CN215344569U - Nfc装置及移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无线通信技术领域，公开一种NFC装置，包括：NFC芯片，用于产生第一电信号并输出给NFC天线模块，或，接收NFC天线模块发送的第二电信号；NFC天线模块，包括NFC功能线圈、次级线圈和磁性屏蔽材料层，NFC功能线圈和次级线圈分别与NFC芯片连接，NFC功能线圈和次级线圈通过绝缘基材隔离，形成上下层结构的线圈层；NFC功能线圈和次级线圈相互耦合；磁性屏蔽材料层位于线圈层的下方。通过绝缘基材隔离NFC功能线圈和次级线圈，形成上下层结构的线圈层，NFC功能线圈和次级线圈相互耦合，在位于线圈层下方的磁性屏蔽材料层的作用下，在磁性屏蔽材料层朝向线圈层的方向形成磁场，从而提高了NFC装置通信时的磁场强度。本申请还公开一种移动终端。

Description

NFC装置及移动终端

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，例如涉及一种NFC装置及移动终端。

背景技术

目前，NFC（Near Field Communication，近场通信）通讯技术被广泛应用于文件传输，移动支付，公共交通，医疗健康等领域。特别是在公共交通领域，国内很多城市已经开通了NFC手机作为公交卡、地铁卡的业务，人们不再需要排队给公交卡充值，也不再需要使用公交卡乘坐地铁、公交。随着NFC应用领域的增加，现有的NFC通信场景对磁场强度的要求越来越高。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

现有技术中NFC装置通常只设置有单层天线，通信时磁场强度较低，导致用户使用带有NFC装置的设备刷卡时体验较差。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种NFC装置及移动终端，以能够提高NFC装置通信时的磁场强度。

在一些实施例中，所述NFC装置包括：NFC芯片，用于产生第一电信号并输出给NFC天线模块，或，接收所述NFC天线模块发送的第二电信号；所述NFC天线模块，包括NFC功能线圈、次级线圈和磁性屏蔽材料层，所述NFC功能线圈和所述次级线圈分别与所述NFC芯片连接，所述NFC功能线圈和所述次级线圈通过绝缘基材隔离，形成上下层结构的线圈层；所述NFC功能线圈和所述次级线圈相互耦合；所述磁性屏蔽材料层位于所述线圈层的下方。

在一些实施例中，所述移动终端包括上述的NFC装置。

本公开实施例提供的NFC装置及移动终端，可以实现以下技术效果：由于NFC天线模块包括NFC功能线圈、次级线圈和磁性屏蔽材料层，通过绝缘基材隔离NFC功能线圈和次级线圈，形成上下层结构的线圈层，NFC功能线圈和次级线圈相互耦合，在位于线圈层下方的磁性屏蔽材料层的作用下，在磁性屏蔽材料层朝向线圈层的方向形成磁场，从而提高了NFC装置通信时的磁场强度。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个NFC装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一个线圈层的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的一个NFC天线模块的剖面示意图；

图4是一个单层NFC功能线圈场强示意图；

图5是一个NFC功能线圈和次级功能线圈相互耦合的场强示意图。

附图标记：

1：NFC芯片；2：NFC天线模块；3：NFC功能线圈；4：次级线圈；5：绝缘基材；6：磁性屏蔽材料层；7：滤波模块；8：阻抗匹配模块；9：第一电感；10：第一电容；11：第二电容；12：第二电感；13：第三电容；14：第四电容；15：第五电容；16：第六电容。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1至图3所示，本公开实施例提供一种NFC装置，包括NFC芯片1和NFC天线模块2。NFC天线模块2，包括NFC功能线圈3、次级线圈4、绝缘基材5和磁性屏蔽材料层6。NFC芯片用于产生第一电信号并输出给NFC天线模块，或，接收NFC天线模块发送的第二电信号；NFC功能线圈3和次级线圈4分别与NFC芯片1连接，NFC功能线圈3和次级线圈4通过绝缘基材5隔离，形成上下层结构的线圈层；NFC功能线圈和次级线圈相互耦合；磁性屏蔽材料层6位于所述线圈层的下方。

采用本公开实施例提供的NFC装置，由于NFC天线模块包括NFC功能线圈、次级线圈和磁性屏蔽材料层，通过绝缘基材隔离NFC功能线圈和次级线圈，形成上下层结构的线圈层，NFC功能线圈和次级线圈相互耦合，在位于线圈层下方的磁性屏蔽材料层的作用下，在磁性屏蔽材料层朝向线圈层的方向形成磁场，从而提高了NFC装置通信时的磁场强度。

可选地，NFC功能线圈为线圈层的上层，次级线圈为线圈层的下层。

可选地，次级线圈为线圈层的上层，NFC功能线圈为线圈层的下层。

可选地，磁性屏蔽材料层用于屏蔽金属干扰。

可选地，绝缘基材为柔性电路板。

可选地，柔性电路板为聚酰亚胺材料。

可选地，次级线圈的自谐振频率为13~14MHz。

可选地，次级线圈为常规电感线圈。

可选地，次级线圈的形状为矩形或圆形等。

可选地，NFC功能线圈和次级线圈分别通过匹配电路与NFC芯片电连接，匹配电路用于对NFC功能线圈和次级线圈进行阻抗匹配。

可选地，匹配电路包括：滤波模块7和阻抗匹配模块8。滤波模块7的第一传输端与NFC芯片1的第一通信端口电连接，滤波模块7的第二传输端与NFC芯片1的第二通信端口电连接，滤波模块7的第三传输端与阻抗匹配模块8的第一传输端电连接，滤波模块7的第四传输端与阻抗匹配模块8的第二传输端电连接，滤波模块7的第五传输端与阻抗匹配模块8的第三传输端电连接，阻抗匹配模块8的第一馈电点分别连接NFC功能线圈3的一端和次级线圈4的一端，阻抗匹配模块8的第二馈电点与NFC功能线圈3的另一端电连接，次级线圈4的另一端处于开路状态；滤波模块用于对第一电信号进行滤波，阻抗匹配模块用于对NFC功能线圈和次级线圈进行阻抗匹配。

可选地，阻抗匹配模块的第一馈电点与NFC功能线圈的一端电连接，阻抗匹配模块的第二馈电点分别连接NFC功能线圈的另一端和次级线圈的一端，次级线圈的另一端处于开路状态。

阻抗匹配模块的第一馈电点或第二馈电点与次级线圈的一端电连接，次级线圈的另一端处于开路状态，使得次级线圈与NFC功能线圈相互耦合，同时，NFC功能线圈阻抗更加匹配，进而使得NFC功能线圈形成的磁场更强。

可选地，滤波模块7包括：第一电感9、第一电容10、第二电容11和第二电感12。第一电感9的一端与NFC芯片1的第一通信端口电连接，第一电感9的另一端分别连接第一电容10的一端和阻抗匹配模块8的第一传输端；第一电容10的另一端分别连接第二电容11的一端和阻抗匹配模块8的第二传输端；第一电容10的另一端接地；第二电容11的另一端分别连接第二电感12的一端和阻抗匹配模块8的第三传输端；第二电感12的另一端与NFC芯片1的第二通信端口电连接。

可选地，阻抗匹配模块8包括：第三电容13、第四电容14、第五电容15和第六电容16。第三电容13的一端分别连接第一电感9的另一端和第一电容10的一端，第三电容13的另一端分别连接NFC功能线圈3的一端、次级线圈4的一端和第四电容14的一端；第四电容14的另一端分别连接第五电容15的一端、第一电容10的另一端和第二电容11的一端；第四电容14的另一端接地；第五电容15的另一端分别连接NFC功能线圈3的另一端和第六电容16的一端；第六电容16的另一端分别连接第一电感9的另一端和第二电容11的另一端。

在一些实施例中，在NFC装置处于通信状态的情况下，NFC芯片产生第一电信号并通过第一通信端口和第二通信端口将第一电信号输出给匹配电路，匹配电路对第一电信号进行滤波，并对NFC功能线圈和次级线圈进行阻抗匹配后，通过第一馈电点和第二馈电点将滤波后的第一电信号输出给NFC功能线圈，通过第一馈电点将滤波后的第一电信号输出给次级线圈。NFC功能线圈接收第一电信号，并形成闭合回路的环形电流，在磁性屏蔽材料层的作用下，环形电流在磁性屏蔽材料层朝向线圈层的方向形成磁场，次级线圈接收第一电信号，并与NFC功能线圈相互耦合。通过绝缘基材隔离NFC功能线圈和次级线圈，形成上下层结构的线圈层，NFC功能线圈和次级线圈相互耦合，在位于线圈层下方的磁性屏蔽材料层的作用下，在磁性屏蔽材料层朝向线圈层的方向形成磁场，从而提高了NFC装置通信时的磁场强度。

在一些实施例中，图4为现有技术中单层NFC功能线圈的场强示意图，如图4所示，距天线2cm处，单层的NFC功能线圈的磁场强度为3.4167E-3.5166EA/m。图5为本公开实施例提供的NFC功能线圈和次级线圈相互耦合的场强示意图，图5中NFC天线模块的次级线圈的自谐振频率13~14MHz，如图5所示，NFC功能线圈与次级线圈相互耦合后的磁场强度为1.8080E-4.4278E A/m。由此可见，通过绝缘基材隔离NFC功能线圈和次级线圈，形成上下层结构的线圈层，NFC功能线圈和次级线圈相互耦合，在位于线圈层下方的磁性屏蔽材料层的作用下，在磁性屏蔽材料层朝向线圈层的方向形成磁场，提高了NFC装置通信时的磁场强度和磁场覆盖面积，从而提高了用户使用带有NFC装置的设备刷卡时的体验感。

本公开实施例提供一种移动终端，包括上述的NFC装置。

采用本公开实施例提供的移动终端，由于NFC天线模块包括NFC功能线圈、次级线圈和磁性屏蔽材料层，通过绝缘基材隔离NFC功能线圈和次级线圈，形成上下层结构的线圈层，NFC功能线圈和次级线圈相互耦合，在位于线圈层下方的磁性屏蔽材料层的作用下，在磁性屏蔽材料层朝向线圈层的方向形成磁场，从而提高了NFC装置通信时的磁场强度。

可选地，移动终端为手机、平板电脑或智能手表。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种NFC装置，其特征在于，包括：

NFC芯片，用于产生第一电信号并输出给NFC天线模块，或，接收所述NFC天线模块发送的第二电信号；

所述NFC天线模块，包括NFC功能线圈、次级线圈和磁性屏蔽材料层，所述NFC功能线圈和所述次级线圈分别与所述NFC芯片连接，所述NFC功能线圈和所述次级线圈通过绝缘基材隔离，形成上下层结构的线圈层；所述NFC功能线圈和所述次级线圈相互耦合；所述磁性屏蔽材料层位于所述线圈层的下方。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绝缘基材为柔性电路板。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述柔性电路板为聚酰亚胺材料。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述次级线圈的自谐振频率为13~14MHz。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述NFC功能线圈和所述次级线圈分别通过匹配电路与NFC芯片电连接，所述匹配电路用于对所述NFC功能线圈和所述次级线圈进行阻抗匹配。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述匹配电路包括：

滤波模块，第一传输端与所述NFC芯片的第一通信端口电连接，所述滤波模块的第二传输端与所述NFC芯片的第二通信端口电连接，所述滤波模块的第三传输端与阻抗匹配模块的第一传输端电连接，所述滤波模块的第四传输端与所述阻抗匹配模块的第二传输端电连接，所述滤波模块的第五传输端与所述阻抗匹配模块的第三传输端电连接，所述滤波模块用于对所述第一电信号进行滤波；

所述阻抗匹配模块，第一馈电点分别连接所述NFC功能线圈的一端和所述次级线圈的一端，所述阻抗匹配模块的第二馈电点与所述NFC功能线圈的另一端电连接，所述次级线圈的另一端处于开路状态；所述阻抗匹配模块用于对所述NFC功能线圈和所述次级线圈进行阻抗匹配。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述滤波模块包括：

第一电感，一端与所述NFC芯片的第一通信端口电连接，所述第一电感的另一端分别连接第一电容的一端和所述阻抗匹配模块的第一传输端；

所述第一电容，另一端分别连接第二电容的一端和所述阻抗匹配模块的第二传输端；所述第一电容的另一端接地；

所述第二电容，另一端分别连接第二电感的一端和所述阻抗匹配模块的第三传输端；

所述第二电感，另一端与所述NFC芯片的第二通信端口电连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述阻抗匹配模块包括：

第三电容，一端分别连接所述第一电感的另一端和所述第一电容的一端，所述第三电容的另一端分别连接所述NFC功能线圈的一端、所述次级线圈的一端和第四电容的一端；

所述第四电容，另一端分别连接第五电容的一端、所述第一电容的另一端和所述第二电容的一端；所述第四电容的另一端接地；

所述第五电容，另一端分别连接所述NFC功能线圈的另一端和第六电容的一端；

所述第六电容，另一端分别连接所述第一电感的另一端和所述第二电容的另一端。

9.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的NFC装置。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为手机、平板电脑或智能手表。

Images