[發明專利]一種近場通訊天線裝置

有效

• 申請號: 201510442911.4
• 申請日: 2015-07-27
• 公開（公告）號: CN105048061B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 鄧龍江;李維佳;梁迪飛;謝建良;闕志勇;周毅然
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q7/00;H01Q1/42
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 張楊

技術領域

本發明涉及一種在通過電磁場信號和對方設備進行通信的RFID系統、NFC系統、短距離無線通信系統中使用的天線裝置。

背景技術

近年來，隨著RFID系統和NFC系統的不斷推廣使用，尤其是NFC系統在金融領域的推廣應用。為了移動電子設備間或者移動電子設備與基礎讀卡設備間進行通訊，在各設備中，尤其是手持移動電子設備裝載有NFC系統用的通訊天線。現有的RFID或NFC天線由于線寬的原因，多為3至4匝設計，裝配于移動設備外殼內部。隨著裝配有金屬外殼移動電子設備的出現，大幅提高了移動電子設備的使用壽命及設備外殼的耐磨性，為用戶提供了更好的使用體驗。但金屬外殼作為一種良導體，對電磁波有屏蔽作用，使近場天線讀寫距離大幅下降。

授權公告號CN 102405556B的專利，提供了一種天線裝置被較大面積導體層覆蓋情況下，解決導體層對通訊電磁波阻擋的一種方法。該天線結構采用在覆蓋于天線表面的導體層開孔方式，為通訊電磁場提供了磁路窗口，并且在導體層窗口與通訊天線覆蓋區域加入開隙，減小導體層中渦流對通訊電磁場的影響，以達到提高通訊距離的效果。

但其提供的解決方案存在以下問題：1.該方案結構上需要在天線覆蓋的導體層開孔，并且需要在孔洞一側進行開隙，這樣在結構上破壞了導體層的完整性，若移動設備其外殼結構設計不允許開孔開隙以破壞其外觀完整性或結構支撐特性，則該方案即受到很大應用限制；2.該方案中，天線所產生的電磁場需繞過導體層，電磁場在繞過導體層的過程中，導體層將對電磁場造成較大衰減，衰減程度與其繞過的導體層長度相關，則該方案在天線裝配于較寬導體層，即在金屬外殼較大的移動設備終端中，其效果將受到影響。

發明內容

針對上述存在問題或不足，本發明提供了一種近場通訊天線裝置，該天線裝置可不破壞移動電子設備外殼的金屬結構，并占據較少空間，實現遠距離通訊。

本發明的天線裝置是在移動電子設備中構成的天線裝置，包括：線圈導體、柔性基板、磁性材料和外殼導體層。

線圈導體，將卷繞中心部作為線圈開口部的環狀或螺旋狀線圈，與其依附的柔性基板裝配于磁性材料表面。

柔性基板，支撐線圈導體的基板材料，線圈導體形成于柔性基板之上。

磁性材料，裝配于線圈導體遠離外殼導體層的一側。

外殼導體層，該導體層為組成移動電子設備外殼和結構支撐部件的金屬部分，或該導體層形成于組裝對象的電子設備的殼體內表面或外表面；該導體層配置于比所述線圈導體要靠近通訊對方側的天線的一側。

當俯視所述天線裝置時，外殼導體層需部分覆蓋線圈導體，即外殼導體層將線圈導體遮擋分為兩個區域：第一區域為非外殼導體層遮擋部分，即天線實際磁鏈路耦合部分，該部分為實際的天線輻射部分，該部分線圈導體采用窄線寬設計，并且該部分線圈導體使用雙導體層并聯設計，實現較小的歐姆損耗；第二區域為外殼導體層遮擋部分，該區域線圈導體使用寬線條設計，以減少磁性材料以及外殼導體層渦流造成的歐姆損耗。第二區域線圈導體的寬線條寬大于第一區域線圈導體的窄線寬寬度，且窄線寬寬度為等線寬或不等線寬。

線圈導體與外部電路接觸點由其末端自然形成或跳線形式向外引出形成。

所述外殼導體層表面可設置孔洞，該孔洞在覆蓋線圈導體的區域內，且其邊緣完整不被打斷開隙。

所述第一區域的雙層并聯導體區域還包括寬線條部分和窄線條部分的過渡區域，該過渡區域可跨越兩部分區域。

所述天線裝置在導體層確定情況下，天線裝置諧振頻率高于使用頻段的中心頻率。

由于第一區域內的線圈導體使用較小線寬，使天線可在較小區域內實現多匝繞制，實現增強磁場的作用，提升天線的通訊效果。

本發明的中心思想是：1、在外殼導體層覆蓋的第二區域的線圈導體因采用寬線條設計，大幅度降低了螺旋導體本身的歐姆損耗，并且降低了外殼導體層覆蓋區域內的磁場密度，同時降低了因磁性材料造成的磁損耗及外殼導體層覆蓋所產生的歐姆損耗；2、第一區域的線圈導體采用了窄線條設計，在有限空間內可實現5至7匝設計，并且采用雙導體層并聯設計，有效利用面積和提高電磁場強度同時，降低該部分線圈導體內的歐姆損耗。