CN203660047U - 一种立体式nfc天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种立体式NFC天线，内置在终端设备内部，NFC天线包括透磁材料板与铜质导线，铜质导线缠绕在透磁材料板上，形成LC振荡回路，铜质导线的两端作为接触点与终端设备内部连接，铜质导线的走线长度形成电感，铜质导线缠绕的线圈间隙形成电容，调整铜质导线的走线长度及铜质导线缠绕的线圈间隙，控制LC振荡回路的谐振，从而将电信号转换成电磁波的形式将信号传输出去，即利用了磁耦合的方式通信。与现有技术相比，本实用新型的NFC天线制作方法简单，可单独工作，不依赖其他环境因素谐振，设计占用空间小，易于安装，抗金属干扰能力强，能满足NFC和RFID的使用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种NFC天线，尤其是涉及一种立体式NFC天线。
背景技术
现今，大量的电子产品具有无线传输的功能，在无线传输系统中，天线是用来发射及接收电磁波能量的重要元件，随着天线的发展，NFC天线得到了越来越广泛的应用。
近场通信(Near Field Communication，NFC)，又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输(在十厘米内)交换数据。这个技术由免接触式射频识别(RFID)演变而来，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自开发成功，主要用于手机等手持设备中提供M2M(Machine to Machine)的通信。由于近场通讯具有天然的安全性，因此，NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。同时，NFC也因为其相比于其他无线通讯技术较好的安全性被中国物联网校企联盟比作机器之间的“安全对话”。
NFC芯片是具有相互通信功能，并具有计算能力，在Felica标准中还含有加密逻辑电路，MIFARE的后期标准也追加了加密／解密模块(SAM)。
NFC标准兼容了索尼公司的FeliCaTM标准，以及ISO14443A,B，也就是使用飞利浦的MIFARE标准。在业界简称为TypeA，TypeB和TypeF，其中A,B为Mifare标准，F为Felica标准。
为了推动NFC的发展和普及，业界创建了一个非营利性的标准组织-NFCForum，促进NFC技术的实施和标准化，确保设备和服务之间协同合作。NFCForum在全球拥有数百个成员，包括：SONY、Philips、LG、摩托罗拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中中国成员有魅族、步步高vivo、OPPO、小米、中国移动、华为、中兴、上海同耀和台湾正隆等公司。
NFC天线，是一种近场耦合天线，由于13.56Mhz波长很长，且读写距离很短，合适的耦合方式是磁场耦合，线圈是合适的耦合方式。由于手机之类的消费型产品有很高的外观要求，因此天线一般需要内置。但是天线内置后，天线就必须贴近主板或电池(都含有金属导体成分)。这样设计的后果是，天线会在导体表面产生涡流来削弱天线的磁场。因此，业界在手机中通常采用磁性薄膜贴合FPC方式来做天线。一种新技术是磁性薄膜与FPC合一，也即磁性FPC。
中国专利CN103247853A公布了一种NFC天线、移动终端及天线的制作方法，所述NFC天线主要包括线路层、设置于线路层上的用于保护线路层的绝缘层、及设置于绝缘层上的用于屏蔽天线的屏蔽层，还包括用于连接电镀引线以电镀线路层的电镀扩展件，所述电镀扩展件位于所述线路层的边缘处且与线路层连接。该实用新型提供的NFC天线的线路层完整良好，其具有较可靠的电性能及较高的良品率，但是该天线具有结构复杂、制造困难等缺点。
中国专利CN103050779A公布了一种NFC天线及其制造方法和一种NFC通信设备，在FPC电路板上印制四层走线，可以在走线长度相同的情况下，大大减小NFC天线的板框尺寸，利用NFC天线的辐射与接收实现NFC近场通讯的效果，利于实现轻量化、小型化、薄型化的NFC通信设备的制造。
中国专利CN203134979U公布了一种用于手机移动支付的NFC组合天线，涉及移动通信设备的天线，该NFC组合天线包括PCB线圈、骨架、绕在骨架上的绕线线圈、两个线圈连接焊盘和两个天线端口，所述骨架上设置有两个线圈连接焊盘，PCB线圈的两端各通过一个线圈连接焊盘与绕线线圈的两端并联连接，绕线线圈的磁力线方向与PCB线圈的磁力线方向垂直，两个线圈连接焊盘各延伸出一个天线端口。该实用新型能摆脱金属障碍物的屏蔽，保障NFC信号的传输，增强了天线的手机兼容性，无需借助其它辅助天线产品，能降低生产成本，提高消费者使用全卡的便捷性，提升消费者的刷卡体验。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、易于安装、抗金属干扰能力强的立体式NFC天线。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种立体式NFC天线，内置在终端设备内部，所述的NFC天线包括透磁材料板与铜质导线，所述的铜质导线缠绕在透磁材料板上，形成LC振荡回路，所述的铜质导线的两端作为接触点与终端设备内部连接，所述的铜质导线的走线长度形成电感，铜质导线缠绕的线圈间隙形成电容，调整铜质导线的走线长度及铜质导线缠绕的线圈间隙，控制LC振荡回路的谐振，从而将电信号转换成电磁波的形式将信号传输出去，即利用了磁耦合的方式通信。
所述的透磁材料板与铜质导线通过封装基材封装为一体。
所述的铜质导线围绕透磁材料板上下表面进行走线。
通过改变铜质导线的走线方向控制磁力线的方向。
通过改变铜质导线缠绕的匝数调整LC振荡回路的电感量。
所述的铜质导线缠绕在透磁材料板上的线圈厚度大于0.035mm。
所述的透磁材料板的材料、形状、大小、厚度均可根据终端设备的外形而进行调整。
铜质导线缠绕在透磁材料板表面，磁力线的绝大部分都可以通过透磁材料板传输，透磁材料板也可以提高天线的Q值，透磁材料板也可以异形加工，通过加工后透磁材料板的形状，从而控制磁力线的方向和强度。
通过调整铜质导线的走线长度(也就相当于线圈匝数)来改变LC振荡回路的电感量，通过调整铜质导线缠绕线圈的间隙来改变LC振荡回路的电容量，从而控制谐振的效果。
使用本实用新型的天线时，充分利用设备金属外壳形状，改变磁力线的最强方向，减低NFC天线跟金属的耦合。
与现有技术相比，本实用新型的NFC天线制作方法简单，可单独工作(不依赖其他环境因素谐振)，设计占用空间小，易于安装，抗金属干扰能力强，能满足NFC和RFID的使用需求。
附图说明
图1为本实用新型的立体式NFC天线的结构示意图。
图中，1为透磁材料板，2为铜质导线，3为接触点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例1
一种立体式NFC天线，内置在终端设备内部，结构如图1所示，NFC天线包括透磁材料板1与铜质导线2，铜质导线2缠绕在透磁材料板1上，形成LC振荡回路，铜质导线2的两端作为接触点3与终端设备内部连接，铜质导线2的走线长度形成电感，铜质导线2缠绕的线圈间隙形成电容，调整铜质导线2的走线长度及铜质导线2缠绕的线圈间隙，控制LC振荡回路的谐振，从而将电信号转换成电磁波的形式将信号传输出去，即利用了磁耦合的方式通信。其中，透磁材料板I与铜质导线2通过封装基材封装为一体。铜质导线2围绕透磁材料板1上下表面进行走线。
通过改变铜质导线2的走线方向控制磁力线的方向。通过调整铜质导线2的走线长度(也就相当于线圈匝数)来改变LC振荡回路的电感量，通过调整铜质导线2缠绕线圈的间隙来改变LC振荡回路的电容量，以达到高电感量，低阻值的效果，从而控制谐振的效果。
铜质导线2缠绕在透磁材料板1上的线圈厚度大于0.035mm。透磁材料板1的材料、形状、大小、厚度均可根据终端设备的外形而进行调整。铜质导线2缠绕在透磁材料板1表面，磁力线的绝大部分都可以通过透磁材料板1传输，透磁材料板1也可以提高天线的Q值，透磁材料板1也可以异形加工，通过加工后透磁材料板1的形状，从而控制磁力线的方向和强度。
使用本实用新型的天线时，充分利用设备金属外壳形状，改变磁力线的最强方向，减低NFC天线跟金属的耦合。
采用本实施例的NFC天线，可在金属环境及非金属环境下，在13.56MHz较远的通信距离上实现良好的通讯效果。
Claims (6)
1.一种立体式NFC天线，内置在终端设备内部，其特征在于，所述的NFC天线包括透磁材料板与铜质导线，所述的铜质导线缠绕在透磁材料板上，形成LC振荡回路，所述的铜质导线的两端作为接触点与终端设备内部连接，所述的铜质导线的走线长度形成电感，铜质导线缠绕的线圈间隙形成电容。
2.根据权利要求1所述的一种立体式NFC天线，其特征在于，所述的透磁材料板与铜质导线通过封装基材封装为一体。
3.根据权利要求1所述的一种立体式NFC天线，其特征在于，所述的铜质导线围绕透磁材料板上下表面进行走线。
4.根据权利要求1所述的一种立体式NFC天线，其特征在于，通过改变铜质导线的走线方向控制磁力线的方向。
5.根据权利要求1所述的一种立体式NFC天线，其特征在于，通过改变铜质导线缠绕的匝数调整LC振荡回路的电感量。
6.根据权利要求1所述的一种立体式NFC天线，其特征在于，所述的铜质导线缠绕在透磁材料板上的线圈厚度大于0.035mm。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2017177532A1 (zh) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | 深圳中科系统集成技术有限公司 | 一种小型化nfc天线以及移动终端 |
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