CN107887699A - 一种利用金属后盖的近场通讯天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用金属后盖的近场通讯天线，属于天线技术领域。本发明所述天线装置包括卷曲环绕的金属导体、被缝隙分开的第一金属壳体以及第二金属壳体和通讯设备内部的金属导体层。通过卷曲环绕的金属导体两端与第二金属壳体的相连以及卷曲环绕的金属导体与第一金属壳体的相对位置消除了金属壳体大部分面积的反向感应涡流，从而减小损耗，提升天线性能。本发明提供的天线具有面积小，对通讯设备中其他天线的影响小，结构简单，易于加工，成本低，性能优越等特点。

Description

一种利用金属后盖的近场通讯天线

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种利用金属后盖的近场通讯天线。

背景技术

NFC(Near Field Communication，近场通信)是一种工作频率为13.56MHz，通信距离为0～20cm，实际通常小于10cm的近距离无线通信技术，可用于支付、信息交换、辅助WIFI/蓝牙配对、医疗等领域。

近些年来，随着个人手持电子设备的迅速增长以及移动支付的普及，近场通讯作为个人移动设备支付方案变得越来越可行。近场通讯是依靠电磁场进行耦合的，而个人移动设备中的金属环境(如覆盖面积越来越大的金属后盖)日益复杂，金属环境上会产生大量的反向感应涡流，减弱近场通讯天线性能。

对于上述技术问题，现有技术的解决方法为：(1)在金属壳体上开“T”形缝并在缝的末端连接一个方形孔，并且结合多圈的卷曲环绕的金属导体来减弱金属壳体上的反向涡流；(2)在金属壳体上开两个方形孔，并且用一条缝来连通这两个孔，并且结合“8”字形的多圈的卷曲环绕的金属导体来减弱金属壳体上的反向涡流；(3)在金属后盖上开一条缝，并且利用多圈卷曲环绕的金属导体来实现近场通讯。

但是，上述现有技术的技术方案都需要多圈的卷曲环绕的金属导体，需要占用较大物理空间，对通讯设备内其它天线影响较大；需要添加铁磁性材料来屏蔽通讯设备内部导体层，成本较高；结构较复杂加工难度大。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种利用金属后盖的近场通讯天线。

本发明为解决上述技术问题所采用的方法是：

一种利用金属后盖的近场通讯天线，包括金属壳体和卷曲环绕的金属导体4；金属壳体上开有一条缝隙2，金属壳体被缝隙2分为第一金属壳体1和第二金属壳体3两部分；卷曲环绕的金属导体4的两端分别与第二金属壳体3连接；卷曲环绕的金属导体4有一个断点；

本发明所述天线的馈电点位于卷曲环绕的金属导体4的断点；

卷曲环绕的金属导体4与第二金属壳体3的连接使得第二金属壳体3的反向感应涡流完全消除，从而大幅降低涡流对近场通讯天线的损耗；

调整卷曲环绕的金属导体4和第一金属壳体1的相对位置，可以改变金属壳体的涡流方向，进一步减小第一金属壳体1上的反向感应涡流，从而减弱了金属壳体上的感应涡流对天线性能的影响；

卷曲环绕的金属导体4和第一金属壳体1的相对位置的调整范围为：卷曲环绕的金属导体4位于缝隙2的下沿以上且位于第一金属壳体1的上沿以下；

卷曲环绕的金属导体4的环绕圈数可以为单圈或多圈；卷曲环绕的金属导体4可以依附于柔性介质基板材料，也可以不依附柔性介质基板材料，直接附着于金属壳体上；

通讯设备内部导体层5通常为通讯设备内的电池或覆铜主板，其上产生的反向涡流会增加天线损耗，降低天线性能。由于本发明中的卷曲环绕的金属导体4面积较小，因此近场通讯天线既可以覆盖导磁材料，也可以不覆盖导磁材料；导磁材料的目的在于减弱通讯设备内部导体层5对于天线性能的影响，减弱内部导体层上反向感应涡流的幅值大小。

本发明的有益效果是：本发明中的卷曲环绕的金属导体可以单圈或多圈，天线面积较小，厚度较小，可不覆盖导磁材料，所占空间较小，从而对通讯设备中其他天线(如GPS、WIFI天线)的影响较小，利于其他天线的设计。并且不需铁磁性材料，结构简单易于加工，成本低，天线性能较好，用于实现金属环境下的近场通讯。

附图说明

图1为具体实施例1中所述天线的三维视图；

图2为具体实施例1中所述天线的侧视图；

图3为具体实施例1中所述天线的俯视图；

图4为具体实施例1中所述天线的金属壳体上的涡流分布图；

图5为具体实施例2中所述天线的俯视图；

图6为具体实施例2中所述天线的金属壳体上的涡流分布图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1

一种利用金属后盖的近场通讯天线，其三维视图如图1所示，侧视图和俯视图分别如图2和图3所示，包括金属壳体和卷曲环绕的金属导体4；金属壳体上开有一条缝隙2，金属壳体被缝隙2分为第一金属壳体1和第二金属壳体3两部分；卷曲环绕的金属导体4的两端分别与第二金属壳体3连接；卷曲环绕的金属导体4有一个断点；天线的馈电点位于卷曲环绕的金属导体4的断点；

图4为具体实施例1中所述天线的金属壳体上的涡流分布图，其中(a)为金属壳体的内表面的涡流分布图，(b)为金属壳体的外表面的涡流分布图；图中虚点线箭头表示卷曲环绕的金属导体4上的电流走向，虚线箭头表示金属壳体上的反向涡流，实线箭头表示金属壳体上的同向涡流。

实施例2

图5为具体实施例2中所述天线的俯视图，本实施例与实施例1的区别在于卷曲环绕的金属导体4的环绕圈数增加。

图6为具体实施例2中所述天线的金属壳体上的涡流分布图，其中(a)为金属壳体的内表面的涡流分布图，(b)为金属壳体的外表面的涡流分布图；图中虚点线箭头表示卷曲环绕的金属导体4上的电流走向，虚线箭头表示金属壳体上的反向涡流，实线箭头表示金属壳体上的同向涡流。

从具体实施例1和例2中的仿真结果可以看出，第二金属壳体3上的反向涡流被完全消除，第一金属壳体1上的反向涡流仅存在于卷曲环绕的金属导体4正对应内表面处，由于卷曲环绕的金属导体4面积较小，因此反向涡流面积较小。综上所述，具体实施例1和例2都基本完全消除了金属后盖上的反向涡流，大幅减小了反向涡流对天线造成的损耗，使得近场通讯性能较好。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用金属后盖的近场通讯天线，其特征在于，包括金属壳体和卷曲环绕的金属导体(4)；金属壳体上开有一条缝隙(2)，金属壳体被缝隙(2)分为第一金属壳体(1)和第二金属壳体(3)两部分；卷曲环绕的金属导体(4)的两端分别与第二金属壳体(3)连接；卷曲环绕的金属导体(4)有一个断点。

2.根据权利要求1所述的利用金属后盖的近场通讯天线，其特征在于，天线的馈电点位于卷曲环绕的金属导体(4)的断点。

3.根据权利要求1所述的利用金属后盖的近场通讯天线，其特征在于，通过调整卷曲环绕的金属导体(4)和第一金属壳体(1)的相对位置，改变第一金属壳体(1)的涡流方向。

4.根据权利要求3所述的利用金属后盖的近场通讯天线，其特征在于，卷曲环绕的金属导体(4)和第一金属壳体(1)的相对位置的调整范围为：卷曲环绕的金属导体(4)位于缝隙(2)的下沿以上且位于第一金属壳体(1)的上沿以下。

5.根据权利要求1所述的利用金属后盖的近场通讯天线，其特征在于，卷曲环绕的金属导体(4)的环绕圈数为单圈或多圈。

6.根据权利要求1所述的利用金属后盖的近场通讯天线，其特征在于，卷曲环绕的金属导体(4)依附于柔性介质基板材料，或者不依附柔性介质基板材料而直接附着于金属壳体上。