CN110416731A - 一种具有小型化近场通信天线的电子设备 - Google Patents

一种具有小型化近场通信天线的电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有小型化近场通信天线的电子设备，该小型化近场通信天线包括基板、嵌设于基板内且由导线盘绕形成的线圈、贴设于基板一面的磁片，线圈至少包括相对设置的第一部分导线及第二部分导线，第一部分导线的导线直径大于第二部分导线的导线直径，磁片覆盖第一部分导线所在区域，电子设备还包括与小型化近场通信天线配合的破磁组件，破磁组件与基板分别设于磁片两侧。该具有小型化近场通信天线的电子设备能有效避免相对较近且电流方向相反的导线之间产生的方向相反的磁力线之间相互抵消，进而提高该小型化近场天线在进行读写卡、卡模拟时的发射能量，提高该近场天线的整体性能，进一步实现近场天线的小型化，以适用于小型电子设备。

Description

一种具有小型化近场通信天线的电子设备
技术领域
本发明涉及天线领域，特别涉及一种具有小型化近场通信天线的电子设备。
背景技术
近场通信(Near Field Communication)，是一种新兴的技术，使用了近场通信技术的设备(比如手机)可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。近场通信业务结合了近场通信技术和移动通信技术，实现了电子支付、身份认证、票务、数据交换、防伪、广告等多种功能，是移动通信领域的一种新型业务。近场通信业务改变了用户使用移动电话的方式，使用户的消费行为逐步走向电子化，建立了一种新型的用户消费和业务模式。
随着科技的发展，很多电子产品，功能更加的强大，预留给天线的空间越来越小，另一方面市场竞争压力越来越大，所以对天线的小型化的要求是必然的趋势，天线小型化之后，不但要在有限的空间内设计出特性好的产品，而且还可以大大的节约成本，从而提高市场的竞争力。
因此，为了适应小型电子产品，目前的近场天线，在尺寸上进行缩小，即基板尺寸变小，且天线中的线圈的导线线径均变小。因此带来的问题就是：因为基板缩小尺寸后变得细窄，所以相对的导线之间距离很近。当线圈通电后，如图1所示，相对很近的导线之间电流方向相反，产生的磁力线方向相反，磁力线重叠的区域磁力线相互抵消，影响天线在进行读写卡、卡模拟时的发射能量，从而影响该近场天线的整体性能。
当然，也有的小型化近场天线，采用磁片覆盖全部的线圈，然而也无法有效解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其占用空间小，增益高。
为解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：
一种具有小型化近场通信天线的电子设备，所述小型化近场通信天线包括基板、嵌设于所述基板内且由导线盘绕形成的线圈、贴设于所述基板一面的磁片，所述线圈至少包括相对设置的第一部分导线及第二部分导线，且所述第一部分导线的导线直径大于所述第二部分导线的导线直径，所述磁片覆盖所述第一部分导线所在区域以压缩磁场空间，使第一部分导线产生的磁场位于所述磁片一侧，所述电子设备还包括与所述小型化近场通信天线配合的破磁组件，所述破磁组件与所述基板分别设于所述磁片两侧。
在一些实施例中，所述破磁组件至少包括金属零件或电池中的一种，所述金属零件为所述电子设备中的部件。
在一些实施例中，所述破磁组件设于所述第二部分导线一侧。
在一些实施例中，所述小型化近场通信天线的面积不超过500mm2。
在一些实施例中，所述线圈包括线圈主体部分及线圈延伸部分，所述线圈主体部分与线圈延伸部分构成凸字形回路，所述线圈包括首端及末端，且所述首端及末端均位于所述线圈延伸部分。
在一些实施例中，所述线圈主体部分的横截面为圆形、四边形、六边形或八边形中的一种。
在一些实施例中，所述线圈主体的横截面为矩形，所述线圈主体包括依次连接的第一部分导线、第三导线部分、第二部分导线及第四部分导线，且所述第三部分导线与第四部分导线的导线直径相等。
在一些实施例中，所述第三部分导线的导线直径及第四部分导线的导线直径均小于所述第一部分导线的导线直径。
在一些实施例中，所述磁片覆盖所述第一部分导线、第三部分导线及第四部分导线所在区域。
在一些实施例中，所述基板另一侧贴附于所述电子设备外壳内侧面。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明保护一种具有小型化近场通信天线的电子设备，小型近场通信天线中构成线圈的导线，其不同部分具有不同直径，使得线圈具有相对设置的粗导线部分及细导线部分，粗导线部分所在区域覆盖磁片，从而使靠近磁片的磁力线压缩进磁片内，改变磁力线方向而使磁场仅位于基板一侧，同时，该小型近场天线安装于破磁组件处，破磁组件与基板分别设于磁片两侧，破磁组件切断细导线部分的磁力线，从而避免相对较近且电流方向相反的导线之间所产生的方向相反的磁力线之间相互抵消的现象，进而提高该小型化近场天线在进行读写卡、卡模拟时的发射能量，提高该近场天线的整体性能，进一步实现近场天线的小型化，以适用于小型电子设备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是背景技术中提供的未覆盖磁片的小型化近场通信天线的磁力线分布示意图；
图2是本发明实施例提供的一种小型化近场通信天线的正面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种小型化近场通信天线的反面结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种小型化近场通信天线未安装在破磁组件处时的磁力线分布示意图；
图5是本发明实施例提供的一种小型化近场通信天线安装在破磁组件处时的磁力线分布示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“X轴”“Y轴”“Z轴”“垂直”“平行”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考附图2～5来详细描述本发明所保护的一种小型化近场通信天线的具体结构。
实施例
如图2～5所示，本实施例提供一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其包括设于其内且用于进行读写卡、卡模拟的小型化近场通信天线100，该近场通信天线100的面积不超过500mm2，在该近场通信天线100上集成相应电子元件，实现利用手机、平板等移动终端进行移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪、广告等多种功能。
具体地，参照图2～3所示，该小型化近场通信天线100包括基板1、嵌设于基板1内且由导线盘绕形成的线圈2、贴设于基板1正面的磁片3。其中，线圈2匝数不限，且每一匝线圈均位于同一平面内，即基板1平面内。磁片3并不覆盖所有线圈2，为半覆盖式形式，仅覆盖有用的导线部分，以压缩该导线的磁场空间。
进一步，参照图4所示，线圈2至少包括相对设置的第一部分导线4及第二部分导线5，且第一部分导线4的导线直径大于第二部分导线5的导线直径，因此，通电时，第一部分导线4产生的磁场强度较第二部分导线5产生的磁场强度大。并且，由于第一部分导线4中的电流方向与第二部分导线5中的电流方向相反，故两部分产生的磁力线方向相反，磁力线重叠部分存在相互抵消现象。
作为一种较佳的实施方式，本实施例中的第一部分导线4的导线直径为1±0.05mm，第二部分导线5的导线直径为0.15±0.05mm。
为了获得较强的发射能量，通常将第一部分导线4作为有用导线，其产生的磁场为有用磁场，第二部分导线5为无用导线，其产生的磁场为无用磁场。在实际应用中需要保护高有用磁场，破坏无用磁场，以避免有用的磁力线被无用的磁力线抵消或削弱。因此，本实施例中的近场通信天线100中应保护第一部分导线4相应的磁力线，破坏第二部分导线5相应的磁力线。
因此，本实施例中的磁片3覆盖第一部分导线4所在区域，从而使靠近磁片2的磁力线压缩进磁片2内，以压缩第一部分导线4产生的磁场空间，使第一部分导线4产生的磁场位于磁片3一侧，此时，该近场通信天线100中第一部分导线4及第二部分导线5产生的磁场如图4所示。
同时，该电子设备还包括与该小型化近场通信天线100配合的破磁组件6，破磁组件6与基板1分别设于磁片2两侧。破磁组件6至少包括金属零件或电池中的一种，金属零件为电子设备中的部件。破磁组件6位于第二部分导线5一端，也可以跨越第二部分导线5至第一部分导线4，甚至扩展至整个基板1大小，本实施例对此并不加以限制。在破磁组件6的作用下，可将第二部分导线5产生的磁力线切断。由于在磁板2的作用下，第一部分导线4产生的磁场位于磁片2的一侧，破磁组件6位于磁片2另一侧，故破磁组件6并不影响第一部分导线4产生的磁场。此时，该近场通信天线100中第一部分导线4及第二部分导线5产生的磁场如图5所示。
因此，本实施例中近场通信天线100的磁场即为第一部分导线4产生的磁场，第二部分导线5的磁场在破坏后，该部分导线仅起到导通作用。
进一步参照图2～3所示，本实施例中的近场通信天线100中，线圈2包括线圈主体部分21及线圈延伸部分22，线圈主体部分21与线圈延伸部分22构成凸字形回路。线圈2包括与接收端跳线连接的首端23以及与发送端跳线连接的末端24，且首端23及末端24均位于线圈延伸部分22。
线圈主体部分21的横截面为圆形、四边形、六边形或八边形中的一种。作为一种优选，线圈主体部分21的横截面为矩形，线圈主体部分21包括依次连接的第一部分导线4、第三导线部分7、第二部分导线5及第四导线部分8，第三导线部分7及第四导线部分8的导线直径相等且均小于第一部分导线的导线直径。由于第三导线部分7及第四导线部分8相对设置，且通电时两者的电流方向相反(如图3中箭头所示)，产生的磁场强度及区域相等，且方向相反，故两个磁场相互抵消，对于第一部分导线4产生的磁场并无影响。
作为一种较佳的实施方式，第二部分导线5、第三部分导线7及第四部分导线8的导线直径均相等，为0.15±0.05mm。
进一步，作为一种较佳的实施方式，磁片2覆盖第一部分导线4、第三导线部分7及第四部分导线8所在区域。
该近场通信天线100还包括设于基板1背面的背胶区9，用于将该场通信天线100贴附于电子设备外壳的内侧面。
本实施例中提供的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，小型近场通信天线中构成线圈的导线，其不同部分具有不同直径，使得线圈具有相对设置的粗导线部分及细导线部分，粗导线部分所在区域覆盖磁片，从而使靠近磁片的磁力线压缩进磁片内，改变磁力线方向而使磁场仅位于基板一侧，同时，该小型近场天线安装于破磁组件处，破磁组件与基板分别设于磁片两侧，破磁组件切断细导线部分的磁力线，从而避免相对较近且电流方向相反的导线之间所产生的方向相反的磁力线之间相互抵消的现象，进而提高该小型化近场天线在进行读写卡、卡模拟时的发射能量，提高该近场天线的整体性能，进一步实现近场天线的小型化，以适用于小型电子设备。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述小型化近场通信天线包括基板、嵌设于所述基板内且由导线盘绕形成的线圈、贴设于所述基板一面的磁片，所述线圈至少包括相对设置的第一部分导线及第二部分导线，且所述第一部分导线的导线直径大于所述第二部分导线的导线直径，所述磁片覆盖所述第一部分导线所在区域以压缩磁场空间，使第一部分导线产生的磁场位于所述磁片一侧，所述电子设备还包括与所述小型化近场通信天线配合的破磁组件，所述破磁组件与所述基板分别设于所述磁片两侧。
2.根据权利要求1所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述破磁组件至少包括金属零件或电池中的一种，所述金属零件为所述电子设备中的部件。
3.根据权利要求2所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述破磁组件设于所述第二部分导线一侧。
4.根据权利要求1所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述小型化近场通信天线的面积不超过500mm2。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述线圈包括线圈主体部分及线圈延伸部分，所述线圈主体部分与线圈延伸部分构成凸字形回路，所述线圈包括首端及末端，且所述首端及末端均位于所述线圈延伸部分。
6.根据权利要求5所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述线圈主体部分的横截面为圆形、四边形、六边形或八边形中的一种。
7.根据权利要求5所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述线圈主体的横截面为矩形，所述线圈主体包括依次连接的第一部分导线、第三部分导线、第二部分导线及第四部分导线，且所述第三部分导线与第四部分导线的导线直径相等。
8.根据权利要求7所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述第三部分导线的导线直径及第四部分导线的导线直径均小于所述第一部分导线的导线直径。
9.根据权利要求7所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述磁片覆盖所述第一部分导线、第三部分导线及第四部分导线所在区域。
10.根据权利要求5所述的一种具有小型化近场通信天线的电子设备，其特征在于：所述基板另一侧贴附于所述电子设备外壳内侧面。
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