CN203553340U

CN203553340U - 一种双c结构的nfc天线

Info

Publication number: CN203553340U
Application number: CN201320337371.XU
Authority: CN
Inventors: 何其娟; 孙劲
Original assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2023-06-13

Abstract

本实用新型公开了一种双C结构的NFC天线，该双C结构的NFC天线包括支撑屏蔽部分、NFC线圈以及双C结构；所述NFC线圈位于所述支撑屏蔽部分上，并与所述支撑屏蔽部分相连接，所述支撑屏蔽部分包括支撑介质和磁性材料，且该支撑介质位于磁性材料和所述NFC线圈之间；所述双C结构位于所述NFC线圈的正上方，并与所述支撑屏蔽部分和所述NFC线圈平行放置，且该NFC线圈与双C结构之间的垂直距离为0.5mm-2mm，且双C结构的面积均大于所述NFC线圈和所述支撑屏蔽部分的面积，从而能够充分耦合NFC线圈产生的近场，降低电流路径损耗，并提高NFC天线的通讯距离。

Description

一种双C结构的NFC天线

技术领域

本实用新型涉及通信天线领域，尤其涉及一种新型的双C结构的NFC天线。

背景技术

天线是一种利用频率特性接收和发射信号的装置，近年来，随着无线终端和通讯技术的发展，近距离无线通信(NFC，Near Field Communication)得到了越来越多的研究和应用；NFC技术始于射频识别标签(Radio Frequency Identify Detection）技术,即在单一芯片上结合感应式读卡器和感应式卡片，实现点对点的数据交换功能；NFC芯片装在手机等移动终端上，可以实现小额电子支付、智能识别以及数据传输的功能。通过NFC技术，使手机、PDA、电脑等设备之间很方便地实现无线连接和数据共享。

随着手机等移动终端轻、薄的设计趋势，NFC的小型化越来越受到重视，设计者不得不在越来越小的空间实现NFC的读写功能。另外，手机等无线终端的金属后盖或金属电池背盖成为一种设计趋势，由于金属后盖会屏蔽电磁辐射，导致NFC的线圈无法和金属后盖以外的空间进行通讯，因此，需要通过对NFC线圈的设计进行减少金属后盖对通讯距离带来的影响。

在现有技术中，村田集团（Murata）在此方面提出了一种解决方案:如图1所示，在金属后盖上开一个孔，从此孔的中心开一个槽，此槽一直开到后盖的某一边的边沿;在此金属孔的下方，放置传统的NFC天线，即线圈形式的天线,此天线可以做得很小,这种结构的原理是:传统的NFC天线成为一个激励源，它在开孔加槽的金属后盖上感应出更大范围的电流，此电流产生的辐射场作为近场通讯的手段。形象的看，开孔加槽的金属后盖充当了一个放大器的作用，只不过是无源放大器，它把小尺寸的NFC天线上的电流，通过感应的方式（无源的方式），耦合到更大尺寸的金属后盖上，从而增强了通信的距离。

为了实现这种NFC功能，且在通信产品日趋小巧的特点上，我们必须提出一种结构简单、面积更小的NFC天线，缩小金属和铁氧体的面积，并提高NFC天线的通讯距离。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型旨在提供一种结构小巧，且进一步提高天线通讯距离的双C结构的NFC天线。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种双C结构的NFC天线，该双C结构的NFC天线包括支撑屏蔽部分、NFC线圈以及双C结构；所述NFC线圈放置于所述支撑屏蔽部分上，并与所述支撑屏蔽部分连接，所述双C结构位于所述NFC线圈的正上方，并与所述支撑屏蔽部分和所述NFC线圈平行放置，且所述双C结构与所述NFC线圈之间设置有一定距离。

较佳地，所述双C结构至少有两个C结构组成，所述C结构为导电材料，且所述C结构的开口处相互对应放置，从而形成该双C结构。

较佳地，所述双C结构具有一个中心孔，所述两个C结构两侧的连接处分别设置有第一开槽和第二开槽，所述中心孔均与所述第一开槽和所述第二开槽相互连接，且所述第一开槽和所述第二开槽位于同一条直线上，使电流从两个开槽分别流出，从而降低电流路径损耗。

较佳地，所述双C结构的面积均大于所述NFC线圈的面积和所述支撑屏蔽部分的面积的1.5倍及1.5倍以上，使所述双C结构能够充分耦合NFC线圈产生的近场。

较佳地，所述双C结构与所述NFC线圈之间的垂直距离为0.5mm-2mm。

较佳地，所述支撑屏蔽部分包括支撑介质和磁性材料，所述支撑介质设置在所述磁性材料和所述NFC线圈之间，并支撑所述NFC线圈；而所述磁性材料则用于屏蔽所述双C结构的NFC天线下方的其他金属，如电池或电路模块等。

较佳地，所述支撑介质为柔性电路板或高分子聚合物，所述磁性材料为铁氧体或铁氧体磁质柔性材料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型通过采用双C结构的NFC天线，使感应电流能够以最短的路径从耦合较强的中心孔分别沿两个开槽流到面积更大的双C结构的外边缘，从而使电流路径损耗降低，且使更多的能量从双C结构辐射到自由空间中，从而提高NFC天线的通讯距离。

2、本实用新型的双C结构的NFC天线可通过将双C结构嵌入塑料外壳手机等终端设备的塑料外壳中，从而不增加终端设备的整体厚度和体积而提高NFC天线的通讯距离。

附图说明

图1为现有技术中NFC天线的结构示意图；

图2为本实用新型双C结构的NFC天线的俯视图；

图3为本实用新型双C结构的NFC天线的模块示意图；

图4为本实用新型双C结构的NFC天线的双C结构的结构示意图；

图5为本实用新型双C结构的NFC天线的剖面结构示意图；

图6（a）、6（b）、6（c）分别为本实用新型实施的三种不同形状的双C结构的NFC天线的结构示意图。

符号列表：

10-支撑屏蔽部分，11-支撑介质，12-磁性材料，20-NFC线圈，30-双C 结构，31-中心孔，32-第一开槽，33-第二开槽。

具体实施方式：

参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细的描述本实用新型。然而，本实用新型可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。

如图2至图5所示，本实用新型提供的一个双C结构的NFC天线，该双C结构的NFC天线包括支撑屏蔽部分10、NFC线圈20以及双C结构30；NFC线圈20位于支撑屏蔽部分10上，并与支撑屏蔽部分10相连接，双C结构30位于NFC线圈20的正上方，并与支撑屏蔽部分10和NFC线圈20平行放置，且双C结构30与NFC线圈20之间设置有一定距离d。

其中，双C结构30与NFC线圈20之间的垂直距离d为0.5mm-2mm，而支撑屏蔽部分10包括支撑介质11和磁性材料12，支撑介质11设置在磁性材料12和NFC线圈20之间，并支撑NFC线圈20；磁性材料12则用于屏蔽双C结构的NFC天线下方的其他金属，如电池或电路模块等；且支撑介质11为柔性电路板或高分子聚合物，磁性材料12为铁氧体或铁氧体磁质柔性材料，该铁氧体磁质柔性材料为柔性材料中设置有若干铁氧体磁粉，使该柔性材料具有一定磁性。

而且，双C结构30至少有两个C结构，且C结构均由导电材料构成，两个C结构的开口处相互对应放置，从而形成该双C结构；该双C结构具有一个中心孔31，中心孔31相互对应的两个C结构的连接处分别设置有第一开槽32和第二开槽33，该中心孔31均与第一开槽32和第二开槽33相互连接，且第一开槽32和第二开槽33位于同一条直线上；而且，双C结构30的面积均大于NFC线圈20的面积和支撑屏蔽部分10的面积，1.5倍以上为佳，使双C结构30能够充分耦合NFC线圈20产生的近场，使电流从第一开槽和第二开槽分别流出，从而降低电流路径损耗。

在本实施例中，如图2中所示，C2为双C结构30产生的感应电流，如图3中所示，C1为NFC天线形成的电流，由图中可以看出，双C结构30产生的感应电流C2和NFC天线形成的电流C1的电流方向反向，又由于双C结构30的面积均大于支撑屏蔽部分10的面积和NFC线圈20的面积，使双C结构30能够充分耦合NFC线圈20产生的近场，而且，由于该双C结构的NFC天线中感应电流以最短路径从耦合比较强的中心孔31，沿第一开槽32和第二开槽33流到更大面积的双C结构30的外边缘，从而使NFC天线形成的电流C1的路径相比较现有技术中仅有一个开槽时的电流流经的路径短，从而使NFC天线形成的电流C1的电流路径损耗降低，且使更多的能量从双C结构辐射到自由空间中，从而提高了NFC天线的通讯距离。

而且，通过实践证明，在没有双C结构的NFC天线通讯和本实施例采用的双C结构的NFC天线通讯中，本实施例提出的双C结构的NFC天线通讯中的通讯距离提高了20%至40%。

另外，本实施例提出的双C结构并不仅限于此，如图6所示，本实施例具体公开了三种双C结构，如图6（a）所示为本实施例提出的第一种双C结构，该双C结构由两个相同的C结构组成，且两个C结构只有一侧凹陷形成开口，通过将两个相同的C结构开口对应放置，且两个C结构相互连接的位置留有第一开槽32和第二开槽33，两个C结构的凹槽相对的位置为中心孔31，从而形成双C结构。

如图6（b）所示，为本实施例提出的第二种双C结构，该双C结构由两个相同的C结构组成，且两个C结构中一侧凹陷形成开口，另一侧凸起形成凸块，通过将两个相同的C结构的开口对应放置，且两个C结构相互连接的位置留有第一开槽32和第二开槽33，两个C结构的凹槽相对的位置为中心孔31，从而形成双C结构。在C结构截面相同的情况下，由于图6（b）中所示的双C结构比图6（a）的双C结构的面积大，因此，相对于图6（a），图6（b）的双C结构组成的NFC天线的通讯距离比图6（a）的双C结构组成的NFC天线的通讯距离更好。

如图6（c）所示，为本实施例提出的第三种双C结构，该双C结构由四个C结构组成，该双C结构分为两部分，每一部分分别设置有两侧均凹陷的C结构，与图6（a）和图6（b）相似，均通过将凹陷的开口部分相互对应形成中心孔31，连接处设置有第一开槽32和第二开槽33，从而形成双C结构。同样的，在双C结构同等截面的情况下，图6（c）的双C结构的NFC天线的通讯距离要低于上述两种双C结构的NFC天线；但该种双C结构适应于NFC线圈为条状NFC线圈的NFC天线。

以上实施例中的双C结构对不规则的NFC天线，应作相应调整。如中心孔的位置偏移中心点位置，第一开槽和第二开槽的长度各异，双C结构的形状左右、上下不再对称等，此处不作赘述。

此外，我们还应该认识到，本实用新型并不以此实施例为限，本实用新型涉及的双C结构并不以此三种为限，还可以通过其他形式的双C结构实现降低电流路径损耗，而增加通讯距离的效果；且本实施例提出的制作双C结构的导电材料并不以此提出的铜或铁，还可以为其他的金属材质；且组成支撑屏蔽部分的磁性材料并不以此提出的铁氧体为限，还可以通过采用其他的含磁粉的柔性材料来实现磁性材料屏蔽NFC天线下方的其他金属造成的磁场的影响。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包含这些改动在内。

Claims

1.一种双C结构的NFC天线，其特征在于，包括支撑屏蔽部分、NFC线圈以及双C结构；所述NFC线圈放置于所述支撑屏蔽部分上，并与所述支撑屏蔽部分连接，所述双C结构位于所述NFC线圈的正上方，并与所述支撑屏蔽部分和所述NFC线圈平行放置，且所述双C结构与所述NFC线圈之间设置有一定距离。

2.根据权利要求1所述的双C结构的NFC天线，其特征在于，所述双C结构至少有两个C结构组成，所述C结构为导电材料，且所述两个C结构的开口处相互对应放置。

3.根据权利要求2所述的双C结构的NFC天线，其特征在于，所述双C结构具有一个中心孔，所述两个C结构两侧的连接处分别设置有第一开槽和第二开槽，所述中心孔均与所述第一开槽和所述第二开槽相互连接，且所述第一开槽和所述第二开槽位于同一条直线上。

4.根据权利要求1所述的双C结构的NFC天线，其特征在于，所述双C结构与所述NFC线圈之间的垂直距离为0.5mm-2mm。

5.根据权利要求4所述的双C结构的NFC天线，其特征在于，所述双C结构的面积均至少大于所述NFC线圈面积和所述支撑屏蔽部分面积的1.5倍。

6.根据权利要求1所述的双C结构的NFC天线，其特征在于，所述支撑屏蔽部分包括支撑介质和磁性材料，所述支撑介质设置在所述磁性材料和所述NFC线圈之间，并支撑所述NFC线圈。

7.根据权利要求6所述的双C结构的NFC天线，其特征在于，所述支撑介质为柔性电路板或高分子聚合物，所述磁性材料为铁氧体或铁氧体磁质柔性材料。