專利名稱：一種近場通信電子終端的天線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種近場通信電子終端的天線裝置。
背景技術(shù)：
NFC (Near Field Communication)由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù) 整合演變而來，是一種用于近距離無線通信的技術(shù)。NFC在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、 感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。NFC技術(shù)主 要基于13. 56MHz頻率運(yùn)行的射頻技術(shù)，其傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達(dá)到 幾米、甚至幾十米，但由于NFC采取了獨(dú)特的信號(hào)衰減技術(shù)，相對(duì)于RFID來說NFC具有距離 近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。所以，NFC在10-20厘米以內(nèi)距離之間運(yùn)作，其數(shù)據(jù)傳輸速率可 為106、212或424kbps，比紅外傳輸更快、更可靠、更簡單，比藍(lán)牙更安全。 RFID更多的被應(yīng)用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，而NFC近距離通訊技術(shù)則主 要應(yīng)用目標(biāo)是門禁、公交、手機(jī)支付、電子票證、對(duì)等式通信及移動(dòng)中信息訪問、非接觸式智 能卡、智能卡的讀寫器終端等領(lǐng)域。手機(jī)通過內(nèi)置NFC芯片，可組成RFID網(wǎng)絡(luò)模塊，用來支 付費(fèi)用，也可以當(dāng)作RFID讀寫器，用作數(shù)據(jù)交換與采集。從而讓人們可在任何地點(diǎn)、任何時(shí) 間，通過任何設(shè)備，完成付款，獲取信息等服務(wù)。 NFC電子終端中NFC天線的性能決定著近場通信距離以及NFC電子終端整機(jī)的性 能。為了保證近場通信的工作距離和性能滿足規(guī)范要求，目前NFC終端的NFC天線通常采 用多匝的平面線圈天線，且線圈尺寸相對(duì)較大(通常情況下線圈天線的尺寸按照終端設(shè)備 電池的尺寸設(shè)計(jì))，若減小平面線圈天線的尺寸，則會(huì)影響到通訊距離。平面NFC天線顯然 不符合電子終端產(chǎn)品體積日益減小的發(fā)展趨勢。當(dāng)前需要解決的問題是如何在保證NFC電 子終端的NFC工作距離符合要求的前提下，減小NFC天線的尺寸以符合當(dāng)前NFC電子終端 日益減小體積的設(shè)計(jì)理念。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種近場通信電子終端的天線裝置，在保 證NFC天線電感和Q值的基礎(chǔ)上，減小了 NFC天線的尺寸，以符合當(dāng)前NFC電子終端日益減 小體積的設(shè)計(jì)理念。 為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種近場通信電子終端的天線裝置，包括 一印制在多層印制電路板PCB板上的線圈天線。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本實(shí)用新型，天線裝置由印制在多層PCB板上線圈天線(線 圈天線中間可帶有低損耗高磁導(dǎo)率鐵氧體磁棒)和天線匹配電路構(gòu)成。此裝置在大幅減小 線圈天線體積的基礎(chǔ)上(相對(duì)于平面線圈天線)，并不減小其電感值、Q值和耦合效率，以便 保證近場通信距離不會(huì)被縮短。
圖1是本實(shí)用新型的NFC電子終端的天線裝置的正面和背面示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的NFC電子終端的天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3a是本實(shí)用新型中印制在PCB板上的線圈天線的示意圖； 圖3b是PCB板上的線圈天線的繞制形式的示意圖； 圖3c是本實(shí)用新型的NFC電子終端的天線裝置的另一實(shí)例示意圖； 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的NFC天線裝置中的匹配電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的NFC天線裝置中的匹配電路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 圖1是本實(shí)用新型的NFC電子終端的天線裝置的正面和背面示意圖。 如圖2所示。本實(shí)用新型的NFC電子終端的天線裝置通過印制在多層PCB(印制
電路板)板上的線圈天線與天線匹配電路來實(shí)現(xiàn)，NFC電子終端的天線裝置包括一個(gè)印制
在多層PCB板上的線圈天線和天線匹配電路。 該P(yáng)CB板上的線圈天線由多層PCB板組成(兩層以上，可根據(jù)具體的天線設(shè)計(jì)要求指標(biāo)來設(shè)定)，每層PCB板上都有印制的平面線圈天線，上下PCB板上的線圈天線由板間導(dǎo)電過孔相連接。 本實(shí)用新型中若采用十層PCB板，其厚度也只有l(wèi)mm。 該NFC電子終端的天線裝置還可在PCB板線圈天線中間添加一個(gè)低損耗的高磁導(dǎo)率的棒狀磁性單元。 該低損耗的高磁導(dǎo)率的棒狀磁性單元可以是低損耗的高磁導(dǎo)率鐵氧體磁棒。 該磁棒的作用是增加線圈天線的Q值，使其磁感應(yīng)耦合效率更強(qiáng)。 所述天線匹配電路，用于調(diào)節(jié)所述PCB板上的線圈天線的諧振頻率和匹配阻抗。 所述天線匹配電路，主要包括充放電單元和阻抗單元；其中，充放電單元可以是電
容，用于調(diào)節(jié)線圈天線的諧振頻率；阻抗單元可以是電阻，用于調(diào)節(jié)線圈天線的阻抗匹配。 其中，為了減小天線的尺寸，所述天線匹配電路可以集成在所述PCB板線圈天線
的PCB板上。 本實(shí)用新型天線裝置與傳統(tǒng)的平面線圈天線相比，在大幅度減小尺寸的同時(shí)，使得天線的Q值和近場耦合效率更高。 下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 圖3a是本實(shí)用新型中印制在PCB板上的線圈天線示意圖，11是低損耗高磁導(dǎo)率鐵氧體磁棒，12為線圈天線，每層PCB板上均采用形式一致的線圈繞制方式，線圈的兩個(gè)端口處即為PCB板導(dǎo)電過孔位置，13為多層PCB板。 圖3b是PCB板上的線圈天線的繞制形式，該P(yáng)CB板上的線圈天線的繞制形式包括方塊螺旋繞制方式或螺旋繞制方式，本實(shí)用新型對(duì)此并不限定。 圖3c是該NFC電子終端的天線裝置的另一實(shí)例示意圖。即在PCB線圈天線中間添加一個(gè)低損耗的高磁導(dǎo)率的鐵氧體磁棒，此法可進(jìn)一步增強(qiáng)線圈天線的性能。將天線匹配電路集成在此線圈天線的PCB板上，可進(jìn)一步減小整個(gè)NFC天線的尺寸。由于使用了低損耗高磁導(dǎo)率的磁棒，天線的Q值會(huì)更高，磁感應(yīng)耦合效率也更強(qiáng)。 圖4是上述匹配電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，該匹配電路包括連接至電子終端設(shè)備的主芯片電路的第一端子1和第二端子2，以及連接至線圈天線1的第三端子3和第四端子4，其中，第一端子1和第三端子3之間設(shè)置有電容，第二端子2和第四端子4之間設(shè)置有電阻，電容和第三端子之間、與電阻和第四端子之間是通路。電容用于調(diào)節(jié)線圈天線的諧振頻率，電阻用于調(diào)節(jié)線圈天線的阻抗匹配。 圖5是上述匹配電路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖，相比于圖4，該優(yōu)選結(jié)構(gòu)在上述電容和第三端子之間、與電阻和第四端子之間的通路設(shè)置一個(gè)電容P，該電容P可以更好對(duì)線圈天線進(jìn)行微調(diào)，以提高該線圈天線的性能。 與傳統(tǒng)的平面NFC線圈天線相比，本實(shí)用新型通過采用多層PCB板線圈天線，由于印刷PCB板的易加工性，十層PCB板厚度只有l(wèi)mm，所以本實(shí)用新型的NFC線圈天線可在更小的體積內(nèi)，疊加每層PCB板上的印刷線圈天線，從而使整個(gè)線圈天線的性能更強(qiáng)。[0034] 在近場通信作用距離相等的條件下，這種NFC天線的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)的平面NFC線圈天線的尺寸，可以更方便地安裝在NFC電子終端上。 由于NFC天線尺寸的減小，在NFC電子終端的設(shè)備布局上，與平面線圈天線相比，可以將此NFC天線放置于遠(yuǎn)離敏感的易受干擾器件，以達(dá)到減小相互干擾的目的。[0036] 本實(shí)用新型對(duì)于手機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理(PDA, Personal Digital Assistant)等安裝NFC天線的電子終端均適用。 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種近場通信電子終端的天線裝置，其特征在于，包括一印制在多層印制電路板PCB板上的線圈天線。
2. 如權(quán)利要求l所述的天線裝置，其特征在于，每層PCB板上都有印制的平面線圈天線，上下PCB板上的線圈天線由板間導(dǎo)電過孔相 連接。
3. 如權(quán)利要求l所述的天線裝置，其特征在于，還包括，設(shè)置在PCB板線圈天線中間的一低損耗的高磁導(dǎo)率的棒狀磁性單元。
4. 如權(quán)利要求3所述的天線裝置，其特征在于，所述低損耗的高磁導(dǎo)率的棒狀磁性單元是低損耗的高磁導(dǎo)率鐵氧體磁棒。
5. 如權(quán)利要求l所述的天線裝置，其特征在于，所述PCB板上的線圈天線的繞制形式是方塊螺旋繞制方式。
6. 權(quán)利要求l所述的天線裝置，其特征在于，所述PCB板上的線圈天線的繞制形式是螺旋繞制方式。
7. 權(quán)利要求l所述的天線裝置，其特征在于，還包括一連接所述線圈天線的天線匹配電路，所述天線匹配電路，包括充放電單元和 阻抗單元。
8. 權(quán)利要求7所述的天線裝置，其特征在于，所述充放電單元是電容，所述充放電單元的電容為并聯(lián)方式或串聯(lián)方式； 所述阻抗單元是電阻，所述阻抗單元的電阻為串聯(lián)方式。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種近場通信電子終端的天線裝置，包括一印制在多層印制電路板PCB板上的線圈天線。應(yīng)用本實(shí)用新型，在保證NFC天線電感和Q值的基礎(chǔ)上，減小了NFC天線的尺寸，以符合當(dāng)前NFC電子終端日益減小體積的設(shè)計(jì)理念。
文檔編號(hào)H01Q7/06GK201515004SQ20092017393
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者徐君書, 郭寰 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司