[發明專利]基于Z字形的雙環繞線式NFC天線及天線系統

有效

• 申請號: 201610075796.6
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105552563B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 趙安平;艾付強;姚文峰
• 申請（專利權）人: 深圳市信維通信股份有限公司;上海信維藍沛新材料科技有限公司
• 主分類號: H01Q7/08
• 分類號: H01Q7/08;H01Q1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于Z字形的雙環繞線式NFC天線，包括由若干層片狀鐵氧體單元層疊而成鐵氧體芯體，及第一線圈和第二線圈，第一線圈呈Z字形環繞鐵氧體芯體的外表面上，第二線圈沿上下方向的Z軸螺旋纏繞；鐵氧體芯體的下端連接有天線絕緣層；天線絕緣層的下端面上連接有外部電極，包括第一外部電極和第二外部電極；第一線圈的首端與第一外部電極連接，尾端與第一線圈的首端通過連接導體連接；第二線圈的尾端與外部第二電極連接；Z字形的第一線圈與鐵氧體上表面平行的第二線圈的“咬合式”疊加以及第一線圈和第二線圈各自產生的與PCB板垂直的磁場分量進一步增強了天線的性能；第一線圈以及第二線圈充分利用鐵氧體芯體的空間，整個NFC天線尺寸較小。

技術領域

本發明涉及NFC天線的技術領域，尤其是基于Z字形的雙環繞線式NFC天線以及包括該基于Z字形的雙環繞線式NFC天線的天線系統。

背景技術

近期，近場通訊(Near Field Communication，NFC)技術得到了越來越廣泛的重視，并且該技術已經被應用于手持移動設備中。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。為了保證NFC天線的性能，使用該設計方案的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(SMD)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30mm x40mm)以螺旋的方式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，形成螺線管型天線。通過把該小尺寸NFC天線單體放置在金屬板(或PCB板)上方并與之進行有效的耦合，在金屬板上激發出有正面作用的渦流，進而增強整個天線系統(也即包括貼片NFC天線和金屬板)的性能。雖然與傳統的大尺寸NFC天線方案相比，村田提出的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：當該天線單體被放置在PCB或金屬板板上時，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正交使得整個天線系統中的天線單體和金屬板不能達到最佳的匹配狀態。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。

綜上所述，目前的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基于Z字形的雙環繞線式NFC天線，旨在解決現有技術中，現有的NFC天線無法將小尺寸與高性能結合的問題。

本發明是這樣實現的：

基于Z字形的雙環繞線式NFC天線，包括由若干層片狀鐵氧體單元層疊而成的沿XY平面延伸的鐵氧體芯體，及相互連接的兩個環繞鐵氧體芯體的NFC天線線圈的第一線圈和第二線圈，所述第一線圈沿Y軸的投影方向呈Z字形環繞所述鐵氧體芯體的外表面上，所述的第二線圈沿上下方向的Z軸螺旋纏繞；所述鐵氧體芯體的下端連接有天線絕緣層；所述天線絕緣層的下端面上連接有外部電極，包括第一外部電極和第二外部電極；所述的第一線圈的首端與第一外部電極連接，尾端與第二線圈的首端通過連接導體連接；所述第二線圈的尾端與外部第二電極連接；