CN202737103U

CN202737103U - 一种近场通信天线及电子设备

Info

Publication number: CN202737103U
Application number: CN 201220305702
Authority: CN
Inventors: 宫清; 周建刚; 陈大军; 陈美玲
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-06-27

Abstract

本实用新型属于天线领域，公开了一种近场通信天线，包括：具有承载面的绝缘基板、设置在承载面上的线圈，所述线圈的两个端形成两个馈电点，所述线圈上部分地设置有至少一片导磁片。线圈上部分地设置有导磁片与整片导磁片在实现效果相同的情况下，可以有效的减少空间，并且节约成本。还公开了一种应用该近场通信天线的电子设备，在近场通信天线减小空间的情况下，可以有足够的空间容纳其他元器件，或者减小电子设备的体积，节约成本。

Description

一种近场通信天线及电子设备

技术领域

本实用新型属于天线领域，具体涉及一种近场通信天线及应用其的电子设备。

背景技术

近场通讯（NFC，Near Field Communication），是一种利用电磁感应收发电磁波实现电子设备之间近距离无线通讯的技术，并由此催生了近场支付功能的手机等电子设备。它在很大程度上改变了人们使用一些日常生活设备的方式，特别是使用信用卡、钥匙和现金的方式。

在电子设备的NFC天线产品中，尤其在手机NFC天线中，金属器件及外磁场对NFC天线的影响比较大，通常需要在天线的背面增加整片磁片（铁氧体、吸波材）来增强天线的信号接收及屏蔽金属器件对天线影响，由于NFC天线的面积通常比较大，磁片的成本高居不下，导致整个天线的成本非常高。同时由于磁片有一定的厚度，占用了较多的有限的空间。如何解决上述技术的不足，是目前NFC天线领域期待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，从而提供了一种低成本、占用空间小的近场通信天线，以及应用该天线的电子设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种近场通信天线，包括：具有承载面的绝缘基板、设置在承载面上的线圈，所述线圈的两个端形成两个馈电点，所述线圈上部分地设置有至少一片导磁片。

进一步地，所述线圈在所述承载面上围成矩形。

进一步地，所述导磁片为两片，所述导磁片为条形，所述两片条形导磁片分别设置在矩形远离馈电点的相对的两条边上。

进一步地，所述导磁片为L型。

进一步地，所述导磁片为一片，所述导磁片设置在所述矩形远离所述馈电点的一个角上。

进一步地，所述导磁片为两片，所述导磁片设置在所述矩形远离所述馈电点的两个角上。

进一步地，所述导磁片为U型，所述导磁片设置在矩形远离所述馈电点的三条边上。

进一步地，在线圈所在层上还设置有阻焊层，所述导磁片设置在所述阻焊层上。

本实用新型还公开了一种电子设备，包括上述的近场通信天线。

进一步地，所述电子设备为手机。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型实施例提供的近场通讯天线，线圈上部分地设置有至少一片导磁片，在实验验证了线圈上部分地设置有导磁片与整片导磁片在实现效果相同的情况下，可以有效的减少天线占用空间，在线圈上部分地设置导磁片与整片磁片相比，也更节约成本。应用该近场通信天线的电子设备，在近场通信天线占用空间减小的情况下，可以有足够的空间容纳其他元器件，或者减小电子设备的体积，同时也节约了成本。

附图说明

图1是本实用新型第一实施近场通信天线的结构示意图。

图2是本实用新型第二实施近场通信天线的结构示意图。

图3是本实用新型第三实施近场通信天线的结构示意图。

图4是本实用新型第四实施近场通信天线的结构示意图。

图5是本实用新型第五实施近场通信天线的结构示意图。

图6是本实用新型第六实施近场通信天线的结构示意图。

图7是本实用新型实施例近场通信天线的各层结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开了一种近场通信天线，图1至图6为本实用新型六个实施例近场通信天线的结构示意图，该近场通信天线包括：具有承载面的绝缘基板10、设置在承载面上的线圈20，所述线圈的两个端形成两个馈电点21，且所述线圈20上部分地设置有至少一片导磁片50。

经过大量的实验验证，线圈上部分地设置有导磁片与整片导磁片在实现效果相同的情况下，可以有效的减少天线占用空间，在线圈上部分地设置导磁片与整片磁片相比，也更节约成本。

以天线尺寸30mm*40mm为例进行试验测试,其中全部覆盖天线区域所用导磁片面积1200平方毫米，局部覆盖天线区域导磁片以2片导磁片为例，每片导磁片的长为40mm，宽为8mm，这样所需要导磁片的面积为40*8*2=640平方毫米，约占整个天线区域的50%左右。将需要测试的NFC天线连同手机样机置于EMV近场磁界量测系统中，将装有NFC天线的手机置于中心坐标（0，0，0），然后调制设备进行测试，测试结果如下：

以上数据表明，并不是一直以来人们所认为的导磁片越大，覆盖天线区域越多，测试结果越好。线圈上部分地设置有导磁片与整片导磁片测试得到的效果相同，均可通过测试。并且，线圈上部分地设置有导磁片可以有效的减少天线占用空间，并且节约成本。

一般地，NFC天线工作时，由于所用设备中的金属器件处于NFC交变磁场中，金属器件将会产生涡流，这些涡流会消耗能量，从而导致NFC天线失谐（detuning），降低了天线的品质因子。这时候，我们就需要增加导磁片来减少金属器件对NFC天线的影响，导磁片可以屏蔽电子设备（例如手机）内部金属器件对NFC天线性能干扰、吸收不需要的频段及增加线圈的磁通量。由于每个所用NFC天线的电子设备中的金属器件所处位置不同，有针对性地在不同位置贴上导磁片将会起到很好的效果。另一方面，导磁片本身也会存在磁损，当用大面积导磁片覆盖整个天线区域，其磁损也越大，因此并不是用导磁片覆盖整个天线区域的效果最好，而是需要在局部贴上合适的导磁片。

本实施例中，以线圈20在所述承载面上围成矩形为例进行说明：

图1中所示的导磁片50为两片，所述导磁片50为条形，所述两片条形导磁片50分别设置在矩形远离馈电点21的相对的两条边上。由于条形的导磁片相对较窄，甚至导磁片的边角料都可以利用起来，最大程度上提高了导磁片的利用率。

图2中所述导磁片50为L型，所述导磁片为一片，所述导磁片50设置在所述矩形远离所述馈电点21的一个角上。在另外的实施例中，所述馈电点21设置在线圈20所形成矩形的一个角的地方；该L型导磁片很大程度上提高了导磁片的利用率，同时，该L型导磁片发挥了天线的极佳性能。

L型的导磁片50也可以相对较大，足够覆盖除了馈电点21所在的角之外的矩形的三个角，如图3所示。为了平衡导磁片所带来的磁损耗和导磁片给线圈天线增强的磁导，试验测试证明这种导磁片覆盖的效果最好。

在其他实施例中，L型的导磁片也可以为两个，所述导磁片设置在所述矩形远离所述馈电点的两个角上，如图4和图5所示。图4中的L型导磁片较大，导磁片覆盖了除了馈电点21所在边的其他三个边。当天线覆盖区域较大时，为了有效利用导磁片，可分成两个L型导磁片，合理利用L型导磁片的空闲区域。如图5中的L型导磁片较小，该导磁片50仅覆盖了矩形两个相对的角。由于结构的影响，天线可能覆盖一个较大的区域，在满足天线功能的前提下，通过对角设计一对L型导磁片来降低导磁片的成本。

在其他实施例中，所述导磁片50为U型，所述导磁片设置在矩形远离所述馈电点的三条边上，如图6所示。U型是二个L型导磁片的变形，当有必要在相邻的量个角装入导磁片的时候，为了简介装配工艺，可以用一个U型导磁片代替二个L型导磁片。

以下是同一款Mini NFC天线贴装不同形状的磁片在同一款手机环境中测试得到的数据：

由于本实用新型的上述各实施例是局部贴装，即在线圈上部分地设置有导磁片，避免了不必要的地方浪费磁片，很大程度提高了材料利用率，在性能相当的前提下，磁片节略成本30%以上。在制作不同形状尺寸的导磁片时，可以根据实际应用情况设计导磁片的尺寸和形状，有针对性地在不同位置局部贴上所需要形状的导磁片，从而达到降低磁损，使得磁损最小化及效率最大化。在具体实施中，可用模切、冲压等方式切割成所需要的形状，所述磁片可以用烧结型、流延等方法制作。上述实施例可以使处于交变磁场中的NFC天线整体损耗降低，从而提高NFC天线的通信功能（提高通信距离）。

图7是本实用新型实施例近场通信天线的各层结构示意图。本实施例中，线圈20可以采用铜、铝、银浆或上述合金的一种，通过蚀刻、印刷、电镀、化学沉积等工艺制作，并在其表面添加涂层，如油墨等绝缘物质，防止磨损或短路。绝缘基板10采用PI（聚酰亚胺，polymide）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯，polyethylene terephthalate）、FR4中的一种。FR-4是一种耐燃材料等级的代号，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格，它不是一种材料名称，而是一种材料等级，因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类，但是多数都是以所谓的四功能的环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。

在线圈20所在层上还设置有阻焊层30，阻焊层30可以保护线路层中的线路不被氧化、局部短路、防止污染等。在阻焊层30上设置有导磁片50。导磁片50通过第一粘贴层40固定在阻焊层30上。其中的第一粘贴层40可以为胶水或者双面胶等粘性物质。导磁片50可以为铁氧体，由磁粉通过流延法或烧结等方式成型，其作用是一方面加强磁通量，改善天线的品质因子Q值，增强了天线接收性能，另一方面可以屏蔽金属材料对天线的影响。与绝缘基板10承载面相对的一面还可以设置有第二粘贴层60，可以方便天线粘贴到所需的设备上。

由于导磁片由易导磁的铁氧体组成，由于磁片易碎，面积越大，良率越低，本实用新型的实施例由于是局部使用磁片，可在导磁片表面上覆盖一层保护膜，其中保护膜由PI(Polyimide,聚酰亚胺)、PET（Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸类塑料）等材料组成。可以保护导磁片不被损坏。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括上述的近场通信天线。应用该近场通信天线的电子设备，在近场通信天线减小占用空间的情况下，可以有足够的空间容纳其他元器件，或者减小电子设备的体积，并节约成本。所述电子设备优选为手机。当然，也可以是应用近场通信天线的其他电子设备。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种近场通信天线，包括：具有承载面的绝缘基板、设置在承载面上的线圈，所述线圈的两个端形成两个馈电点，其特征在于，所述线圈上部分地设置有至少一片导磁片。

2.根据权利要求1所述的近场通信天线，其特征在于，所述线圈在所述承载面上围成矩形。

3.根据权利要求2所述的近场通信天线，其特征在于，所述导磁片为两片，所述导磁片为条形，所述两片条形导磁片分别设置在矩形远离馈电点的相对的两条边上。

4.根据权利要求2所述的近场通信天线，其特征在于，所述导磁片为L型。

5.根据权利要求4所述的近场通信天线，其特征在于，所述导磁片为一片，所述导磁片设置在所述矩形远离所述馈电点的一个角上。

6.根据权利要求4所述的近场通信天线，其特征在于，所述导磁片为两片，所述导磁片设置在所述矩形远离所述馈电点的两个角上。

7.根据权利要求2所述的近场通信天线，其特征在于，所述导磁片为U型，所述导磁片设置在矩形远离所述馈电点的三条边上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的近场通信天线，其特征在于，在线圈所在层上还设置有阻焊层，所述导磁片设置在所述阻焊层上。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的近场通信天线。

10.根据权利要求9所述的近场通信天线，其特征在于，所述电子设备为手机。