CN114512809A - 一种电子设备的天线装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电子设备的天线装置，包括电子设备的金属边框，设置在金属边框的框体范围内的巴伦电路、NFC阻抗匹配模块及天线匹配模块；金属边框的部分为NFC天线；巴伦电路与NFC阻抗匹配模块电连接，并和NFC芯片电连接，巴伦电路第一端与NFC芯片的端口Rxp及端口Tx1电连接，第二端与NFC芯片的端口RxN及端口Tx2电连接，第三端与NFC阻抗匹配模块电连接，第四端接地；NFC阻抗匹配模块还与天线匹配模块电连接，用于匹配NFC天线的阻抗；天线匹配模块还与为NFC天线的部分金属边框电连接，用于为NFC阻抗匹配模块匹配NFC天线；从而使得电子设备的NFC功能通过一根NFC天线即可实现，且NFC天线位于金属边框而非电子设备内部，因此缓解了电子设备内部空间紧缩的问题。

Description

一种电子设备的天线装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，具体涉及一种电子设备的天线装置及电子设备。

背景技术

随着电子设备的发展，电子设备的功能越来越丰富，其中，NFC(Near FieldCommunication，近距离无线通讯)功能被现在的电子设备广泛使用。

目前NFC功能的实现，一般需要用到两个NFC天线进行接收或发送信号，对于现有的电子设备，其中至少一个NFC天线设置在电子设备电池的背盖上，用户使用NFC功能时，将电子设备的后壳贴附或靠近目标物体上即可。

但是，随着电子设备功能的丰富，电子设备使用的硬件也越来越多，使得电子设备内部的空间较为紧缩，而在电子设备电池的被盖上设置NFC天线，使得电子设备内部的空间更加紧缩。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种电子设备的天线装置及电子设备，以解决现有的电子设备内部空间紧缩的问题。

本申请第一方面提供一种电子设备的天线装置，包括：电子设备的金属边框，设置在所述金属边框的框体范围内的巴伦电路、NFC阻抗匹配模块及天线匹配模块；所述金属边框的部分为NFC天线，用于与电子设备的NFC芯片馈电；巴伦电路与NFC阻抗匹配模块电连接，并用于和NFC芯片电连接，所述巴伦电路包括第一端、第二端、第三端和第四端，所述巴伦电路的第一端与NFC芯片的一个端口Rxp及端口Tx1电连接，第二端与NFC芯片的端口RxN及端口Tx2电连接，第三端与NFC阻抗匹配模块电连接，第四端接地，所述端口Tx1、端口Tx2为NFC芯片的两个差分输出端，所述端口Rxp及端口RxN为NFC芯片的两个差分输入端；NFC阻抗匹配模块还与天线匹配模块电连接，用于匹配NFC天线的阻抗；天线匹配模块还与为NFC天线的部分所述金属边框电连接，用于为NFC阻抗匹配模块匹配NFC天线。

其中，所述金属边框为NFC天线的部位位于所述金属边框的顶部。

其中，所述天线装置还包括：滤波模块，用于过滤NFC芯片及巴伦电路之间信号传输中的电磁谐波噪声，所述滤波模块第一端与NFC芯片的端口Tx1电连接，第二端与NFC芯片的端口Tx2电连接，第三端与巴伦电路的第一端电连接，第四端与巴伦电路的第二端电连接，端口Tx1、端口Tx2为NFC芯片的两个差分输出端。

其中，所述滤波模块包括：第一电感、第二电感、第一电容及第二电容；第一电感的第一端为滤波模块的第一端，第二端与第一电容的第一端电连接，且第二端与第一电容的第一端的相连处为滤波模块的第三端；第二电感的第一端为滤波模块的第二端，第二端与第二电容的第一端电连接，且第二端与第二电容的第一端的相连处为滤波模块的第四端；第一电容及第二电容的第二端接地。

其中，所述NFC阻抗匹配模块包括：第三电容及第四电容；第三电容的第一端与巴伦电路的第三端电连接，第二端与第四电容、天线匹配模块电连接；第四电容的第二端接地。

其中，所述天线匹配模块包括：第三电感及第四电感；第三电感的第一端与第三电容的第二端、第四电容的第一端电连接，第二端、第四电感的第一端、所述NFC天线电连接在一起；第四电感的第一端还与所述NFC天线电连接，第二端接地。

其中，所述天线装置还包括：第五电容、第一电阻器、第二电阻器、第六电容、第三电阻器及第四电阻器；第五电容的第一端与NFC芯片的端口Rxp电连接，第二端与第一电阻器及第二电阻器的第一端电连接；第一电阻器的第二端与巴伦电路的第三端电连接；第二电阻器的第二端与巴伦电路的第一端电连接；第六电容器的第一端与NFC芯片的端口RxN电连接，第二端与第三电阻器的第一端电连接；第三电阻器的第二端与巴伦电路的第二端电连接；第四电阻器的第一端与NFC芯片的端口RxN电连接，第二端与NFC芯片的参考电压输出端电连接。

其中，所述NFC天线还用于在接收到非NFC驱动信号时作为其他通信天线。

其中，所述NFC天线还用于在接收到WLAN驱动信号时作为WLAN天线；或，用于在接收到GPS驱动信号时作为GPS天线；或，用于在接收到WWAN驱动信号时作为WWAN天线。

其中，电子设备的天线装置还包括导电体，所述NFC天线通过导电体与NFC阻抗匹配模块馈电，所述导电体为柔性电路板或由内含有机金属复合物的改性塑料制成或任意金属材质制成。

其中，所述NFC天线的长度大于38mm。

本申请上述的电子设备的天线装置，通过使用金属边框的部分作为NFC天线，使得电子设备的NFC功能通过一根NFC天线即可实现，且NFC天线位于金属边框而不是电子设备内部，因此缓解了电子设备内部空间紧缩的问题。

本申请第二方面提供一种电子设备，包括上述中任一项所述的电子设备的天线装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例的电子设备的天线装置的金属边框的结构示意图；

图2是本申请实施例的电子设备的天线装置的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请参阅图1及图2，本申请实施例提供一种电子设备的天线装置，包括：电子设备的金属边框1，设置在金属边框1框体范围内的巴伦电路2、NFC阻抗匹配模块3及天线匹配模块4；图1中金属边框1作为NFC的部分为图2中的NFC天线6，NFC天线6用于与电子设备的NFC芯片馈电；如图2所示，巴伦电路2与NFC阻抗匹配模块3电连接，并用于和NFC芯片电连接，巴伦电路2包括第一端、第二端、第三端和第四端，巴伦电路2的第一端与NFC芯片的一个端口Rxp及端口Tx1电连接，第二端与NFC芯片的端口RxN及端口Tx2电连接，第三端与NFC阻抗匹配模块3电连接，第四端接地，端口Tx1、端口Tx2为NFC芯片的两个差分输出端，端口Rxp及端口RxN为NFC芯片的两个差分输入端；NFC阻抗匹配模块3还与天线匹配模块4电连接，用于匹配NFC天线6的阻抗；天线匹配模块4还与金属边框1电连接，用于为NFC阻抗匹配模块3匹配NFC天线6。

在电子设备输出NFC信号时，NFC芯片以差分信号的方式输出NFC驱动信号至巴伦电路2的第一端及第二端，巴伦电路2将NFC驱动信号转化为单端信号，将转化后的单端信号从第三端输出，在经过NFC阻抗匹配模块3及天线匹配模块4后，作为NFC信号从电子设备的金属边框1输出，从而使得电子设备输出NFC信号。

在电子设备接收NFC信号时，电子设备的金属边框1接收外部的NFC输入信号，此时NFC输入信号为单端信号，单端信号在经过天线匹配模块4及NFC阻抗匹配模块3后，输入至巴伦电路2的第三端，巴伦电路2将单端信号转化为差分信号，并将差分信号从巴伦电路2的第一端及第二端输出至NFC芯片，从而使得电子设备接收NFC信号。

因此，本申请实施例通过使用金属边框1的部分作为NFC天线6，使得电子设备的NFC输出及接收功能通过一根NFC天线6即可实现，且NFC天线6位于金属边框1而不是电子设备内部，因此进一步缓解了电子设备内部空间紧缩的问题。

在本实施例中，如图1所示，金属边框1为NFC天线6的部位位于金属边框1的顶部。金属边框1的顶部即为电子设备的顶部，由于电子设备的芯片、主板等均设置在电子设备的上部，电池设置在电子设备的中部及底部，因此将顶部的金属边框1作为NFC天线6，能够减少NFC芯片与NFC天线6之间的信号传输距离，从而降低了信号的传输损耗。

在一个实施中，如图2所示，天线装置还包括：滤波模块5，用于过滤NFC芯片及巴伦电路2之间信号传输中的电磁谐波噪声，滤波模块5第一端与NFC芯片的端口Tx1电连接，第二端与NFC芯片的端口Tx2电连接，第三端与巴伦电路2的第一端电连接，第四端与巴伦电路2的第二端电连接，端口Tx1、端口Tx2为NFC芯片的两个差分输出端。

具体地，如图2所示，滤波模块5包括：第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1及第二电容C2；第一电感L1的第一端为滤波模块5的第一端，第二端与第一电容C1的第一端电连接，且第二端与第一电容C1的第一端的相连处为滤波模块5的第三端；第二电感L2的第一端为滤波模块5的第二端，第二端与第二电容C2的第一端电连接，且第二端与第二电容C2的第一端的相连处为滤波模块5的第四端；第一电容C1及第二电容C2的第二端接地。

通过使用滤波模块5，能够在NFC芯片及巴伦电路2之间进行NFC信号传输时，过滤电磁谐波噪声，从而使得NFC信号的传输更加准确，降低了NFC信号在传输过程中失真或收到干扰的几率。

在一个实施中，如图2所示，NFC阻抗匹配模块3包括：第三电容C3及第四电容C4；第三电容C3的第一端与巴伦电路2的第三端电连接，第二端与第四电容C4、天线匹配模块4电连接；第四电容C4的第二端接地。

在一个实施中，如图2所示，天线匹配模块4包括：第三电感L3及第四电感L4；第三电感L3的第一端与第三电容C3的第二端、第四电容C4的第一端电连接，第二端与第四电感L4的第一端及NFC天线6电连接；第四电感L4的第一端还与NFC天线6电连接，第二端接地。

在一个实施中，如图2所示，天线装置还包括：第五电容C5、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第六电容C6、第三电阻器R3及第四电阻器R4；第五电容C5的第一端与NFC芯片的端口Rxp电连接，第二端与第一电阻器R1及第二电阻器R2的第一端电连接；第一电阻器R1的第二端与巴伦电路2的第三端电连接；第二电阻器R2的第二端与巴伦电路2的第一端电连接；第六电容C6器的第一端与NFC芯片的端口RxN电连接，第二端与第三电阻器R3的第一端电连接；第三电阻器R3的第二端与巴伦电路2的第二端电连接；第四电阻器R4的第一端与NFC芯片的端口RxN电连接，第二端与NFC芯片的参考电压输出端电连接。

在电子设备输出NFC信号时，NFC芯片从端口Tx1及端口Tx2以差分信号的方式输出NFC驱动信号，端口Tx1输出的NFC驱动信号信号经过第一电感L1及第一电容C1进行滤波后到达巴伦电路2的第一端，端口Tx2输出的NFC驱动信号经过第二电感L2及第二电容C2滤波后到达巴伦电路2的第二端，巴伦电路2将经过滤波后的NFC驱动信号转化为单端信号从第三端输出，单端信号经过第三电容C3及第四电容C4后进行NFC阻抗匹配，使得NFC天线6的阻抗匹配至18-24Ω，随后单端信号流向第三电感L3，并到达NFC天线6处及经过第四电感L4接地，最终使得NFC芯片输出以差分信号的方式输出的NFC信号，以单端信号的方式到达NFC天线6，激发NFC天线6输出NFC信号，完成NFC信号的输出。

在电子设备接收NFC信号时，NFC芯片以单端信号的方式接收NFC输入信号，随后NFC输入信号经过第三电感L3后经过第三电容C3后分流，第一流向至第一电阻器R1，第二流向至巴伦短路的第三端，巴伦电路2将单端信号转化为差分信号从第一端及第二端输出，从巴伦电路2第一端输出的差分信号，经过第二电阻器R2后与经过第一电阻器R1的NFC输入信号汇合，随后经过第五电容C5后，到达NFC芯片的端口Rxp，从巴伦电路2第二端输出的差分信号，依次经过第三电阻器R3及第六电容C6后，到达NFC芯片的端口RxN，最终使得从NFC天线6以单端信号方式接收的NFC输入信号，以差分信号的方式到达NFC芯片，完成NFC信号的接收。

其中，在从巴伦电路2第二端输出的差分信号，依次经过第三电阻器R3及第六电容C6后，向NFC芯片的参考电压输出端输出参考电压Vmid；参考电压的值应当与端口RxN接收到的信号电压值相同或近似，若参考电压的值应当与端口RxN接收到的信号电压值差异性过大，表明此次NFC信号传输误差过大或错误传输，NFC芯片不将此次接收的信号作为NFC信号。

另外，NFC输入信号经过第三电感L3后经过第三电容C3后分流后，使得NFC输入信号第一流向至第一电阻器R1，第二流向至巴伦短路的第三端，在经过巴伦电路2的转化后，从巴伦电路2第一端输出的差分信号经过第二电阻器R2后与经过第一电阻器R1的NFC输入信号汇合，电阻器R1及分流的方式，提升了Q因子(品质因子)，降低了NFC接收信号的损耗。

在一个实施例中，上述的NFC天线还用于在接收到非NFC驱动信号时作为其他通信天线。具体地，NFC天线6还用于在接收到WLAN驱动信号时作为WLAN天线；或，用于在接收到GPS驱动信号时作为GPS天线；或，用于在接收到WWAN驱动信号时作为WWAN天线。

通过将电子设备的金属边框的部分作为NFC天线，且在其他通信芯片馈电时作为其他通信天线，能够将本应设置与电子设备内部的NFC天线及其他通信天线转移到金属边框上，因此减少了电子设备内部使用的NFC天线硬件及其他通信天线硬件，从而缓解了电子设备内部空间紧缩的问题。

在一个实施例中，请参阅图1，电子设备的天线装置还包括导电体7，前述实施例中提到所述NFC天线6与NFC阻抗匹配模块3的第二端电连接，在本实施例中，所述NFC天线6可以通过该导电体7与NFC阻抗匹配模块3的第二端电连接(即馈电)。

具体地，导电体7为柔性电路板或由内含有机金属复合物的改性塑料制成或任意金属材质制成；若NFC天线6未延伸至NFC芯片处，则可通过导电体7连接NFC天线6及NFC芯片，从而依然使用一根NFC天线6实现NFC功能；且根据电子设备内部空间需求，导电体7随机设置在金属边框1的框体范围内。

NFC芯片、巴伦电路2与NFC阻抗匹配模块3、天线匹配模块4等电路，图1中未示出。

在一个实施例中，NFC天线6直接与NFC芯片馈电，即NFC天线与NFC芯片距离较近时，NFC天线与天线匹配模块4的第二端相接触而实现电连接，从而实现与NFC芯片的馈电；因此若NFC天线6直接延伸至NFC芯片处，NFC天线6直接与NFC芯片馈电能够减少NFC信号传输时的损耗及信号噪声，从而使得NFC信号的输出及接收更加准确。

在本实施例中，NFC天线6的长度大于38mm。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述任一实施例中的电子设备的天线装置。

通过使用天线装置，能够将电子设备的金属边框的部分作为NFC天线，使得电子设备的NFC功能通过一根NFC天线即可实现，且NFC天线位于金属边框而不是电子设备内部，因此缓解了电子设备内部空间紧缩的问题。

本申请中描述的电子设备可以但不限于为诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(PortableMedia Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端中的任意一种。

尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本申请，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本申请包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。

即，以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。另外，对于特性相同或相似的结构元件，本申请可采用相同或者不相同的标号进行标识。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特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，本申请给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

Claims (12)

1.一种电子设备的天线装置，其特征在于，包括：

电子设备的金属边框，设置在所述金属边框的框体范围内的巴伦电路、NFC阻抗匹配模块及天线匹配模块；

所述金属边框的部分为NFC天线，用于与电子设备的NFC芯片馈电；

巴伦电路与NFC阻抗匹配模块电连接，并用于和NFC芯片电连接，所述巴伦电路包括第一端、第二端、第三端和第四端，所述巴伦电路的第一端与NFC芯片的一个端口Rxp及端口Tx1电连接，第二端与NFC芯片的端口RxN及端口Tx2电连接，第三端与NFC阻抗匹配模块电连接，第四端接地，所述端口Tx1、端口Tx2为NFC芯片的两个差分输出端，所述端口Rxp及端口RxN为NFC芯片的两个差分输入端；

NFC阻抗匹配模块还与天线匹配模块电连接，用于匹配NFC天线的阻抗；

天线匹配模块还与为NFC天线的部分所述金属边框电连接，用于为NFC阻抗匹配模块匹配NFC天线。

2.根据权利要求1所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述金属边框为NFC天线的部位位于所述金属边框的顶部。

3.根据权利要求2所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述天线装置还包括：滤波模块，用于过滤NFC芯片及巴伦电路之间信号传输中的电磁谐波噪声，所述滤波模块第一端与NFC芯片的端口Tx1电连接，第二端与NFC芯片的端口Tx2电连接，第三端与巴伦电路的第一端电连接，第四端与巴伦电路的第二端电连接，端口Tx1、端口Tx2为NFC芯片的两个差分输出端。

4.根据权利要求3所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述滤波模块包括：第一电感、第二电感、第一电容及第二电容；

第一电感的第一端为滤波模块的第一端，第二端与第一电容的第一端电连接，且第二端与第一电容的第一端的相连处为滤波模块的第三端；

第二电感的第一端为滤波模块的第二端，第二端与第二电容的第一端电连接，且第二端与第二电容的第一端的相连处为滤波模块的第四端；

第一电容及第二电容的第二端接地。

5.根据权利要求4所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述NFC阻抗匹配模块包括：第三电容及第四电容；

第三电容的第一端与巴伦电路的第三端电连接，第二端与第四电容、天线匹配模块电连接；

第四电容的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述天线匹配模块包括：第三电感及第四电感；

第三电感的第一端与第三电容的第二端、第四电容的第一端电连接，第二端、第四电感的第一端、所述NFC天线电连接在一起；

第四电感的第一端还与所述NFC天线电连接，第二端接地。

7.根据权利要求6所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述天线装置还包括：

第五电容、第一电阻器、第二电阻器、第六电容、第三电阻器及第四电阻器；

第五电容的第一端与NFC芯片的端口Rxp电连接，第二端与第一电阻器及第二电阻器的第一端电连接；

第一电阻器的第二端与巴伦电路的第三端电连接；

第二电阻器的第二端与巴伦电路的第一端电连接；

第六电容器的第一端与NFC芯片的端口RxN电连接，第二端与第三电阻器的第一端电连接；

第三电阻器的第二端与巴伦电路的第二端电连接；

第四电阻器的第一端与NFC芯片的端口RxN电连接，第二端与NFC芯片的参考电压输出端电连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述NFC天线还用于在接收到非NFC驱动信号时作为其他通信天线。

9.根据权利要求8所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述NFC天线还用于在接收到WLAN驱动信号时作为WLAN天线；

或，用于在接收到GPS驱动信号时作为GPS天线；

或，用于在接收到WWAN驱动信号时作为WWAN天线。

10.根据权利要求2所述的电子设备的天线装置，其特征在于，还包括导电体，所述NFC天线通过导电体与NFC阻抗匹配模块馈电，所述导电体为柔性电路板或由内含有机金属复合物的改性塑料制成或任意金属材质制成。

11.根据权利要求2所述的电子设备的天线装置，其特征在于，

所述NFC天线的长度大于38mm。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的电子设备的天线装置。

Images