一種小尺寸高性能的nfc天線結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種小尺寸高性能的NFC天線結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]近場通訊(NFC，Near Field Communicat1n)是一種利用磁場感應(yīng)收發(fā)電磁波實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備之間進(jìn)行近距離通信的無線通訊技術(shù)，該技術(shù)也可被稱為是一種非接觸式的識別和互聯(lián)技術(shù)。這種技術(shù)可以為消費(fèi)者提供簡單直觀的信息交換、內(nèi)容訪問與服務(wù)。由于NFC技術(shù)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(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備、PC、以及智能控件等設(shè)備中。在傳統(tǒng)的NFC手持設(shè)備的應(yīng)用中，一般選擇將NFC天線輻射體放在電池上面，同時(shí)為了減少電池(也即金屬)上產(chǎn)生的與天線本身電流方向相反的渦流對NFC天線的負(fù)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。該方案中使用的鐵氧體雖然能減少電池或金屬板上渦流的強(qiáng)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(qiáng)作用的有效渦流。因此，為了保證NFC天線的性能，使用該設(shè)計(jì)方案的NFC天線必須滿足一定的尺寸要求。由于該傳統(tǒng)NFC天線方案的天線尺寸較大，故而不能滿足手持設(shè)備小型化的需求。
[0003]為了達(dá)到減少NFC天線尺寸的目的，近期日本株式會(huì)社村田制作所(以下簡稱村田)提出了一種Z字形NFC天線解決方案。如圖1所示，所述Z字形NFC天線結(jié)構(gòu)包括金屬板1、鐵氧體2和天線線圈3，其中鐵氧體2套設(shè)于天線線圈3中，使得天線線圈3的一部分在鐵氧體2的一側(cè)，另一部分則在鐵氧體2的另一側(cè)，當(dāng)從側(cè)面觀看時(shí)，所述天線線圈3呈Z字形。該方案與傳統(tǒng)NFC天線方案的最大不同之處是鐵氧體2沒有完全被放置在天線線圈3與金屬板(例如PCB板)I之間，而是穿插式地放置在天線線圈3的左右兩個(gè)部分與金屬板I之間。雖然村田采用了一種對該天線工作原理解釋的方式(磁場通過鐵氧體穿過天線線圈)，但是實(shí)際上這個(gè)天線的工作原理是基于近場耦合的原則；有關(guān)近場耦合原理的細(xì)節(jié)，將在本實(shí)用新型專利中的“【具體實(shí)施方式】”段落中進(jìn)行詳細(xì)的解釋。村田的這個(gè)Z字形方案的最大好處是能在金屬板I上能激發(fā)出對天線本身來講有效的渦流。雖然與傳統(tǒng)的NFC天線方案相比，該Z字形NFC天線方案在天線尺寸方面有了很大的改進(jìn)，但是其天線性能還不能完全地與傳統(tǒng)的大尺寸NFC天線相媲美。因此，需要開發(fā)出一種不僅具有小尺寸而且同時(shí)具有高性能的NFC天線。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種小尺寸高性能的NFC天線結(jié)構(gòu)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種小尺寸高性能的NFC天線結(jié)構(gòu)，包括金屬板、鐵氧體和天線線圈，所述金屬板位于所述鐵氧體的一側(cè)，所述天線線圈呈8字形，且包括第一線圈和第二線圈兩部分，所述鐵氧體套設(shè)于所述第一線圈和第二線圈中，且所述第一線圈和第二線圈的連結(jié)部分位于所述鐵氧體的另一側(cè)。
[0006]進(jìn)一步的，所述第一線圈和第二線圈中的電流流向相反。
[0007]進(jìn)一步的，所述第一線圈靠近金屬板的中心，第二線圈則靠近金屬板的邊緣。
[0008]進(jìn)一步的，所述金屬板為PCB板、位于PCB板上的屏蔽罩或電池。
[0009]進(jìn)一步的，所述天線線圈位于所述金屬板的中心。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于:8字形的天線線圈的兩個(gè)圈都能產(chǎn)生有效渦流，在保持NFC天線及鐵氧體尺寸、以及天線線圈繞線總長度(換言之，如果Z字形的線圈數(shù)是2圈，那么8字形線圈數(shù)將是I圈)不變的情況下，提高了天線性能，增強(qiáng)了 NFC天線在使用中的靈活性。
【附圖說明】
[0011]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中村田制作所提出NFC天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的NFC天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一中第一分支產(chǎn)生的渦流示意圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一中第二分支產(chǎn)生的渦流示意圖；
[0015]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例一 NFC天線結(jié)構(gòu)的磁場分量在金屬板上方25mm處的磁場強(qiáng)度分布圖；
[0016]圖6為圖1所不NFC天線結(jié)構(gòu)的磁場分量在金屬板上方25mm處的磁場強(qiáng)度分布圖；
[0017]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例二的NFC天線結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]標(biāo)號說明:
[0019]1、金屬板；2、鐵氧體；3、天線線圈；4、第一分支；5、第二分支；6、第三分支。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。
[0021]本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:
[0022]請參照圖2，一種小尺寸高性能的NFC天線結(jié)構(gòu)，包括金屬板、鐵氧體和天線線圈，所述金屬板位于所述鐵氧體的一側(cè)，所述天線線圈呈8字形，且包括第一線圈和第二線圈兩部分，所述鐵氧體套設(shè)于所述第一線圈和第二線圈中，且所述第一線圈和第二線圈的連結(jié)部分位于所述鐵氧體的另一側(cè)。
[0023]從上述描述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于:8字形的天線線圈的兩個(gè)圈都能產(chǎn)生有效渦流，在保持NFC天線及鐵氧體尺寸以及天線線圈繞線總長度不變的情況下，提高了天線性能，增強(qiáng)了 NFC天線在使用中的靈活性。
[0024]進(jìn)一步的，所述第一線圈和第二線圈中的電流流向相反。
[0025]進(jìn)一步的，所述第一線圈靠近金屬板的中心，第二線圈則靠近金屬板的邊緣。
[0026]由上述描述可知，在整個(gè)金屬板上方會(huì)有一個(gè)區(qū)域的信號最強(qiáng)，尤其適用于近場通訊設(shè)備。
[0027]進(jìn)一步的，所述金屬板為PCB板、位于PCB板上的屏蔽罩或電池。
[0028]進(jìn)一步的，所述天線線圈位于所述金屬板的中心。
[0029]由上述描述可知，在整個(gè)金屬板上方探測到的天線信號將是均勻的，使用時(shí)無需調(diào)整角度等，非常便捷。
[0030]實(shí)施例一
[0031]如圖2所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例一為一種小尺寸高性能的NFC天線結(jié)構(gòu)，圖2中上面為正視圖，下面為側(cè)視圖。所述天線結(jié)構(gòu)適用于手機(jī)、iPAD、掌上電腦等移動(dòng)設(shè)備，包括一金屬板1、鐵氧體2和天線線圈3，所述鐵氧體2和天線線圈3在金屬板I的一側(cè)，通常是在移動(dòng)設(shè)備的背面一側(cè)，所述金屬板I可以是PCB板、位于PCB板上的屏蔽罩或電池等。所述天線線圈3呈8字形，與鐵氧體2有機(jī)嵌合，鐵氧體2穿插在8字形天線線圈3的第一線圈、第二線圈以及金屬板I之間。8字形天線線圈3被鐵氧體分成如下兩個(gè)主要部分:與金屬板I緊密接觸的第一分支4和第二分支5，即8字形的兩個(gè)圈部分，位于鐵氧體2和金屬板I之間；以及被鐵氧體2隔離的第三分支6，即8字形的兩個(gè)圈連結(jié)部分，位于鐵氧體2的上方，即與金屬板相反的一側(cè)。如圖2所不，第一分支4和第三分支6構(gòu)成靠近金屬板I中心的第一線圈，該線圈的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；第二分支5和第三分支6構(gòu)成靠近金屬板I左側(cè)邊緣的第二線圈，該線圈的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，可選的，第二線圈也可位于金屬板的右側(cè)邊緣。
[0032]本實(shí)用新型的NFC天線工作原理如下:根據(jù)近場耦合的原理，與金屬板I緊密接觸的NFC分支將在金屬板I上產(chǎn)生有助于增強(qiáng)NFC天線本身性能的有效渦流，這個(gè)有效渦流的貢獻(xiàn)使得整體NFC天線的性能有顯著的增強(qiáng)，故而能設(shè)計(jì)出一種具有高性能但小尺寸的NFC天線。進(jìn)一步的，本案NFC天線的工作原理還可以用圖3和圖4來進(jìn)行更形象的闡述，其中圖3為與金屬板I緊密接觸的分支為第一分支4的情況，圖4為與金屬板I緊密接觸的分支為第二分支5的情況。根據(jù)近場耦合的原理，在金屬板I上與第一分支4相鄰的左右兩個(gè)區(qū)域?qū)a(chǎn)生與第一分支4本身的電流相悖的渦流，同時(shí)這兩個(gè)渦流將在金屬板I上構(gòu)成兩個(gè)電流流向相反的渦流回路。再有，從圖2和圖3中可以看出，第一分支4