專利名稱：一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線。
背景技術(shù)：
目前很多終端產(chǎn)品，例如手機(jī)，都包括NFC(near field communication，近場(chǎng)通信)和FM(frequency modulation，頻率調(diào)制)功能，NFC—般采用面積足夠大的平面繞線線圈做天線，F(xiàn)M 一般采用外接耳機(jī)線做接收天線或者采用內(nèi)置小型PCB天線，他們的天線都需要占用一定的空間。仔細(xì)對(duì)比分析兩者天線，會(huì)發(fā)現(xiàn)存在以下特點(diǎn)1、粗略估算一下，NFC線圈按照4X 5cm大小繞4匝算的話，繞線總長(zhǎng)度為70cm，而 FM天線按照1/4波長(zhǎng)原則，走線長(zhǎng)度一般需要80cm，兩個(gè)長(zhǎng)度可以比擬。2、NFC和FM分別工作在13. 56Mhz和IOOMhz附近，保證了兩者之間滿足隔離要求。3、NFC天線和FM天線都需要置于機(jī)身外圍區(qū)域或表面區(qū)域，遠(yuǎn)離PCB影響，且FM 接收天線并不需要很高的效率。基于上述特點(diǎn)，就為兩種天線的公用提供了技術(shù)可行性。目前，尚無(wú)共用天線的設(shè)計(jì)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的NFC天線和FM天線不共用的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，所述共用天線包括天線線圈，所述天線線圈的天線饋線端分別與近場(chǎng)通信匹配電路和頻率調(diào)制匹配電路連接。進(jìn)一步，所述天線線圈為平面繞線線圈。進(jìn)一步，所述近場(chǎng)通信匹配電路包括串聯(lián)連接的第一電阻、第二電阻；串聯(lián)連接的第三電阻、第四電阻；第五電阻，所述第五電阻一端連接在所述第一電阻和第二電阻之間、另一端連接在所述第三電阻和第四電阻之間；其中，所述第二電阻、第四電阻分別與所述平面繞線線圈的兩端連接。進(jìn)一步，所述頻率調(diào)制匹配電路包括串聯(lián)連接的第六電阻、第七電阻；第八電阻，所述第八電阻一端接地、另一端連接在所述第六電阻和第七電阻之間；所述平面繞線線圈的一端連接所述第七電阻，另一端通過(guò)開(kāi)關(guān)接地；所述第四電阻通過(guò)開(kāi)關(guān)與所述平面繞線線圈連接。進(jìn)一步，所述頻率調(diào)制匹配電路包括[0021]串聯(lián)連接的第六電阻、第七電阻；第八電阻，所述第八電阻一端接地、另一端連接在所述第六電阻和第七電阻之間；所述平面繞線線圈的一端連接所述第七電阻，另一端通過(guò)電容接地。進(jìn)一步，所述共用天線設(shè)置在手機(jī)殼上遠(yuǎn)離電池的區(qū)域上。進(jìn)一步，所述天線線圈包括連接有兩根信號(hào)線的片狀繞線平面線圈。進(jìn)一步，所述近場(chǎng)通信匹配電路包括串聯(lián)連接的第一電阻、第二電阻；串聯(lián)連接的第三電阻、第四電阻；第五電阻，所述第五電阻一端連接在所述第一電阻和第二電阻之間、另一端連接在所述第三電阻和第四電阻之間；所述頻率調(diào)制匹配電路包括串聯(lián)連接的第六電阻、第七電阻；第八電阻，所述第八電阻一端接地、另一端連接在所述第六電阻和第七電阻之間；其中，所述第二電阻通過(guò)第一開(kāi)關(guān)與所述兩根信號(hào)線中的一根連接；所述第四電阻、第六電阻通過(guò)第二開(kāi)關(guān)與所述兩根信號(hào)線中的另一根連接。。進(jìn)一步，所述片狀繞線平面線圈以掛件的形式設(shè)置在手機(jī)上。本實(shí)用新型有益效果如下本實(shí)用新型通過(guò)天線線圈分別與近場(chǎng)通信匹配電路和頻率調(diào)制匹配電路連接，實(shí)現(xiàn)了 NFC天線和FM天線共用，進(jìn)而降低了成本，節(jié)約了空間，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中再一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中又一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的NFC天線和FM天線不共用的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，
以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不限定本實(shí)用新型?；诰€長(zhǎng)、隔離、空間三方面考慮，本實(shí)用新型提出NFC和FM天線共用于同一個(gè)形狀、尺寸合適的天線載體，包括外置天線共用和內(nèi)置天線共用兩種情況。本實(shí)用新型的天線僅為一個(gè)金屬線圈，不需要和鐵氧體或吸波材料疊在一起使用，本實(shí)用新型的天線可以貼裝在手機(jī)后殼遠(yuǎn)離電池的一片區(qū)域，也可以作為手機(jī)掛件設(shè)置在手機(jī)上。本實(shí)用新型的技術(shù)方案包括以下兩種情況方案一共用天線是一個(gè)4X5cm大小的4匝平面繞線線圈，貼裝在手機(jī)后殼上。 平面繞線線圈的大小及匝數(shù)主要是為了控制走線長(zhǎng)度，并非只能限制于本實(shí)施例所給出的數(shù)據(jù)。天線饋線端分成兩個(gè)支路，分別與近場(chǎng)通信匹配電路和頻率調(diào)制匹配電路連接，連接到FM信號(hào)通路和NFC信號(hào)通路。FM通路和NFC通路通過(guò)調(diào)整各自匹配電路來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的雙工和隔離，頻率調(diào)制匹配電路等效于一個(gè)高通濾波器，一方面調(diào)諧在lOOMhz，同時(shí)又阻止 NFC支路信號(hào)串?dāng)_到FM支路；近場(chǎng)通信匹配電路主要起到諧振作用，但同時(shí)也要防止FM信號(hào)泄露過(guò)來(lái)，這就實(shí)現(xiàn)了 NFC和FM的雙工復(fù)用。如果將某些匹配位置適當(dāng)換成手動(dòng)開(kāi)關(guān)， 還可以實(shí)現(xiàn)單工方式，這時(shí)NFC和FM就只能分時(shí)工作了。方案二 共用天線是一個(gè)尺寸合適的手機(jī)掛件，掛件由一個(gè)片狀繞線線圈和兩根饋線組成，饋線末端各有一個(gè)緊固件，以此選擇是否連通到主板的信號(hào)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)FM和NFC 天線的切換。當(dāng)上述天線及電路結(jié)構(gòu)形式確定后，通過(guò)調(diào)整線圈大小和形狀，調(diào)試匹配電路，最終達(dá)到同時(shí)兼顧FM性能和NFC性能。下面以具體實(shí)施例對(duì)上述方案進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，公用的天線線圈為4 X 5cm的平面繞線線圈ANT，貼在手機(jī)殼上遠(yuǎn)離電池的一片區(qū)域，天線兩個(gè)饋電點(diǎn)a和b分別通過(guò)觸點(diǎn)1和2接到主板上的兩根NFC信號(hào)線Ll 和L2，L1和L2上預(yù)留匹配網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)NFC的調(diào)諧，構(gòu)成NFC信號(hào)支路。Ll連接有串聯(lián)連接的第一電阻、第二電阻；L2連接有串聯(lián)連接的第三電阻、第四電阻；第五電阻一端連接在第一電阻和第二電阻之間，另一端連接在所述第三電阻和第四電阻之間。第二電阻、第四電阻分別與天線兩個(gè)饋電點(diǎn)a和b連接。同時(shí)，a點(diǎn)通過(guò)觸點(diǎn)1接到主板上的FM信號(hào)線L3，L3 連接有串聯(lián)連接的第六電阻、第七電阻；第八電阻一端接地、另一端連接在第六電阻和第七電阻之間。L3上串接匹配網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)FM的調(diào)諧及其和NFC的隔離，并且，b點(diǎn)通過(guò)串電容 C接到主板地上，同L3共同構(gòu)成FM信號(hào)支路。這就實(shí)現(xiàn)了 NFC和FM天線的內(nèi)置形式共用。 電路結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步描述C是一個(gè)取值合適的電容，對(duì)于IOOMhz的FM來(lái)說(shuō)是諧振的，但對(duì)于13. 56Mhz的NFC信號(hào)來(lái)說(shuō)卻是開(kāi)路的；Ll和L2支路上的匹配網(wǎng)絡(luò)對(duì)于NFC信號(hào)是諧振的，但對(duì)于FM信號(hào)是開(kāi)路的；L3支路上的匹配網(wǎng)絡(luò)對(duì)于FM信號(hào)是諧振的，但對(duì)于NFC信號(hào)卻是開(kāi)路的。電容C和L3支路構(gòu)成FM信號(hào)回路，等效于高通濾波器，諧振在IOOMhz附近， 而對(duì)于低頻信號(hào)形成高阻，這樣一方面保證在天線效率一定的情況下，F(xiàn)M能夠接收到足夠強(qiáng)度的信號(hào)正常搜臺(tái)，另一方面可以防止NFC信號(hào)串?dāng)_到FM支路影響FM效果。完成匹配調(diào)試后，電路在正常工作時(shí)，F(xiàn)M天線和NFC天線形成良好的雙工和隔離，可以同時(shí)工作，NFC 信號(hào)不至于干擾到FM接收效果，F(xiàn)M天線等效于一端接調(diào)頻信號(hào)，另一端接地的1/4波長(zhǎng)的導(dǎo)線。電容C的作用至關(guān)重要，它既保證NFC不因接地而喪失刷卡距離，同時(shí)又為FM天線提供良好接地。另外，本實(shí)用新型實(shí)施例還涉及一種上述方案的簡(jiǎn)化和變形如圖2所示，在上述方案的基礎(chǔ)上，再在NFC的一個(gè)支路L2上串接一個(gè)開(kāi)關(guān)，同時(shí)將電容C也替換為一個(gè)開(kāi)關(guān)。 通過(guò)開(kāi)關(guān)的方式來(lái)選擇刷卡或者聽(tīng)FM。這種情況NFC和FM不能同時(shí)工作，但是可以大大降低匹配電路器件數(shù)量和調(diào)試難度。這里需要注意，開(kāi)關(guān)主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷控制，因此，可以是通過(guò)手動(dòng)方式的物理開(kāi)關(guān)，也可以通過(guò)軟件切換來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，本實(shí)用新型還涉及另外一種實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線的方案，NFC天線和FM天線走線共用在一個(gè)尺寸合適的手機(jī)掛件上，掛件由一個(gè)片狀繞線平面 0和兩根信號(hào)線組成，兩根信號(hào)線分別通過(guò)緊固件Jl和J2選擇連接或者不連接到主板上的信號(hào)線Ml和M2 (類似開(kāi)關(guān)的作用，用于實(shí)現(xiàn)通斷控制)，Ml在主板上分成兩個(gè)支路m和 Fl, Nl通過(guò)串聯(lián)連接的第三電阻、第四電阻接到NFC的一個(gè)信號(hào)線上，F(xiàn)l通過(guò)串聯(lián)連接的第六電阻、第七電阻接到FM信號(hào)線上；第八電阻一端接地、另一端連接在第六電阻和第七電阻之間。M2接到NFC另一根信號(hào)線上N2上。N2上連接有串聯(lián)連接的第一電阻、第二電阻；第五電阻一端連接在第一電阻和第二電阻之間。當(dāng)Jl和J2同時(shí)分別連接Ml和M2時(shí)， 掛件充當(dāng)NFC天線。當(dāng)Jl連接Ml，J2斷開(kāi)時(shí)，掛件相當(dāng)于一端懸空的長(zhǎng)導(dǎo)線充當(dāng)FM天線。 這就實(shí)現(xiàn)了 NFC和FM天線的外置形式公用。當(dāng)然，這種情況下NFC和FM也不能同時(shí)工作， FM工作時(shí)等效于一端接信號(hào)線，另一端懸空的長(zhǎng)導(dǎo)線。本實(shí)用新型的要點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)NFC和FM的天線公用和電路雙工，本專利中只列舉了以上三種代表性的電路形式，但基于本專利設(shè)計(jì)原理的電路并不限于以上三種，凡是符合該要點(diǎn)的其他實(shí)現(xiàn)方式也應(yīng)包括在內(nèi)。由上述實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型通過(guò)天線線圈分別與近場(chǎng)通信匹配電路和頻率調(diào)制匹配電路連接，實(shí)現(xiàn)了 NFC天線和FM天線共用，進(jìn)而降低了成本，節(jié)約了空間，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。盡管為示例目的，已經(jīng)公開(kāi)了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到各種改進(jìn)、增加和取代也是可能的，因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)當(dāng)不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述共用天線包括天線線圈，所述天線線圈的天線饋線端分別與近場(chǎng)通信匹配電路和頻率調(diào)制匹配電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述天線線圈為平面繞線線圈。
3.如權(quán)利要求2所述的近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述近場(chǎng)通信匹配電路包括串聯(lián)連接的第一電阻、第二電阻； 串聯(lián)連接的第三電阻、第四電阻；第五電阻，所述第五電阻一端連接在所述第一電阻和第二電阻之間，另一端連接在所述第三電阻和第四電阻之間；其中，所述第二電阻、第四電阻分別與所述平面繞線線圈的兩端連接。
4.如權(quán)利要求3所述的近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述頻率調(diào)制匹配電路包括串聯(lián)連接的第六電阻、第七電阻；第八電阻，所述第八電阻一端接地，另一端連接在所述第六電阻和第七電阻之間； 所述平面繞線線圈的一端連接所述第七電阻，另一端通過(guò)開(kāi)關(guān)接地； 所述第四電阻通過(guò)開(kāi)關(guān)與所述平面繞線線圈連接。
5.如權(quán)利要求3所述的近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述頻率調(diào)制匹配電路包括串聯(lián)連接的第六電阻、第七電阻；第八電阻，所述第八電阻一端接地、另一端連接在所述第六電阻和第七電阻之間； 所述平面繞線線圈的一端連接所述第七電阻，另一端通過(guò)電容接地。
6.如權(quán)利要求2 5任一項(xiàng)所述的近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述共用天線設(shè)置在手機(jī)殼上遠(yuǎn)離電池的區(qū)域上。
7.如權(quán)利要求1所述的近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述天線線圈為連接有兩根信號(hào)線的片狀繞線平面線圈。
8.如權(quán)利要求7所述的近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述近場(chǎng)通信匹配電路包括串聯(lián)連接的第一電阻、第二電阻； 串聯(lián)連接的第三電阻、第四電阻；第五電阻，所述第五電阻一端連接在所述第一電阻和第二電阻之間、另一端連接在所述第三電阻和第四電阻之間； 所述頻率調(diào)制匹配電路包括 串聯(lián)連接的第六電阻、第七電阻；第八電阻，所述第八電阻一端接地、另一端連接在所述第六電阻和第七電阻之間； 其中，所述第二電阻通過(guò)第一開(kāi)關(guān)與所述兩根信號(hào)線中的一根連接；所述第四電阻、第六電阻通過(guò)第二開(kāi)關(guān)與所述兩根信號(hào)線中的另一根連接。
9.如權(quán)利要求7或8所述的近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，其特征在于，所述片狀繞線平面線圈以掛件的形式設(shè)置在手機(jī)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種近場(chǎng)通信和頻率調(diào)制共用天線，所述共用天線包括天線線圈，所述天線線圈的天線饋線端分別與近場(chǎng)通信匹配電路和頻率調(diào)制匹配電路連接。本實(shí)用新型通過(guò)天線線圈分別與近場(chǎng)通信匹配電路和頻率調(diào)制匹配電路連接，實(shí)現(xiàn)了NFC天線和FM天線共用，進(jìn)而降低了成本，節(jié)約了空間，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK202308282SQ20112029485
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者劉洪濤, 王凱 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司