CN109286068B - 一种nfmi天线装置及具有该装置的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种NFMI天线装置，包括线圈、环状的支撑体和用于套设于电池外部的环状的铁氧体层，线圈绕设于支撑体的环向面上，铁氧体层设置于支撑体的内环面处，线圈的两端均设有用作天线馈电点的焊盘。本申请中线圈绕设在支撑体上，支撑体内环面设有环向的铁氧体层，线圈的焊盘用于接收电信号，铁氧体层可以起到抗外界干扰、放大磁场的作用，同时由于铁氧体层为环状，而设置线圈的支撑体和铁氧体层的厚度都很薄，能够极大缩减天线装置所占用的空间，本申请能够解决传统天线装置需求空间较大的问题，进一步为所应用的电子设备节省空间。本申请还公开了一种包括上述NFMI天线装置的电子设备。
Description
技术领域
本发明涉及射频天线电路技术领域，更具体地说，涉及一种NFMI天线装置。此外，本发明还涉及一种包括上述NFMI天线装置的电子设备。
背景技术
NFMI天线作为短距离通信天线被广泛用于无线蓝牙耳机中的左右耳通讯中，目前主要天线外形采用圆柱形状或长方体。
现阶段，天线的设计通常会与其所设置的电路板结构设计和所应用的结构空间相冲突，增加天线性能往往需要影响结构或电路板的空间。受NFMI天线实现原理所限，天线尺寸无法缩小，因而在本来空间就很小的真无线蓝牙耳机中往往无法给NFMI天线足够的空间，也就不能够实现更多的功能。这种现状使得NFMI天线处于有空间使用NFMI天线的产品不需要此功能或者需要此功能的产品却没有足够的空间的两难情况中。
综上所述，如何提供一种占用空间小的天线装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种NFMI天线装置，该装置占用空间小且不会影响天线功能。
本发明的另一目的是提供一种包括上述NFMI天线装置的电子设备。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种NFMI天线装置，包括线圈、环状的支撑体和用于套设于电池外部的环状的铁氧体层，所述线圈绕设于所述支撑体的环向面上，所述铁氧体层设置于所述支撑体的内环面处，所述线圈的两端均设有用作天线馈电点的焊盘。
优选的，所述线圈绕置于所述支撑体的内环面、并在通过所述支撑体后绕设于所述支撑体的外环面。
优选的，所述线圈包括依次连接的线圈首段、线圈中段和线圈尾段；
所述线圈首段沿所述支撑体的轴向往复绕设于所述支撑体的内环面，且具有沿所述支撑体周向的延伸，所述线圈中段沿所述支撑体的周向螺旋绕设于所述支撑体的外环面，所述线圈尾段沿所述支撑体的轴向往复绕设于所述支撑体的内环面，且具有沿所述支撑体周向的延伸。
优选的，所述线圈首段与所述线圈中段的连接部跨越于所述支撑体的第一端面，所述线圈中段与所述线圈尾段的连接部跨越于所述支撑体的第二端面；
或，所述线圈首段与所述线圈中段的连接部穿过于所述支撑体的第一缺口，所述线圈中段与所述线圈尾段的连接部跨越于所述支撑体的第二缺口。
优选的，所述线圈首段和所述线圈尾段均匀设置于所述支撑体的内环面，和/或，所述线圈中段均匀设置于所述支撑体的外环面。
优选的，所述线圈的两端并列设置，且均位于所述支撑体的内环面或外环面。
优选的，设置于所述线圈外部的绝缘层与所述线圈固定连接；
和/或，所述支撑体包括矩形环状支撑体、椭圆形环状支撑体或圆形环状支撑体。
优选的，所述支撑体的内环面和/或外环面设有用于方便整齐绕线的连续的绕线凹槽。
一种电子设备，包括天线装置和电池，所述天线装置为上述任一项所述的NFMI天线装置，且所述电池设置于所述NFMI天线装置的所述铁氧体层内。
优选的，所述电子设备包括无线蓝牙耳机、手机和可穿戴设备。
本发明提供的NFMI天线装置，包括线圈、环状的支撑体和用于套设于电池外部的铁氧体层，线圈绕设于支撑体的环向面上，铁氧体层设置于支撑体的内环面处，线圈的两端均设有用作天线馈电点的焊盘。
本申请中线圈绕设在支撑体上，支撑体内环面设有环向的铁氧体层，线圈的焊盘用于接收电信号，铁氧体层可以起到抗外界干扰、放大磁场的作用，同时由于铁氧体层为环状，其内部可以用于放置PCB板上的电池等结构，而设置线圈的支撑体和铁氧体层的厚度都很薄，能够极大缩减天线装置所占用的空间，相比起现有技术中在线圈中设置磁芯的情况而言，本申请能够解决传统天线装置需求空间较大的问题，进一步为所应用的电子设备节省空间。
本申请还提供了一种包括上述NFMI天线装置的电子设备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的NFMI天线装置的结构示意图；
图2为图1的局部示意图；
图3为本发明所提供的NFMI天线装置的另一角度的示意图；
图4为本发明所提供的正视图；
图5为本发明所提供的NFMI天线装置侧面展开后内部的示意图；
图6为本发明所提供的NFMI天线装置侧面展开后外部的示意图；
图7为图6的俯视图。
图1-7中：
支撑体1、绕线凹槽11、线圈2、焊盘20、线圈首段21、线圈中段22、线圈尾段23、铁氧体层3。
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。
本发明的核心是提供一种NFMI天线装置，该装置占用空间小且不会影响天线功能。
本发明的另一核心是提供一种包括上述NFMI天线装置的电子设备。
请参考图1至图7，图1为本发明所提供的NFMI天线装置的结构示意图；图2为图1的局部示意图；图3为本发明所提供的NFMI天线装置的另一角度的示意图；图4为本发明所提供的正视图；图5为本发明所提供的NFMI天线装置侧面展开后内部的示意图；图6为本发明所提供的NFMI天线装置侧面展开后外部的示意图；图7为图6的俯视图。
本申请提供的一种NFMI天线装置，包括线圈2、环状的支撑体1和用于套设于电池外部的环状的铁氧体层3，线圈2绕设于支撑体1的环向面上，铁氧体层3设置于支撑体1的内环面处，线圈2的两端均设有用作天线馈电点的焊盘20。
需要说明的是，上述支撑体1为用于缠绕线圈2的结构，线圈2为铜丝或其他用于缠绕形成天线的结构，线圈2以需要的状态缠绕于支撑体1上，支撑体1为环状结构，线圈2可以沿内圈或外圈进行缠绕，缠绕后仍然为环形，绕制完成后，在整体的内圈设置环形的铁氧体层3，铁氧体层3可以与绕制的线圈固定连接，或者仅仅套设在其内部。其中铁氧体层3为环形，铁氧体层3用于起到抗外界干扰、放大磁场的作用。可选的，铁氧体层3的厚度越大，使用效果越好，但是考虑到在铁氧体层3环形结构的内部设置电池，因而，铁氧体层3的厚度应在实际设置位置的情况相符。常见的使用中，铁氧体层3最薄可做到0.3mm厚度。
线圈2缠绕在支撑体1上，在线圈的两个端部分别设置有焊盘20，以便用作天线馈电点，实现与电路的连接，信号通过天线馈电点进入线圈2进而辐射出去。
可选的，上述环形的支撑体可以为圆环框架、矩形框架或其他形状的框架。相类似的，铁氧体层3也可以为圆环框架、矩形框架或其他形状的框架。可选的，二者的形状配合，以便套接更加稳定。
本申请中线圈2绕设在支撑体1上，支撑体1内环面设有环向的铁氧体层3，线圈2的焊盘20用于接收电信号，铁氧体层3可以起到抗外界干扰、放大磁场的作用，同时由于铁氧体层3为环状，其内部可以用于放置PCB板上的电池等结构，而设置线圈的支撑体和铁氧体层3的厚度都很薄，能够极大缩减天线装置所占用的空间，相比起现有技术中在线圈2中设置磁芯的情况而言，本申请能够解决传统天线装置需求空间较大的问题，进一步为所应用的电子设备节省空间。
在上述实施例的基础之上，线圈2绕置于支撑体1的内环面、并在通过支撑体1后绕设于支撑体1的外环面。
需要说明的是，为了增大线圈的缠绕圈数，保证天线的作用效果，通常需要采用不同的绕线方式，本申请中提出一种高效利用支撑体1进行缠绕的方式，请参考图2、和图4-6，线圈2可以在环形的支撑体1的内环面绕制完成后翻过端面或穿过支撑体1，继续在支撑体1的外环面绕制。或者先在外环面绕制，再进入到内环面绕制。
可选的，本实施例的主要目的是为了充分利用支撑体1的内外面结构，因此并不限定绕制的方式或者内外面的先后，所有能够充分利用支撑体内外面的绕制方式均属于本申请的范围中。
需要说明的是，线圈2的两个端点可以同在内环面或者外环面，当然，也可以分别在两个面上，或者可以伸出于环向面并向外部伸出。
可选的，线圈2的两个端点也可以在支撑体1的同一端面，或者分别在两个端面。需要说明的是，本实施例中并不限定两个端点的具体位置，可以根据实际使用情况进行调整。
在上述实施例的基础之上，线圈2包括依次连接的线圈首段21、线圈中段22和线圈尾段23；
线圈首段21沿支撑体1的轴向往复绕设于支撑体1的内环面，且具有沿支撑体1周向的延伸，线圈中段22沿支撑体1的周向螺旋绕设于支撑体1的外环面，线圈尾段23沿支撑体1的轴向往复绕设于支撑体1的内环面，且具有沿支撑体1周向的延伸。
需要说明的是，线圈2并不是分体结构，也不意味着一定通过三段连接而成，上述的线圈首段21、线圈中段22和线圈尾段23仅仅为了说明线圈2的三个部分分别位于支撑体1上的不同位置。
线圈首段21在支撑体1的内环面上，并沿着支撑体1的轴向往复运动，且沿环向面延伸，以形成波形图形状，波形图的两端分别朝向支撑体1的端面，波形图的周期其沿环向面延伸，但并不布满整个内环面。线圈首段21连接线圈中段22的位置跨越或穿越支撑体1，使线圈2进入到外环面上。
线圈中段22位于支撑体1的外环面上，且沿支撑体1的轴向螺旋缠绕，线圈中段22与线圈尾段23连接的位置跨越或穿越支撑体1，使线圈2回到内环面上。
线圈尾段23在支撑体1的内环面上，并沿着支撑体1的轴向往复运动，且沿环向面延伸，可以与线圈首段21缠绕方式类似，并布满内环面上没有设置线圈首段21的位置。
可选的，线圈2回到到内环面上的位置可以紧邻线圈首段21，以便回到内环面上的线圈2能够从一侧开始缠绕，从而布满剩余内环面位置。
上述设置方式可以使得支撑体1的内外圈均得到充分的利用，同时还能够使得线圈首段21的自由端(设置焊盘20的位置)和线圈尾段23的自由端(设置焊盘20的位置)能够并列设置。
可选的，上述缠绕方式也可以内外环面颠倒，或者采用其他方法绕制。
本实施例所采用的绕线方法能够充分利用支撑体1的内外环面，使天线的线圈数尽可能高，从而实现天线的更多作用。
在上述实施例的基础之上，线圈首段21与线圈中段22的连接部跨越于支撑体1的第一端面，线圈中段22与线圈尾段23的连接部跨越于支撑体1的第二端面；
或，线圈首段21与线圈中段22的连接部穿过于支撑体1的第一缺口，线圈中段22与线圈尾段23的连接部跨越于支撑体1的第二缺口。
需要补充的是，支撑体1上可以设置缺口或者穿过孔，以便线圈2的绕制，缺口或者穿过孔的作用是使得线圈2的位置确定，避免在绕制完成后的使用中，跨越段或穿越段出现以外的位移，造成对线圈2的使用的破坏。当然，上述结构也可以不使用缺口或穿过孔，或者使用其他的便于固定线圈2位置的结构，可以卡接固定件等。
在上述任意一个实施例的基础之上，线圈首段21和线圈尾段23均匀设置于支撑体1的内环面，和/或，线圈中段22均匀设置于支撑体1的外环面。
请参考图1和图4-6，其中，为了提升线圈2使用的稳定性，保证使用中的精密性不被影响，线圈2均匀地设置在支撑体1上，当然，该设置需要满足实际情况的使用，无论密度或者均匀程度，均需要与实际使用的情况进行配适。
为了实现对线圈2绕线位置的把控，以及对线圈缠绕圈数的调整，在上述任意一个实施例的基础之上，支撑体1的内环面和/或外环面设有用于方便整齐绕线的连续的绕线凹槽11。
请参考图7，在支撑体1上设置有绕线凹槽11，用于在绕线时候将线圈2绕制在绕线凹槽11中，使得线圈2不会因为缠绕的松紧程度的改变导致位置的改变。
可选的，上述绕线凹槽11可以为连续凹槽，或者为螺旋的、间断式的凹槽，可以根据实际使用情况进行调整。
在上述实施例中已经说明，线圈2的两端可以并列设置，且均位于支撑体1的内环面或外环面。
当然，线圈2的两端可以分布于同位置，因为端部用于设置焊盘，而焊盘与PCB板上的布线设置有关，因而，线圈2端点的设置可以灵活调整。
需要说明的是，本申请的任意一个实施例中，为保证使用的安全性以及避免线圈2受到干扰，在缠绕有线圈2的支撑体1的外部均设置有卷圆层，设置于线圈2外部的绝缘层与线圈2固定连接；另外一方面，支撑体1包括矩形环状支撑体、椭圆形环状支撑体或圆形环状支撑体。
需要说明的是，上述线圈2外部的绝缘层是设置于缠绕完线圈2的支撑体1外部的。
上述结构中各部分的连接关系包括：外部表面的绝缘层，在绝缘层内的绕制线圈2并设置天线馈电点的环形支撑体1，在环形的支撑体内环一侧设置有环形的铁氧体层3，上述套接的三层形成NFMI天线装置。
上述三层环形结构形成一个中空的框架，在实际使用中可以将所设置位置中的电池放入该中空位置内，形成的NFMI天线装置如同一张环形的贴纸一般，可以包裹、套接在电池的外部，当设置在电子设备中时，可以实现缩小体积的目的，因为NFMI天线装置可以包裹在电池外表面且厚度很薄，完全解决的传统NFMI天线需求空间较大的需求。为NFMI天线装置的使用创造空间，避免因空间不足造成NFMI天线装置无法工作的情况，增加了NFMI天线装置的适用范围。
图5为NFMI天线装置展开后内表面去掉铁氧体层3后的俯视图，图6为NFMI天线装置展开后外表面俯视图，图5和图6均为将环形的NFMI天线装置由侧面剖解开以形成侧面展开的结构示意图。图7为NFMI天线装置展开后加上铁氧体层3后侧表面俯视图。图3和图7中可以得到在缠绕有线圈2的支撑体1的内环面设置铁氧体层3可用于隔离和争强信号。
本申请所提供的NFMI天线装置改变了现有技术中将NFMI天线装置作为单独器件占用PCBA或者结构空间的情况，能够大幅降低NFMI天线对空间的要求，可以将NFMI天线装置做成如贴纸般贴在电池外表面，实现节约空间的目的。
除了上述各个实施例中所提供的NFMI天线装置，本发明还提供一种包括上述实施例公开的NFMI天线装置的电子设备，该电子设备包括天线装置和电池，天线装置为上述任一实施例中的NFMI天线装置，且电池设置于NFMI天线装置的铁氧体层3内，该电子设备的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
可选的，上述电子设备包括无线蓝牙耳机。当然，还包括其他可以运用天线的结构，例如手机、可穿戴设备、MP3等。其中，可穿戴设备包括手表、智能手环、智能手表、腕戴心率监测设备、运动式手环以及佩戴于手指上的穿戴设备、腕戴通话设备、体感设备的腕戴端等。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的电子设备及其NFMI天线装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种NFMI天线装置，其特征在于，包括线圈(2)、环状的支撑体(1)和用于套设于电池外部的环状的铁氧体层(3)，所述线圈(2)绕设于所述支撑体(1)的环向面上，所述铁氧体层(3)设置于所述支撑体(1)的内环面处，所述线圈(2)的两端均设有用作天线馈电点的焊盘(20)；
所述线圈(2)绕置于所述支撑体(1)的内环面、并在通过所述支撑体(1)后绕设于所述支撑体(1)的外环面；
所述线圈(2)包括依次连接的线圈首段(21)、线圈中段(22)和线圈尾段(23)；
所述线圈首段(21)沿所述支撑体(1)的轴向往复绕设于所述支撑体(1)的内环面，且具有沿所述支撑体(1)周向的延伸，所述线圈中段(22)沿所述支撑体(1)的周向螺旋绕设于所述支撑体(1)的外环面，所述线圈尾段(23)沿所述支撑体(1)的轴向往复绕设于所述支撑体(1)的内环面，且具有沿所述支撑体(1)周向的延伸。
2.根据权利要求1所述的NFMI天线装置，其特征在于，所述线圈首段(21)与所述线圈中段(22)的连接部跨越于所述支撑体(1)的第一端面，所述线圈中段(22)与所述线圈尾段(23)的连接部跨越于所述支撑体(1)的第二端面；
或，所述线圈首段(21)与所述线圈中段(22)的连接部穿过于所述支撑体(1)的第一缺口，所述线圈中段(22)与所述线圈尾段(23)的连接部跨越于所述支撑体(1)的第二缺口。
3.根据权利要求1所述的NFMI天线装置，其特征在于，所述线圈首段(21)和所述线圈尾段(23)均匀设置于所述支撑体(1)的内环面，和/或，所述线圈中段(22)均匀设置于所述支撑体(1)的外环面。
4.根据权利要求1所述的NFMI天线装置，其特征在于，所述线圈(2)的两端并列设置，且均位于所述支撑体(1)的内环面或外环面。
5.根据权利要求1至4任一项所述的NFMI天线装置，其特征在于，设置于所述线圈(2)外部的绝缘层与所述线圈(2)固定连接；
和/或，所述支撑体(1)包括矩形环状支撑体、椭圆形环状支撑体或圆形环状支撑体。
6.根据权利要求5所述的NFMI天线装置，其特征在于，所述支撑体(1)的内环面和/或外环面设有用于方便整齐绕线的连续的绕线凹槽(11)。
7.一种电子设备，包括天线装置和电池，其特征在于，所述天线装置为权利要求1-6任一项所述的NFMI天线装置，且所述电池设置于所述NFMI天线装置的所述铁氧体层(3)内。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括无线蓝牙耳机、手机和可穿戴设备。
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