[發明專利]Z字形貼片式NFC天線及天線系統

在審

• 申請號: 201610074945.7
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105552562A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 趙安平;陳浩;尹鴻焰
• 申請（專利權）人: 深圳市信維通信股份有限公司
• 主分類號: H01Q7/06
• 分類號: H01Q7/06;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及貼片式NFC天線，尤其涉及Z字形貼片式NFC天線以及包括 該Z字形貼片式NFC天線的天線系統。

背景技術

工作頻率在13.56MHz的近場通訊(NearFieldCommunication，NFC)是一 種利用磁場感應收發電磁波實現電子設備之間進行近距離通信的無線通訊技術， 該技術也可被稱為是一種非接觸式的識別和互聯技術。這種技術可以為消費者 提供簡單直觀的信息交換、內容訪問與服務。由于NFC技術的這種特殊性，近 期NFC得到了越來越廣泛的重視，并且該技術已經被應用于移動設備、PC、以 及智能控件等設備中。

在傳統的NFC手持設備的應用中，一般選擇將NFC天線輻射體放在電池 上面,同時為了減少電池(或其他金屬材質)上產生的與天線本身電流方向相反 的渦流對NFC天線的負面影響，需要在NFC天線線圈和電池中間放置一層能把 天線線圈與電池隔離開的鐵氧體。鐵氧體雖然能減少電池或金屬板上負面渦流 的強度，但是并不能改變該渦流的流向，或者說不能把該渦流變成對天線本身 有增強作用的有效渦流。因此，為了保證NFC天線的性能，使用的NFC天線必 須滿足一定的尺寸要求。由于該傳統NFC天線方案的天線尺寸較大，故而不能 滿足手持設備小型化的需求。

為了達到減少NFC天線尺寸的目的，日本株式會社村田制作所(Murata) 近期在中國發明專利公開CN103620869A中提出了一種小型的貼片式NFC天線 解決方案，并且在中國發明專利CN102959800B中展示了該方案在實際通信設 備中的具體應用。與傳統NFC天線方案相比，該方案的最大不同之處是把傳統 的尺寸較大的NFC天線線圈(比如典型的線圈尺寸為30mmx40mm)繞置在尺 寸很小的鐵氧體芯體(鐵氧體芯體的尺寸可以小到與一般芯片的大小相同)周圍， 通過被繞置在小尺寸的鐵氧體下表面上的天線線圈與金屬板(或PCB板)之間 進行有效的耦合，進而增強整個天線系統(也即包括貼片式NFC天線和金屬板) 的性能。這個方案的最大好處是能在金屬板上能激發出對天線單體本身來講有 正面作用的渦流。此外，雖然與傳統的大尺寸NFC天線方案相比，村田提出 的貼片式NFC天線方案在天線尺寸方面有了巨大的改進，但是該貼片天線有如 下一個缺點：當該天線被放置在PCB或金屬板上時，由于天線線圈在鐵氧體上 的特殊繞行方式，使得天線本身產生磁場的主要方向與其在金屬板上激發的有 效渦流產生的磁場相互垂直正交。這種在磁場方向上的相互垂直正交使得整個 天線系統不能達到最佳的狀態。因此，有必要對上面所述的貼片式NFC天線進 行改進，開發出一種不僅具有小尺寸而且同時具有能與在金屬板上激發的渦流 產生的磁場達到最佳匹配的高性能貼片式NFC天線。

此外，近期在中國專利CN204809410U中公布了一種基于多層磁性絕緣材 料的傾斜天線繞線方式。天線線圈被分為第一，第二，第三和第四四個部分， 其中第一部分在多層材料的最上層，第二部分在多層材料的最低層，第三和第 四部分分別用于在左右邊上對第一和第二部分進行連接。特別，第三和第四部 分必須分布在多層磁性材料上不同層上，而且不同層之間用通孔連接，以最終 達到把第一和第二部分連接到一起的目的。顯然，這種基于多層材料的天線加 工方式或工藝較為復雜和繁瑣，并不適合本案中所提到的具有單層鐵氧體芯體 結構的NFC天線。

綜上所述，貼片式NFC天線無法將小尺寸與高性能結合，使用效果不佳。

發明內容

本發明的目的在于提供Z字形貼片式NFC天線，旨在解決現有技術中由于 現有的NFC天線無法將小尺寸與高性能相結合的問題。

本發明是這樣實現的：

Z字形貼片式NFC天線，包括鐵氧體芯體以及NFC天線線圈，所述NFC 天線線圈呈Z字形環繞所述鐵氧體芯體的外表面上，所述鐵氧體芯體為沿X軸 (長度，L)方向延伸的矩形條狀體，包括沿Y軸(寬度，W)方向的左側面和 右側面，及沿Z軸(高度，H)方向的上側面和下側面；所述NFC天線線圈包 括分別位于所述左側面、右側面、上側面和下側面的左側部、右側部、上側部 和下側部；所述NFC天線線圈的上側部、下側部分別與所述X軸垂直；所述 NFC天線線圈的左側部、右側部分別與所述X軸呈一定的傾斜夾角θ，以構成 所述NFC天線線圈在Y軸方向上的投影呈Z字形。