CN111628281A - Nfc天线和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种NFC天线和电子设备，涉及电子设备领域。该NFC天线包括NFC芯片、调谐模块、减阻增效模块和辐射体；NFC芯片、调谐模块和减阻增效模块依次电连接，调谐模块用于对两个连接端的信号调谐；辐射体与减阻增效模块电连接，用于形成天线环路。本发明实施例提供的NFC天线和电子设备能够在有线的放置空间下，满足性能和认证需求。

Description

NFC天线和电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备领域，具体而言，涉及一种NFC天线和电子设备。

背景技术

在电子设备中，通常NFC(Near Field Communication，近场通信)天线面积在1200mm²(平方毫米)以上，并且形状规则，以保证NFC的工作性能。但是，随着各功能模块(比如，高像素、高屏占比、大电池、折叠屏、5G、无线充电等)的堆砌，电子设备内部可供NFC天线放置的空间大幅缩小。这样会使天线性能严重受损，无法满足其性能和认证需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种NFC天线和电子设备，其能够放置在有限的空间内，并且保证天线性能，满足性能和认证需求。

第一方面，本发明实施例提供一种NFC天线，包括NFC芯片、调谐模块、减阻增效模块和辐射体，所述NFC芯片、所述调谐模块和所述减阻增效模块依次电连接，所述调谐模块用于对所述两个连接端的信号调谐，所述辐射体的两端分别与所述减阻增效模块电连接，以形成天线环路。

在可选的实施方式中，所述两个连接端包括第一连接端和第二连接端，所述调谐模块包括第一调谐电容组和第二调谐电容组，所述第一调谐电容组电连接于所述第一连接端和所述减阻增效模块的第一输入端之间，所述第二调谐电容组电连接于所述第二连接端和所述减阻增效模块的第二输入端之间。

在可选的实施方式中，所述第一调谐电容组包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容的一端接地，另一端与所述第一连接端电连接，所述第二电容的一端与所述第一连接端电连接，另一端与所述减阻增效模块的第一输入端电连接，所述第三电容的一端接地，另一端与所述减阻增效模块的第一输入端电连接。

在可选的实施方式中，所述第二调谐电容组包括第四电容、第五电容和第六电容，所述第四电容的一端接地，另一端与所述第二连接端电连接，所述第五电容的一端与所述第二连接端电连接，另一端与所述减阻增效模块的第二输入端电连接，所述第六电容的一端接地，另一端与所述减阻增效模块的第二输入端电连接。

在可选的实施方式中，所述两个连接端包括第一连接端和第二连接端，所述减阻增效模块包括第一电感和第二电感，所述第一电感的一端与所述调谐模块的第一输出端电连接，另一端与所述辐射体的第一端连接，所述第二电感的一端与所述调谐模块的第二输出端电连接，另一端与所述辐射体的第二端电连接。

在可选的实施方式中，所述减阻增效模块与所述辐射体之间通过传输导线电连接。

在可选的实施方式中，所述辐射体为电子设备的金属边框、或者设置在电路板上。

在可选的实施方式中，所述NFC天线还包括电路板，所述调谐模块、所述减阻增效模块和所述辐射体均电连接于所述电路板上。

在可选的实施方式中，所述电路板为柔性电路板，所述柔性电路板的下方设置有与所述柔性电路板形状相同的铁氧体。

第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括如前述实施方式中任一项所述的NFC天线。

本发明提供的NFC天线，在NFC芯片的两个连接端和辐射体之间增设了调谐模块和减阻增效模块，该调谐模块用于对信号进行调谐，减阻增效模块用于减小阻抗、并提升信号的传输效率。调谐模块和减阻增效模块的设置有利于使信号平稳、高效地传输，从而保证NFC天线的工作性能，满足性能和认证需求。NFC天线沿着电子设备内的空间布置，其形状可以为不规则形状，以使NFC天线的面积更大，从而满足性能和认证需求。同时，本发明实施例提供的NFC天线不仅可以通过不规则形状覆盖更大面积，使NFC天线的性能得到保障，而且还可以灵活设置所覆盖的区域，减小堆砌于电子设备内部的功能模块对NFC天线的局限，提高NFC天线设计的灵活性，也降低了电子设备各功能模块的设计难度。本发明实施例提供的NFC天线和电子设备能够放置在有限的空间内，且满足性能和认证需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的NFC天线的原理框图；

图2为本发明实施例提供的NFC天线的电路示意图；

图3为图2中调谐模块的电路示意图；

图4为图2中减阻增效模块的电路示意图；

图5为图2中的辐射体为电子设备的金属边框时的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的NFC天线的形状示意图。

图标：100-NFC天线；110-NFC芯片；111-第一连接端；112-第二连接端；120-调谐模块；121-第一调谐电容组；1211-第一电容；1212-第二电容；1213-第三电容；122-第二调谐电容组；1221-第四电容；1222-第五电容；1223-第六电容；130-减阻增效模块；131-第一电感；132-第二电感；140-辐射体；141-金属边框；150-传输导线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

请参阅图1和图2，其示出了本发明实施例提供的一种NFC天线100，其可以用于电子设备，该电子设备包括但不限于手机、平板电脑等设备。本发明实施例提供的NFC天线100能够放置在有限的空间内，且保证天线性能，满足性能和认证需求。

需要说明的是，NFC指的是近场通信，具有NFC的设备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，Radio Frequency Identification)及互连互通技术整合演变而来的，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。本发明实施例提供的NFC天线100能够实现上述的NFC功能。

同时，也需要说明的是，NFC天线100的特性与常规天线一样，其辐射面不可以有金属遮挡。在NFC天线100布置时，需要避开电子设备中的摄像头、指纹、大电池等功能模块。但是在避让后，NFC天线100面积要么不规则，要么走线间距减小，有时会小到传统天线加工工艺无法完成加工。同时，在设置时，NFC天线100的性能会严重受损，无法满足性能和认证需求。而本发明实施例提供的NFC天性可以减小堆砌于电子设备内部的各功能模块对NFC天线100布置的局限，可以较大面积地布置NFC天线100，从而保证其性能，以及满足认证需求。

在本发明实施例中，该NFC天线100包括NFC芯片110、调谐模块120、减阻增效模块130和辐射体140；NFC芯片110、调谐模块120和减阻增效模块130依次电连接，辐射体140与减阻增效模块130电连接，用于形成天线环路。

需要说明的是，在本发明实施例中，上述的调谐模块120用于对两个连接端的信号进行调谐；减阻增效模块130用于减小NFC天线100的阻抗，并增加两个连接端信号的传输效率；辐射体140用于接收或发出信号；NFC芯片110用于处理辐射体140接收的信号或者发出的信号。在本发明实施例中，通过调谐模块120和减阻增效模块130能够使得信号高效传输，从而满足性能和认证要求。

同时，也应当理解的是，在本发明实施例中，NFC天线100在NFC芯片110的两个连接端和辐射体140之间增设了调谐模块120和减阻增效模块130，该调谐模块120用于对信号调谐，减阻增效模块130用于减小阻抗、并提升信号的传输效率。调谐模块120和减阻增效模块130的设置有利于使信号平稳、高效地传输，从而保证NFC天线100的工作性能，满足性能和认证需求。

此外，需要说明的是，在本发明实施例中，对于NFC芯片110不做具体限定，其可以为有源NFC芯片110，具体的可以根据设计需要灵活选用NFC芯片110的类型。

需要特别指出的是，在本发明实施例中，NFC天线100的形状可以不做具体要求，为了适应目前电子设备内狭小的空间，NFC天线100可以为不规则形状，NFC天线100沿着电子设备内的空间布置，并且辐射面完全避开金属，其形状可以为不规则形状，以使NFC天线100的面积更大，从而满足性能和认证需求。

同时，也需要指出的是，本发明实施例提供的NFC天线100不仅可以通过不规则形状覆盖更大面积，使NFC天线100的性能得到保障，而且还可以灵活设置所覆盖的区域，减小堆砌于电子设备内部的功能模块对NFC天线100的局限，提高NFC天线100设计的灵活性，也降低了电子设备各功能模块的设计难度。

在可选的实施方式中，上述的两个连接端包括第一连接端111和第二连接端112。

请参阅图3，上述的调谐模块120可以包括第一调谐电容组121和第二调谐电容组122，第一调谐电容组121电连接于第一连接端111和减阻增效模块130的第一输入端之间，第二调谐电容组122电连接于第二连接端112和减阻增效模块130的第二输入端之间。

也就是说，在本发明实施例中，该调谐模块120通过设置第一调谐电容组121和第二调谐电容组122实现对信号的调谐处理。该用于调谐的电容组便于设置，并且设计成本和制造成本均较低，有利于降低NFC天线100的成本。

进一步地，该第一调谐电容组121可以包括第一电容1211、第二电容1212和第三电容1213，第一电容1211的一端接地，另一端与第一连接端111电连接，第二电容1212的一端与第一连接端111电连接，另一端与减阻增效模块130的第一输入端电连接，第三电容1213的一端接地，另一端与减阻增效模块130的第一输入端电连接。

需要说明的是，在本发明实施例中，对于上述的第一电容1211、第二电容1212以及第三电容1213的具体电容值不做限定，同时，对于第一电容1211、第二电容1212和第三电容1213来说，这三者的电容值可以完全相等，也可以是在第一电容1211、第二电容1212和第三电容1213中至少一个电容的电容值与其他两个不相等，或者第一电容1211、第二电容1212和第三电容1213的电容值互不相等。对此，本发明实施例不做具体限定，可以根据实际设计需求灵活设置。

可选地，上述的第一电容1211、第二电容1212和第三电容1213连接为π形电容组。

进一步地，该第二调谐电容组122可以包括第四电容1221、第五电容1222和第六电容1223，第四电容1221的一端接地，另一端与第二连接端112电连接，第五电容1222的一端与第二连接端112电连接，另一端与减阻增效模块130的第二输入端电连接，第六电容1223的一端接地，另一端与减阻增效模块130的第二输入端电连接。

需要说明的是，在本发明实施例中，对于上述的第四电容1221、第五电容1222和第六电容1223的具体电容值不做限定，同时，对于第四电容1221、第五电容1222和第六电容1223来说，这三者的电容值可以完全相等，也可以是在第四电容1221、第五电容1222和第六电容1223中至少一个电容的电容值与其他两个不相等，或者第四电容1221、第五电容1222和第六电容1223的电容值互不相等。对此，本发明实施例不做具体限定，可以根据实际设计需求灵活设置。

此外，还需要说明的是，在本发明实施例中，该第四电容1221、第五电容1222和第六电容1223，与上述的第一电容1211、第二电容1212和第三电容1213的电容值大小也不做限定。

可选地，上述的第四电容1221、第五电容1222和第六电容1223连接为π形电容组。

在本发明实施例中，第一调谐电容组121和第二调谐电容组122可以采用同一电路结构。但是，在本发明实施例中，对于上述的第一调谐电容组121中的各电容、以及上述的第二调谐电容组122中的各电容的电容值不做具体限定。

请参阅图4，在可选的实施方式中，上述的减阻增效模块130包括第一电感131和第二电感132，第一电感131的一端与调谐模块120的第一输出端电连接，另一端与辐射体140的第一端连接，第二电感132的一端与调谐模块120的第二输出端电连接，另一端与辐射体140的第二端电连接。

可选地，第一电感131和第二电感132均为高Q值绕线电感。其中的Q值，也叫电感的品质因素，是衡量电感器件的主要参数；是指电感在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。在本发明实施例中，第一电感131和第二电感132均为高Q值绕线电感，从而使得损耗小、效率高，能有效降低阻抗，提升效率。

需要说明的是，在本发明实施例中，对于上述的第一电感131和第二电感132的具体电感值不做限定，第一电感131和第二电感132可以相等或不等，可以是第一电感131大于第二电感132，也可以是第一电感131小于第二电感132。也就是说，在本发明实施例中，第一电感131和第二电感132可以根据实际设计需求灵活设置。

在可选的实施方式中，减阻增效模块130与辐射体140之间通过传输导线150电连接。

可选地，该传输导线150可以不含阻抗。

可选地，该传输导线150的线宽大致在0.2毫米。

而对于传输导线150的长度，本发明实施例不做具体限定。

请参阅图2，上述的传输导线150分别与辐射体140的两端连接，对于辐射体140的类型，本发明实施例不做具体限定，其可以根据环境灵活设置，比如设置为电子设备的金属边框141等。

图5示出了辐射体140为电子设备的金属边框141时的连接结构图。在图5中，金属边框141可以为电子设备的外观面。在作为天线的辐射体140时，金属边框141截断，以使金属边框141与其他的边框保持绝缘，可以在两者之间填充绝缘材料。金属边框141可以为一个、两个或多个天线辐射体140，在金属边框141作为两个或两个以上的天线辐射体140时，金属边框141可以分隔为与天线辐射体140的数量对应的两个或者两个以上，如图5所示，其示出了金属边框141作为三组天线辐射体140使用。如图5所示，作为天线辐射体140时，金属边框141可以位于电子设备的上方、左侧或右侧等。

在图5中，TX代表发射端或传送端，通常是指串行通信的数据发送输出。图5中的TX1和TX2分别表示信号输出的两个端子。(图6中的TX1和TX2与此处相同。)

可选地，辐射体140也设置在电路板上。

在可选的实施方式中，上述的NFC天线100还可以包括电路板，调谐模块120、减阻增效模块130和辐射体140均电连接于电路板上。

进一步地，该电路板可以为柔性电路板，柔性电路板的下方设置有与柔性电路板形状相同的铁氧体。铁氧体为导磁材料，用于隔离金属信号。

可选地，在将NFC天线100应用于手机时，其可以贴合在手机背部、手机的后盖上，也可以贴合在电池盖内侧、屏下或者电池上方等位置，本发明实施例对于NFC天线100的具体贴合位置不做限定。

需要说明的是，本发明实施例对于NFC天线100的形状不做限定，如图6所示，NFC天线100可以为S形(图6中1所指)、L形(图6中2所指)、C形(图6中3所指)、U形(图6中4所指)等。可选地，在将NFC天线100应用于手机时，NFC天线100大体靠近或围绕手机的后置指纹模组(图6中圆形阴影区域为后置指纹模组)周围。

本发明实施例提供一种电子设备，包括如前述实施方式中任一项的NFC天线100。该电子设备可以为移动设备，比如手机、平板、相机等；也可以为其他设备，比如音箱、车载设备等。

请结合参阅图1至图6，本发明实施例提供的NFC天线100和电子设备：在NFC芯片110的两个连接端和辐射体140之间增设了调谐模块120和减阻增效模块130，该调谐模块120用于对信号调谐，减阻增效模块130用于减小阻抗、并提升信号的传输效率。调谐模块120和减阻增效模块130的设置有利于使信号平稳、高效地传输，从而保证NFC天线100的工作性能，满足性能和认证需求。NFC天线100沿着电子设备内的空间布置，其形状可以为不规则形状，以使NFC天线100的面积更大，从而满足性能和认证需求。同时，本发明实施例提供的NFC天线100不仅可以通过不规则形状覆盖更大面积，使NFC天线100的性能得到保障，而且还可以灵活设置所覆盖的区域，减小堆砌于电子设备内部的功能模块对NFC天线100的局限，提高NFC天线100设计的灵活性，也降低了电子设备各功能模块的设计难度。本发明实施例提供的NFC天线100和电子设备能够放置在有限的空间内，且满足性能和认证需求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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NFC天线，其特征在于，包括NFC芯片、调谐模块、减阻增效模块和辐射体，所述NFC芯片、所述调谐模块和所述减阻增效模块依次电连接，所述调谐模块用于对所述两个连接端的信号调谐，所述辐射体的两端分别与所述减阻增效模块电连接，以形成天线环路。

2.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述两个连接端包括第一连接端和第二连接端，所述调谐模块包括第一调谐电容组和第二调谐电容组，所述第一调谐电容组电连接于所述第一连接端和所述减阻增效模块的第一输入端之间，所述第二调谐电容组电连接于所述第二连接端和所述减阻增效模块的第二输入端之间。

3.根据权利要求2所述的NFC天线，其特征在于，所述第一调谐电容组包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容的一端接地，另一端与所述第一连接端电连接，所述第二电容的一端与所述第一连接端电连接，另一端与所述减阻增效模块的第一输入端电连接，所述第三电容的一端接地，另一端与所述减阻增效模块的第一输入端电连接。

4.根据权利要求2所述的NFC天线，其特征在于，所述第二调谐电容组包括第四电容、第五电容和第六电容，所述第四电容的一端接地，另一端与所述第二连接端电连接，所述第五电容的一端与所述第二连接端电连接，另一端与所述减阻增效模块的第二输入端电连接，所述第六电容的一端接地，另一端与所述减阻增效模块的第二输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述两个连接端包括第一连接端和第二连接端，所述减阻增效模块包括第一电感和第二电感，所述第一电感的一端与所述调谐模块的第一输出端电连接，另一端与所述辐射体的第一端连接，所述第二电感的一端与所述调谐模块的第二输出端电连接，另一端与所述辐射体的第二端电连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的NFC天线，其特征在于，所述减阻增效模块与所述辐射体之间通过传输导线电连接。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的NFC天线，其特征在于，所述辐射体为电子设备的金属边框、或者设置在电路板上。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的NFC天线，其特征在于，所述NFC天线还包括电路板，所述调谐模块、所述减阻增效模块和所述辐射体均电连接于所述电路板上。

9.根据权利要求8所述的NFC天线，其特征在于，所述电路板为柔性电路板，所述柔性电路板的下方设置有与所述柔性电路板形状相同的铁氧体。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的NFC天线。

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