DE202016008306U1

DE202016008306U1 - Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art und Antennensystem

Info

Publication number: DE202016008306U1
Application number: DE202016008306.7U
Authority: DE
Original assignee: Shenzhen Sunway Communication Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Sunway Communication Co Ltd
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2026-08-27
Also published as: US20180048067A1; CN105552563B; WO2017133223A1; US10116055B2; CN105552563A

Abstract

Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ferritkern, der durch Übereinanderlagern mehrerer plattenartiger Ferriteinheiten gebildet ist und sich in einer X-Y-Ebene erstreckt, und zwei NFC-Antennenspulen umfasst, nämlich eine erste Spule und eine zweite Spule, die miteinander verbunden und auf den Ferritkern gewickelt sind; wobei die erste Spule Z-förmig in Verlängerungsrichtung der Y-Achse auf die Außenfläche des Ferritkerns gewickelt ist und die zweite Spule spiralförmig in der vertikalen Z-Achsenrichtung gewickelt ist; das untere Ende des Ferritkerns mit einer Antennenisolationsschicht verbunden ist; die untere Endfläche der Antennenisolationsschicht mit externen Elektroden verbunden ist, die eine erste externe Elektrode und eine zweite externe Elektrode beinhalten; das vordere Ende der ersten Spule mit der ersten externen Elektrode verbunden ist, während das hintere Ende durch einen Leiter mit dem vorderen Ende der zweiten Spule verbunden ist; das hintere Ende der zweiten Spule mit der zweiten externen Elektrode verbunden ist; wobei die erste Spule mehrere untere Drahtleiter, die an der Unterseitenfläche der unteren plattenartigen Ferriteinheit und nahe dem Endabschnitt der –X-Achse angeordnet sind, mehrere obere Drahtleiter, die an der Oberseitenfläche der oberen plattenartigen Ferriteinheit und nahe dem Endabschnitt der +X-Achse angeordnet sind, mehrere linke Drahtleiter, die die linken Endabschnitte der unteren Drahtleiter und die linken Endabschnitte der oberen Drahtleiter verbinden, und mehrere rechte Drahtleiter umfasst, die die rechten Endabschnitte der unteren Drahtleiter und die rechten Endabschnitte der oberen Drahtleiter verbinden; wobei die linken Drahtleiter durch linke Leiter oder linke leitende Löcher, die durch die linken Durchgangslöcher nahe den linken Enden der unteren plattenartigen Ferriteinheit, der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten und der oberen plattenartigen Ferriteinheit verlaufen, und einen ersten Draht gebildet sind, der nahe den linken Enden der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet ist; wobei die rechten Drahtleiter durch rechte Leiter oder rechte leitende Löcher, die durch die rechten Durchgangslöcher nahe den rechten Enden der unteren plattenartigen Ferriteinheit, der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten und der oberen plattenartigen Ferriteinheiten verlaufen, und einen zweiten Draht gebildet sind, der nahe den rechten Enden der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet ist; wobei die zweite Spule mehrere Spulenkörper beinhaltet, die an der Oberseitenfläche der zweite unteren plattenartigen Ferriteinheit, den Oberseitenflächen und/oder der Unterseitenflächen der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet sind; wobei ein Ende eines jeden Spulenkörpers an der unteren plattenartigen Ferriteinheit ein hinteres Ende ist und mit dem ersten externen Elektrode verbunden ist, während das andere Ende ein vorderes Ende ist, das mit dem hinteren Ende eines jeden Spulenkörpers an der zweiten unteren plattenartigen Ferriteinheit durch einen vertikalen Verbindungsleiter oder ein leitendes Durchgangsloch verbunden ist, der bzw. die an einer lateralen Seite der zweiten unteren plattenartigen Ferriteinheit angeordnet ist; wobei alles Übrige ähnlich erfolgt, bis das vordere Ende des oberen Spulenkörpers mit dem hinteren Ende der ersten Spule durch den ...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der NFC-Antennen und insbesondere eine Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art und Antennensystem mit der Z-förmigen Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art.
Beschreibung des Stands der Technik
Der NFC(Nahfeldkommunikations)-Technik wird in letzter Zeit zunehmende Aufmerksamkeit geschenkt, und sie wird auf mobile Handgeräte angewandt. Bei Anwendungen für traditionelle NFC-Handgeräte wird allgemein ein NFC-Antennenstrahler an einer Batterie angeordnet, und um die negativen Auswirkungen von Wirbelströmen auf die NFC-Antenne zu reduzieren, die an der Batterie (oder andere Metallmaterialien) erzeugt werden und zur Stromrichtung der Antenne entgegengesetzt verlaufen, wird zugleich eine Ferritschicht, die die Antennenspule von der Batterie trennen kann, zwischen der NFC-Antennenspule und der Batterie angeordnet. Um die Leistung der NFC-Antenne sicherzustellen, muss die NFC-Antenne, die eine solche Auslegungslösung nutzt, bestimmte Größenanforderungen erfüllen. Die Antenne der üblichen NFC-Antennenlösung ist relativ groß und erfüllt daher nicht die Anforderungen an Miniaturisierung von Handgeräten.
Um das Ziel einer Verkleinerung der NFC-Antennen zu erreichen, hat die Murata Manufacturing Co., Ltd. in der chinesischen Patentschrift CN 103620869 A eine kleine NFC-Antennenlösung des Oberfächenmontagetyps (SMD) vorgestellt und führt in der chinesischen Patentschrift CN 102959800 B die spezifischen Anwendungen der Lösung in tatsächlichen Kommunikationsgeräten auf. Der größte Unterschied der Lösung im Vergleich zur üblichen NFC-Antennelösung liegt darin, dass die übliche NFC-Antennenspule, die relativ groß ist (beispielsweise mit einer typischen Spulengröße von 30 mm × 40 mm), spiralförmig auf einen äußerst kleinen Ferritkern gewunden ist (wobei die Größe des Ferritkerns auf diejenige eines üblichen Chips reduzierbar ist), um eine spiralförmige Röhrenantenne zu bilden. Ein kleines NFC-Antennenmonomer wird über einem Blech (oder einer Leiterplatte) angeordnet und wirksam daran gekoppelt, woraufhin ein Wirbelstrom mit positiver Wirkung an dem Blech erzeugt wird, um die Leistung des Antennensystems (mit der NFC-Antenne des Oberfächenmontagetyps und dem Blech) insgesamt weiter zu verbessern. Im Vergleich zur üblichen großen NFC-Antnnenlösung hat die von der Murata Manufacturing Co., Ltd. vorgeschlagene NFC-Antennenlösung hinsichtlich der Antennengröße große Fortschritte erzielt. Allerdings weist die Antenne des Oberflächenmontagetyps einen Nachteil auf: Wenn der Antennenmonomer auf der Leiterpltte oder dem Blech angeordnet ist, ist aufgrund der speziellen Wicklungsart der Antennenspule um den Ferrit das an der Antenne selbst erzeugte Magnetfeld vertikal und orthogonal zum Magnetfeld, das von dem wirksamen Wirbelstrom erzeugt wird, der an dem Blech erzeugt wird. Aufgrund der zueinander orthogonalen Beziehung der Magnetfelder gelingt es Antennenmonomeren und dem Blech im Antennensystem insgesamt nicht, einen Zustand optimaler Abstimmung zu erreichen. Daher ist es erforderlich, eine Verbesserung an der NFC-Antenne des Oberflächenmontagetyps vorzunehmen und eine kleine NFC-Antenne des Oberflächenmontagetyps zu entwickeln, die eine hohe Leistung aufweist und optimal auf das Magnetfeld abgestimmt werden kann, das durch einen Wirbelstrom erzeugt wird, der am Blech erzeugt wird.
Schließend gelingt es derzeitigen NFC-Antennen nicht, eine geringe Größe und hohe Leistung miteinander zu vereinbaren, und sie weisen schlechte Anwendungswirkungen auf.
Ausführlicher Inhalt der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art bereitzustellen, um das Problem existierender NFC-Antennen des Stands der Technik zu lösen, denen es nicht gelingt, eine geringe Größe und hohe Leistung miteinander zu vereinbaren.
Die vorliegende Erfindung wird auf folgende Weise erzielt:
Eine Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art beinhaltet einen Ferritkern, der durch Übereinanderlagern mehrerer plattenartiger Ferriteinheiten gebildet ist und sich in einer X-Y-Ebene erstreckt, und zwei NFC-Antennenspulen, nämlich eine erste Spule und eine zweite Spule, die miteinander verbunden und auf den Ferritkern gewickelt sind, wobei die erste Spule Z-förmig in der Verlängerungsrichtung einer Y-Achse auf die Außenfläche des Ferritkerns gewickelt ist; die zweite Spule spiralförmig an der vertikalen Z-Achse gewickelt. Das untere Ende des Ferritkerns ist mit einer Antennenisolationsschicht verbunden; die untere Endfläche der Antennenisolationsschicht ist mit externen Elektroden verbunden, die eine erste externe Elektrode und eine zweite externe Elektrode beinhalten; das vordere Ende der ersten Spule ist mit der ersten externen Elektrode verbunden, während das hintere Ende durch einen Leiter mit dem vorderen Ende der zweiten Spule verbunden ist; und das hintere Ende der zweiten Spule ist mit der zweiten externen Elektrode verbunden.
Die erste Spule beinhaltet mehrere untere Drahtleiter, die an der Unterseitenfläche der unteren plattenartigen Ferriteinheit und nahe dem Endabschnitt der –X-Achse angeordnet sind, mehrere obere Drahtleiter, die an der Oberseitenfläche der oberen plattenartigen Ferriteinheit und nahe dem Endabschnitt der +X-Achse angeordnet sind, mehrere linke Drahtleiter, die die linken Endabschnitte der unteren Drahtleiter und die linken Endabschnitte der oberen Drahtleiter verbinden, und mehrere rechte Drahtleiter, die die rechten Endabschnitte der unteren Drahtleiter und die rechten Endabschnitte der oberen Drahtleiter verbinden. Die linken Drahtleiter sind durch linke Leiter oder linke leitende Löcher, die durch die linken Durchgangslöcher nahe den linken Enden der unteren plattenartigen Ferriteinheit, der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten und der oberen plattenartigen Ferriteinheit verlaufen, und einen ersten Draht gebildet, der nahe den linken Enden der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet ist. Die rechten Drahtleiter sind durch rechte Leiter oder linke leitende Löcher, die durch die rechten Durchgangslöcher nahe den rechten Enden der unteren plattenartigen Ferriteinheit, der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten und der oberen plattenartigen Ferriteinheiten verlaufen, und einen zweiten Draht gebildet, der nahe den rechten Enden der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet ist.
Die zweite Spule beinhaltet mehrere Spulenkörper, die an der Oberseitenfläche der zweiten unteren plattenartigen Ferriteinheit, den Oberseitenflächen und/oder den Unterseitenflächen der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet sind, wobei ein Ende eines jeden Spulenkörpers an der unteren plattenartigen Ferriteinheit ein hinteres Ende der zweiten Spule ist und mit dem ersten externen Elektrode verbunden ist, während das andere Ende ein vorderes Ende ist, das mit dem hinteren Ende eines jeden Spulenkörpers an der zweiten unteren plattenartigen Ferriteinheit durch einen vertikalen Verbindungsleiter oder ein leitendes Durchgangsloch verbunden ist, der bzw. die an einer lateralen Seite der zweiten unteren plattenartigen Ferriteinheit angeordnet ist. Alles Übrige kann ähnlich erfolgen, bis das vordere Ende des oberen Spulenkörpers mit dem hinteren Ende der ersten Spule durch einen vertikalen Verbindungsleiter oder ein leitendes Durchgangsloch verbunden ist, der bzw. das an einer lateralen Seite der oberen plattenartigen Ferriteinheit angeordnet ist.
Vorzugsweise ist die Antennenisolationsschicht mit zwei Durchgangselektroden zum Verbinden der NFC-Antennenspulen und der externen Elektroden versehen; die Durchgangselektroden sind mit den NFC-Antennenspulen verbunden; die zwei Durchgangselektroden sind entsprechend an der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode angeordnet; die Durchgangselektrode an der ersten externen Elektrode und die Durchgangselektrode an der zweiten externen Elektrode sind jeweils mit dem vorderen Ende der ersten Spule und dem hinteren Ende der zweiten Spule verbunden.
Vorzugsweise beinhaltet die erste Spule mehrere parallele Drahtleiter auf jeweils der linken Seite, rechten Seite, oberen Seite und unteren Seite; die Drahtleiter auf der linken Seite, rechten Seite, oberen Seite und unteren Seite sind jeweils mit den Durchgangslochleitern verbunden und bilden eine Wellenwicklung mit einem eingeschlossenen Winkel von 90 + θ zwischen der Drehwellenrichtung und der X-Achsenrichtung des Ferritkerns.
Vorzugsweise beinhaltet der Ferritkern eine untere plattenartige Ferriteinheit, mehrere mittlere plattenartige Ferriteinheiten und einen oberen plattenartigen Ferriteinheit.
Vorzugsweise sind die erste Spule und die zweite Spule gestaffelt an der linken Fläche und an der rechten Fläche überlagert; an der linken Fläche und rechten Fläche kann die erste Spule auf der Außenseite angeordnet sein, während die zweite Spule auf der Innenseite angeordnet sein kann; oder die erste Spule kann auf der Innenseite angeordnet sein, während die zweite Spule auf der Außenseite angeordnet sein kann.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Antennensystem bereit, das die genannte Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art, ein Substrat und ein Blech beinhaltet, wobei das Blech auf dem Substrat angeordnet ist und die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art auf dem Blech angeordnet ist.
Vorzugsweise ist in Längenrichtung das Ende der Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art direkt über dem Blech angeordnet, und das äußere Ende der Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art ist außerhalb des Blechs angeordnet. Oder das äußere Ende der Antenne ist an der Position der Überlagerung mit der Kante des Blechs angeordnet.
Vorzugsweise weist das Antennensystem mehrere Z-förmige Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art in Reihenverbindung miteinander auf, und die mehreren Z-förmigen Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art in Reihenverbindung miteinander sind jeweils auf dem Blech angeordnet.
Vorzugsweise ist das Blech rechteckig, und vier Z-förmige Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art sind vorgesehen, die jeweils auf vier Seiten des Blechs angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung offenbart auch ein Verfahren zum Verarbeiten der Z-förmigen Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art, wobei alle Spulenkörper des Ferritkerns in der X-Y-Ebene durch Siebdruck von Metallpaste gefertigt werden; leitende Durchgangslöcher und leitende Löcher an allen relevanten Schichten entlang der Z-Achsenrichtung gebohrt werden und dann die Paste in die Löcher gegossen und schließlich bei hoher Temperatur gesintert wird, wobei die Metallpaste Goldpaste, Silberpaste oder Kupferpaste ist.
Im Vergleich zum Stand der Technik verwendet die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art der vorliegenden Erfindung einen Ferritkern, der sich in einer X-Y-Ebene erstreckt, eine erste Spule der NFC-Antenne, wobei die erste Spule in Verlängerungsrichtung der Y-Achse Z-förmig um die Außenfläche des Ferritkerns gewickelt ist, und eine zweite Spule der NFC-Antenne, die um den Ferritkern gewickelt ist und spiralförmig in vertikale Z-Achsenrichtung gewickelt ist, so dass aufgrund des Vorhandenseins der Z-förmigen NFC-Antennenspule das NFC-Antennenmonomer zusätzlich zu den Magnetfeldkomponenten A-A' in Längsachsenrichtung des Ferritkerns erzeugt, der von der Spule umwickelt ist, die Magnetfeldkomponenten B1-B1' vertikal zur Längsachsenrichtung (oder Leiterplatte) erzeugt. Aufgrund des Vorhandenseins der zweiten Spule werden außerdem die Magnetfeldkomponenten B2-B2' vertikal zur Leiterplatte erzeugt. Die „in Eingriff stehende” Überlagerung der Z-förmigen ersten Spule und der zweiten Spule, die parallel zur Oberseitenfläche des Ferritkerns ist, und die Magnetfeldkomponenten vertikal zur Leiterplatte, die jeweils von der ersten Spule und der zweiten Spule erzeugt werden, verbessern die Antennenleitung weiter und erzielen eine Hochleistungswirkung. Außerdem sind sowohl die erste Spule als auch die zweite Spule auf die Außenfläche des Ferritkerns gewickelt, so dass der Raum am Ferritkern voll ausgenutzt wird, weshalb die NFC-Antenne insgesamt relativ klein ist.
Beschreibung der Ansichten der beigefügten Zeichnungen
1 ist eine schematische auseinandergezogene Ansicht einer Z-förmigen Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Ansicht einer dreidimensionalen Struktur einer NFC-Antenne mit nur einer ersten Spule gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei A-A' und B1-B1' zwei Komponentenrichtungen des Magnetfelds darstellen;
3 ist ein Layout der Hz-Komponenten des Magnetfelds an einer Position 20 mm über einem Blech in der Z-Achsenrichtung der NFC-Antenne, die nur die erste Spule aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Ansicht einer dreidimensionalen Struktur einer NFC-Antenne mit nur einer zweiten Spule gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei B2-B2' die Richtung des Magnetfelds darstellt;
5 ist ein Layout der Hz-Komponenten des Magnetfelds an einer Position 20 mm über einem Blech in Z-Achsenrichtung der NFC-Antenne, die nur die zweite Spule aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine schematische Ansicht einer dreidimensionalen Struktur der Z-förmigen Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Layout der Hz-Komponenten des Magnetfelds der Z-förmigen Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art an einer Position 20 mm über einem Blech in der Z-Achsenrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein schematisches Arbeitsdiagramm eines Monomers einer Z-förmigen Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein schematisches Arbeitsdiagramm eines Antennensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Layout der Hz-Komponenten eines Magnetfelds des Antennensystems an einer Position 20 mm über dem Blech in der Z-Achsenrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ist ein Layout der Hz-Komponenten des Magnetfelds an einer Position 20 mm über dem Blech in Z-Achsenrichtung für den Fall, dass das Antennensystem nur die erste Spule aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung
Um die Aufgaben, die technische Lösung und die Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlicher zu machen, wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden beigefügten Figuren und Ausführungsformen ausführlicher beschrieben. Es versteht sich, dass die hier dargestellten Ausführungsformen nur veranschaulichend sind und die vorliegende Erfindung nicht einschränken.
Die Umsetzung der vorliegenden Erfindung wird in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen ausführlich beschrieben.
Es wird Bezug genommen auf 1–11, die bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auf Antennensysteme angewandt werden, um eine NFC-Antenne an Mobilgerät-Clients bereitzustellen, die eine hohe Leistung und eine geringe Größe aufweist.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet eine Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art einen Ferritkern 1, der durch Übereinanderlagern von sechs Lagen plattenartiger Ferriteinheiten 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und 1f gebildet ist und sich in einer X-Y-Ebene erstreckt, und zwei NFC-Antennenspulen, nämlich eine erste Spule 2 und eine zweite Spule 3, die miteinander verbunden und auf den Ferritkern gewickelt sind. Die erste Spule 2 ist in Z-Form in Verlängerungsrichtung der Y-Achse auf die Außenfläche des Ferritkerns 1 gewickelt und die zweite Spule 3 ist spiralförmig an der vertikalen Z-Achse gewickelt. Das untere Ende des Ferritkerns 1 ist mit einer Antennenisolationsschicht 4 verbunden; die untere Endfläche der Antennenisolationsschicht 4 ist mit externen Elektroden verbunden, die eine erste externe Elektrode 6a und eine zweite externe Elektrode 6b beinhalten; und die Antennenisolationsschicht 4 ist außerdem mit Durchgangselektroden 5a und 5b versehen, die die NFC-Antennenspulen und externen Elektroden verbinden. Das vordere Ende der ersten Spule 2 ist durch die Durchgangselektrode 5b mit der erste externe Elektrode 6b verbunden, während das hintere Ende durch einen Verbindungsleiter 7 (nämlich einen Leiter, der die Aufgabe einer Übergangsverbindung übernimmt) mit dem vorderen Ende der zweiten Spule 3 verbunden ist; das hintere Ende der zweiten Spule 3 ist durch die Durchgangselektrode 5a mit der zweiten externen Elektrode 6a verbunden. Die erste Spule 2 beinhaltet Drähte 21a–24a an der Oberseitenfläche der Lage 1a und Drähte 21b–24b an the Unterseitenfläche der Lage 1f; die Drähte (beispielsweise 21a) an der Oberseitenfläche sind mit den Drähten (beispielsweise 21b) an der Unterseitenfläche durch die Durchgangslochleiter (beispielsweise 21Va, 21Vb, 21Vc, 21Vd usw.) und Drahtdurchführungen (beispielsweise 21Pa, 21Pb) an den Flächen der Lagen 1b, 1c, 1d und 1e verbunden. Insbesondere gilt 5b –> 21Vc –> 21Pb –> 21Vb –> 21a –> 21Va –> 21Pa –> 21Vd –> 21b fürm die Verdrahtung einer Windung der ersten Spule (Z-förmig) (die Strukturen anderer Windungen der ersten Spule gleicht dem genannten Verdrahtungsmodus). Drähte 31, 32, 33, 34 der zweiten Spule 3 sind jeweils an den Oberseitenflächen der Lagen 1b, 1c, 1d, 18 verteilt und sind mit der ersten Spule 2 durch Durchgangslochleiter (beispielsweise 24Va, 24Vb, 24Vc; 31Va, 32Va, 33Va, 34Va) und die Drahtdurchführung (beispielsweise 21Pb) an der Fläche der Lage 1b verbunden. Insbesondere gilt 24b –> 24Vc –> 24Pb –> 24a –> 24Va -> 24Pa -> 31 –> 31Va –> 32 –> 32Va –> 33 –> 33Va –> 34 –> 34Va –> 5a für eine Verbindung zwischen der zweiten Spule und die Verbindung zwischen der zweiten Spule und der ersten Spule. Durch die integrierte Verbindung der ersten Spule und der zweiten Spule wird das Z-förmige Doppelring-NFC-Antennensystem gewickelter Art gebildet.
Auf diese Weise sind der untere Drahtleiter 21b–24b und der obere Drahtleiter 21a–24a der ersten Spule 2 jeweils vertikal zur Z-Achse; der linke Drahtleiter und rechte Drahtleiter der ersten Spule 2 bilden jeweils einen schrägen Winkel θ mit der X-Achse; insbesondere wenn die Leiter der ersten Spule, die an der unteren Lage und der oberen Lage des Ferritkerns angeordnet sind, miteinander durch eine Gerade auf der linken (oder rechten) Seite des Ferrits verbunden sind, ist θ der eingeschlossene Winkel zwischen der Geraden und der X-Achse, wobei arctan(H/L) ≤ θ ≤ arctan(H/(L/2)) gilt und H und L jeweils die Höhe und Länge des Ferritkerns darstellen; dadurch stellt die Wicklung der ersten Spule 2 eine Z-Form in Verlängerungsrichtung der Y-Achse dar.
Die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art verwendet einen Ferritkern, der sich in der X-Y-Ebene erstreckt, die erste Spule der NFC-Antenne, die Z-förmig auf den Ferritkern gewickelt ist, und die zweite Spule der NFC-Antenne, die auf den Ferritkern gewickelt ist und spiralförmig in der vertikalen Z-Achsenrichtung gewickelt ist, weshalb das NFC-Antennenmonomer aufgrund des Vorhandenseins der Z-förmigen NFC-Antennenspule zusätzlich zu den Magnetfeldkomponenten A-A' in Längsachsenrichtung des Ferritkerns erzeugt, der mit den Spulen umwickelt ist, Magnetfeldkomponenten B1-B1' vertikal zur Längsachsenrichtung (oder Leiterplatte) erzeugt und außerdem aufgrund des Vorhandenseins der zweiten Spule Magnetfeldkomponenten B2-B2' vertikal zur Leiterplatte erzeugt. Die „in Eingriff stehende” Überlagerung der Z-förmigen ersten Spule und der zweiten Spule, die parallel zur Oberseitenflächen der Ferrite ist, und die Magnetfeldkomponenten B1-B1' und B2-B2' vertikal zur Leiterplatte, die jeweils von der ersten Spule und der zweiten Spule erzeugt werden, verbessern die Antennenleistung weiter und erzielen eine Hochleistungswirkung. Außerdem sind sowohl die erste Spule als auch die zweite Spule auf die Außenfläche des Ferritkerns gewickelt, so dass der Raum am Ferritkern voll ausgenutzt wird, weshalb die NFC-Antenne insgesamt relativ klein ist.
Im Speziellen beinhalten die externen Elektroden eine erste externe Elektrode 6a und eine zweite externe Elektrode 6b, wobei die erste externe Elektrode 6a und die zweite externe Elektrode 6b mit einem Abstand an der unteren Seite der Antennenisolationsschicht 4 angeordnet sind; die erste externe Elektrode 6a am äußeren Ende der unteren Seite der Antennenisolationsschicht 4 angeordnet ist und die zweite externe Elektrode 6b am mittleren Teil der unteren Seite der Antennenisolationsschicht 4 angeordnet ist.
Die zweite Spule 3 ist durch Spulenkörper gebildet, die an den Oberseitenflächen und/oder Unterseitenflächen der plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet sind. Es können eine oder mehrere Windungen der Spulenkörper an einer Fläche angeordnet sein. Bei Anordnung an benachbarten Flächen können die Spulenkörper gestaffelt angeordnet sein. Die erste Spule 2 und die zweite Spule 3 sind an der linken und rechte Flächen übereinandergelagert und müssen gestaffelt angeordnet sein. An den linken und rechten Flächen kann die erste Spule 2 auf der Außenseite angeordnet sein, während die zweite Spule 3 auf der Innenseite angeordnet sein kann; oder die erste Spule 2 kann auf der Innenseite angeordnet sein und die zweite Spule 3 kann auf der Außenseite angeordnet sein. Leiter für die vertikale Verbindung sind durch Einfüllen leitfähiger Materialien in die Durchgangslöcher gebildet.
Hinsichtlich der Arbeitsweise der Z-förmigen Doppelringwicklungs-NFC-Antenne des Oberflächenmontagetyps der vorliegenden Lösung ist der Doppelringwicklungsdraht in einen Antennenmonomer, der nur die erste Spule 2 aufweist, und einen Antennenmonomer unterteilt, der nur die zweite Spule 3 aufweist. 2 ist eine Strukturansicht des Antennenmonomers, das nur die erste Spule 2 aufweist, und 2 ist eine schematische Ansicht, die die Stromrichtung a der Antennenspule und das Layout der Magnetfeldskomponenten A-A' und B1-B1' der Antennenspule zeigt. 3 ist ein Layout der Hz-Komponenten des von der Antenne erzeugten Magnetfelds in einer Ebene 20 mm über dem Ferrit in Z-Achsenrichtung. In 3 ist zu erkennen, dass die Hz-Komponenten positive und negative Modi bilden, die hinsichtlich absoluter Amplitudenwerte ungleich sind, und die Leistung ist im Modus mit positivem Amplitudenwert höher als im Modus mit negativem Amplitudenwert. Der Grund dafür ist, dass das Magnetfeld der Antenne zwei Komponenten A und B1 aufweist und die Stärke der Komponente B1 größer als die der Komponente A ist. Die Stärke der Komponente B1 ist deshalb größer als die der Komponente A, weil der Z-förmige Teil (also die erste Spule) der Antenne in Längsrichtung des Ferrits gewickelt ist. 4 ist eine Strukturansicht des Antennenmonomers, das nur die zweite Spule 3 aufweist, und 4 ist ebenfalls eine schematische Ansicht, die die Stromrichtung b und das Layout der Magnetfeldkomponenten B2-B2' der Antennenspule zeigt. 5 ist ein Layout der Hz-Komponenten des von dem Ferrit erzeugten Magnetfelds in einer Ebene 20 mm über dem Ferrit in Z-Achsenrichtung. In 5 ist zu erkennen, dass die Hz-Komponenten nur einen positiven Amplitudenmodus bilden. Der Grund dafür ist, dass das Magnetfeld der Antenne an der Oberseitenfläche des Ferritkerns beginnt und an der Unterseitenfläche des Ferritkerns endet, also eine Magnetfeldkomponente B2 aufweist. 6 ist eine Strukturansicht des Antennenmonomers, das sowohl die erste Spule als auch die zweite Spule aufweist (also die NFC-Antennenstruktur der vorliegenden Lösung). 6 ist ebenfalls eine schematische Ansicht, die die Stromrichtung a der ersten Spule, die Stromrichtung b der zweiten Spule und das Layout der Magnetfeldkomponenten A, (B1+B2) und A', (B1'+B2') der Antenne zeigt. 7 ist ein Layout der Hz-Komponenten des von der Antenne erzeugten Magnetfelds in einer Ebene 20 mm über dem Ferrit in Z-Achsenrichtung. Die Layouts der Hz-Komponenten des Magnetfelds aus 3, 5 und 7 werden unter den folgenden Bedingungen erzielt: Der Ferritkern weist eine Größe von 600 mm (L) × 3 mm (B) × 0,9 mm (H) auf; die Anzahl der Windungen der ersten Spule beträgt fünf, während die zweite Spule zwei aufweist; und die Dicke der Isolationsschicht beträgt 0,1 mm. Der (absolute) Amplitudenwert einer Hz-Komponenten hängt von den Windungen der entsprechenden Antennenspule ab; je mehr Windungen die Antennenspule aufweist, desto größer ist der erzeugte (absolute) Amplitudenwert des Modus. Aus 7 ist zu erkennen, dass die Hz-Komponenten den positiven und negativen Modus bilden, in denen die absoluten Amplitudenwerte unterschiedlich sind; darüber hinaus ist der Amplitudenmodus im Vergleich zu den zwei Modi in 3 in dem Modus, in dem der Amplitudenwert positiv ist, deutlich erhöht (unterdessen ist die Amplitude in dem Modus, in dem der Amplitudenwert negativ ist, deutlich reduziert, doch wird dieser Modus in der Praxis nicht verwendet), was bedeutet, dass Antennenleistung deutlich verbessert ist. Tests zeigen, dass der Grund, weshalb die besonderen Modi aus 7 gebildet werden, die wirksame räumliche Überlagerung der zwei Modi, wobei die positive und negative Amplitude ungleich sind, wie in 3 gezeigt, und des Modus, in dem nur die positive Amplitude existiert, wie in 5 gezeigt. Die wirksame räumliche Überlagerung der Magnetfelder ist genau der besondere Vorteil der NFC-Antenne des Oberflächenmontagetyps mit Doppelringwicklung der vorliegenden Lösung, und die Wirkungsweise der wirksamen Überlagerung ist anhand der Ausdrucksform aus 8 leicht nachvollziehbar. Aus 8 ist zu erkennen, dass, wenn die erste Spule und die zweite Spule zur Stromrichtung gewickelt sind, wie in der Figur gezeigt, die Amplitude im positiven Modus der Antenne deutlich zunimmt (unterdessen wird die Amplitude im negativen Modus weiter abgeschwächt). Wenn die Stromwicklungsrichtung der zweiten Spule entgegengesetzt zur bestehenden Richtung ist, was bedeutet, dass die Drehwelle der zweiten Spule nicht in die +Z-Richtung, sondern in die –Z-Richtung weist, wechselt der Modus aus 5 von einem positiven Wert zu einem negativen Wert. Die räumliche Überlagerung des negativen Modus und des Modus aus 3 schwächt den Amplitudenwert im positiven Modus der Antenne, indem die Leistung der Antenne geschwächt wird. Dies bedeutet, dass die Stromrichtungen der ersten Spule und der zweiten Spule der Antenne in der vorliegenden Lösung bestimmte Bedingungen erfüllen müssen. Und zwar kann die Antennenleitung nur in den Stromrichtungen a und b verbessert werden, wie in 6 gezeigt.
Die Ausführungsform stellt auch ein Antennensystem bereit, wie in 9 gezeigt, welches die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art, ein Substrat 60 und ein Blech 50 beinhaltet, wobei das Blech 50 auf dem Substrat 60 angeordnet ist; die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art auf dem Blech 50 angeordnet ist; und die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art vollständig über dem Blech 50 angeordnet sein kann. Wenn, wie in 9 gezeigt, die Stromrichtungen der ersten Spule und der zweiten Spule jeweils a und b sind, ist das Antennensystem an das Blech 50 gekoppelt, und das Blech erzeugt einen wirksamen Wirbelstrom daran. Der Wirbelstrom c am Blech wird hauptsächlich durch Koppeln des Verdrahtungsteils der ersten Spule 2 an die Fläche des Ferritkerns benachbart zum Blech (also die Unterseitenfläche des Ferrits) erreicht; wenn die plattenartige Kerneinheit 1f aus Nicht-Ferrit-Materialien hergestellt ist, leistet auch der Verdrahtungsteil der zweiten Spule 3 an der Vorderseitenfläche des Ferritkerns einen Beitrag zur Erzeugung des Wirbelstroms. Die Stromrichtungen der zwei Teile der Spulen sind gleich (jeweils –Y-Richtung), so dass die vorliegende Lösung im Vergleich zu der Lösung, bei der die Antenne nur die erste Spule aufweist, vorteilhaft bei der Verbesserung der Stärke des Wirbelstroms c, wodurch die Stärke des Magnetfelds B3 in der +Z-Richtung, das durch den Wirbelstrom c des Blechs erzeugt wird, erhöht wird. Außerdem weist das NFC-Antennenmonomer der vorliegenden Lösung nicht nur die von der ersten Spule erzeugte Feldstärke B1 in der +Z-Richtung, sondern auch das von der zweiten Spule erzeugte Magnetfeld B2 in der +Z-Richtung auf; und die wirksame Kombination der Magnetfeldkomponenten B1, B2, B3 und A verbessert wirksam die Leistung des Antennensystems insgesamt.
Wenn das Antennenmonomer genau über dem Blech 50 angeordnet ist, wird die Magnetfeldkomponente vertikal zur Längsachsenrichtung wirksam in derselben Richtung von dem Magnetfeld überlagert, das durch den Ringstrom erzeugt wird, der durch die Antennenspule an das Blech 50 gekoppelt wird, wodurch die Leistung des Antennensystems insgesamt weiter verbessert wird.
10 ist ein Layout der Hz-Komponenten des Magnetfelds an einer Position 20 mm über dem Blech in Z-Achsenrichtung des Antennensystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 ist das Layout der Hz-Komponenten des Magnetfelds an einer Position 20 mm über dem Blech in Z-Achsenrichtung für den Fall, dass das Antennensystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur die erste Spule aufweist.
Ein Vergleich 10 und 11 zeigt, dass die Leistung des Antennensystems auf Grundlage des NFC-Antennenmonomers der vorliegenden Erfindung weiter verbessert wird als die Leistung des Antennensystems auf Grundlage des Z-förmigen NFC-Antennenmonomers. Ein Vergleich der Hz-Verteilung zeigt, dass die Steigerung etwa 35% beträgt.
Wenn das Länge-Breite-Höhe-Verhältnis des NFC-Antennenmonomers und die Windungen der ersten Spule unverändert sind, verbessert sich die Leistung der Antenne mit zunehmenden Windungen der zweiten Spule, da das von der zweiten Spule erzeugte Magnetfeld B2 in diesem Fall verstärkt wird. Wenn das Länge-Breite-Höhe-Verhältnis des NFC-Antennenmonomers geändert wird, ohne dass die Windungen der ersten Spule und der zweiten Spule geändert werden, variiert die Verbesserung der Antennenleistung abhängig von dem Verhältnis. Wenn beispielsweise das Länge-Breite-Höhe-Verhältnis relativ klein ist oder die relative Höhe zunimmt, wird das von der zweiten Spule erzeugte Magnetfeld B2 verstärkt, so dass die Leistung des Antennensystems stärker verbessert wird. Außerdem ist die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art gerichtet; wenn also das Antennenmonomer an der Kante des Blechs angeordnet ist, beispielsweise an der Kante in –X-Richtung, muss das Antennenmonomer um 180 Grad gedreht werden, da nur dann das von dem Wirbelstrom am Blech erzeugte Magnetfeld und das von der ersten Spule und der zweiten Spule Magnetfeld in dieselbe Richtung weisen und so das Ziel der Überlagerung in derselben Richtung erfüllen. Insgesamt muss sichergestellt werden, dass das Magnetfeld B3, das von dem Wirbelstrom am Blech erzeugt wird, und die Magnetfelder B1 und B2, die von der ersten Spule und der zweiten Spule erzeugt werden, in gleicher Richtung verlaufen. Um beim praktischen Gebrauch Fehler zu vermeiden, kann wie bei den meisten Chips eine Markierung in einer Ecke der Oberfläche (beispielsweise in der X-Achsenrichtung) des Antennenmononmers aufgedruckt sein.
In der Ausführungsform ist in Längenrichtung (also X-Richtung) das Ende der Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art direkt über dem Blech 50 angeordnet, während das äußere Ende der Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art außerhalb des Blechs 50 angeordnet ist. Vorzugsweise kann das äußere Ende der Antenne auch an einer Position der Überlagerung mit der Kante des Blechs angeordnet sein. Unter diesen Umständen werden die Magnetfeldkomponenten vertikal zur Längsachsenrichtung wirksam in derselben Richtung von dem Magnetfeld überlagert, das durch den Wirbelstrom erzeugt wird, der durch die Antennenspule an das Blech 50 gekoppelt wird, wodurch die Leistung des gesamten Antennensystems verbessert wird.
In anderen Ausführungsform kann das Antennensystem auch durch mehrere Z-förmige Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art gebildet werden, die in Reihe miteinander verbunden sind. Die mehreren Z-förmigem Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art, die in Reihe miteinander verbunden sind, sind jeweils auf dem Blech 50 angeordnet. Durch eine solche Verbindung in Reihe miteinander wird sichergestellt, dass die Wirbelströme, die von allen Z-förmigen Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art am Blech 50 erzeugt werden, gleich sind, so dass die Stärke der am Blech 50 erzeugten Wirbelströme mit ansteigender Anzahl der Z-förmigen Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art in Reihenverbindung zunimmt. Daher verbessert sich die Leistung des Antennensystems mit zunehmender Anzahl der in Reihe verbundenen NFC-Antennen des Oberflächenmontagetyps im Antennensystem.
Der Ferritkern 1 ist aus verlustarmen magnetischen Materialien mit einem magnetischen Leitwert von über 100 hergestellt. Der dreidimensionale Ferritkern 1 weist sechs Außenflächen auf, nämlich eine obere Außenfläche (+Z-Richtung), eine linke Außenfläche (+Y-Richtung), eine untere Außenfläche (–Z-Richtung), eine rechte Außenfläche (–Y-Richtung), eine vordere Außenfläche (–X-Richtung) und eine hintere Außenfläche (+X-Richtung). Wie in 1 gezeigt, ist der Ferritkern 1 aus sechs Lagen (nämlich den plattenartigen Ferriteinheiten 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und 1f) gebildet; und die erste Spule 2 der Antenne ist Z-förmig auf die Oberseitenfläche, linke Fläche, Unterseitenfläche und rechte Fläche des Ferritkerns 1 gewickelt. Wie in 1 gezeigt, sind ähnlich wie bei der Verarbeitung von Keramikantennen auf Grundlage von LTCC-Technik alle Drähte in der X-Y-Ebenen durch Siebdruck von Metallpaste (beispielsweise Goldpaste, Silberpaste oder Kupferpaste) gebildet, und alle Drähte (also Durchgangslochen) in der Z-Richtung sind durch Bohren von Löchern durch alle Lagen, Einfüllen der Paste in die Durchgangslöcher und schließlich Sintern der Paste bei hoher Temperatur gebildet. Wie in 1 gezeigt, liegt zwar die Verdrahtung der zweiten Spule auf der linken und rechten Seite des Ferritkerns 1 auf der Außenseite des Durchgangslochs der ersten Spule, doch kann die Verdrahtung auch auf der Innenseite des Durchgangslochs der ersten Spule verteilt sein. Derzeit ist die Genauigkeit der Breite der Siebdruckdrähte und der Durchmesser des Durchgangslochs äußerst hoch und lässt sich in einem Bereich von 0,1 mm steuern, so dass die Einflüsse der Zweilagenstruktur, die durch das Durchgangsloch der ersten Spule und die Verdrahtung der zweiten Spule auf der linken und rechten Seite des Ferritkerns gebildet wird, auf die Gesamtgröße des Umfangs einer allgemeinen NFC-Antenne des Oberflächenmontagetyps vernachlässigenswert sind. Um die Windungen der zweiten Spule zu vermehren, kann zudem die Fläche der Lage wie etwa der Lage 1b (oder 1c, 1d, 1e) mit Doppelwindungsspulen gedruckt werden. Außerdem ist die Antennenspule mit den äußeren Teilen über die Durchgangselektroden 5a und 5b an der Isolationsschicht 4 verbunden, die die zwei Endpunkte der Antennenspule und der Elektroden 6a und 6b an der Unterseitenfläche der Isolationsschicht verbinden. Die Elektroden 6a und 6b haben zwei Aufgaben: eine ist die Verbindung von zwei Speisepunkten der Antennenerregungsquelle an der Leiterplatte und die andere ist das Verschweißen der Antenne und der Leiterplatte. Dies ist der Grund dafür, weshalb die Antenne als NFC-Antenne des Oberflächenmontagetyps bezeichnet wird.
Die erste Spule 2 beinhaltet mehrere parallele Drahtleiter an jeweils dem linken Teil, rechten Teil, oberen Teil und unteren Teil; die Drahtleiter an der linken Fläche, rechten Fläche, oberen Fläche und unteren Fläche sind jeweils mit den Durchgangslochleitern verbunden und bilden Wellenwicklungen mit einem eingeschlossenen Winkel von 90 + θ zwischen der Drehwellenrichtung und der X-Achsenrichtung des Ferritkerns.
Die vorstehenden Ausführungsformen sind lediglich bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend zu betrachten sind. Alle Abwandlungen, äquivalenten Änderungen und Verbesserungen innerhalb des Geists und Grundgedankens der vorliegenden Erfindung fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: Ferritkern
1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f: Magnetkörperlagen (1f kann eine Nicht-Magnetkörperlage sein)
21a, 21b, 24a, 24b: Leitermuster der ersten Spule
21Va, 21Vb, 21Vc, 21Vd, 24Va, 24Vb, 24Vc: Durchgangslochleiter der ersten Spule
21Pa, 21Pb, 24Pa, 24Pb: Leitermuster der ersten Spule
31, 32, 33, 34: Leitermuster der zweiten Spule
31Va, 32Va, 33Va, 34Va: Durchgangslochleiter der zweiten Spule
4: Isolationsschicht
5a, 5b: Durchgangselektroden
6a, 6b: externe Elektroden
50: Blech
60: Basismaterial
a: Strom der ersten Spule
b: Strom der zweiten Spule
c: Wirbelstrom des Blechs
A, A' B1, B1': Magnetfeldkomponenten der ersten Spule
B2, B2': Magnetfeldkomponenten der zweiten Spule
B3: Vom Wirbelstrom am Blech erzeugtes Magnetfeld

Technische Aufgabe
Lösung

Vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Erfindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 103620869 A [0003]
CN 102959800 B [0003]

Claims

Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Ferritkern, der durch Übereinanderlagern mehrerer plattenartiger Ferriteinheiten gebildet ist und sich in einer X-Y-Ebene erstreckt, und zwei NFC-Antennenspulen umfasst, nämlich eine erste Spule und eine zweite Spule, die miteinander verbunden und auf den Ferritkern gewickelt sind; wobei die erste Spule Z-förmig in Verlängerungsrichtung der Y-Achse auf die Außenfläche des Ferritkerns gewickelt ist und die zweite Spule spiralförmig in der vertikalen Z-Achsenrichtung gewickelt ist; das untere Ende des Ferritkerns mit einer Antennenisolationsschicht verbunden ist; die untere Endfläche der Antennenisolationsschicht mit externen Elektroden verbunden ist, die eine erste externe Elektrode und eine zweite externe Elektrode beinhalten; das vordere Ende der ersten Spule mit der ersten externen Elektrode verbunden ist, während das hintere Ende durch einen Leiter mit dem vorderen Ende der zweiten Spule verbunden ist; das hintere Ende der zweiten Spule mit der zweiten externen Elektrode verbunden ist; wobei die erste Spule mehrere untere Drahtleiter, die an der Unterseitenfläche der unteren plattenartigen Ferriteinheit und nahe dem Endabschnitt der –X-Achse angeordnet sind, mehrere obere Drahtleiter, die an der Oberseitenfläche der oberen plattenartigen Ferriteinheit und nahe dem Endabschnitt der +X-Achse angeordnet sind, mehrere linke Drahtleiter, die die linken Endabschnitte der unteren Drahtleiter und die linken Endabschnitte der oberen Drahtleiter verbinden, und mehrere rechte Drahtleiter umfasst, die die rechten Endabschnitte der unteren Drahtleiter und die rechten Endabschnitte der oberen Drahtleiter verbinden; wobei die linken Drahtleiter durch linke Leiter oder linke leitende Löcher, die durch die linken Durchgangslöcher nahe den linken Enden der unteren plattenartigen Ferriteinheit, der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten und der oberen plattenartigen Ferriteinheit verlaufen, und einen ersten Draht gebildet sind, der nahe den linken Enden der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet ist; wobei die rechten Drahtleiter durch rechte Leiter oder rechte leitende Löcher, die durch die rechten Durchgangslöcher nahe den rechten Enden der unteren plattenartigen Ferriteinheit, der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten und der oberen plattenartigen Ferriteinheiten verlaufen, und einen zweiten Draht gebildet sind, der nahe den rechten Enden der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet ist; wobei die zweite Spule mehrere Spulenkörper beinhaltet, die an der Oberseitenfläche der zweite unteren plattenartigen Ferriteinheit, den Oberseitenflächen und/oder der Unterseitenflächen der mittleren plattenartigen Ferriteinheiten angeordnet sind; wobei ein Ende eines jeden Spulenkörpers an der unteren plattenartigen Ferriteinheit ein hinteres Ende ist und mit dem ersten externen Elektrode verbunden ist, während das andere Ende ein vorderes Ende ist, das mit dem hinteren Ende eines jeden Spulenkörpers an der zweiten unteren plattenartigen Ferriteinheit durch einen vertikalen Verbindungsleiter oder ein leitendes Durchgangsloch verbunden ist, der bzw. die an einer lateralen Seite der zweiten unteren plattenartigen Ferriteinheit angeordnet ist; wobei alles Übrige ähnlich erfolgt, bis das vordere Ende des oberen Spulenkörpers mit dem hinteren Ende der ersten Spule durch den vertikalen Verbindungsleiter oder das leitende Durchgangsloch verbunden ist, der bzw. das an einer lateralen Seite der oberen plattenartigen Ferriteinheit angeordnet ist, wobei eine oder mehrere Windungen der Spulenkörper an derselben Fläche angeordnet sind.
Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art nach Anspruch 1, wobei die Antennenisolationsschicht mit zwei Durchgangselektroden zum Verbinden der NFC-Antennenspulen und der externen Elektroden versehen ist; die Durchgangselektroden mit den NFC-Antennenspulen verbunden sind; die zwei Durchgangselektroden entsprechend an der ersten externen Elektrode und der zweiten externen Elektrode angeordnet sind; die Durchgangselektrode an der ersten externen Elektrode und die Durchgangselektrode an der zweiten externen Elektrode jeweils mit dem vorderen Ende der ersten Spule und dem hinteren Ende der zweiten Spule verbunden sind.
Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art nach Anspruch 1, wobei die erste Spule mehrere parallele Leitungsdrähte auf jeweils der linken Seite, rechten Seite, oberen Seite und unteren Seite beinhaltet; die Leitungsdrähte auf der linken Seite, rechten Seite, oberen Seite und unteren Seite jeweils mit den Durchgangslochleitern verbunden sind und axiale Wicklungen mit einem eingeschlossenen Winkel von (90 + θ) zwischen der Drehwellenrichtung und der X-Achsenrichtung des Ferritkerns bilden, wobei, wenn die Leiter der ersten Spule, die an der unteren Lage und der oberen Lage des Ferritkerns angeordnet sind, durch eine Gerade auf der linken Seite oder rechten Seite des Ferrits miteinander verbunden sind, θ der eingeschlossene Winkel zwischen der Geraden und der X-Achse ist.
Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art nach Anspruch 1, wobei die unteren Drahtleiter der zweiten Spule an der Fläche angeordnet sind, an der die unteren Drahtleiter der ersten Spule angeordnet sind; die oberen Drahtleiter der zweiten Spule an der Fläche angeordnet sind, an der die oberen Drahtleiter der ersten Spule angeordnet sind; und/oder die Drahtleiter der unteren plattenartigen Ferriteinheit der ersten Spule an der Oberseitenfläche der unteren plattenartigen Ferriteinheit angeordnet sind und dann die untere plattenartige Ferriteinheit durch eine Isolationsschicht aus Nicht-Ferritmaterialien ersetzt ist.
Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Spule und die zweite Spule gestaffelt an der linken Fläche und an der rechten Fläche überlagert sind; an der linken Fläche und rechten Fläche die erste Spule auf der Außenseite angeordnet ist, während die zweite Spule auf der Innenseite angeordnet ist; oder die erste Spule auf der Innenseite angeordnet ist, während die zweite Spule auf der Außenseite angeordnet ist.
Antennensystem, dadurch gekennzeichnet, dass es die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ein Substrat und ein Blech umfasst, wobei das Blech auf dem Substrat angeordnet ist und die Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art auf dem Blech angeordnet ist.
Antennensystem nach Anspruch 6, wobei in Längenrichtung das Ende der Z-förmigen Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art direkt über dem Blech angeordnet ist und das äußere Ende der Z-förmige Doppelring-NFC-Antenne gewickelter Art außerhalb des Blechs angeordnet ist; oder das äußere Ende der Antenne an einer die Kante des Blechs überlagernden Position angeordnet ist.
Antennensystem nach Anspruch 7, wobei das Antennensystem mehrere Z-förmige Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art in Reihenverbindung miteinander aufweist und die mehreren Z-förmigen Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art in Reihenverbindung miteinander jeweils auf dem Blech angeordnet sind.
Antennensystem nach Anspruch 7, wobei das Blech rechteckig ist und vier Z-förmige Doppelring-NFC-Antennen gewickelter Art vorgesehen sind, die jeweils auf vier Seiten des Blechs angeordnet sind.