CN203574108U - 一种nfc天线及移动终端 - Google Patents
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Abstract
为了解决现有NFC天线体积大、通讯距离有限、读取角度单一的问题，本实用新型提供了一种NFC天线，包括支撑体、磁片和天线线圈；支撑体包括相对设置的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板之间设有用于容纳磁片的容纳空间；磁片设置在所述容纳空间内；天线线圈绕设在所述第一支撑板和第二支撑板的外表面，所述磁片穿设在天线线圈内。本实用新型的NFC天线采用立体绕线的方式，在体积较小的情况下即可实现较大的通讯距离，且读取角度没有限制。
Description
技术领域
本实用新型属于近场通讯领域，具体涉及一种近场通讯天线。
背景技术
NFC是Near Field Communication的缩写，即近场通讯技术，是一种非接触式识别和互联技术，可以在移动设备之间进行近距离无线通讯。目前NFC通讯功能已应用在手机支付领域，具有广阔的应用前景。NFC天线一般由线圈与具有抗干扰能力的磁性材料组成，由于手机体积小，内部的主板和电池等大面积金属器件会对NFC天线的性能造成干扰，因此NFC天线的形状以及在手机中的位置设计尤为重要。如图1和图2所示，现有的NFC天线10一般采用平面线圈式结构，包括导电金属线圈11、绝缘支撑体12以及位于绝缘支撑体下方的磁片13，磁片13可以屏蔽手机内的其他金属器件对NFC天线性能的影响。导电金属线圈11表面还可以设置保护层14。这种平面式NFC天线为达到良好的通讯效果，一般天线线圈面积较大。如图3所示，天线磁力线15分布在导电金属线圈平面一侧的空间内，通讯区域16也限定在这一空间内。如图4和图5所示，现有NFC天线一般设置在手机30的中上部，通讯区域16位于天线10下方的空间内，与另一NFC读取设备只能零角度读取，即只能通过NFC天线一面与NFC读取设备保持平行并在靠近NFC读取设备的位置才能实现通讯。要保持在手机与NFC读取设备十分接近的位置，通讯距离有限；且必须保持两者平行，零角度读取，读取角度单一。
实用新型内容
为了至少解决现有NFC天线体积大、通讯距离有限、读取角度单一中的一个技术问题，本实用新型提供了一种近场通讯天线。
本实用新型的NFC天线包括支撑体、磁片和天线线圈；支撑体包括相对设置的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板之间设有用于容纳磁片的容纳空间；磁片设置在所述容纳空间内；天线线圈绕设在所述第一支撑板和第二支撑板的外表面，所述磁片穿设在天线线圈内，所述天线线圈由铜导线绕制而成。
优选情况下，所述支撑体还包括连接板，所述连接板连接第一支撑板和第二支撑板的至少一端。
优选情况下，所述第一支撑板、第二支撑板和连接板为一体结构。
优选情况下，所述第一支撑板和第二支撑板为形状大小相同的长方形平板。
优选情况下，所述第一支撑板和第二支撑板平行对称设置，所述天线线圈沿所述第一支撑板和第二支撑板的长边绕设。
优选情况下，所述磁片包括第一磁片和第二磁片，第一磁片设置在所述第一支撑板和第二支撑板之间的容纳空间内，所述第二磁片设置在天线线圈的一表面上。
优选情况下，所述第一磁片和第二磁片为一体结构。
优选情况下，所述第一支撑板和第二支撑板的厚度为0.05-3mm。
优选情况下，所述磁片的厚度为0.05-3mm。
优选情况下，所述铜导线的直径为0.1-0.5mm。
本实用新型的另一目的是提供一种移动终端，所述移动终端包括上述的NFC天线。
优选情况下，所述NFC天线设置在移动终端的顶部或底部位置。
本实用新型的NFC天线，采用立体绕线方式，天线线圈绕设在中间具有容纳空间的支撑体上，磁片设置在容纳空间内同时穿设在天线线圈内。磁片穿设在天线线圈内部有效的提高了线圈的磁通量，增强了NFC天线的通讯性能，增大了天线的读取范围，相对现有平面绕线式NFC天线，由于磁片以及支撑体的厚度较薄，在减小天线体积的同时改善了通讯效果。本实用新型的NFC天线为立体式天线，具有0-90度的读取角度，可以与NFC读取设备之间保持一定角度读取，解决了现有NFC天线必须零角度平行读取的问题。且制作工艺简单，成本低廉，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为现有NFC天线的结构示意图；
图2为图1中A-A面的剖视图；
图3为现有NFC天线的磁力线分布示意图；
图4为现有NFC天线安装在手机内的装配位置示意图；
图5为现有NFC天线手机的通讯区域示意图；
图6为本实用新型NFC天线的结构示意图；
图7为图6中B-B面的剖视图；
图8为本实用新型NFC天线的制作方法示意图；
图9为图8中C-C面的剖视图；
图10为本实用新型NFC天线磁力线分布示意图；
图11为本实用新型NFC天线在手机内的装配位置示意图；
图12为本实用新型NFC天线手机的通讯区域示意图。
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，对本实用新型作进一步详细说明。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。
如图6所示，本实用新型的NFC天线20包括天线线圈21和支撑体22，天线线圈21绕设在支撑体22上。所述支撑体由高介电常数的绝缘高分子材料制成，优选介电常数大于3。所述天线线圈21为铜导线，铜导线的直径为0.1-0.5mm。如图7所示，所述支撑体22包括第一支撑板22a和第二支撑板22b，所述第一支撑板22a和第二支撑板22b为大小相等的长方形平板状结构，且第一支撑板22a和第二支撑板22b平行对称设置，第一支撑体22a和第二支撑体22b之间设有容纳空间。NFC天线还包括磁片23，所述磁片23设置在第一支撑板22a和第二支撑板22b之间形成的容纳空间内，优选第一支撑板22a和第二支撑板22b夹持所述磁片23，使所述磁片固定牢固。线圈21缠绕在第一支撑板22a和第二支撑板22b的外表面，所述第一支撑板或第二支撑板的外表面为与形成容纳空间的一面相对的表面。所述线圈21具有馈电端21a和21b，优选馈电端21a和21b位于同一端，这样容易布置线路板上的天线信号馈点及其它相关器件。优选所述天线线圈21沿第一、第二支撑板的长边绕设，发明人经过试验发现，沿长边绕设制得的NFC天线具有更加优异的天线性能。
所述磁片23可以采用本领域常用的软磁性材料制成，如铁氧体材料，本领域技术人员可以自由选择，优选为NiZn铁氧体材料。所述第一支撑板和第二支撑板之间还可以具有连接板（图中未示出），连接板连接第一、第二支撑板的至少一端，优选整个支撑体为一体结构，结构更牢固。本实用新型的支撑体可以为内部具有容纳空间且一端开口的长方体结构，即连接板连接所述第一、第二支撑板的三端，磁片可从一端开口处插入到容纳空间内，导线绕设在支撑体的外表面上，同时使磁片穿过导线绕设形成的线圈。连接板可采用与第一、第二支撑板相同的材料一体注塑成型，所述注塑成型的方法为本领域技术人员公知。第一支撑板22a和第二支撑板22b可以为除长方形平板之外的其他形状，如也可以为表面具有弧度或形状不为长方形的板状结构，只要能使天线线圈缠绕其上，并在中间夹持磁片23即可。应当理解的是，本实用新型在满足天线通讯性能的前提下为了最大程度的减小天线体积，采用薄片状磁片，所述磁片也可以不为片状，为了更好的固定磁片，所述第一、第二支撑板的形状需要与磁片形状相适配。
本实用新型的磁片23可以包括第一磁片和第二磁片，所述第一磁片设置在第一、第二支撑板之间，同时从轴线方向穿设在线圈21内，起到增大天线线圈磁通量的作用。所述第二磁片贴在天线线圈21的一表面上，具体为当天线20装配在手机上时天线线圈21朝向手机内部金属元器件的一表面，可以屏蔽手机内金属器件对天线性能的影响。发明人发现，采用本实用新型的天线结构，所述第一磁片和第二磁片可以为一体结构。如图8、图9所示，即采用一张面积较大的磁片，优选为第一或第二支撑板面积的两倍，所述磁片23的一部分插入第一支撑板22a和第二支撑板22b之间，另一部分沿折线23a折叠180度后覆盖在天线线圈21的一表面上，由于现有NFC磁片具有较好的柔韧性，可以满足弯折的要求，这样用一张磁片即可同时实现了增大磁通和屏蔽金属器件影响的目的，提高了NFC天线性能，且制备工艺大大简化，降低了制造成本。
为了实现NFC天线的小型化，所述第一支撑板和第二支撑板的厚度为0.05mm-3mm，所述磁片的厚度为0.05mm-3mm，所述铜导线的直径为0.1-0.5mm。第一、第二支撑板的面积大小本领域技术人员可根据实际应用情况自行设定，本实用新型不做具体限定。
本实用新型的另一种实施方式，所述天线线圈可以用现有激光照射并化学镀的方式形成在支撑体22表面。具体工艺方法为，在支撑体22的高分子材料中参杂化学镀活性粒子，并注塑成型，化学镀活性粒子均匀分布在支撑体22中，此时支撑体22需要为环形或其他形状的封闭式结构，即连接板至少连接所述第一、第二支撑板的相对两端。所述化学镀活性粒子及支撑体22的高分子材料为本领域技术人员公知，可商够得到，本实用新型不做具体限定。采用激光照射支撑体22表面的选定区域，加工出30-100微米的凹槽，所述选定区域为天线线路形成区域，经过激光照射后的支撑体表面高分子材料气化，裸露出化学镀活性粒子。然后采用化学镀的方法，将经过激光照射后的支撑体22放置在化学镀液中，如化学镀铜液，就会在裸露出的化学镀活性粒子上形成金属铜层，没有经过激光活化的部分不会形成金属铜层，优选控制所形成化学镀铜层的厚度为10-40微米。由此便形成了环绕在支撑体上的天线线圈，为了防止铜层氧化并提高导电性，还可继续在铜层表面镀镍或镀金2-6微米，所述镀镍和镀金的方法为本领域技术人员公知。
本实用新型的NFC天线，所述天线线圈21的表面还可以增设保护层，所述保护层由高分子绝缘材料制成，起到保护天线线圈的作用。优选整个天线外侧包裹保护层，使天线结构更牢固。
本实用新型NFC天线采用立体式绕线，与现有平面绕线的NFC天线具有不同的磁力线分布空间，如图10所示，本实用新型的NFC天线20磁力线25分布在天线线圈平面一侧和天线20厚度方向所在的平面空间内，所形成的通讯区域26为天线线圈两端0-90度的空间。如图11和12所示，本实用新型的NFC天线设置在手机等移动终端30的顶端，天线线圈21表面贴有磁片的一侧朝向手机内部，磁片可以有效屏蔽手机内金属器件的影响。天线通讯区域26为手机30顶端0-90度的空间，因此，本实用新型的NFC天线不但改善了通讯效果、增大了通讯距离、缩小了天线体积而且在与其他NFC读取设备进行读取识别操作时，可以保持任意角度读取，无需像现有NFC移动终端一样，只能在距离NFC读取设备很近的区域内与NFC读取设备保持平行才能实现读取和识别。
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，凡在本实用新型的特征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 (12)
1.一种NFC天线，其特征在于，包括支撑体、磁片和天线线圈；支撑体包括相对设置的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板之间设有用于容纳磁片的容纳空间；磁片设置在所述容纳空间内；天线线圈绕设在所述第一支撑板和第二支撑板的外表面，所述磁片穿设在天线线圈内，所述天线线圈由铜导线绕制而成。
2.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述支撑体还包括连接板，所述连接板连接第一支撑板和第二支撑板的至少一端。
3.根据权利要求2所述的NFC天线，其特征在于，所述第一支撑板、第二支撑板和连接板为一体结构。
4.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述第一支撑板和第二支撑板为形状大小相同的长方形平板。
5.根据权利要求4所述的NFC天线，其特征在于，所述第一支撑板和第二支撑板平行对称设置，所述天线线圈沿所述第一支撑板和第二支撑板的长边绕设。
6.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述磁片包括第一磁片和第二磁片，第一磁片设置在所述第一支撑板和第二支撑板之间的容纳空间内，所述第二磁片设置在天线线圈的一表面上。
7.根据权利要求6所述的NFC天线，其特征在于，所述第一磁片和第二磁片为一体结构。
8.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述第一支撑板和第二支撑板的厚度为0.05-3mm。
9.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述磁片的厚度为0.05-3mm。
10.根据权利要求1所述的NFC天线，其特征在于，所述铜导线的直径为0.1-0.5mm。
11.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-10中任意一项所述的NFC天线。
12.根据权利要求11所述的移动终端，其特征在于，所述NFC天线设置在移动终端的顶部或底部位置。
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