与第一基板分开；构件，设置在第二基板上；线圈，缠绕在构件上；电流供给器，被构造为将第一电流提供给导体图案，并且将第二电流提供给线圈。

所述构件可包括：磁性主体，包含磁性材料，并且具有缠绕在磁性材料上的线圈；突出部，从磁性主体的一个表面突出，并且提供用于第二基板的安装表面。

所述线圈的缠绕半径中的最长半径可短于导体图案的缠绕半径中的最短半径，线圈和导体图案可彼此分开比线圈的最长半径长的距离。

所述天线装置还可包括：匹配网络，被构造为匹配导体图案、线圈和电流供给器之间的阻抗。

所述导体图案的一端可连接到匹配网络，导体图案的另一端可连接到线圈的一端，线圈的另一端可连接到匹配网络。

导体图案的一端可连接到线圈的一端，导体图案的另一端可连接到线圈的另一端，第一电流和第二电流彼此独立。

所述导体图案可包括：第一导体图案，具有第一缠绕半径；第二导体图案，连接到第一导体图案，并且具有与第一缠绕半径不同的第二缠绕半径。

所述天线装置还可包括：第三基板，与第一基板分开；第二构件，设置在第三基板上；第二线圈，缠绕在第二构件上。

所述天线装置还可包括：第二构件，与所述构件分开，并且设置在第二基板上；第二线圈，缠绕在第二构件上，其中，导体图案的缠绕轴线、线圈的缠绕轴线和第二线圈的缠绕轴线互相垂直。

根据实施例，提供一种电子设备，所述电子设备包括：通信电路，设置在基板上，并且被构造为产生通信信号；电池，与基板分开，并且被构造为将电力供应到通信电路；第一天线，设置在电池上，并且被构造为沿一个方向形成第一磁通量；第二天线，设置在基板上，并且被构造为沿与所述一个方向不同的方向形成第二磁通量；电流供给器，设置在基板上，被构造为接收通信信号，将与通信信号中的一个通信信号相对应的第一电流提供给第一天线，并且将与通信信号中的一个通信信号相对应的第二电流提供给第二天线。

第一天线可包括按照不同缠绕半径缠绕的环形天线。

第二天线可包括具有不同的缠绕轴线方向的片式天线。

第二天线可包括被设置为关于第一天线彼此相对的第一片式天线和第二片式天线。

第二天线可包括被设置为围住第一天线的片式天线。

所述电子设备还可包括：状态传感器，被构造为感测所述一个方向与重力方向之间的状态，其中，电流供给器基于所述状态确定第一电流和第二电流的大小。

所述电子设备还可包括：显示面板，被构造为沿一个方向进行显示；壳体，被构造为与显示面板一起容纳通信电路、电流供给器以及第一天线和第二天线。

根据另一实施例，提供一种天线装置，所述天线装置包括：第一基板；导体图案，设置在第一基板上；第二基板，与第一基板分开；构件，设置在第二基板上；线圈，缠绕在构件上，其中，线圈的缠绕半径中的最长半径可小于导体图案的缠绕半径中的最短半径，导体图案和线圈彼此分开比线圈的缠绕半径的最长半径大的距离。

所述天线装置还可包括：电流供给器，被构造为将第一电流提供给导体图案且将第二电流提供给线圈，并且被构造为控制第一电流和第二电流的大小、频率和相位。

可由线圈形成的磁通量可不受由导体图案形成的磁通量影响。

线圈的匝数可大于导体图案的匝数。

第一基板可相邻地设置在由导体图案形成磁通量的区域中。

所述构件可相邻地设置在由线圈形成磁通量的区域中。

所述导体图案可包括：第一导体图案，具有为导体图案的缠绕半径中的最长半径和最短半径的平均值的第一缠绕半径；第二导体图案，连接到第一导体图案，并且被缠绕为具有与第一缠绕半径不同的第二缠绕半径。

第一导体图案和第二导体图案可在第一基板的不同区域中形成磁通量。

所述构件可包括：磁性主体，具有呈四边形形状或矩形形状的端表面；突出部，设置于磁性主体的表面上；安装表面，被构造为从与可设置突出部的所述表面背对的表面突出。

根据实施例，提供一种天线装置，所述天线装置包括：第一基板；导体图案，设置在第一基板的表面上；第一构件，安装在与第一基板分开的第二基板上；第一线圈，缠绕在第一构件上；第二构件，安装在与第一基板和第二基板分开的第三基板上；第二线圈，缠绕在第二构件上，其中，第一基板可设置在第一构件与第二构件之间，第一线圈和第二线圈的缠绕半径小于导体图案的缠绕半径。

所述天线装置还可包括：电流供给器，被构造为将电流提供给第二线圈以形成磁通量，其中，导体图案和第一线圈并联连接到电流供给器；匹配网络，被构造为匹配导体图案、第一线圈和电流供给器之间的阻抗。

所述导体图案的一端可连接到第一线圈的一端，导体图案的另一端可连接到第一线圈的另一端。

第一线圈可与导体图案分开比第一线圈的缠绕半径大的距离，第二线圈可与导体图案分开比第二线圈的缠绕半径长的距离。

导体图案的缠绕轴线、第一线圈的缠绕轴线和第二线圈的缠绕轴线可互相垂直。

第一构件和第二构件可设置在与第一基板的表面方向垂直的平面上，以围住第一基板。

第一构件可呈沿线圈的缠绕轴线的方向延伸的杆形，第二构件可呈沿第二线圈的缠绕轴线的方向延伸的杆形。

所述导体图案的一端可连接到第一线圈的一端，导体图案的另一端可连接到第二线圈的一端，第一线圈的另一端和第二线圈的另一端连接到匹配网络。

其它特征和方面将从以下的具体实施方式、附图和权利要求而明显。

附图说明

根据下面参照附图对实施例进行的描述，这些和/或其它方面将变得明显，并且更易于理解，在附图中：

图1是示出根据实施例的天线装置的示图；

图2是示出图1中的第一基板和导体图案的示图；

图3是示出图1中的导体图案的示图；

图4是示出根据图3中的导体图案的缠绕半径的磁通量的曲线图；

图5是示出图1中的第一构件和线圈的示图；

图6是示出根据实施例的天线装置的示图；

图7是示出图6中的第一线圈和第二线圈的缠绕方向的示图；

图8是示出图6中的第一线圈和第二线圈的缠绕方向的示图；

图9是示出图6中的第二线圈和第二构件的布置的示图；

图10是示出根据另一实施例的天线装置的连接关系的示图；

图11是示出根据另一实施例的天线装置的连接关系的示图；

图12是示出图6中的匹配网络的示图；

图13是示出根据实施例的电子设备的示图；

图14是示出根据另一实施例的电子设备的连接关系的示图；

图15是示出根据另一实施例的电子设备的连接关系的示图；

图16是示出由图13中的电子设备产生的磁通量的示图；

图17A是示出根据实施例的电子设备的透视图；

图17B是示出根据实施例的电子设备的示图；

图18是示出图17A中的电子设备的电流控制的示图；

图19是示出图17A中的电子设备的电流控制的另一示图。

在整个附图和具体实施方式中，除非另外描述或提供，否则相同的附图标号将被理解为指示相同的元件、特征和结构。附图可不按照比例绘制，并且为了清楚、说明和便利，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式，以帮助读者获得在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此所描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改及其等同物对于本领域普通技术人员将是明显的。描述的处理步骤和/或操作的顺序仅仅是示例，然而，处理步骤和/或操作的顺序并不局限于在此所阐述的，而是除了必须以特定顺序出现的步骤和/或操作外，可做出本领域已知的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省去对于本领域普通技术人员公知的功能和结构的描述。

在此描述的特征可按照不同的形式实施，并且不被解释为限制于在此描述的示例。更确切地说，已提供在此描述的示例，以使本公开将是彻底的和完整的，并且将把本公开的全部范围传达给本领普通技术人员。

在下文中，将参照附图详细地描述示例，其中，相同的标号始终指示相同的元件。

可对示例做出各种改变和修改。这里，示例不被理解为局限于本公开，而应被理解为包括在本公开的构思和技术范围内的全部改变、等同物以及替换物。

虽然在此可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一元件、组件、区域、层和/或部分区分开。因此，在不脱离本公开的范围的情况下，可将下面论述的第一元件、组件、区域、层和/或部分称为第二元件、组件、区域、层和/或部分。

当元件被称为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件或“与”另一元件“相邻”时，所述元件可直接“位于”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件、直接“结合到”另一元件或直接“与”另一元件“相邻”，或者可存在一个或更多个介于它们之间的元件。

在此使用的术语仅用于描述特定示例的目的，而并不限制示例。除非上下文中另外清楚地指明，否则如在此使用的单数形式也意于包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包括/包含”和/或“具有”时，指示存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合，但不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

除非另有限定，否则在此使用的包括技术术语和科学术语的所有术语的含义与本公开所属技术领域中的普通技术人员通常理解的含义相同。通用词典中限定的任何术语应被解释为在相关技术领域的上下中具有相同的含义，除非另外清楚限定，否则不应被解释为具有理想或过于形式的意义。

无论图号如何，相同或相应的元件都被给定相同的标号，并且将不重复相同或相应元件的冗余描述。在本公开的整个说明书中，当描述的某些相关传统技术被确定为使本公开的主旨模糊时，将省略相关详细描述。在描述各种元件时可使用诸如“第一”和“第二”的术语，而上述元件不应被上述术语限制。上述术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。在附图中，可夸大、省略或简要地示出一些元件，所述元件的尺寸不一定反映这些元件的实际尺寸。

为了描述的方便，可在此使用与空间相关的术语(例如，“在…之上”、“上方”、“在…之下”和“下方”等)，以描述如图中示出的一个元件与另一元件的关系。将理解的是，除了图中示出的方位之外，与空间相关的术语意于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为“在”其他元件或特征“之上”或“上方”的元件将被定位为“在”所述其他元件或特征“之下”或“下方”。因此，术语“在…之上”可根据附图的特定方向而包含“在…之上”和“在…之下”的两种方位。装置可被另外定位(旋转90度或处于其它方位)，并可对在此使用的与空间相关的描述做出相应解释。

图1是示出根据实施例的天线装置的图。

参照图1，根据实施例的天线装置包括第一基板110、导体图案120、第二基板125、构件130、线圈140和电流供给器(current feeder)150。

导体图案120设置在第一基板110上。例如，为了确保导体图案120的缠绕半径并改善其布置自由度，第一基板110可以是具有相对小的宽度和相对小的厚度的柔性印刷电路板(FPCB)。

导体图案120围绕第一基板110的一个表面的法线方向的虚拟线进行缠绕。随着电流在导体图案120中流动，沿法线方向形成磁通量。根据实施例，磁通量的形成方向是这样的方向：以导体图案120的中心作为起点并以在小虚拟圆(导体图案120为中心)的表面上具有最强磁通量的点作为终点。

第二基板125被设置为与第一基板110分开。例如，根据实施例的天线装置的用于信号发送和信号接收的多个电路安装在第二基板125上。上述电路与天线装置一起执行局域通信，诸如，近场通信(NFC)、磁力安全通信(MST)、无线电力传输(WPT)和射频识别(RFID)。

第二基板125用作局域通信的主要基板。在示例中，第一基板110用作第二基板125的子基板。也就是说，第一基板110具有相对大的面积，以提供其可能难以设置在第二基板125上的导体图案120的布置空间。

构件130安装在第二基板125上。因为第二基板125被设置为与第一基板110分开，因此构件130与第一基板110分开。

线圈140缠绕在构件130上。随着电流在线圈140中流动，沿缠绕轴线的方向形成磁通量。因为第二基板125被设置为与第一基板110分开，因此线圈140为与导体图案120分开。

在示例中，构件130和线圈140在几乎不受或最低程度地受导体图案120影响的区域中形成磁通量。也就是说，构件130和线圈140设置在基板125上的这样的位置中：磁通量几乎不被或最低程度地被导体图案120影响。

同样地，导体图案120或线圈140在与它们中流动的电流量相关的距离处形成磁通量。因此，通过将导体图案120和线圈140设置为彼此分开，即使在小量电流流经线圈140的情况下，线圈140形成的磁通量也是位于与导体图案120充分或显著分开的区域中。因此，根据实施例的天线装置可使磁通量的形成区域有效地延伸。

此外，通过线圈140形成的磁通量的性能与通过导体图案120形成的磁通量的性能不同。例如，线圈140的匝数可大于导体图案120的匝数。在实施例中，线圈140的半径比导体图案120的半径窄。因此，在相同量的电流在线圈140和导体图案120中流动的情况下，通过线圈140形成磁通量的区域会比通过导体图案120形成磁通量的区域更窄且更长。

也就是说，通过线圈140形成磁通量的区域的性能可与通过导体图案120形成的磁通量的区域的性能不同。根据实施例的天线装置包括形成有不同性能的磁通量的导体图案120和线圈140，以有效地扩展磁通量的形成区域。

通过将第一基板110和构件130构造为具有彼此不同的性能且彼此分开，磁通量的形成区域被大大扩展。例如，通过在导体图案120和线圈140彼此不形成磁通量的区域中形成磁通量，均匀地形成磁通量的形成区域。第一基板110被设置为与其中将要形成磁通量的区域相邻，例如，第一基板110被设置为水平方向(关于第一基板110的宽)。构件130被设置为与将形成磁通量的区域相邻，例如，构件130沿纵向方向(关于构件130的长)设置。结果，可高效地形成磁通量的形成区域。

电流供给器150产生用于导体图案120和线圈140的电流。例如，可通过电流供给器150调整从电流供给器150产生的电流的大小、频率或相位。电流的大小、频率或相位与通过根据实施例的天线装置发送的信息和接收的信息相对应。

例如，电流供给器150使用多输入多输出(MIMO)法同时控制提供到导体图案120和线圈140的电流的大小、频率或相位。

在一个示例构造中，电流供给器150与构件130一起安装在第二基板125上。

图2是示出图1中的第一基板和导体图案的示图。

参照图2，导体图案220以45°的角缠绕在第一基板210上。也就是说，缠绕导体图案220时形成八边形。然而，本领域技术人员将领会的是，导体图案220可被缠绕为形成诸如矩形、七边形的其他形状或具有更大或更小的缠绕角度。

由于导体图案220的缠绕角度小(诸如小于50°)，使得导体图案220的用于形成相同强度磁通量所需的电流的量减小。此外，由于导体图案20的缠绕角度小，使得导体图案220的形成难度水平和成本增加。因此，导体图案220可根据电流消耗参数、形成难度水平或其他因素被实现为各种形状。

例如，第一基板210和导体图案220具有一个宽的表面和相对小的厚度。因此，第一基板210可设置在电子设备的电池中或可安装在外壳上。

图3是示出图1中的导体图案的示图。

参照图3，导体图案(导体图案120)包括第一导体图案321和第二导体图案322。

第一导体图案321被缠绕为具有第一缠绕半径。在示例中，缠绕半径是导体图案的最长半径与最短半径的平均值。

第二导体图案322连接到第一导体图案321，并被缠绕为具有与第一缠绕半径不同的第二缠绕半径。

根据导体图案的缠绕半径，改变通过导体图案形成的磁通量的性能。因此，第一导体图案321和第二导体图案322中每个可通过在第一导体图案321和第二导体图案322彼此不形成磁通量的区域中形成磁通量而扩展磁通量的整个形成区域。也就是说，第一导体图案321和第二导体图案322的磁通量不重叠。

例如，第一导体图案321和第二导体图案322被实现为如下形式：省略与最大半径和最小半径之间的中间半径对应的图案。图案呈从第一导体图案321的最大半径缠绕到第二导体图案322的最小半径的形式。

图4是示出与图3的导体图案的缠绕半径对应的磁通量的曲线图。

参照图4，线A代表通过具有长缠绕半径的导体图案形成的磁通量的性能，线B代表通过具有中间缠绕半径的导体图案形成磁通量的性能，线C代表通过具有短缠绕半径的导体图案形成的磁通量的性能。

在与导体图案相邻的区域(距离x小的区域)中的磁通量的强度随着导体图案的缠绕半径变短而变大。此外，在与导体图案显著分开的区域中(距离x大的区域)中的磁通量的强度可在导体图案的缠绕半径变宽时变大。

也就是说，在导体图案的缠绕半径小的情况下(线C)，磁场强度会随着距离变接近而变大，并会随着距离增大而显著减小。另一方面，在导体图案的缠绕半径大的情况下(线A)，在距离接近时，与线圈半径小的情况相比，磁场强度相对的小。在导体图案的缠绕半径大的情况下(线A)，即使在增加距离时，与线圈半径小的磁场强度的减小相比，磁场强度也是逐渐或渐进地减小。

因为根据实施例的天线装置可包括具有不同缠绕半径的导体图案和线圈，因此，在短距离处磁场强度强，因此，改善了具有小尺寸的通信目标的识别性能，并基于通信目标的尺寸降低了识别性能误差。

此外，因为根据实施例的天线装置包括具有不同缠绕半径的导体图案，因此，可更有效地形成磁通量。

线A、线B和线C均代表无互感情况下的磁通量的强度。因此，包含在根据实施例的天线装置中的导体图案和线圈彼此分开，从而几乎不受互感影响。

例如，在线圈的缠绕半径的最长半径小于导体图案的缠绕半径的最短半径的情况下，线圈和导体图案以大于线圈的最长半径的距离彼此分开。

图5是示出图1中的第一构件和线圈的示图。

参照图5，第一构件530包括磁性主体531、一个或更多个突出部分532a和532b以及一个或更多个安装表面533a和533b。包括第一构件530和线圈540的天线装置可被限定为片式天线。

磁性主体531具有缠绕在其上的线圈540并包括磁性材料。例如，磁性材料可是铁氧体(具有高水平磁导率的材料)。此外，磁性主体531的端表面可呈四边形或矩形，以便安装在基板的表面上并实现小型化，且端表面还可呈圆形或多边形。然而，本领域技术人员将领会的是，端表面不限于矩形、圆形或多边形。端表面可在获得相同效果时具有可选形状。

一个或更多个突出部分532a和532b沿磁性主体531的一个表面的方向突出。磁通量的一部分运动通过一个或更多个突出部分532a和532b。一个或更多个突出部分532a和532b与磁性主体531一起形成U形。

一个或更多个安装表面533a和533b从磁体主体531中的与设置一个或更多个突出部分532a和532b的一个表面背对的表面突出。第一构件530可利用一个或更多个安装表面533a和533b通过表面安装而安装在基板上等。例如，在一个或更多个安装表面533a和533b沿磁性主体531的另一表面的方向突出的情况下，一个或或更多个安装表面533a和533b与一个或更多个突出部分532a和532b以及磁性主体531一起形成为H形。

此外，一个或更多个安装表面533a和533b还沿与一个或更多个突出部分532a和532b的突出方向垂直的方向突出。因此，一个或更多个突出部分532a和532b还与磁性主体531一起形成为或形。

因此，第一构件530提供了磁通量共同通路(magnetic flux common path)，以显著减小涡流损耗，从而高效地形成磁通量。

线圈540缠绕在磁性主体531上。在这种情况下，根据与线圈540中流动的电流的频带所对应的谐振频率来决定线圈540的匝数。此外，线圈540缠绕在一个或更多个突起部分532a和532b以及磁性主体531上。

下文中，将参照图6至图11描述天线装置的连接关系和布置关系的实施例。将省略与上面参照图1至图5描述的内容相同或相对应的内容的重复描述。例如，因为使第一构件安装在其上的第二基板和使第二构件安装在其上的第三基板中的每个是包含在第一构件或第二构件中的构造，因此将省略导致连接关系和布置关系的描述要点不清楚的内容。

图6是示出根据实施例的天线装置的示图。

参照图6，根据实施例的天线装置包括第一基板610、导体图案620、第一构件630、第一线圈640、电流供给器650、匹配网络660、第二构件670和第二线圈680。

导体图案620的一端连接到第一线圈640的一端，导体图案620的另一端连接到第一线圈640的另一端。也就是说，导体图案620和第一线圈640并联地连接到电流供给器。因此，不同的电流可流动通过导体图案620和第一线圈640。

匹配网络660使导体图案620、第一线圈640和电流供给器650之间的阻抗匹配。因此，减小了流经导体图案620、第一线圈640和电流供给器650之间的电流的损耗。

第一构件630安装在第二基板上且第二构件670安装在与第一基板610和第二基板不同的第三基板上。第二构件670(第三基板)与第一基板610和第一构件630(第二基板)分开。例如，第一基板610设置在第一构件630与第二构件670之间。

第二线圈680缠绕在第二构件670上。第二线圈680从电流供给器650接收电流，以形成磁通量。

包括第二构件670和第二线圈680的天线被限定为第二片式天线。

此外，在一个示例中，第一线圈640和第二线圈680的缠绕半径小于导体图案620的缠绕半径。此外，第一线圈640以大于第一线圈640的缠绕半径的距离与导体图案620分开，第二线圈680以长于第二线圈680的缠绕半径的距离与导体图案620分开。

因此，导体图案620、第一线圈640和第二线圈680中的每个通过互感仅仅稍稍抵消了磁通量。因此，均匀地并有效地形成了根据实施例的天线装置的磁通量的整个形成区域。

图7是示出图6的第一线圈和第二线圈的缠绕方向的示图。

参照图7，根据实施例的天线装置包括第一基板710、导体图案720、第一构件730、第一线圈740、电流供给器750、匹配网络760、第二构件770和第二线圈780。

与图6的第一构件和第二构件相比，第一构件730和第二构件770被设置或放置为沿与第一基板710的一个表面的方向相对应的缠绕方向进行旋转。因此，根据实施例的天线装置嵌入在具有较窄宽度和较长长度的电子设备中。

图8是示出图6中的第一线圈和第二线圈的缠绕方向的示图。

参照图8，根据实施例的天线装置包括第一基板810、导体图案820、第一构件830、第一线圈840、电流供给器850、匹配网络860、第二构件870和第二线圈880。

第二线圈880沿与第一线圈840的缠绕轴线的方向不同的方向的缠绕轴线缠绕。因此，磁通量的形成区域沿与导体图案820的一个表面的方向垂直的方向均匀地分布。

例如，导体图案820的缠绕轴线、第一线圈840的缠绕轴线以及第二线圈880的缠绕轴线彼此垂直。因此，磁通量的形成区域可是三维且均匀地分布的。

图9是示出图6中的第二线圈和第二构件的布置的示图。

参照图9，根据实施例的天线装置包括第一基板910、导体图案920、第一构件930、第一线圈940、电流供给器950、匹配网络960、第二构件970和第二线圈980。

当从第一基板910的表面方向或法线方向观看时，第一构件930设置在第一基板910的右边或侧部，第二构件970设置在第一基板910下面。也就是说，第一构件930和第二构件970设置在与第一基板的表面方向垂直的平面上，以围住第一基板910。

例如，第一构件930呈沿第一线圈940的缠绕轴线的方向延长的杆状，第二构件970呈沿第二线圈980的缠绕轴线的方向延长的杆状。可通过使第一构件930和第二构件970围绕第一基板910来减小第一基板910、第一构件930和第二构件990所占用的整个空间的尺寸，

此外，第一线圈940的缠绕轴线的方向和第二线圈980的缠绕轴线的方向彼此不同。因此，第一线圈940和第二线圈980中的至少一个形成磁通量的区域沿与第一基板910的表面方向垂直的方向变宽。因为导体图案920形成沿表面方向或法线方向的磁通量，因此，导体图案920、第一线圈940和第二线圈980可三维地且较宽地形成磁通量。

因此，根据实施例的天线装置可三维地扩展通信目标的识别区域。

此外，第一构件930和第二构件970安装在相同的基板上。

图10是示出根据另一实施例天线装置的连接关系的示图。

参照图10，根据实施例的天线装置包括第一基板1010、导体图案1020、第一构件1030、第一线圈1040、电流供给器1050、匹配网络1060、第二构件1070和第二线圈1080。

导体图案1020的一端连接到第一线圈1040的一端。导体图案1020的另一端连接到第二线圈1080的一端。第一线圈1040的另一端和第二线圈1080的另一端连接到匹配网络1060。也就是说，第一线圈1040、导体图案1020和第二线圈1080彼此串联电连接。

因此，电流供给器1050使用最小输入和输出端子将单个电流(singlecurrent)提供给第一线圈1040或第二线圈1080。此外，电流供给器1050统一调整通过第一线圈1040、导体图案1020和第二线圈1080形成的磁通量。

图11是示出根据另一实施例的天线装置的连接关系的示图。

参照图11，根据实施例的天线装置包括第一基板1110、导体图案1120、第一构件1130、第一线圈1140、电流供给器1150、第一匹配网络1161、第二匹配网络1162、第三匹配网络1163、第二构件1170和第二线圈1180。

第一匹配网络1161连接到导体图案1120。第二匹配网络1162连接到第一线圈1140。第三匹配网络1163连接到第二线圈1180。也就是说，导体图案1120、第一线圈1140和第二线圈1180彼此独立地接收电流。

因此，电流供给器1150调整通过导体图案1120、第一线圈1140和第二线圈1180形成的每个对应的磁通量。例如，电流供给器1150调整电流使得沿特定方向形成的磁通量比沿另一方向的磁通量更强。因此，电流供给器1150通过有效地控制电流减小了总的电流消耗。

图12是示出图6中的匹配网络的示图。

参照图12，匹配网络包括第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4和第五电容器C5以及第一电感器L1和第二电感器L2。此外，匹配网络1260通过第一端口T31和第二端口T32连接到导体图案和/或线圈。此外，匹配网络1260通过第三端口T41和第四端口T42连接到电流供给器。

第一电容器C1和第三电容器C3中的每个接地来调整导线的寄生电容。第二电容器C2和第四电容器C4中的每个电容器阻断DC电流。第五电容器C5调整导线的互寄生电容。第一电感器L1和第二电感器L2中的每个调整导线的寄生电感。因此，导线的阻抗被匹配为特定的阻抗。

此外，为了使通过匹配网络的阻抗匹配，根据或基于电子设备或端子的阻抗环境重新构造匹配网络，实际上使阻抗匹配，不具体地限制于特定的阻抗电路。

在下文中，将参照图13至图15描述根据实施例的电子设备。因为电子设备包括参照图1至图12描述的天线装置，因此，将省略与上面描述的内容相同或相对应的重复描述。

图13是示出根据实施例的电子设备的示图。

参照图13，根据实施例的电子设备1300包括第一天线单元1315、第二天线单元1335、电流供给器1350和匹配网络1360。

根据实施例的电子设备1300不受具体地限制，只要其是需要局域通信的装置即可，电子设备1300包括电话(诸如具有通话功能的智能手机)、视频播放装置(诸如被构造为显示视频的PMP)、地图导向装置(诸如具有地图导向功能的导航系统)和其他类似的电子设备。

第一天线单元1315具有在其中流动的电流并沿一个方向形成磁通量。例如，第一天线单元1315包括缠绕成不同的缠绕半径的环形天线。

第二天线单元1335与第一天线单元1315分开，并具有在其中流动的电流以形成沿与第一天线单元1315的磁通量的形成方向不同的方向的磁通量。也就是说，第二天线单元1335设置磁通量的形成方向并与第一天线单元1315分开，以使识别区域形成在不是通过第一天线单元1315形成的通信目标的识别区域的区域中。

因此，电子设备1300的识别区域可沿多个方向扩展。

例如，第二天线单元1335可以是与第一天线单元1315不同类型的天线。在第一天线单元1315是环形天线的情况下，第二天线单元1335是与环形天线不同类型的天线，例如，片式天线。

在电子设备1300是便携式终端的情况下，由于便携式终端的面积限制，天线会难以形成磁通量以执行通信从而实现多方向的信号发送和信号接收。例如，可通过在柔性印刷电路板(FPCB)上印刷环形图案并将薄且平的天线附着到蜂窝电话的电池或外壳来实现形成磁通量以执行通信的天线。因此，为确保性能，形成磁通量以执行通信的天线可具有空间限制，诸如设置在与发射电磁能量的天线分开并独立的区域中。

然而，包括在根据实施例的电子设备1300中的第一天线单元1315可实现为利用便携式终端的宽的表面的环形天线，以通过宽表面发送和接收信号。第二天线单元1335可实现为与便携式终端的边缘相邻的天线，以通过便携式终端的侧表面发送和接收信号。因此，电子设备1300的通信目标的识别区域在空间上且有效地延伸。

电流供给器1350将电流提供到第一天线单元1315和第二天线单元1335。例如，电流供给器1350将单个电流提供到第一天线单元1315和第二天线单元1335。因此，电流供给器1350统一调整通过第一天线单元1315和第二天线单元1335形成的磁通量。

图14是示出根据另一实施例的电子设备的连接关系的示图。

参照图14，根据实施例的电子设备1400包括第一天线单元1415、第二天线单元1435、电流供给器1450和匹配网络1460。

第一天线单元1415和第二天线单元1435并联连接到匹配网络1460。因此，电流供给器1450统一调整通过第一天线单元1415和第二天线单元1435形成的磁通量。

图15是示出根据另一实施例的电子设备的连接关系的示图。

参照图15，根据实施例的电子设备1500包括第一天线单元1515、第二天线单元1535、电流供给器1550、第一匹配网络1561和第二匹配网络1562。

第一匹配网络1561连接到第一天线单元1515。第二匹配网络1562连接到第二天线单元1535。也就是说，第一天线单元1515和第二天线单元1535彼此独立地接收电流。

因此，通过电流供给器1550分别调整通过第一天线单元1515和第二天线单元1535形成的各自的磁通量。例如，电流供给器550调整电流，使得磁通量形成为沿特定方向比沿另一方向更强。因此，电流供给器1550通过有效地控制电流而减小总的电流损耗。

图16是示出通过图13的电子设备形成的磁通量的示图。

参照图16，根据实施例的电子设备1600使用第一天线单元1615形成沿竖直方向(电子设备1600的上表面的垂直方向或法线方向)的第一磁通量(磁通量#1)和第二磁通量(磁通量#2)，并使用第二天线单元1635形成与第一磁通量和第二磁通量(磁通量#1和磁通量#2)有距离或无显著干涉的沿水平方向或沿平行方向的第三磁通量(磁通量#3)。

因此，根据实施例的天线装置1600竖直地并水平地扩展通信目标的识别区域。

图17A是根据实施例的电子设备的透视图。

图17B是示出根据实施例的电子设备的示图。

参照图17A和17B，根据实施例的电子设备1700包括第一天线单元1715、第二天线单元1735、电流供给器1750、匹配网络1760、状态传感器1791、通信电路1792、显示面板1793和壳体1794。在下文中，将省略与上面参照图1至图16描述的内容相同或相对应的内容的描述。

状态传感器1791感测或检测一个方向与重力方向之间的状态。例如，状态传感器1791使用陀螺仪传感器感测斜度的变化。

如果电子设备1700直立，则状态传感器1791感测到一个方向与重力方向是彼此垂直的。因此，电子设备1700被构造为预测其通信目标存在于沿所述方向与电子设备1700分开的区域中。因此，电流供给器1750将高电流提供到第一天线单元1715并将低电流提供到第二天线单元1735。

如果电子设备1700相对于重力方向以45°倾斜，则电子设备1700被构造为检测其通信目标的存在位置的变化变大。因此，电流供给器1750均匀地将电流提供到第一天线单元1715和第二天线单元1735。

通信电路1792产生通信信号并将通信信号输出到电流供给器1750。例如，通信电路1792包括处理数字通信信号或模拟通信信号的至少一个集成电路(IC)和诸如电阻器、电感器和电容器的无源元件。

显示面板1793在第一天线单元1715的磁通量的形成方向上执行显示。在第一天线单元1715是环形天线的情况下，第一天线单元1715可呈具有宽的表面和薄的厚度的多边形。此外，显示面板1793可实现为具有一个宽的表面和薄的厚度的多边形以显示宽屏。因此，第一天线单元1715和显示面板1793中的每个提供彼此合适的空间。

此外，显示面板1793可实现为触摸面板，以通过触摸提供输入功能。

壳体1794与显示面板1793一起覆盖电子设备1700的表面，并容纳通信电路1792、电流供给器1750以及第一天线单元1715和第二天线单元1735。

图18是示出图17A中的电子设备的电流控制的示图。

参照图18，根据实施例的电子设备1800使用第一天线单元1815形成沿竖直方向或电子设备1800的上表面的法线方向的第一磁通量(磁通量#1)和第二磁通量(磁通量#2)，以执行与通信目标(目标1)的通信。

在示例中，因为重力方向是图中水平方向或平行方向，因此假设电子设备180是直立的。

在电子设备1800倾斜为与重力方向平行的情况下(例如，在便携式终端的宽表面与重力方向垂直的情况下)。电流供给器将高电流输出到第一天线单元1815并将低电流提供到第二天线单元1835。因此，进一步延伸了电子设备1800的法线方向的识别区域。此外，由于低电流流过第二天线单元1835或没有电流流过第二天线单元1835，因此减小了第二天线单元1835对第一天线单元1815的影响。因此，第一天线单元1815沿电子设备1800的侧表面的方向有效地发送信号和接收信号。

此外，电子设备1800还可根据设置环境调整提供到第一天线单元1815和第二天线单元1835的电流，而不受重力方向影响。

在一个示例中，如果电信装置1800的使用者想要沿着便携式装置的侧表面的方向延伸识别区域，则使电子设备1800被设置为第一模式。因此，电流供给器将低电流输出到第一天线单元1815并将高电流输出到第二天线单元1835。

此外，电子设备1800基于进一步的状态信息(非重力方向)调整提供给第一天线单元1815和第二天线单元1835的电流的大小。例如，电流供给器通过接通或断开开关来选择使用多个探针或使用单个探针，以控制提供到第一天线单元1815和第二天线单元1835的电流大小。在示例中，所述状态信息是通过终端姿态信息、关于使用者握持电子设备的方向的信息、电子设备的电池状态信息和感测的相邻对象的信息中至少一种或者他们的组合而确定的状态信息。

图19是示出图17A中的电子设备的电流控制的示图。

参照图19，根据实施例的电子设备1900可使用第二天线单元1935形成沿水平方向的第三磁通量(磁通量#3)，以执行与通信目标(目标2)的通信。

在示例中，因为重力方向是竖直方向，电子设备1900确定其被倾斜为与重力方向垂直。

在便携式终端倾斜为与重力方向垂直的情况下(例如，在便携式终端的宽表面指向重力方向的情况下)。电流供给器将低电流输出到第一天线单元1915并将高电流提供到第二天线单元1935。因此，进一步延伸了电子设备1900的侧表面方向的识别区域。此外，由于低电流流过第一天线单元1915或没有电流流过第二天线单元1915，因此减小了第一天线单元1915对第二天线单元1935的影响。因此，第二天线单元1935沿便携式终端的侧表面的方向有效地发送信号和接收信号。

如上所述，根据实施例的电子设备1900通过电流控制来控制通信目标的识别区域的延伸。因此，有效地使用了电子设备1900的识别区域，且有效地减小了电子设备1900的电流损耗。

例如，随着流过天线的电流的大小变大，可总体延伸天线的识别区域。因此，在天线使识别区域延伸至识别区域不必延伸的区域中的情况下，天线的电流损耗变得效率低下。

然而，因为根据实施例的电子设备190基于设置或外部感测信息来向多个天线输出不同的电流，因此减小了不必要电流损耗并降低了多个天线中每个天线的干涉影响。因此，减小了电子设备1900中的电流损耗。

如下面的表1示出了电子设备1900的上述电流控制。

[表1]

如以上阐述，根据各种实施例，天线装置沿多个方向延伸通信目标的识别区域并有效地控制识别区域，以减小电流损耗。

此外，在根据实施例的包括天线装置的电子设备中，增加了天线的布置的自由度，其中，减小了天线之间的识别区域偏差，且天线被设置或布置为使识别区域延伸并彼此互补。

虽然本公开包含具体的示例，但是对于本领域普通技术人员将明显的是，在不脱离由权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以对这些示例进行形式上和细节上的各种变化。这里所描述的示例将被认为仅出于描述性含义，而非出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其它示例中的相似特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、构造、装置或者电路中的组件和/或用其它组件或者它们的等同物来替换或者补充所描述的系统、构造、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围并非由具体实施方式所限定，而是由权利要求及其等同物所限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包含于本公开中。

Claims (33)

1.一种天线装置，包括：

第一基板；

导体图案，设置在第一基板的表面上，并且沿相对于第一基板的所述表面的法线方向形成磁通量；

第二基板，与第一基板分开；

构件，设置在第二基板上；

线圈，缠绕在构件上；

电流供给器，被构造为将第一电流提供给导体图案并且将第二电流提供给线圈。

2.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述构件包括：

磁性主体，包含磁性材料，并且具有缠绕在磁性材料上的线圈；

突出部，从磁性主体的一个表面突出，并且提供用于第二基板的安装表面。

3.如权利要求1所述的天线装置，其中，线圈的缠绕半径中的最长半径短于导体图案的缠绕半径中的最短半径，

线圈和导体图案彼此分开比线圈的最长半径长的距离。

4.如权利要求1所述的天线装置，所述天线装置还包括：

匹配网络，被构造为匹配导体图案、线圈和电流供应器之间的阻抗。

5.如权利要求4所述的天线装置，其中，所述导体图案的一端连接到匹配网络，

导体图案的另一端连接到线圈的一端，

线圈的另一端连接到匹配网络。

6.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述导体图案的一端连接到线圈的一端，

导体图案的另一端连接到线圈的另一端，

第一电流和第二电流彼此独立。

7.如权利要求1所述的天线装置，其中，所述导体图案包括：

第一导体图案，具有第一缠绕半径；

第二导体图案，连接到第一导体图案，并且具有与第一缠绕半径不同的第二缠绕半径。

8.如权利要求1所述的天线装置，所述天线装置还包括：

第三基板，与第一基板分开；

第二构件，设置在第三基板上；

第二线圈，缠绕在第二构件上。

9.如权利要求1所述的天线装置，所述天线装置还包括：

第二构件，与所述构件分开，并且设置在第二基板上；

第二线圈，缠绕在第二构件上，

其中，导体图案的缠绕轴线、线圈的缠绕轴线和第二线圈的缠绕轴线互相垂直。

10.一种电子设备，包括：

通信电路，设置在基板上，并且被构造为产生通信信号；

电池，与基板分开，并且被构造为将电力供应到通信电路；

第一天线，设置在电池上，并且被构造为沿一个方向形成第一磁通量；

第二天线，设置在基板上，并且被构造为沿与所述一个方向不同的方向形成第二磁通量；

电流供给器，设置在基板上，被构造为接收通信信号、将与通信信号中的一个通信信号相对应的第一电流提供给第一天线，并且将与通信信号中的一个通信信号相对应的第二电流提供给第二天线。

11.如权利要求10所述的电子设备，其中，第一天线包括按照不同缠绕半径缠绕的环形天线。

12.如权利要求10所述的电子设备，其中，第二天线包括具有不同的缠绕轴线方向的片式天线。

13.如权利要求10所述的电子设备，其中，第二天线包括被设置为关于第一天线彼此相对的第一片式天线和第二片式天线。

14.如权利要求10所述的电子设备，其中，第二天线包括被设置为围住第一天线的片式天线。

15.如权利要求10所述的电子设备，所述电子设备还包括：

状态传感器，被构造为感测所述一个方向与重力方向之间的状态，

其中，电流供给器基于所述状态确定第一电流和第二电流的大小。

16.如权利要求10所述的电子设备，所述电子设备还包括：

显示面板，被构造为沿一个方向进行显示；

壳体，被构造为与显示面板一起容纳通信电路、电流供给器以及第一天线和第二天线。

17.一种天线装置，包括：

第一基板；

导体图案，设置在第一基板上；

第二基板，与第一基板分开；

构件，设置在第二基板上；

线圈，缠绕在构件上，

其中，线圈的缠绕半径中的最长半径小于导体图案的缠绕半径中的最短半径，

导体图案和线圈彼此分开比线圈的缠绕半径中的最长半径大的距离。

18.如权利要求17所述的天线装置，所述天线装置还包括：

电流供给器，被构造为将第一电流提供给导体图案且将第二电流提供给线圈，并且被构造为控制第一电流和第二电流的大小、频率和相位。

19.如权利要求17所述的天线装置，其中，由线圈形成的磁通量不受由导体图案形成的磁通量影响。

20.如权利要求17所述的天线装置，其中，线圈的匝数大于导体图案的匝数。

21.如权利要求17所述的天线装置，其中，第一基板相邻地设置在由导体图案形成磁通量的区域中。

22.如权利要求17所述的天线装置，其中，所述构件相邻地设置在由线圈形成磁通量的区域中。

23.如权利要求17所述的天线装置，其中，所述导体图案包括：

第一导体图案，具有第一缠绕半径，第一缠绕半径为导体图案的缠绕半径的最长半径和最短半径的平均值；

第二导体图案，连接到第一导体图案，并且被缠绕为具有与第一缠绕半径不同的第二缠绕半径。

24.如权利要求23所述的天线装置，其中，第一导体图案和第二导体图案在第一基板的不同区域中形成磁通量。

25.如权利要求17所述的天线装置，其中，所述构件包括：

磁性主体，具有呈四边形形状或矩形形状的端表面；

突出部，设置于磁性主体的表面上；

安装表面，被构造为从与设置有突出部的所述表面背对的表面突出。

26.一种天线装置，包括：

第一基板；

导体图案，设置在第一基板的表面上；

第一构件，安装在与第一基板分开的第二基板上；

第一线圈，缠绕在第一构件上；

第二构件，安装在与第一基板和第二基板分开的第三基板上；

第二线圈，缠绕在第二构件上，其中，第一基板设置在第一构件与第二构件之间，第一线圈和第二线圈的缠绕半径小于导体图案的缠绕半径。

27.如权利要求26所述的天线装置，所述天线装置还包括：

电流供给器，被构造为将电流提供给第二线圈以形成磁通量，其中，导体图案和第一线圈并联连接到电流供给器；

匹配网络，被构造为匹配导体图案、第一线圈和电流供给器之间的阻抗。

28.如权利要求26所述的天线装置，其中，所述导体图案的一端连接到第一线圈的一端，导体图案的另一端连接到第一线圈的另一端。

29.如权利要求26所述的天线装置，其中，第一线圈与导体图案分开比第一线圈的缠绕半径大的距离，第二线圈与导体图案分开比第二线圈的缠绕半径长的距离。

30.如权利要求26所述的天线装置，其中，所述导体图案的缠绕轴线、第一线圈的缠绕轴线和第二线圈的缠绕轴线互相垂直。

31.如权利要求26所述的天线装置，其中，第一构件和第二构件设置在与第一基板的表面方向垂直的平面上，以围住第一基板。

32.如权利要求26所述的天线装置，其中，第一构件呈沿线圈的缠绕轴线的方向延伸的杆状，第二构件呈沿第二线圈的缠绕轴线的方向延伸的杆状。

33.如权利要求27所述的天线装置，其中，所述导体图案的一端连接到第一线圈的一端，导体图案的另一端连接到第二线圈的一端，第一线圈的另一端和第二线圈的另一端连接到匹配网络。