[實用新型]一種近場通訊天線裝置

有效

• 申請號: 201520585147.1
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN204857935U
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發明（設計）人: 鄧龍江;李維佳;闕志勇;梁迪飛;謝建良
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/24
• 分類號: H01Q1/24;H01Q1/38;H01Q7/00;H01Q7/06
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

技術領域

本實用新型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、短距離近場通訊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，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，多設計為3至4匝，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體驗。但是，金屬外殼作為一種良導體，對電磁波有屏蔽作用，會導致近場天線讀寫距離大幅下降。

授權公告號為CN102405556B的專利中提供了一種天線裝置被較大面積導體層覆蓋的情況下，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的方式，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。但該方案存在以下問題：其一，該結構需要在覆蓋天線的導體層上開孔，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，則該結構會受到很大的應用限制；其二，該結構中，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，因此該結構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，其通訊效果將受到影響。

實用新型內容

本實用新型針對背景技術存在的缺陷，提供了一種近場通訊天線裝置。該天線裝置可在不破壞移動電子設備外殼的金屬結構的條件下，實現遠距離通訊；且使用的磁性材料少，占據的空間小。

本實用新型的技術方案如下：

本實用新型的天線裝置是在電子設備中構成的天線裝置，包括：外殼導體層、絕緣層、線圈導體、柔性基板和磁性材料層；

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另一側裝配有磁性材料；

絕緣層，形成于所述線圈導體表面，避免線圈導體與外殼導體層導通；

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；

磁性材料層，配置于柔性基板遠離線圈導體的一側；

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；所述外殼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，外殼導體層部分覆蓋線圈導體所包圍的區域，即外殼導體層將線圈導體所包圍的區域遮擋后分為兩個區域：第一區域為非外殼導體層遮擋部分，所述磁性材料層全部或部分覆蓋該區域；第二區域為外殼導體層遮擋部分，所述磁性材料部分覆蓋或完全不覆蓋該區域。

進一步地，所述磁性材料全部覆蓋第一區域或覆蓋第一區域的大部分空間；所述磁性材料完全不覆蓋第二區域或覆蓋第二區域的小部分空間。

進一步地，所述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。

進一步地，所述外殼導體層上可設置孔洞，所述孔洞設置于線圈導體覆蓋的區域內，且其邊緣完整不被打斷開隙。

進一步地，在外殼導體層確定的情況下，天線裝置諧振頻率高于使用頻段的中心頻率。

本實用新型中外殼導體層覆蓋的第二區域因為被外殼導體層遮擋，該區域并不向外部空間發射電磁場，故該區域不采用磁性材料覆蓋或大部分區域不采用磁性材料覆蓋，大幅度降低了該區域內線圈導體因為磁性材料所引起的歐姆損耗，并且降低了外殼導體層覆蓋區域內的磁場密度，減少了外殼導體層所帶來的渦流損耗；而不采用外殼導體層覆蓋的第一區域為天線實際輻射的部分，該區域采用磁性材料覆蓋，因為磁性材料良好的磁場增強作用，可大幅提高該區域的磁場輻射效果。

本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型所述天線裝置不會破壞移動設備外殼金屬部分的結構完整性，這樣可大幅提升結構工程師的設計空間，方便移動設備的外觀設計。

2、本實用新型天線裝置只占用較小的空間，因為外殼導體層覆蓋的線圈導體不向外輻射電磁波，所以并不需要很大的空間，可設計出較小面積的天線結構。

3、本實用新型天線裝置實現了金屬外殼設備的近場通訊，且其通訊距離基本可達到非金屬外殼設備近場通訊距離。