CN107171058B - 天线模块 - Google Patents

Abstract

一种天线模块，包括第一基板、第一线圈与第二线圈；第一基板具有第一基板第一面与第一基板第二面；第一线圈位于第一基板第一面；第二线圈位于第一基板第二面，第二线圈不接触第一线圈；第一线圈包括第一平板部与第一绕线部；第二线圈包括第二平板部与第二绕线部；第一绕线部环绕第一平板部；第二绕线部环绕第二平板部；其中，第一绕线部重叠于至少部分的第二绕线部，第一绕线部的绕行方向、形状与圈数相同于第二绕线部。本发明所提供的天线模块，其灵敏度高，且所述的天线模块具有可调的等效电容值，使得本发明所提供的天线模块在微型化的情况下仍得以符合通信标准的要求。

Description

天线模块

技术领域

本发明涉及一种天线模块，特别涉及一种具有层叠结构的天线模块。

背景技术

随着各种商业模式以及使用者需求的演变，市场上逐渐出现各种不同的电子产品，且各个联盟也订定出相应的通信标准，以符合不同的通信需求。举例来说，近场通信(near field communication，NFC)即为市场上备受瞩目的其中一种通信技术。而在各种通信方式中，天线都扮演了至为关键的角色。

天线的设计关乎于信号是否能符合通信标准的要求，尤其在目前电子产品逐渐微型化的趋势下，天线尺寸也必须随之缩小，有限的容置空间构成设计天线上的障碍。因此，如何在天线尺寸受限的情况下，仍然使天线收发的信号符合通信标准的要求实为现在设计人员所关注的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种天线模块，以克服天线尺寸微型化而使得信号质量无法达到要求的问题。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种天线模块，包括第一基板、第一线圈与第二线圈；第一基板具有第一基板第一面与第一基板第二面；第一线圈位于第一基板第一面；第二线圈位于第一基板第二面，第二线圈不接触第一线圈；第一线圈包括第一平板部与第一绕线部；第二线圈包括第二平板部与第二绕线部；第一平板部可具有至少一第一通孔；第一绕线部的一端连接第一平板部；第一绕线部沿预设指针方向绕行且环绕第一平板部；第二平板部可具有至少一第二通孔；第二绕线部的一端连接第二平板部；第二绕线部沿预设指针方向绕行且环绕第二平板部；其中，第一绕线部重叠于至少部分的第二绕线部，第一绕线部的形状与圈数相同于第二绕线部；第一平板部重叠于至少部分的第二平板部。

换句话说，一种天线模块，包括：一第一基板，具有一第一基板第一面与一第一基板第二面；一第一线圈，位于所述第一基板第一面，所述第一线圈包括：一第一平板部；以及一第一绕线部，一端连接所述第一平板部，所述第一绕线部沿一预设指针方向绕行且环绕所述第一平板部；以及一第二线圈，位于所述第一基板第二面，所述第二线圈不接触所述第一线圈，所述第二线圈包括：一第二平板部；以及一第二绕线部，一端连接所述第二平板部，所述第二绕线部沿所述预设指针方向绕行且环绕所述第二平板部；其中，所述第一绕线部重叠于至少部分的所述第二绕线部，所述第一绕线部的形状与圈数相同于所述第二绕线部。

更好地，所述第一绕线部与所述第二绕线部完全重叠。

更好地，所述第一平板部与所述第二平板部至少一部分重叠。

更好地，还包括：一第二基板，具有一第二基板第一面与一第二基板第二面，所述第二基板第一面面对所述第一基板第二面，所述第二线圈接触所述第二基板；以及一第三线圈，位于所述第二基板第二面，所述第三线圈包含：一第三平板部，以及一第三绕线部，所述第三绕线部沿所述预设指针方向绕行；其中，所述第二绕线部重叠于至少部分的所述第三绕线部，所述第三绕线部的形状与圈数相同于所述第二绕线部。

更好地，所述第一绕线部、所述第二绕线部与所述第三绕线部完全重叠。

更好地，所述第一平板部或所述第二平板部为矩形。

更好地，所述第一平板部、所述第二平板部至少其中之一具有一通孔。

更好地，所述第一基板的材质为一绝缘材料。

更好地，所述第一基板的材质为软磁材料或金属。

更好地，所述第一基板与所述第一线圈及所述第二线圈之间设置有介电层。

更好地，所述第一基板具有一第一镂空部，且所述第一基板位于一参考平面上，所述第一绕线部或所述第二绕线部于所述参考平面的投影涵盖所述第一镂空部。

更好地，所述第一镂空部为圆形或矩形。

更好地，所述第一绕线部与所述第二绕线部的每一圈为圆形或矩形。

本发明的有益效果在于，本发明提供了一种天线模块，天线模块具有第一线圈与第二线圈，第一线圈与第二线圈之间间隔有一基板而令彼此并不接触。借助于这样的结构，天线模块的灵敏度得以提升。此外，第一线圈与第二线圈更分别具有平板部，平板部的大小影响天线模块的等效电容值。而且，平板部上更可具有至少一通孔来进一步微调所述的等效电容值。借着上述的结构，本发明所提供的天线模块的灵敏度得以增加，且所述的天线模块具有可调的等效电容值，使得本发明所提供的天线模块在微型化的情况下仍得以符合通信标准的要求。

以上关于本发明内容的说明及以下的具体实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明权利要求更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明实施例一天线模块的分解示意图；

图2为本发明实施例二天线模块的分解示意图；

图3为本发明实施例三天线模块的分解示意图；

图4为本发明实施例四天线模块的分解示意图；

图5为本发明实施例五天线模块的分解示意图；

图6为本发明实施例六天线模块的分解示意图。

【附图标记说明】

1～6 天线模块

11、21、31、41、51、61 第一基板

112、212、312、412、512、612 第一基板第一面

114、214、314、414、514、614 第一基板第二面

116、216、316、416、516、616 第一镂空部

13、23、33、43、53、63 第一线圈

132、232、332、432、532、632 第一绕线部

134、234、334、434、534、634 第一平板部

1342、2342、3342、4342、5342、6342 第一通孔

15、25、35、45、55、65 第二线圈

152、252、352、452、552、652 第二绕线部

154、254、354、454、554、654 第二平板部

1542、2542、3542、4542、5542、6542 第二通孔

27、37、47、57、67 第二基板

272、372、472、572、672 第二基板第一面

274、374、474、574、674 第二基板第二面

276、376、476、576、676 第二镂空部

29、39、49、59、69 第三线圈

292、392、492、592、692 第三绕线部

294、394、494、594、694 第三平板部

2942、3942、4942、5942、6942 第三通孔

S 预设指针方向

具体实施方式

以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所记载的内容、权利要求及附图，本领域普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明权利要求的范畴。

实施例一

图1为本发明实施例一天线模块的分解示意图，如图1所示，天线模块1包括第一基板11、第一线圈13与第二线圈15。第一基板11具有第一基板第一面112与第一基板第二面114。第一基板第一面112与第一基板第二面114为相对的两面。第一线圈13位于第一基板第一面112。第二线圈15位于第一基板第二面114，且第二线圈15不接触第一线圈13。第一线圈13与第二线圈15的材质例如为导电性佳的金属，再此并不限制第一线圈13与第二线圈15的材质的异同。第一基板11的材质例如为双面胶等胶材或绝缘材料，第一基板11的材质也可以是软磁材料(ferrite)，或者第一基板11的材质也可以是铜或类似于铜的金属。

第一线圈13包括第一平板部134与第一绕线部132。第二线圈15包括第二平板部154与第二绕线部152。第一绕线部132的一端连接第一平板部134。第一绕线部132沿预设指针方向S绕行且环绕第一平板部134。第二绕线部152的一端连接第二平板部154。第二绕线部152沿预设指针方向S绕行且环绕第二平板部154。其中，第一绕线部132的形状与圈数相同于第二绕线部152。在本实施例中，第一绕线部132与第一平板部134的材质相同，且第二绕线部152与第二平板部154的材质相同。从另一个角度来说，第一绕线部132从第一平板部134延伸而出，第二绕线部152从第二平板部154延伸而出。而从Z轴方向上来看，第一绕线部132重叠于至少部分的第二绕线部152。第一平板部134与第二平板部154例如为矩形，预设指针方向S可以是瞬时针或是逆时针，上述各例仅为举例示范，实际上并不以此为限。

其中，第一绕线部132与第二绕线部152可产生互感效应，使得第一绕线部132与第二绕线部152产生的电磁信号不易衰减。因此，在相同的效能要求之下，第一线圈13与第二线圈15的面积可以大为缩小，且不影响信号的感应与传递。此外，借助于调整第一绕线部132与第二绕线部152的绕线圈数、绕线面积或绕线形状，即能调整天线模块1的等效电感值，从而得以调整天线模块1输出信号的质量因子(quality factor，Q factor)，进而使天线模块1所输出的信号能够符合所欲通信标准的规范。在本实施例中，天线模块1可用来传输中心频率在13.56兆赫(mega Hertz，MHz)附近的无线信号，从而能符合近场通信的通信规范。

第一平板部134与第二平板部154可作为内埋式电容的电极，以节省外接电容的制作步骤与成本。第一平板部134具有第一通孔1342。第二平板部154具有第二通孔1542。在实务上，第一平板部134与第二平板部154的大小、形状、面积、距离与彼此的交叠面积会影响到天线模块1的等效电容值。换句话说，借助于调整第一平板部134与第二平板部154的大小、形状、面积、距离与彼此重叠的面积，或通过在第一平板部134与第二平板部154形成至少一第一通孔1342或第二通孔1542，并控制第一通孔1342与第二通孔1542的大小或面积，即能调整第一平板部134与第二平板部154的面积，从而连带地调整天线模块1的等效电容值。虽然在图1中举第一通孔1342与第二通孔1542为例进行说明，但实际上，第一平板部134与第二平板部154更可分别具有多个第一通孔或多个第二通孔，在此并不限制第一通孔1342与第二通孔1542的数量、大小与形状。事实上，第一平板部134与第二平板部154也可不必同时具有通孔，或者第一平板部134与第二平板部154也可不具任何通孔。换句话说，第一通孔1342或第二通孔1542乃是一种选择性的设计，而非必然形成于第一平板部134或第二平板部154。此外，在此实施例中，第一通孔1342与第二通孔1542在Z轴方向上彼此完全重合，但在另一实施例中，第一通孔1342与第二通孔1542在Z轴方向也可仅部分重合或者是完全不重合。在此并不限制第一平板部134与第二平板部154所具有的第一通孔1342或第二通孔1542的相对位置。

在一实施例中，天线模块1为由印刷电路板(printed circuit board，PCB)蚀刻而成。在另一实施例中，第一线圈13与第二线圈15则是直接地设置于第一基板11上。第一基板11更具有如图1所示的第一镂空部116。当定义第一基板11位于参考平面上时，第一绕线部132或第二绕线部152在所述的参考平面的投影会涵盖第一镂空部116。在第一基板11的材质为前述的软磁材质或金属的实施例中，第一基板11与第一线圈13及第二线圈15之间更可设置有介电层，以避免第一绕线部132与第二绕线部152通过第一基板彼此电性相连。上述仅为举例示范，且后续以第一基板11的材质为前述的软磁材质或金属的实施例进行说明，然而实际上并不以此为限。

实施例二

图2为本发明实施例二天线模块的分解示意图，如图2所示，本实施例为天线模块的另一种结构，相较于实施例一种的天线模块，在本实施例中，天线模块2具有第一基板21、第一线圈23、第二线圈25、第二基板27与第三线圈29。第一基板21、第一线圈23与第二线圈25的相关内容与相对关系相仿于图1所示的实施例一，而第二基板27的材质相仿于第一基板21，第三线圈29的材质相仿于第一线圈23与第二线圈25，相关细节于此不再赘述。

如图2所示，第二基板27具有第二基板第一面272与第二基板第二面274。所述第二基板第一面272面对所述第一基板第二面214。第二线圈25接触第二基板第一面272。第三线圈29位于第二基板第二面274。从另一个角度来说，第一基板21位于第一线圈23与第二线圈25之间，而第二基板27位于第二线圈25与第三线圈29之间。在本实施例中，第一基板21、第一线圈23、第二线圈25、第二基板27与第三线圈29分别位于多个参考平面上，且这些参考平面互相平行。

第三线圈29具有第三绕线部292与第三平板部294，第三绕线部292同样沿预设指针方向S绕行。其中，从Z轴方向上来看，第二绕线部252重叠于至少部分的第三绕线部292。第三绕线部292的形状与圈数相同于第二绕线部252。其中，第三绕线部292与第三平板部294所能具有的结构变化与不同结构导致的功效相仿于第一绕线部232、第二绕线部252、第一平板部234与第二平板部254，于此不再重复赘述。

根据图2所示的内容与本发明说明书所记载的内容，本领域普通技术人员应能理解，本发明所提供的天线模块实际可具有多个线圈与多个基板，每一基板位于其中两个线圈之间，且其中两个线圈之间设置有至少一基板。所述的线圈相仿于前述的第一线圈、第二线圈与第三线圈，所述的基板相仿于前述的第一基板与第二基板，相关细节于此不再赘述。借助于这样的结构，用户可更缩小天线模块的面积，并可以对所述的等效电感值与等效电容值进行更细微的调整。

实施例三

图3为本发明实施例三天线模块的分解示意图，如图3并参考图1与图2所示，从Z轴上来看，实施例一与实施例二中的第一绕线部、第二绕线部或第三绕线部彼此完全重叠。而在图3所示的本实施例中，天线模块3包括第一基板31、第二基板37、第一线圈33、第二线圈35和第三线圈39；所述第一基板31具有第一基板第一面312与第一基板第二面314；所述第二基板37具有第二基板第一面372与第二基板第二面374；所述第一线圈33包括第一平板部334与第一绕线部332；所述第二线圈35包括第二平板部354与第二绕线部352；所述第三线圈39包括第三平板部394与第三绕线部392。

从Z轴上来看，第一绕线部332、第二绕线部352或第三绕线部392仅彼此部分重叠。借助于这样的结构，天线模块3可适用于不规则容置空间。

在图1至图3所示的实施例一、实施例二和实施例三中，各绕线部略以旋涡状的方式绕成，因此各线圈略成圆形，且各基板对应地为圆形。在实务上，绕线部、线圈与基板的形状并不以图1至图3所示为限制。

实施例四

图4为本发明实施例四天线模块的分解示意图，如图4所示，天线模块4包括第一基板41、第二基板47、第一线圈43、第二线圈45和第三线圈49；所述第一基板41具有第一基板第一面412与第一基板第二面414；所述第二基板47具有第二基板第一面472与第二基板第二面474；所述第一线圈43包括第一平板部434与第一绕线部432；所述第二线圈45包括第二平板部454与第二绕线部452；所述第三线圈49包括第三平板部494与第三绕线部492。

在本实施例中，第一绕线部432、第二绕线部452与第三绕线部492的绕线形状近似为矩形。而第一基板41与第二基板47的形状则为圆形。第一镂空部416和第二镂空部476为矩形。

实施例五

图5为本发明实施例五天线模块的分解示意图，如图5所示，天线模块5包括第一基板51、第二基板57、第一线圈53、第二线圈55和第三线圈59；所述第一基板51具有第一基板第一面512与第一基板第二面514；所述第二基板57具有第二基板第一面572与第二基板第二面574；所述第一线圈53包括第一平板部534与第一绕线部532；所述第二线圈55包括第二平板部554与第二绕线部552；所述第三线圈59包括第三平板部594与第三绕线部592。

在本实施例中，第一绕线部532、第二绕线部552与第三绕线部592的绕线形状近似为圆形。而第一基板51与第二基板57的形状则为圆形。第一镂空部516和第二镂空部576为矩形。

实施例六

图6为本发明实施例六天线模块的分解示意图，如图6所示，天线模块6包括第一基板61、第二基板67、第一线圈63、第二线圈65和第三线圈69；所述第一基板61具有第一基板第一面612与第一基板第二面614；所述第二基板67具有第二基板第一面672与第二基板第二面674；所述第一线圈63包括第一平板部634与第一绕线部632；所述第二线圈65包括第二平板部654与第二绕线部652；所述第三线圈69包括第三平板部694与第三绕线部692。

在本实施例中，第一绕线部632、第二绕线部652与第三绕线部692的绕线形状近似为矩形。而第一基板61与第二基板67的形状则为矩形。第一镂空部616和第二镂空部676为矩形。

上述实施例四-实施例六的天线模块，基本上具有相仿的结构，而实施例四-实施例六天线模块之间的差异在于第一基板-第三基板的形状、第一绕线部-第三绕线部的形状与各镂空部的形状。

借助于这样的差异设计，除了可以在有限的容置空间中更进一步地微调前述的等效电容值或等效电感值之外，更可依据所配置的容置空间而采取对应的结构，并可对应有限的容置空间而采取最有效率的绕线方式，以使实施例四-实施例六中的天线模块输出的信号能符合所欲的通信标准。

综合以上所述，本发明提供了一种天线模块，天线模块具有第一线圈与第二线圈，第一线圈与第二线圈彼此间隔有一基板而令彼此互不接触。借助于在基板上设置第一线圈与第二线圈，天线模块的灵敏度得以提升。此外，第一线圈与第二线圈更分别具有平板部，平板部的大小影响天线模块的等效电容值。更好地，平板部上更可具有至少一通孔来进一步微调所述的等效电容值。借着上述的结构，在同样的体积或面积下，本发明所提供的天线模块得以具有较大的灵敏度，且所述的天线模块的等效电容值可视实际所需来而被调整。因此，即使在微型化的情况下，本发明所提供的天线模块仍得以传输符合通信标准要求的信号。

Claims (11)

1.一种天线模块，其特征在于，包括：

一第一基板，具有一第一基板第一面与一第一基板第二面；

一第一线圈，位于所述第一基板第一面，所述第一线圈包括：

一第一平板部；以及

一第一绕线部，一端连接所述第一平板部，所述第一绕线部沿一预设指针方向绕行且环绕所述第一平板部；以及

一第二线圈，位于所述第一基板第二面，所述第二线圈不接触所述第一线圈，所述第二线圈包括：

一第二平板部；以及

一第二绕线部，一端连接所述第二平板部，所述第二绕线部沿所述预设指针方向绕行且环绕所述第二平板部；

其中，所述第一绕线部重叠于至少部分的所述第二绕线部，所述第一绕线部的形状与圈数相同于所述第二绕线部，所述第一平板部、所述第二平板部至少其中之一具有一通孔，所述第一基板具有一第一镂空部，且所述第一基板位于一参考平面上，所述第一绕线部或所述第二绕线部于所述参考平面的投影涵盖所述第一镂空部。

2.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述第一绕线部与所述第二绕线部完全重叠。

3.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述第一平板部与所述第二平板部至少一部分重叠。

4.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，还包括：

一第二基板，具有一第二基板第一面与一第二基板第二面，所述第二基板第一面面对所述第一基板第二面，所述第二线圈接触所述第二基板；以及

一第三线圈，位于所述第二基板第二面，所述第三线圈包含：

一第三平板部，以及

一第三绕线部，所述第三绕线部沿所述预设指针方向绕行；

其中，所述第二绕线部重叠于至少部分的所述第三绕线部，所述第三绕线部的形状与圈数相同于所述第二绕线部。

5.如权利要求4所述的天线模块，其特征在于，所述第一绕线部、所述第二绕线部与所述第三绕线部完全重叠。

6.如权利要求1或4所述的天线模块，其特征在于，所述第一平板部或所述第二平板部为矩形。

7.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述第一基板的材质为一绝缘材料。

8.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述第一基板的材质为软磁材料或金属。

9.如权利要求8所述的天线模块，其特征在于，所述第一基板与所述第一线圈及所述第二线圈之间设置有介电层。

10.如权利要求1所述的天线模块，其特征在于，所述第一镂空部为圆形或矩形。

11.如权利要求1或4所述的天线模块，其特征在于，所述第一绕线部与所述第二绕线部的每一圈为圆形或矩形。