CN205355246U - 无线通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线通信装置(200、300、400、500、600、700)，既能实现装置薄型化又能获得良好的天线性能。该无线通信装置(200、300、400、500、600、700)包括金属后壳(1)、线圈基板(201)、铁氧体(202)、中壳(3)、以及电磁屏蔽层(4)，线圈基板(201)上设置有线圈(2011)，且设置于金属后壳(1)与中壳(3)之间，电磁屏蔽层(4)设置于中壳(3)的与金属后壳(1)相对的另一侧，铁氧体(202)设置于中壳(3)与电磁屏蔽层(4)之间。

Description

无线通信装置

技术领域

本实用新型涉及无线通信装置，尤其涉及近距离无线通信系统中使用的无线通信装置。

背景技术

射频识别(RadioFrequencyIdentification：RFID，下文简称为RFID)技术是一种无接触自动识别技术，它利用电磁波实现物品的自动识别。RFID作为费用系统、物品管理系统己得到普及。在RFID系统中，以非接触方式来使读写器和RFID标签进行无线通信，在这些器件之间收发高频信号。读写器和RFID标签分别包括:用于处理高频信号的无线IC(IntegratedCircuit：集成电路)芯片及用于发送和接收高频信号的天线元件。

若例如是利用13.56MHz频带的HF频带RFID系统，则使用线圈天线来作为天线。并且，读写器侧的线圈天线与RFID标签侧的线圈天线经由感应磁场进行耦合。这种RFID系统近年来也搭载在移动电话以及智能手机等中。即近场通信(NFC：NearFieldCommunication)系统。

近场通信又称为近距离无线通信，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接触式点对点数据传输交换数据。由于近场通信具有天然的安全性，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。

以往，作为这种带近距离无线通信功能的通信装置的一个例子，其沿厚度方向观察时的剖面结构如图1所示。在该无线通信装置100中，将铁氧体202贴附在设置有线圈的线圈基板201上，构成天线2。将天线2直接贴在金属后壳1上。在天线2上方设置有中壳3，中壳3上方设置有电磁屏蔽层4，电路基板5设置在电磁屏蔽层4的与中壳3相对的另一侧。该电路基板5上设置有各种电子元器件、导体图案等。通过设置电磁屏蔽层4，能防止电路基板上的感性器件等对天线2造成干扰。通过采用上述结构，能够在无线通信装置100中获得较高的天线性能。

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

然而，要在采用金属后壳的无线通信装置上实现较好的天线性能，必须将线圈基板与金属后壳的距离设置得足够小，优选将线圈基板直接贴附于金属后壳。另一方面，在NFC天线中，铁氧体起到降低电池等金属材料对信号磁场的吸收的作用，因此需要铁氧体具有足够的厚度。于是，必须在金属后壳与中壳之间留出足够的设置天线的空间。

然而，随着对无线通信装置薄型化的要求越来越高，金属后壳与中壳之间的距离也越来越小。此时不得不降低铁氧体的厚度，这会导致天线性能下降。换言之，难以兼顾装置薄型化以及天线性能。

本实用新型鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种既能实现装置薄型化又具有良好的天线性能的无线通信装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本实用新型的无线通信装置的特征在于，包括：金属后壳、线圈基板、铁氧体、中壳、以及电磁屏蔽层，所述线圈基板上设置有线圈，且设置于所述金属后壳与所述中壳之间，所述电磁屏蔽层设置在所述中壳的与所述金属后壳相对的另一侧，所述铁氧体设置于所述中壳与所述电磁屏蔽层之间。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，所述金属后壳不完全覆盖所述线圈。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，所述线圈基板贴附于所述中壳或所述金属后壳的其中一方。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，所述线圈基板与所述中壳或所述金属后壳的另一方抵接。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，所述线圈基板与所述金属后壳电容耦合。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，所述铁氧体贴附于所述中壳。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，在所述电磁屏蔽层的与所述铁氧体的相反侧设置有电路基板，该电路基板上设置有电子元器件。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，所述电磁屏蔽层上设置有供所述电子元器件穿过的孔部。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，所述铁氧体以避开穿过所述孔部的所述电子元器件的方式设置。

另外，本实用新型所涉及的无线通信装置的特征在于，所述线圈基板为柔性电路板。

实用新型的效果

根据本实用新型，由于线圈基板与铁氧体分开贴附，将线圈基板贴附在金属后壳与中壳之间，将铁氧体贴附在中壳与电磁屏蔽层之间，从而既能够满足装置的薄型化要求，又能够实现良好的天线性能。

此外，由于金属后壳不完全覆盖线圈，因此能获得更好的天线性能。

此外，通过采用线圈基板贴附于金属后壳的结构，能进一步提高天线性能。

此外，通过采用线圈基板贴附于中壳的结构，从而在金属后壳被拆除的情况下，天线也能正常工作。

此外，通过使线圈基板贴附于中壳或金属后壳的其中一方，并使线圈基板与中壳或金属后壳的另一方抵接，从而能同时实现装置薄型化和最佳的天线性能，并具有良好的装卸性能。

此外，通过在电磁屏蔽层上设置孔部，并且在有电子元器件穿过该孔部的情况下，以避开穿过该孔部的电子元器件的方式设置铁氧体即可。因此，能进一步实现装置薄型化，且与现有的将铁氧体设置在中壳与线圈基板之间的情况相比，铁氧体的设计自由度更高。

此外，通过采用铁氧体紧贴中壳的结构，能防止位置偏移造成的性能下降。

附图说明

图1是表示现有技术的无线通信装置100的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

图2是表示本实用新型的实施方式的无线通信装置200的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

图3是表示金属后壳1与线圈基板201的位置关系的分解立体图。

图4是表示现有例、实施方式1、以及比较例所涉及的无线通信装置的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

图5是表示实施方式2所涉及的无线通信装置300的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

图6是表示实施方式3所涉及的无线通信装置400的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

图7是表示实施方式4所涉及的无线通信装置500的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

图8是表示实施方式5所涉及的无线通信装置600的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

图9是表示实施方式6所涉及的无线通信装置700的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

具体实施方式

本实用新型发明人发现，仅将线圈基板设置在金属后壳与中壳之间，而将铁氧体设置在中壳与电磁屏蔽层之间，同样能够实现天线的功能，且当金属后壳与中壳的间距较小时，能获得与现有将线圈基板和铁氧体均设置于金属后壳与中壳之间的情况同样的天线性能。这里的“较小”是指满足通常薄型化的设计需求即可。在采用本实用新型的结构的情况下，由于金属后壳与中壳之间仅设置线圈基板，因此能轻易满足这一条件。而且在相同的间距下，本实用新型能获得与上述现有设计相同的天线性能。

另外，本实用新型中的无线通信装置可以是智能手机、PDA(PersonalDigitalAssistant：个人数字助理)等各种搭载有天线装置的无线通信装置。

下面，对应用了上述思想的本实用新型的实施方式进行说明。

《实施方式1》

下面参照图2～图4对本实用新型实施方式1所涉及的无线通信装置200进行说明。

[结构]

图2是表示实施方式1所涉及的无线通信装置200的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

图2中，设置有线圈的线圈基板201设置在金属后壳1与中壳3之间，中壳3上方设置有电磁屏蔽层4，铁氧体202设置在中壳3与电磁屏蔽层4之间，电路基板5设置在电磁屏蔽层4的与铁氧体202相对的另一侧。

线圈基板201例如是柔性电路板(FPC:FlexiblePrintedCircuit)。

另一方面，由于NFC天线通过线圈产生磁场传送信号，而金属材料会屏蔽磁场，因此需要对金属后壳1的形状进行设计，防止其将线圈完全遮挡，从而能在金属后壳的通信设备上实现NFC功能。图3是表示金属后壳1与线圈基板201的位置关系的分解立体图。如图3所示，设置有线圈2011的线圈基板201设置在金属后壳1的内侧。金属后壳1上形成有切口SL，并与切口SL连通地形成有开口。由此，会在金属后壳1上产生与线圈同向的电流，从而能进一步加强天线性能。换言之，金属后壳1兼具NFC天线的功能。

而且，在无线通信设备带有摄像头的情况下，上述设计可以直接将金属后壳1上摄像头的孔区域作为开口，然后开一条与该孔区域连通的槽即可。由此能在不影响金属外壳外观的情况下获得良好的天线性能。

当然，上述金属后壳1仅仅是一个示例，本实用新型并不限于此。也可以直接在金属后壳1上设置开口，或将一部分金属后壳1的材料替换为其它非金属材料、如塑料等(例如塑料条)，只要线圈不被金属材料完全遮挡即可。

中壳3的材料可以采用塑料、树脂等绝缘性材料。

[效果]

根据上述结构，同样能够发挥天线的作用，且当金属后壳1与中壳3的间距较小时，即使铁氧体202与线圈基板201分开设置于中壳3两侧，也能够获得与将铁氧体202与线圈基板201均设置与金属后壳1与中壳3之间时同样的天线性能。

换言之，通常，在为了满足薄型化设计需求而缩小金属后壳1与中壳3的距离时，由于不得不将铁氧体202的厚度减薄，因此天线性能必然会下降。但若像上述那样将线圈基板201与铁氧体202分开贴附，则无需降低铁氧体202的厚度，从而能在实现薄型化的同时，获得良好的天线性能。

而且，若采用现有的将线圈基板201与铁氧体202均设置在中壳与金属后壳1之间的结构，为了对线圈基板201与铁氧体202进行固定，需要单独制作模具、固定件等，因此通常将线圈与铁氧体202的形状设计成相同。因此设计自由度较低，而且由于中壳3与金属后壳1之间通常会有电池板、摄像头等部件，因此设计自由度进一步降低。而通过采用本实用新型的结构，由于铁氧体202与线圈基板201分开设置在中壳3两侧，因而能自由设计铁氧体202的形状，提高了设计自由度。

[效果的验证]

为了验证上述效果，本实用新型的发明人进行了一系列试验。

发明人首先利用日本村田制作所开发的仿真软件FEMTET进行模拟实验。通过在该软件内进行建模，模拟手机结构。并在同一手机模型下，对线圈基板201和铁氧体202设置在金属后壳1与中壳3之间(现有结构)以及线圈基板201设置在金属后壳1与中壳3之间、铁氧体202设置在中壳3与电磁屏蔽层4之间(本实施方式1)这两个情况下的、线圈基板201到金属后壳1的距离与天线性能的关系进行模拟，并分别计算出各个情况下天线性能的综合指标，即耦合系数K。

具体而言，当发送侧线圈与接收侧线圈隔开一定距离时，从发送侧线圈产生的磁通中，只有一部分通过接收侧线圈并起到电力传输的作用。而到达接收侧线圈的磁通越多，则线圈之间的耦合越好。上述耦合系数K表示的就是该耦合程度。因此，耦合系数K的数值越大，天线性能越好。

表1示出了上述实验的结果，即，采用现有结构和本实用新型的结构下、线圈基板201到金属后壳1的距离与天线性能的关系。

[表1]

由表1可知，当线圈基板201与金属后壳1的距离一定时，对现有天线和实施方式1的天线所测定到的耦合系数K值几乎相等。由此可知，铁氧体202设置在中壳3与金属背壳之间的现有天线的性能与铁氧体202设置在中壳3与电磁屏蔽层4之间的本实施方式1的天线是一样的。然而，若采用本实用新型的结构，则不必因薄型化的要求而降低铁氧体202的厚度，而且由于铁氧体202设置在中壳3与电磁屏蔽层4之间，因此能够减小金属后壳1与中壳3的间距。

此外，发明人还对以下三种情况分别进行了实机测试，以对三种结构下的信号读取能力进行比较：

(1)线圈基板201和铁氧体202设置在金属后壳1与中壳3之间(现有例)

(2)线圈基板201和铁氧体202分开贴附，线圈基板201设置在金属后壳1与中壳3之间，铁氧体202设置在中壳3与电磁屏蔽层4之间(实施方式1)

(3)线圈基板201和铁氧体202设置在中壳3与电磁屏蔽层4之间(比较例)

具体而言，在同一手机上，对线圈基板201和铁氧体202的设置位置进行调整，得到上述三种结构的样机。然后，利用4种市场上常见的带线圈的识别卡(即模式1～模式4)作为测试用识别卡，分别对三种样机的可读取距离、即读取能力进行测试。其中，模式1～模式4的识别卡依次为Topaz标签、MifareUltraLightIC卡、Felica卡(非接触式IC卡)、以及MifaredesfireIC卡。

图4示出了上述三种情况下从无线通信装置的厚度方向观察时的剖面结构的示意图。表2示出上述三种情况下的读取模式与读取距离(即读取能力)的关系。具体而言，得到的测试结果如下。

由表2可知，若将线圈基板201和铁氧体202均贴附于中壳3与电磁屏蔽层4之间，则读取距离明显变短，天线性能下降。而如本实施方式1那样将线圈基板201设置在金属后壳1与中壳3之间，铁氧体202设置在中壳3与电磁屏蔽层4之间的情况下，则能获得与现有例几乎相同的天线性能。

《实施方式2》

下面参照图5对本实用新型实施方式2所涉及的无线通信装置300进行说明。

图5是表示实施方式2所涉及的无线通信装置300的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。如图5所示，实施方式2与实施方式1的不同之处在于，在无线通信装置300中，线圈基板201直接贴附于金属后壳1。

这种情况下，不需要单独制作模具或固定件等来固定线圈基板201，并且能节省空间。而且由上表1可知，此时线圈基板201与金属后壳1的距离最短，能获得最佳的天线性能。

另外，线圈基板201的贴附可通过粘接剂或螺钉固定等方式来实现。

《实施方式3》

下面参照图6对本实用新型实施方式3所涉及的无线通信装置400进行说明。

图6是表示实施方式3所涉及的无线通信装置400的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。如图6所示，本实施方式3中，将线圈基板201贴附于中壳3。

该情况下，与线圈基板201直接贴附于金属后壳1的情况不同，线圈基板201与金属后壳1之间采用电容耦合。

本实施方式3与实施方式2相比，虽然天线性能会有所下降，但在金属后壳1被拆除时，天线仍然能正常工作。

《实施方式4》

下面参照图7对本实用新型实施方式4所涉及的无线通信装置500进行说明。

图7是表示实施方式4所涉及的无线通信装置500的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

本实施方式4中，使线圈基板201贴附于金属后壳1以及中壳3的其中一方，并与另一方紧贴，由此能最大限度地节省空间，实现装置薄型化，并且兼顾了装卸的便利性。

《实施方式5》

下面参照图8对本实用新型实施方式5所涉及的无线通信装置600进行说明。

图8是表示实施方式5所涉及的无线通信装置600的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

本实施方式5中，使铁氧体202贴附于中壳3。通过采用这种结构，除了上述实施方式的效果外，还能防止铁氧体202的位置偏移对天线性能造成影响。

《实施方式6》

下面参照图9对本实用新型实施方式6所涉及的无线通信装置700进行说明。

图9是表示实施方式6所涉及的无线通信装置700的从厚度方向观察时的剖面结构的示意图。

如上所述，中壳3上方设置有电磁屏蔽层4，电路基板5设置在电磁屏蔽层4的与中壳3相对的另一侧。电路基板5上设置有各种电子元器件501、导体图案等。

然而，由于各种电子元器件501的高度不同，在实际设计中，为了满足薄型化的需要，通常会在电磁屏蔽层4上设置孔部401，供部分高度较高的电子元器件501穿过。此时，优选以避开上述穿过孔部401的电子元器件501的方式来配置铁氧体202。因此，铁氧体202的形状可以是圆形、方形或各种不规则形状。

此外，由图9可知，即便将铁氧体202设置在中壳3与电磁屏蔽层4之间，由于铁氧体202以避开穿过上述孔部401的电子元器件501的方式设置，因此该铁氧体202也只占用了原有的空间，并不会增加中壳3与电磁屏蔽层4的间距。

另外，通过采用该结构，从而即使在电子元器件501高度较高的情况下，也能最大限度地节省空间，实现装置薄型化。

根据本实用新型，打破了以往将线圈基板以及铁氧体设置在金属后壳与中壳之间的常规设计思路，而将线圈基板设置在金属后壳与中壳之间，将铁氧体设置在中壳与电磁屏蔽层之间，因此能实现薄型化并获得良好的天线性能，具有良好的实用价值。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式。但应当理解为本实用新型在不脱离其广义精神和范围的情况下可以采用各种实施方式及变形。本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本领域技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应属于由本实用新型的权利要求书所确定的保护范围内。

标号说明

100、200、300、400、500、600、700无线通信装置

1金属后壳

2天线

201线圈基板

2011线圈

202铁氧体

3中壳

4电磁屏蔽层

401孔部

5电路基板

501电子元器件

Claims (10)

1.一种无线通信装置，其特征在于，包括：金属后壳、线圈基板、铁氧体、中壳、以及电磁屏蔽层，

所述线圈基板上设置有线圈，且设置于所述金属后壳与所述中壳之间，

所述电磁屏蔽层设置在所述中壳的与所述金属后壳相对的另一侧，

所述铁氧体设置于所述中壳与所述电磁屏蔽层之间。

2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述金属后壳不完全覆盖所述线圈。

3.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述线圈基板贴附于所述中壳或所述金属后壳的其中一方。

4.如权利要求3所述的无线通信装置，其特征在于，

所述线圈基板与所述中壳或所述金属后壳的另一方抵接。

5.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述线圈基板与所述金属后壳电容耦合。

6.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述铁氧体贴附于所述中壳。

7.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

在所述电磁屏蔽层的与所述铁氧体的相反侧设置有电路基板，该电路基板上设置有电子元器件。

8.如权利要求7所述的无线通信装置，其特征在于，

所述电磁屏蔽层上设置有供所述电子元器件穿过的孔部。

9.如权利要求8所述的无线通信装置，其特征在于，

所述铁氧体以避开穿过所述孔部的所述电子元器件的方式设置。

10.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述线圈基板为柔性电路板。