共用金屬背蓋的雙天線方案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種共用金屬背蓋的雙天線方案，包括金屬背蓋的頂部作為輻射區(qū)的第一段和中部接地的第二段，所述第一段和第二段之間設有縫隙且平行設置，還包括近場天線和射頻天線，所述近場天線和射頻天線同時饋電連接于第一段，所述第一段還通過導體連接到第二段接地。本發(fā)明共用金屬背蓋一部分作為輻射區(qū)域的近場天線以及射頻天線功能，摒棄了供電線圈加鐵氧體的傳統(tǒng)方式，價格更省，且終端外形無需額外開縫設計，使得產(chǎn)品更佳美觀，同時直接連接到金屬背蓋輻射區(qū)域，避免耦合饋電帶來的耦合損耗等。
【專利說明】
共用金屬背蓋的雙天線方案
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及無線通訊領域，更具體地，涉及共用金屬背蓋的雙天線方案。
【背景技術】
[0002]隨著近年來金屬背蓋通訊終端的普及，常規(guī)NFC天線貼附于塑料手機后蓋的解決方案已經(jīng)逐漸變得不再適用，然而在高端手持終端中普遍采用的全金屬背蓋設計，對傳統(tǒng)NFC性能存在較大的抑制，甚至到NFC功能的完全喪失。籍此，在金屬背蓋方式上實現(xiàn)NFC功能成為業(yè)界需要解決的一個重要難題。目前，大部分解決方案是采用終端后部攝像頭孔開縫處理的方式，或者后部攝像頭與指紋識別孔之間開縫方式，近場天線的供電線圈環(huán)繞后部攝像頭或者指紋識別孔放置。另一部分是通過耦合饋點的方式實現(xiàn)金屬背蓋的近場天線功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種應用在不同通訊領域的近場天線和遠場射頻天線共用金屬背蓋的雙天線方案。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是:一種共用金屬背蓋的雙天線方案，包括金屬背蓋的頂部作為輻射區(qū)的第一段和中部接地的第二段，所述第一段和第二段之間設有縫隙且平行設置，還包括近場天線和射頻天線，所述近場天線和射頻天線同時饋電連接于第一段，所述第一段還通過導體連接到第二段接地。
[0005]本發(fā)明共用金屬背蓋一部分作為輻射區(qū)域的近場天線以及射頻天線功能，摒棄了供電線圈加鐵氧體的傳統(tǒng)方式，價格更省，且終端外形無需額外開縫設計，使得產(chǎn)品更佳美觀，同時直接連接到金屬背蓋輻射區(qū)域，避免耦合饋電帶來的耦合損耗等。
[0006]所述近場天線包括RFID模塊，所述RFID模塊通過第一電抗元件接入第一段中的第一饋電點，阻高頻通低頻，有效地達到抗干擾效果;所述射頻天線包括射頻模塊，所述射頻模塊通過第二電抗元件接入第一段中的第二饋電點，實現(xiàn)饋電點左右兩端不同的輻射區(qū)域達到不同頻段電場輻射的效果。
[0007]所述第一饋電點和第二饋電點重合，作為本申請的另一優(yōu)化方案，在無需另外加線圈和鐵氧體，也無需在金屬后蓋上另外設置縫隙的情況下實現(xiàn)近場通訊和射頻通訊互不干擾且滿足輻射要求的效果。
[0008]所述第一電抗元件為高Q值電感，第二電抗元件為電容。
[0009]所述近場天線包括NFC通訊天線。
[0010]所述射頻天線包括主天線、分集天線、以及GPS、WIFI共用天線。
[0011]本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)供電線圈的實現(xiàn)方式，且無需在金屬背蓋上做特定的開縫設計。近場天線通過高Q值電感連接到一段金屬背蓋輻射區(qū)域，再通過接地導體連接到地，形成環(huán)形輻射區(qū)域，該輻射區(qū)域主要是磁場輻射作用。射頻天線通過電抗元件(電容)連接到金屬背蓋輻射區(qū)域，再通過接地導體連接到地，天線饋電兩端不同長度的金屬背蓋輻射區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了射頻天線不同的頻段，金屬背蓋輻射區(qū)域起到電磁場輻射作用。通常近場天線頻段比射頻通訊領域低。另外本發(fā)明采用直接饋電形式，避免了因為耦合饋電帶來的損耗的同時保證了直接饋電的低干擾。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1.本發(fā)明無需采用供電線圈加鐵氧體的傳統(tǒng)方式，有更好的成本優(yōu)勢和空間優(yōu)勢。
[0013]2.本發(fā)明射頻天線以及近場天線共用金屬背蓋，實現(xiàn)了天線的小型化
3.本發(fā)明無需采用金屬背蓋的開縫，外形設計的自由度更高，且更美觀。
[0014]4.本發(fā)明無需采用親合饋電，損耗相對較小。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例1共用金屬背蓋的雙天線方案的結構示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實施例1共饋電點近場天線的等效電路圖。
[0017]圖3為本發(fā)明實施例1共饋電點射頻天線的等效電路圖。
[0018]圖4為本發(fā)明實施例1共饋電點近場天線的電流分布圖。
[0019]圖5為本發(fā)明實施例2共用金屬背蓋的雙天線方案的結構示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明實施例2共饋電點近場天線的電流分布圖。
[0021 ]其中，I為第一段，2為第二段，3為第三段，4為導體，5為射頻模塊，6為RFID模塊。
【具體實施方式】
[0022]為了便于本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本發(fā)明進行進一步詳細描述。
[0023]實施例1
如圖1-4所示，一種共用金屬背蓋的雙天線方案，用于具有三段式金屬背蓋的通訊設備中，在不增加線圈等其它裝置及不另外開縫的情況下同時實現(xiàn)近場通訊和遠場射頻通訊，且最低限度地控制了信號干擾，該金屬背蓋包括第一段1、第二段2和第三段3，本實施例雙天線方案設置于第一段I和第二段2上。
[0024]如圖1所示，該雙天線方案包括作為主要輻射區(qū)域的第一段I和接地的第二段2，還包括近場天線和射頻天線，其中近場天線包括NFC天線，近場天線部分包括RFID模塊6，RFID模塊6通過高Q值電感LI連接第一段上的饋電點R，射頻天線包括主天線，分集天線，以及GPS、WIFI共用天線等，射頻天線部分包括射頻模塊5，射頻模塊5通過電容Cl連接于饋電點R，本實施例中的近場天線和射頻天線共用同一饋電點，即權利要求書中所描述的第一饋電點和第二饋電點都是饋電點R，同時近場天線以及射頻天線都通過連接導體4連接到金屬背蓋第二段2從而連接到地。
[0025]其中導體4和饋電點R將金屬背蓋第一段分隔為Ia部分、Ie部分和Ib部分，導體4和饋電點R之間的部分為Ia部分，導體4到第一段邊緣的部分為Ie部分，饋電點R到第一段邊緣的部分為Ib部分。
[0026]該雙天線方案的兩種不同的天線分別采用不同模塊進行饋電，從第一段I的饋電點R饋入。射頻模塊中的IC對射頻天線進行饋電，RFID模塊中的IC對近場天線進行饋電，兩組模塊前端分別加載不同的電抗元件。
[0027]RFID模塊通過第一電抗元件，即高Q值電感LI連接到金屬背蓋第一段。射頻模塊通過第二電抗元件，即電容Cl連接到金屬背蓋第一段。金屬背蓋第一段都通過連接導體4連接到金屬背蓋2段，從而連接到地。
[0028]如圖2所示為本實施例的近場天線等效電路圖，其中第一電抗元件高Q值電感LI在RFID頻帶下為導通狀態(tài)，表現(xiàn)為電感特性，而對于射頻頻段下通常為高阻抗進而等效為開路狀態(tài)。如圖3所示為射頻天線等效電路，第二電抗元件電容Cl在射頻頻段下為低阻抗等效為短路狀態(tài)，而對于RFID為高阻抗，等效為開路狀態(tài)。
[0029]電容Cl在RFID狀態(tài)下是高阻抗，等效為開路，繼而RFID工作狀態(tài)下，射頻模塊不會對RFID通信造成影響。電感LI在射頻狀態(tài)下表現(xiàn)為高阻抗，即為開路，射頻模塊工作時，RF ID模塊不會對射頻模塊造成影響。因此，第一電抗元件LI和第二電抗元件CI可以減小射頻模塊與RFID模塊之間的相互影響。
[0030]如圖1、2所示，由于第二電抗元件電容Cl在RFID工作狀態(tài)下為開路。RFID模塊對RFID天線饋電，通過第一電抗元件高Q值電感LI，連接到金屬背蓋第一段，通過輻射區(qū)域Ia部分，由連接導體4連接到金屬背蓋的第二段，從而連接到地。如圖4所示，金屬背蓋第一段的Ia部分與金屬背蓋第二段邊緣即平行于金屬背蓋第一段的Ia部分形成環(huán)形結構。電流沿著金屬背蓋第一段Ia部分，從導體4到金屬背蓋第二段接地導體平行于第一段的Ia的邊緣部分，形成環(huán)形電流分布，實現(xiàn)磁場輻射的環(huán)形天線。該環(huán)形結構通過磁場輻射實現(xiàn)近場通訊功能。通常情況下，RFID模塊中的近場通訊模塊工作頻段要比射頻模塊工作頻段低，能達到很好的抗干擾效果。
[0031]如圖1、3所示，第一電抗元件高Q值電感LI在射頻工作狀態(tài)下為開路。射頻模塊對射頻天線饋電，通過電容Cl，連接到金屬背蓋第一段，饋電點R左邊部分Ia經(jīng)過連接導體4連接到金屬背蓋第二段連接到地，饋電點R右邊部分Ib到金屬背蓋第一段的邊緣，形成開路狀態(tài)，整個天線形成倒F天線形式，饋電點R兩端Ia部分和Ib部分不同的輻射長度可以實現(xiàn)射頻天線不同的頻段功能。這里只是采用倒F天線作為實例，同樣該方法也實用于其他的天線，例如Loop天線等。
[0032]實施例2
如圖5所示，作為本申請的另一實施例，與實施例1不同之處在于，近場天線和射頻天線的饋電點不重合，RFID模塊通過第一饋電點R2進行饋電，而射頻模塊通過第二饋電點Rl進行饋電。兩個模塊的前端都通過不同的電抗元件到金屬背蓋第一段。射頻模塊前端采用第二電抗元件電容Cl連接到第二饋電點Rl，第二電抗元件電容Cl對于RFID模塊為高阻抗，SP為開路狀態(tài)，射頻模塊工作時，RFID模塊不會對其產(chǎn)生影響。而RFID模塊前端采用通過第一電抗元件高Q值電感LI連接到第一饋電點R2，第一電抗元件高Q值電感LI對射頻模塊即為高阻抗，即為開路狀態(tài)，在RFID模塊工作時，射頻模塊不會對RFID天線產(chǎn)生影響。
[0033]其中導體4、第一饋電點R2和第二饋電點Rl將金屬背蓋第一段分隔為Ia部分、Ie部分、Ic部分和Id部分，其中導體4和第二饋電點Rl之間的部分為Ia部分，導體4到第一段邊緣的部分為Ie部分，第一饋電點R2和第二饋電點Rl之間為Ic部分，第一饋電點R2到第一段邊緣的部分為Id部分。
[0034]射頻模塊工作時，主要輻射區(qū)域仍然是金屬背蓋第一段上的Ia部分和Ic部分加Id部分，通過Ia部分和Ic部分加Id部分的不同長度的輻射區(qū)域產(chǎn)生不同的頻段，進而實現(xiàn)相應的射頻通訊功能。近場天線從第一饋電點R2饋電，經(jīng)過第一段上Ic部分和Ia部分輻射區(qū)域，經(jīng)過連接導體4，連接到金屬背蓋的第二段進而連接到地。
[0035]如圖6所示為分饋電點RFID環(huán)形電流分布圖，RFID模塊對RFID天線進行饋電，通過電感LI到第一饋電點R2，通過金屬背蓋第一段的Ic部分和Ia部分，經(jīng)過導體4到金屬背蓋第二段連接到地，金屬背蓋第二段邊緣部分與平行于金屬背蓋第一段的Ia部分和Ic部分，形成電流回路，從而實現(xiàn)環(huán)形磁場輻射功能。
[0036]以上為本發(fā)明的其中具體實現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些顯而易見的替換形式均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種共用金屬背蓋的雙天線方案，包括金屬背蓋的頂部作為輻射區(qū)的第一段和中部接地的第二段，所述第一段和第二段之間設有縫隙且平行設置，其特征在于:還包括近場天線和射頻天線，所述近場天線和射頻天線同時饋電連接于第一段，所述第一段還通過導體連接到第二段接地。2.根據(jù)權利要求1所述的共用金屬背蓋的雙天線方案，其特征在于:所述近場天線包括RFID模塊，所述RFID模塊通過第一電抗元件接入第一段中的第一饋電點，所述射頻天線包括射頻模塊，所述射頻模塊通過第二電抗元件接入第一段中的第二饋電點。3.根據(jù)權利要求2所述的共用金屬背蓋的雙天線方案，其特征在于:所述第一饋電點和第二饋電點重合。4.根據(jù)權利要求2所述的共用金屬背蓋的雙天線方案，其特征在于:所述第一電抗元件為高Q值電感，第二電抗元件為電容。5.根據(jù)權利要求1所述的共用金屬背蓋的雙天線方案，其特征在于:所述近場天線包括NFC通訊天線。6.根據(jù)權利要求1所述的共用金屬背蓋的雙天線方案，其特征在于:所述射頻天線包括主天線、分集天線、以及GPS、WIFI共用天線。
【文檔編號】H01Q1/24GK105870597SQ201610253186
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】史艷梅, 龔斯樂, 俞斌
【申請人】惠州碩貝德無線科技股份有限公司