CN108140951A - 车载天线模块 - Google Patents

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Abstract

作为一个模块提出了一种车载天线模块，该车载天线模块使得能够给具有磁共振式无线电力传输功能的便携终端和具有磁感应式无线电力传输功能的便携终端进行无线电力传输。所提出的车载天线模块包括：第一天线单元，具有第一天线并且层叠在基片的一个表面上，所述第一天线是用于磁共振式无线电力传输和近场通信的天线；以及第二天线单元，具有第二天线并且层叠在所述第一天线单元的一个表面上，所述第二天线是磁感应式无线电力传输天线，其中，所述第二天线的一部分与所述第一天线重叠。

Description

车载天线模块
技术领域
本公开的示例性实施例涉及一种车载天线模块，更具体地涉及一种使用磁感应方式和磁共振方式进行无线电力传输、以及与便携终端进行无线通信的车载天线模块。
背景技术
近来，电子设备，例如，诸如便携式电话、智能手机、膝上PC、笔记本电脑、数字广播终端、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便携式多媒体播放器(PortableMultimedia Player，PMP)和导航仪之类通过外部电源给电池充电的移动终端，越来越多地得到使用。
因此，与移动终端的使用相关的周围环境正扩散至诸如车辆之类的动态空间。
作为上述充电方式的一部分，在车辆中可以容易地给终端的电池充电的充电器越来越多地得到使用。
存在如下给车辆中的电池充电的充电器和终端(或电池)的电连接方式：通过接触端子或电缆将连接到车辆电源的充电器连接到终端以给终端提供电能。
其中，在充电器和终端中具有接触端子的终端供电方式中，如果曝露于潮湿环境中，则存在如下顾虑：接触/分离时的瞬时放电现象会导致充电电能损失或引起火灾，以及由于接触故障无法平稳地进行充电操作。
因此，提出了一种在不构成接触端子的情况下使用无线电力传输方式的非接触式充电系统。
非接触式充电系统通过无线电力传输方式提供车辆的电源所提供的电能，并且该非接触式充电系统包括嵌入在车辆中的无线电力发送模块和在终端侧的无线电力接收模块，无线电力接收模块接收来自无线电能发送模块的电能。
非接触式充电分为磁感应方式和磁共振方式，并且根据无线电力接收模块如何感测对无线电能发送模块的访问又分为PMA型和Qi型。
磁感应方式或磁共振方式的相同之处在于：使用磁场，并且使用线圈形成电磁场，然后通过电磁场传输电力。然而，磁感应方式使用线圈间的电磁感应现象，而磁共振方式的不同之处在于，尽管线圈之间的耦合系数较低，但是其可以使用磁共振进行远距离发送。
即就是说，磁感应方式的原理是：当采用相同频率制成的线圈彼此叠置时，初级线圈中生成的磁场使感生电流流到次级线圈以提供电能，而磁共振方式的特征在于直接传输电力而不需要接触充电垫。磁共振方式与磁感应方式基本上类似，都是通过线圈将电流转化成电磁场，然而，磁共振方式的不同之处在于以共振频率远距离发送电能。
此外，磁感应方式的优点是可以具有高传输效率并进行大功率传输，而磁共振方式的优点是可以一次性同时给多个设备供电。因此，磁感应方式和磁共振方式具有不同的特性，但是彼此所使用的工作频率也各不相同。
作为一个示例，磁感应方式使用100kHz至350kHz的工作频带，而磁共振方式使用6.765MHz至6.795MHz的工作频带。
因此，由于磁感应方式和磁共振方式分别使用不同的工作频率，因而存在两者之间互不兼容的问题。
同时，在工作于6.765MHz至6.795MHz的高频带的磁共振方式中，如果线圈之间的耦合系数过高，则会导致断裂(split)，降低充电效率，而在工作于100kHz至350kHz的低频带的磁感应方式中，耦合系数越高，充电效率越高。
因此，当同时应用磁感应方式和磁共振方式时，需要增大以磁感应方式工作的天线和以磁共振方式工作的天线的充电效率。
同时，近年来，为了给司机提供便利，提供了诸如通过与便携终端互通来使用及控制安装在车辆中的附加设备(例如车载音频设备等)的便利功能。为此，车辆需要安装用于在车辆中的附加设备和便携终端之间的通信的近场通信模块。
此外，在美国、欧洲等国家，用作手机的通信网络的全球移动通信系统(GlobalSystem for Portable Communication，GSM)存在车辆中的信号接收率下降的问题。因此，车辆需要安装用于放大GSM信号的天线。
然而，当车辆中安装了通信模块和用于无线充电和无线通信的天线时，存在如下问题：车辆的安装空间不够，并且车辆的内部受到限制。
此外，当在车辆中安装用于无线充电和无线通信的天线时，由于空间限制不可避免地要使用多个天线叠置的结构。在这种情况下，如果使用通用的磁共振式天线(例如，磁共振无线电力传输协会的A4WP天线)，则存在如下问题：存在由于磁感应天线的干扰而无法充电的区域以及在充电区域(即零点)无法进行充电的区域。
发明内容
技术问题
提出本公开是为了解决相关技术中的上述问题，并且本公开的一个目的在于提供一种车载天线模块，该车载天线模块可以将用于磁共振无线电力传输和近场通信天线的天线与用于磁感应无线电力传输的天线进行层叠以彼此部分重叠，由此相对于装配有磁共振无线电力传输功能的便携终端和装配有磁感应无线电力传输功能的便携终端在一个模块中执行无线电力传输功能。
此外，本公开的另一目的是提供一种车载天线模块，该车载天线模块使用一个天线来执行磁共振无线电力传输和近场通信，由此使天线模块的厚度最小。
此外，本公开的另一目的是提供一种车载天线模块，该车载天线模块针对移动通信频率来层叠天线以放大车辆中的移动通信频带的信号。
此外，本公开的另一目的是提供一种车载天线模块，该车载天线模块可以同时放置具有不同的无线电力传输方式的至少两个用于无线电力传输的天线，由此同时使用磁感应方式和磁共振方式来执行无线电力传输。
此外，本公开的另一目的是提供一种车载天线模块，在该车载天线模块中，以磁感应方式工作的天线可以配置成包括所有的Qi型天线和PMA天线以在一个模块中使用所有的Qi、PMA和磁共振方式。
技术方案
为了实现上述目的，根据本公开的实施例的车载天线模块包括基片；第一天线单元，层叠在所述基片的一个表面上并且具有第一天线；以及第二天线单元，层叠在所述第一天线单元的一个表面上，并且具有与所述第一天线至少部分重叠的第二天线。
第二天线可以包括第一无线电力传输天线和第二无线电力传输天线，所述第一无线电力传输天线形成为绕卷绕轴线进行卷绕的环形，所述第二无线电力传输天线与所述第一无线电力传输天线间隔开，并且形成为绕另一卷绕轴线进行卷绕的环形。在这种情况下，第一无线电力传输天线可以与第一天线的一部分重叠，第二无线电力传输天线可以与第一天线的另一部分重叠，所述第一无线电力传输天线和所述第二无线电力传输天线中的一个可以是Qi型天线，另一个可以是PMA型天线。
同时，在根据本公开的实施例的车载天线模块中，第二天线还可以包括第三无线电力传输天线，并且所述第三无线电力传输天线可以形成为绕与所述第一无线电力传输天线的卷绕轴线和所述第二无线电力传输天线的卷绕轴线间隔开的卷绕轴线进行卷绕的环形。在这种情况下，第三无线电力传输天线可以具有与第一无线电力传输天线重叠的一侧并且具有与所述第二无线电力传输天线重叠的另一侧，并且所述第三无线电力传输天线与第一天线至少部分重叠。
此处，第一无线电力传输天线至第三无线电力传输天线的卷绕轴线互不重叠，第一无线电力传输天线至第三无线电力传输天线中的至少一个可以是Qi型天线，剩余的可以是PMA型天线。
第一天线可以包括内部天线和外部天线，所述内部天线具有绕彼此间隔开的多个卷绕轴线分别进行卷绕的多个环形，所述外部天线连接到所述内部天线并且具有沿整个内部天线的外周进行卷绕的环形。在这种情况下，第一无线电力传输天线和第二无线电力传输天线分别与具有多个环形的内部天线的所述多个卷绕轴线中的一个重叠。
根据本公开实施例的车载天线模块可以包括层叠在所述基片的另一表面上的磁片，并且所述磁片的与第一天线单元重叠的区域和与第二天线单元重叠的区域可以由互不相同的材料制成。
根据本公开实施例的车载天线模块还可以包括第三天线单元，所述第三天线单元层叠在所述第二天线单元的一个表面上并且形成有第三天线。
在这种情况下，第三天线单元可以包括第一端子，形成在基板的一个表面上；第一天线图案，具有与所述第一端子连接的一端，并且沿所述基板的一个表面的外周部分形成；第二端子，与所述第一端子间隔开并且形成在所述基板的一个表面上；以及第二天线图案，具有与所述第二端子连接的一端，沿所述基板的一个表面的外周部分形成，并且具有与所述第一天线图案的另一侧间隔开的另一端。
技术效果
根据本公开，存在如下效果：车载天线模块可以将用于磁共振无线电力传输和近场通信的天线与用于磁感应无线电力传输的天线进行层叠以彼此部分重叠，由此相对于装配有磁共振无线电力传输功能的便携终端和装配有磁感应无线电力传输功能的便携终端在一个天线模块中执行无线电力传输。
此外，存在如下效果：车载天线模块可以使用层叠在基片上的一个天线来执行磁共振无线电力传输和近场通信，由此使天线模块的厚度最小。
此外，存在如下效果：车载天线模块可以针对移动通信频率来层叠天线，由此放大车辆中的移动通信频带的信号，使移动通信终端的接收率最大。
此外，存在如下效果：车载天线模块可以同时放置具有不同的无线电力传输方式的至少两个用于无线电力传输的天线，由此同时使用磁感应方式和磁共振方式来执行无线电力传输；以及使用所有的Qi、PMA和磁共振方式来增强兼容性和易用性。
附图说明
图1和图2为解释根据本公开的实施例的车载天线模块的视图；
图3为解释图2的第一天线单元的视图；
图4和图5为解释图2的第二天线单元的视图；
图6为解释根据本公开的实施例的车载天线模块的一个修改示例的视图；
图7至图11为解释图6的磁片的视图；
图12为解释根据本公开的实施例的车载天线模块的另一修改示例的视图；以及
图13和图14为解释图12的第三天线单元的视图。
具体实施方式
在下文中，为了详细解释以使本公开涉及的领域的技术人员可以容易地实践本发明的技术思想，将参照附图详细描述本公开的最优选实施例。首先，应该注意的是，在给每个附图中的元件表示附图标记时，可能的话，即使在不同的附图中示出，相同元件也具有相同的附图标记。此外，在解释本公开时，当确定对相关已知配置和功能的详细描述可能使本公开的要点模糊不清时，将省略该详细描述。
根据本公开的实施例的车载天线模块安装在车辆内并且进行信号的发送/接收，用于给便携终端充电以及车辆中的便携终端和附加设备之间的近场通信。作为一个示例，参见图1，车载天线模块安装在车辆的中控台和换挡杆之间的空间10中。
在这种情况下，该车载天线模块将执行磁共振无线电力传输和近场通信的天线以及执行磁感应无线电力传输的天线进行层叠以彼此部分重叠。
因此，通过执行磁共振无线电力传输的天线和执行磁感应无线电力传输的天线之间的耦合效应增加了天线辐射。
此处，耦合是能量在两个或更多个电路或系统之间进行传递的现象，并且由两个或更多个电路组成，该两个或更多个电路通过应用电流耦合电路来电磁耦合或交替耦合以进行能量交换。
车载天线模块将执行磁感应无线电力传输的天线层叠在执行磁共振无线电力传输的天线上，并且使用通过电感耦合在两个线圈电路中流动的电流生成的磁场来传输能量。
为此，如图2所示，车载天线模块被配置成包括基片100、第一天线单元200和第二天线单元300。
基片100由电路基板构成，该电路基板由诸如聚酰亚胺(PI)和PET之类的合成树脂制成。在这种情况下，基片100可以由具有预定长度的PCB、具有延展性的FPCB等构成。
第一天线单元200包括在基片100上的一个表面上形成并且执行无线电力传输和近场通信的天线。即就是说，第一天线单元200包括作为以磁共振方式传送无线电力并执行近场通信的无线电力传输天线。
作为一个示例，如图3所示，通过卷绕具有预定厚度的导电元件(例如导线)，第一天线单元200被配置成包括内部天线220和外部天线240。
内部天线220形成为具有分别卷绕彼此间隔开的多个卷绕轴线的多个环形。即就是说，内部天线220由彼此连接的多个平坦型线圈构成。在这种情况下，该平坦型线圈通过绕卷绕轴线多次卷绕导电元件形成为圆形、椭圆形、四边形等。此处，内部天线220放置成与形成在稍后所描述的第二天线单元300上的天线部分重叠。
外部天线240连接到内部天线220并且形成为沿整个内部天线220的外周进行卷绕的环形。即就是说，外部天线240由绕形成内部天线220的区域进行多次卷绕的预定形状的平坦型线圈构成。
内部天线220和外部天线240可以由一个导电元件构成、或者由各独立的导电元件构成，然后通过另一导电元件彼此相连接。
第一天线单元200通过内部天线220和外部天线240的组合用作以磁共振方式在6.765MHz至6.795MHz的工作频带传输无线电力的A4WP天线，或者用作在13.56MHz的频带与便携终端通信的NFC天线。
同时，第一天线单元200可以通过在基片100的一个表面上将诸如铜箔之类的导体图案化成环形、或者使用导电油墨或导电膏将金属图案印制成环形来形成。
当然，第一天线单元200也可以由将被导电元件卷绕多次的平坦型线圈与印制在基片100的一个表面上的天线相结合的形状构成。此处，第一天线单元200也可以由具有由磁共振无线电力传输协会定义的形状的天线构成。
第二天线单元300层叠在第一天线单元200的一个表面上。例如，第二天线单元300可以是以磁感应方式传输无线电力的天线，并且如图4所示被配置成包括第一无线电力传输天线320和第二无线电力传输天线340。
第一无线电力传输天线320和第二无线电力传输天线340被放置成以预定的间隔彼此间隔开，以与在第一天线单元200中形成的天线的预定区域(例如，内部天线220)重叠。
第一无线电力传输天线320形成为绕卷绕轴线进行卷绕的环形。在这种情况下，第一无线电力传输天线320与第一天线单元200的一部分重叠。
第二无线电力传输天线340形成为绕与第一无线电力传输天线320的卷绕轴线不同的卷绕轴线进行卷绕的环形。在这种情况下，第二无线电力传输天线340与第一天线单元200的另一部分重叠。
第一无线电力传输天线320和第二无线电力传输天线340可以由工作于约100kHz至350kHz的工作频带的磁感应方式的Qi型天线和PMA型天线构成。
此处，第一无线电力传输天线320和第二无线电力传输天线340中的一个可以由Qi型天线形成，而另一个可以由PMA型天线构成。
当然，第一无线电力传输天线320或第二无线电力传输天线340中的至少一个也可以由可通过集成Qi型和PMA型所使用的天线构成。
在这种情况下，第一无线电力传输天线320或和第二无线电力传输天线340可分别与具有多个环形的内部天线220的卷绕轴线中的一个重叠。此处，与卷绕轴线重叠指的是卷绕轴线被放置成叠置于第一无线电力传输天线320或第二无线电力传输天线340的整个区域中。
同时，如图5所示，第二天线单元300可以被配置成进一步包括第三无线电力传输天线360，该第三无线电力传输天线360放置成与第一无线电力传输天线320和第二无线电力传输天线340部分重叠。
第三无线电力传输天线360可以形成为绕与第一无线电力传输天线320的卷绕轴线和第二无线电力传输天线340的卷绕轴线间隔开的卷绕轴线进行卷绕的环形。
第三无线电力传输天线360具有与第一无线电力传输天线320和第二无线电力传输天线340重叠的预定区域。在这种情况下，第三无线电力传输天线360的一侧与第一无线电力传输天线320重叠，另一侧与第二无线电力传输天线340重叠。第一无线电力传输天线320至第三无线电力传输天线360的卷绕轴线形成为互不重叠。第一无线电力传输天线320至第三无线电力传输天线360中的至少一个可以是Qi型天线，剩余的无线电力传输天线可以是PMA型天线。
第三无线电力传输天线360可以放置成与形成在第一天线单元200中的天线(例如，内部天线220)的预定区域重叠。
此处，第一无线电力传输天线320至第三无线电力传输天线360可以分别形成为由导电元件卷绕的平坦型线圈，或者通过将诸如铜箔之类的导体图案化成环形或使用导电油墨或导电膏使金属图案形成环形来成形。
当然，第一无线电力传输天线320至第三无线电力传输天线360也可以由将由导电元件多次卷绕的平坦型线圈与印制在基片100的一个表面上的天线相结合的形状构成。
因此，车载天线模块可以包括分别以磁感应方式和磁共振方式工作的第一天线单元200和第二天线单元300构成，由此在一个模块中执行两种方式(即，磁感应方式和磁共振方式)的无线电力传输。
此外，车载天线模块可以安装在车辆中，并且使用具有不同的工作频率或工作方式的所有的Qi型、PMA型和A4WP型来执行无线电力传输。因此，不管诸如便携电话、PDA和膝上电脑之类的待充电的便携终端的无线电力传输方式是磁感应方式还是磁共振方式，车载天线模块都可以使用匹配的天线来执行无线电力传输(即，充电)，由此通过所有的无线电力传输方式进行充电而不需要替换安装在车辆中的无线电力传输模块。
此外，车载天线模块可以通过第一天线单元200执行近场通信，由此用作执行近场数据通信以及磁感应无线电力传输和磁共振无线电力传输的复合天线。
如图6所示，车载天线模块也可以被配置成进一步包括磁片400。即就是说，车载天线模块还将磁性材料的磁片400层叠在基片100的下表面上。
车载天线模块被配置成进一步包括磁片400以防止其他部件受到电磁波干扰的影响。
该天线通常临近金属材料或部件，金属会改变天线线圈的自振频率(Self-Resonant Frequency，SFR)而加剧损耗，并降低了天线线圈的电感，最终导致通信故障。
以上现象的原因源自在金属中由于磁场而生成的涡流，并且为了消除该涡流，使用具有合适的磁导率、损耗和厚度的磁片400，从而将高磁导率的抗性材料插置于金属和天线之间来调整磁力线。
涡流损耗表示由感生电动势生成的涡流造成的电力损耗。参见如下方程1，涡流损耗与磁通密度、频率和磁片的厚度成正比。此处，由于涡流损耗是频率的函数，所以需要磁片400的性能适用于磁共振、磁感应、GSM和NFC的不同频率。
方程1
此处，Pe是涡流损耗，B是磁通密度，f是频率，d是磁片的厚度，Cp是功率系数(常数)。
参见如下方程2，由于磁场与磁导率具有正比关系，所以磁导率越高，磁通密度越大。
方程2
此处，μ是磁导率，H是磁场密度。
当在铁氧体上施加交流磁场时，铁氧体的运动速度或磁化旋转速度在低频时随磁场的变化而改变。然而，随着频率增加，磁壁不随磁场的变化而变化，使得磁导率下降，出现损耗。即就是说，磁场(H)和磁通密度(B)之间的相位被延迟；如以下方程3，磁导率可以表示为实数部分(μ′)和虚数部分(μ″)，如以下方程4，可以得到磁损耗(或磁导损耗率(tanδ))的表示，并且虚数部分越大，损耗越大。
方程3
μ＝B/H＝|μ|e-i＝μ′-iμ″
方程4
tanδ＝μ″/μ′(tan损耗)
此处，实验结果示出：在100kH至350kHz、6.78MHz或13.56MHz的频率上，磁片400的规格应该最小为μ′>50且μ″<5或更小。
在这种情况下，磁片400屏蔽在第一天线单元200和第二天线单元300上形成的天线中所生成的磁场，由此防止外部泄露。
此外，磁片400将磁场会聚在一侧方向上以增强对应天线的特性。即就是说，磁片400屏蔽发送来自天线的预定频带的无线信号时生成的磁场，由此增加磁场沿一侧方向的会聚，从而增强工作于预定频带的天线的特性。
为此，磁片400可以由可以屏蔽磁场的磁性材料构成，并且形成为具有特定面积的盘状。作为一个示例，磁片400由诸如带状薄片、铁氧体片、或者非晶合金或纳米晶合金的聚合物薄片等等之类的材料制成。此处，铁氧体片可以是烧结铁氧体片；可以使用镍锌铁氧体或锰锌铁氧体；并且也可以使用包含镁的铁氧体。非晶合金或纳米晶合金可以使用铁基磁合金或钴基磁合金。聚合物薄片可以是铁硅铝基金属聚合物或铁硅铬基金属聚合物。
同时，如图7所示，磁片400也可以形成为层叠多个非晶合金或纳米晶合金的带状薄片423a、423b、423c的形状。
磁片400可以分割形成为多个微结构以使得通过增加电阻来抑制涡流，并且该多个微结构可以被配置成在相邻微结构之间整体绝缘、或者在相邻微结构之间部分绝缘。在这种情况下，多个微结构可以形成为约1μm至3mm的大小，并且各微结构可以随机不规则地构成。
如果将分割形成为微结构的该多个薄片423a、423b、423c进行层叠，则磁片400可以设置有插置于各薄片423a、423b、423c之间由非导电材料制成的粘合层423d。
粘合层423d也可以用来通过使粘合层423d渗透于彼此层叠的一组薄片423a、423b、423c之间来使构成各薄片423a、423b、423c的多个微结构绝缘。此处，粘合层423d可以由胶状物构成，并且形成为将胶状物施加到薄膜形状的基板的一个表面或两个表面上的形状。
磁片400还可以包括形成在层压件的最上部和最下部上的保护膜425，多个薄片423a、423b、423c层叠在该层压件上。在这种情况下，保护膜425通过粘合层424粘附到层压件上。
磁片400可以形成为在第一天线单元200和第二天线单元300工作的约100kHz至350kHz、6.765MHz至6.795MHz的频带上具有0.35特斯拉或更多的饱和磁通密度。
这是由于当磁片400的饱和磁通密度较高时，该饱和由于磁场而被延迟，以使得相比较具有低饱和磁通密度的屏蔽片而言，可以使用较薄的厚度。
此外，磁片400可以由在第一天线单元200和第二天线单元300工作的约100kHz至350kHz、6.765MHz至6.795MHz的频带上磁导损耗率(tanδ(＝μ″/μ′))为0.05或更小的材料制成(μ′是磁导率，μ″是磁导损耗)。
同时，磁片400可以由与重叠第一天线单元200的区域和重叠第二天线单元300的区域不同的材料形成。即就是说，如图8和图9所示，磁片400还可以由具有不同特性的第一磁片420和第二磁片440构成，以分别增强在与工作于不同频带的第一天线单元200和第二天线单元300对应的天线模块上形成的天线的特性。
即就是说，磁片400可以由在预定频带上具有不同特性的第一磁片420和第二磁片440构成，以分别增强以磁共振方式(A4WP)和近场通信(即NFC)工作的第一天线单元200以及以磁感应方式(即WPC)工作的第二天线单元300的特性。
在这种情况下，车载天线模块还包括附接到磁片400的至少一个表面以保护磁片400的保护片(未示出)。
具体地，第一磁片420位于与在高频带下作为磁共振无线电力传输天线和近场通信天线工作的第一天线单元200对应的区域。第二磁片440位于与在低频带下作为磁感应无线电力传输天线工作的第二天线单元300对应的区域。
此处，第一磁片420被配置成具有包括第一天线单元200的区域，第二磁片440被配置成具有包括第二天线单元的区域。
在这种情况下，第二磁片440被配置成具有比第一磁片420相对窄的区域，并且被层叠在第一磁片420的一个表面(即下表面)上。
参见图10，第一磁片420可以形成有容置第二磁片440的容置部分430。在这种情况下，容置部分430形成为穿过第一磁片420的通孔形状，第二磁片440插入该通孔中。
当然，参见图11，第一磁片420可以形成有容纳第二磁片440的容置槽434。容置槽434可以在距第一磁片420的一个表面的特定深度处凹陷，第二磁片440也可以容纳在容置槽434中。
第一磁片420和第二磁片440还可以被配置成在预定频带具有不同的磁导率或不同的饱和磁场，并且如果第一磁片420和第二磁片440在预定频带的磁导率是相同的，则它们还具有不同的磁导损耗率。
具体地，在100kHz至350kHz的低频带上，第二磁片440可以形成为具有比第一磁片420相对高的磁导率，或者具有比第一磁片420相对大的饱和磁场。
当然，如果在100kHz至350kHz的频带上第一磁片420和第二磁片440具有相同的磁导率，则第二磁片440的磁导损耗率比第一磁片420的磁导损耗率相对较小。
此处，在100kHz至350kHz的低频带上，第二磁片440可以由磁导率为300至3500、磁导损耗率(tanδ(＝μ″/μ′))为0.05或更小且饱和磁通密度为0.25T或更大的材料制成。
作为一个示例，在100kHz至350kHz的低频带上，第二磁片440可以由磁导率为2000至3500且磁导损耗率(tanδ(＝μ″/μ′))为0.05或更小的锰锌铁氧体制成，以及由磁导率为300至1500、磁导损耗率(tanδ(＝μ″/μ′))为0.05或更小的镍锌铁氧体制成。
同时，在6.765MHz至6.795MHz和13.56MHz的高频带上，第一磁片420可以形成为具有比第二磁片440相对高的磁导率，或者在第一磁片420与第二磁片440具有相同磁导率的情况下，还形成为具有比第二磁片440相对低的磁导损耗率。
此处，在6.765MHz至6.795MHz和13.56MHz的高频带上，第一磁片420可以由磁导率为30至350、磁导损耗率(tanδ(＝μ″/μ′))为0.05或更小且饱和磁通密度为0.25T或更大的材料制成。
作为一个示例，在6.765MHz至6.795MHz和13.56MHz的低频带上，第一磁片420可以由磁导率为100至350、磁导损耗率(tanδ(＝μ″/μ′))为0.05或更小的镍锌铁氧体制成，以及磁导率为30至70、磁导损耗率(tanδ(＝μ″/μ′))为0.05或更小的金属聚合物制成。
这是因为在100kHz至350kHz的低频带上，第二磁片440具有比第一磁片420相对高的磁导率，并且因此以磁感应方式无线电力传输时在第二天线单元300中生成的交流磁场被引入具有相对高的磁导率的第二磁片440中。
在这种情况下，由于第二磁片440位于与第二天线单元300对应的区域中，所以引入第二磁片440的交流磁场可以被第二磁片440屏蔽以在希望的方向上会聚，由此实现了到无线电力接收模块的有效传输。
此外，由于在6.765MHz至6.795MHz上，第一磁片420具有比第二磁片440相对高的磁导率，因此以磁感应方式无线电力传输时在第一天线单元200中生成的交流磁场被引入具有相对高的磁导率的第一磁片420中。
在这种情况下，由于第一磁片420位于与第一天线单元200对应的区域中，所以引入第一磁片420的交流磁场被第一磁片420屏蔽以在希望的方向上会聚，由此实现了到无线电力接收模块的有效传输。
除此之外，由于在13.56MHz的频率处，甚至在通过第一天线单元200的近场通信(即，NFC通信)时，第一磁片420具有比第二磁片440相对高的磁导率，因此在数据通信时生成的磁场也被引入具有相对高的磁导率的第一磁片420中。
在这种情况下，由于第一磁片420位于与第一天线单元200对应的区域中，所以引入第一磁片420的磁场被第一磁片420屏蔽以在希望的方向上会聚，因而增大了数据的发送/接收灵敏度。
除此之外，即使在100kHz至350kHz的频带上第一磁片420和第二磁片440具有相同的磁导率，但是如果第二磁片440的磁导损耗率具有比第一磁片420的磁导损耗率相对低的值，则磁导率由于在无线电力传输时的磁导损耗率而产生的损耗因此得到降低。
因此，根据在100kHz至350kHz的工作频率范围内的电力传输生成的交流磁场被引入至具有相对高磁导率的第二磁片440，因此实现了通过位于与第二磁片440对应的区域中的第二天线单元300到无线电力接收模块的高效传输。
同样地，即使在6.765MHz至6.795MHz和13.56MHz的频率上第一磁片420和第二磁片440具有相同的磁导率，但是如果第一磁片420的磁导损耗率具有比第二磁片440的磁导损耗率相对低的值，则磁导率由于在无线电力传输或数据通信时的磁导损耗率而产生的损耗因此得到降低。
因此，在6.765MHz至6.795MHz和13.56MHz的频率上，磁场被引入具有相对高磁导率的第一磁片420，由此通过位于与第一磁片420对应的区域中的第一天线单元200高效地传输无线电力或者增大数据的发送/接收灵敏度。
此处，解释了第一磁片420由镍锌铁氧体或金属聚合物构成，并且第二磁片440由锰锌铁氧体或镍锌铁氧体构成。然而，本公开不限于上述构成方式，并且应该注意的是，只要磁导率、饱和磁场和磁导损耗率满足相应频带内有关各磁片的条件，第一磁片420和第二磁片440的材料可以有各种变化。
作为一个示例，在100kHz至350kHz、6.765MHz至6.795MHz和13.56MHz的工作频率上，第一磁片420和第二磁片440也可以由具有不同磁导率的相同材料构成，第二磁片440可以由非晶合金或纳米晶合金的带状薄片制成。这是因为即使第一磁片420和第二磁片440由相同的材料制成，它们也可以成通过诸如热处理温度和层数之类的各种条件被制造具有不同的特性(磁导率、饱和磁场、磁导损耗率等)。
除此之外，如果第一磁片420和第二磁片440中的至少一个由非金合金或纳米晶合金的带状薄片制成，则也可以使用单层的带状薄片。然而，第一磁片420和/或第二磁片440也可以由多个非晶合金或纳米晶合金的带状薄片进行层叠(参见图7)的形状构成。
同时，第一磁片420和第二磁片440放置成使得放置第一天线单元200和第二天线单元300的一个表面形成阶梯状表面。在这种情况下，该阶梯状表面形成为使得第二磁片440的放置第二天线单元300的一个表面形成为从第一磁片420的其上放置有第一天线单元200的一个表面凸起特定高度。
这是因为从以磁感应方式工作的第二天线单元300到待充电的便携终端的间隔距离和从以磁共振方式工作的第一天线单元200到待充电的便携终端的间隔距离互不相同。
一般来说，安装在无线电力传输模块中的发送线圈和安装在无线电力接收模块中的接收线圈之间的距离越近，耦合系数的值越大。
在这种情况下，以磁共振方式工作的天线使用线圈间小于0.2的耦合系数(k)，而以磁感应方式工作的天线使用线圈间超过0.7的耦合系数(k)。
这是因为如果以磁共振方式的线圈之间的耦合系数为0.2或更大，则发生断裂而导致效率下降，从而使无线电力传输的效率进一步降低，因此必须通过将接收线圈和发送线圈分开适当的距离来保持0.2或更小的耦合系数。
然而，与磁共振方式相反，在磁感应方式中，当线圈间的耦合系数更高时，所以无线电力传输的效率成比例增大，以使得有必要保持接收线圈和发送线圈之间的间隔距离彼此接近。
因此，在本公开的实施例中，第一磁片420和第二磁片440放置成形成阶梯状表面，并且第二磁片440的其上放置有以磁感应方式工作的第二天线单元300的一个表面的位置被置于低于第一磁片420的其上放置有以磁共振方式工作的第一天线单元200的一个表面的位置。
因此，在以磁感应方式传输无线电力的便携终端的情况下，第二天线单元300和便携终端可以保持尽可能近的距离，以保持0.7或更大的耦合系数，由此增强无线电力传输的效率。
此外，在以磁共振方式传输无线电力的便携终端的情况下，第一天线单元200和便携终端可以保持为放置成彼此间隔适当的距离，以保持0.2或更小的耦合系数，使得有利于防止由于过度的线圈耦合而导致断裂并且获得均匀的磁场分布，从而增强无线电力传输的效率。
如图12所示，车载天线模块还可以包括第三天线单元500。在这种情况下，第三天线单元500形成有用于放大GSM频带的信号的天线，该GSM频带为车辆的移动通信频带。
存在如下问题：在美国、欧洲等地方，GSM中用作移动通信频带(例如850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz)的信号的接收率在车辆中有所下降。
为了解决上述问题，车载天线模块形成有发送/接收用于移动通信的信号(即，GSM频带的信号)的天线并且将第三天线单元500层叠在第二天线单元300的一个表面上。
作为一个示例，如图13所示，第三天线单元500通过将导体(诸如铜箔)在由诸如聚酰亚胺(PI)和PET之类的合成树脂制成的电路基板510(例如PCB、FPCB等)的一个表面上图案化、或使用导电油墨或粘合剂来形成天线。
在这种情况下，天线可以被配置成包括第一天线图案550和第二天线图案590，该第一天线图案形成为从形成在电路基板的一个表面的一侧上的第一端子430开始沿电路基板的一个表面的外周部分的预定形状，该第二天线图案从第二端子570开始形成为与第一天线图案550对称。
此处，在与形成在第一天线单元200和第二天线单元300上的天线重叠的中央部分上未形成天线，以防止信号干扰第一天线单元200和第二天线单元300。
同时，如图14所示，车载天线模块未将第三天线单元500构成为单独的薄片，并且还可以在基片100的一个表面上形成用于移动通信的天线。即就是说，车载天线模块还在基片100的同一表面上形成第一天线单元200和用于移动通信的天线。
虽然本公开描述了具体的实施例，但是显而易见，在不脱离如以下权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以进行各种修改和变型。

Claims (14)

1.一种车载天线模块，包括：
基片；
第一天线单元，层叠在所述基片的一个表面上，并且具有第一天线；以及第二天线单元，层叠在所述第一天线单元的一个表面上，并且具有与所述第一天线至少部分重叠的第二天线。
2.根据权利要求1所述的车载天线模块，其中，所述第二天线包括：
第一无线电力传输天线，形成为绕卷绕轴线进行卷绕的环形，以及
第二无线电力传输天线，与所述第一无线电力传输天线间隔开，并且形成为绕另一卷绕轴线进行卷绕的环形。
3.根据权利要求2所述的车载天线模块，其中，所述第一无线电力传输天线与所述第一天线的一部分重叠，所述第二无线电力传输天线与所述第一天线的另一部分重叠。
4.根据权利要求2所述的车载天线模块，其中，所述第一无线电力传输天线和所述第二无线电力传输天线中的一个是Qi型天线，另一个是PMA型天线。
5.根据权利要求2所述的车载天线模块，其中，所述第二天线还包括第三无线电力传输天线，并且其中，
所述第三无线电力传输天线形成为绕与所述第一无线电力传输天线的卷绕轴线及所述第二无线电力传输天线的卷绕轴线间隔开的卷绕轴线进行卷绕的环形。
6.根据权利要求5所述的车载天线模块，其中，所述第三无线电力传输天线具有与所述第一无线电力传输天线重叠的一侧，并且具有与所述第二无线电力传输天线重叠的另一侧。
7.根据权利要求6所述的车载天线模块，其中，所述第三无线电力传输天线与所述第一天线至少部分重叠。
8.根据权利要求6所述的车载天线模块，其中，所述第一无线电力传输天线的卷绕轴线、所述第二无线电力传输天线的卷绕轴线和所述第三无线电力传输天线的卷绕轴线互不重叠。
9.根据权利要求6所述的车载天线模块，其中，所述第一无线电力传输天线至所述第三无线电力传输天线中的至少一个是Qi型天线，剩余的是PMA型天线。
10.根据权利要求2所述的车载天线模块，其中，所述第一天线包括：
内部天线，具有绕彼此间隔开的多个卷绕轴线分别进行卷绕的多个环形；以及
外部天线，连接到所述内部天线，并且具有沿所述内部天线的外周进行卷绕的环形。
11.根据权利要求10所述的车载天线模块，其中，所述第一无线电力传输天线和所述第二无线电力传输天线各自与为多个环形的所述内部天线的所述多个卷绕轴线中的一个重叠。
12.根据权利要求1所述的车载天线模块，还包括层叠在所述基片的另一表面上的磁片，
其中，所述磁片形成为使得与所述第一天线单元重叠的区域的材料不同于与所述第二天线单元重叠的区域的材料。
13.根据权利要求1所述的车载天线模块，还包括第三天线单元，所述第三天线单元层叠在所述第二天线单元的一个表面上，并且具有第三天线。
14.根据权利要求13所述的车载天线模块，其中，所述第三天线单元包括：
第一端子，形成在基板的一个表面上；
第一天线图案，沿所述基板的一个表面的外周部分形成，并且具有与所述第一端子连接的一端；
第二端子，与所述第一端子间隔开并且形成在所述基板的一个表面上；以及
第二天线图案，沿所述基板的外周部分形成，具有与所述第二端子连接的一端，并且具有与所述第一天线图案的另一端间隔开的另一端。
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