專利名稱：一種近距離無線通信標(biāo)簽天線的制作方法
一種近距離無線通信標(biāo)簽天線技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及近距離無線通信技術(shù)(Near Field Communication,簡稱NFC),具體涉及NFC標(biāo)簽天線。
背景技術(shù)：
NFC是Near Field Communication縮寫，即近距離無線通訊技術(shù)。它是一種非接觸式識(shí)別和互聯(lián)技術(shù)，可以在移動(dòng)設(shè)備、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、PC和智能控件工具間進(jìn)行近距離無線通信。NFC提供了一種簡單、觸控式的解決方案，可以讓消費(fèi)者簡單直觀地交換信息、訪問內(nèi)容與服務(wù)。
NFC具有雙向連接和識(shí)別的特點(diǎn)，工作于13. 56MHz頻率范圍，作用距離10厘米左右。NFC技術(shù)在ISO 18092、ECMA340和ETSI TS 102190框架下推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)也兼容應(yīng)用廣泛的IS014443Type-A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu)。
NFC信息是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合方式進(jìn)行傳遞的。NFC是一種提供輕松、安全、迅速通信的無線連接技術(shù)，具有距離近、能耗低等特點(diǎn)。NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容，目前已經(jīng)成為越來越多主要廠商支持的正式標(biāo)準(zhǔn)。
NFC標(biāo)簽天線是以RFID射頻識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，采用變壓器共耦匹配做通信的硬件處理方案，并通過處理器的通訊指令完成數(shù)據(jù)傳送過程的校驗(yàn)，軟硬件環(huán)境通過RFID調(diào)制處理，并通過匹配電路調(diào)整而設(shè)計(jì)制作成功的。NFC天線一般由繞線/印刷/蝕刻工藝制作的電路線圈與抗干擾能力的鐵氧體材料組成。
隨著個(gè)人手持電子設(shè)備的普及，NFC作為個(gè)人移動(dòng)設(shè)備支付方案越來越具有可行性，但是由于NFC技術(shù)是基于電磁感應(yīng)耦合方式進(jìn)行信息傳遞的，而個(gè)人移動(dòng)設(shè)備中復(fù)雜的金屬環(huán)境，往往會(huì)使電磁信號(hào)嚴(yán)重衰減，從而導(dǎo)致NFC天線無法讀取信號(hào)，最終使NFC系統(tǒng)無法方便的集成于個(gè)人手持設(shè)備中。
現(xiàn)在市場上已經(jīng)出現(xiàn)可工作與金屬表面的NFC標(biāo)簽天線，這類天線大部分使用鐵氧體材料作為NFC天線線圈電路的承載基板，將NFC天線線圈電路和NFC芯片固定于鐵氧體承載基板表面。NFC系統(tǒng)使用時(shí)，NFC發(fā)射天線和NFC接收天線的電路線圈之間隔著收發(fā)系統(tǒng)各自的金屬層和各自的鐵氧體承載基板。由于鐵氧體覆蓋基板具有良好的抗電磁干擾能力，起到抑制金屬表面對(duì)空間磁場破壞作用，從而使得NFC標(biāo)簽天線可工作與金屬表面。
然而在現(xiàn)有的NFC系統(tǒng)研發(fā)手冊(cè)和類似的天線專利中，都只是泛泛地提到在NFC 標(biāo)簽天線的電路線圈與金屬層之間加入磁性材料來抑制金屬表秒對(duì)空間磁場的破壞，但是對(duì)磁性材料的磁特性、厚度、幾何結(jié)構(gòu)等都沒有相應(yīng)的說明，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)沒有指導(dǎo)作用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種近距離無線通信標(biāo)簽天線(NFC天線)，該NFC標(biāo)簽天線采用磁導(dǎo)率相對(duì)較低、成本較低的鐵氧體材料作為天線承載基板，使其能夠工作與金屬表面。
本發(fā)明技術(shù)方案如下
一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，如圖I所示，包括矩形鐵氧體承載基板I、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I 采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到90之間、磁導(dǎo)率虛部在O. 5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在4毫米到8毫米之間。
需要說明的是，本發(fā)明提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其中矩形鐵氧體承載基板I的厚度可選擇O. ImnTo. 25mm之間,越薄的磁性材料占據(jù)空間體積約小,但是磁性材料越薄對(duì)空間磁場還原能力越弱，就需要增加磁導(dǎo)率的實(shí)部；矩形鐵氧體承載基板I的磁導(dǎo)率實(shí)部可選擇在4(Γ90之間，磁導(dǎo)率越高對(duì)空間磁場還原能力越好，但是也會(huì)過多的影響天線的Q值；矩形鐵氧體承載基板I的磁導(dǎo)率虛部可選擇在O. 5 7之間，但磁導(dǎo)率虛部越高會(huì)引入較大的天線電阻。
本發(fā)明提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其中矩形線圈電路2可采用銀漿印刷并燒結(jié)的方式制作于矩形鐵氧體承載基板I表面，也可以采用印制電路粘接于矩形鐵氧體承載基板I表面的方式制作，甚至可采用印制電路加成制備工藝制作于矩形鐵氧體承載基板 I表面。
本發(fā)明提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，為了增加矩形鐵氧體承載基板I的機(jī)械性能，可在矩形鐵氧體承載基板I 的背面增加一層有機(jī)薄膜，以防止矩形鐵氧體承載基板I 的脆變。
本發(fā)明提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線應(yīng)用時(shí)，將矩形鐵氧體承載基板I的背面靠近于金屬層表面，使矩形鐵氧體承載基板I夾于NFC天線的矩形線圈電路2和金屬層之間。
應(yīng)當(dāng)說明，本發(fā)明提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其中矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離在4毫米到8毫米之間，超過8mm的距離是沒有必要的，對(duì)空間磁場的改變以經(jīng)沒有較大的影響，但小于4_則會(huì)使空間磁場改變較大，不利于NFC標(biāo)簽天線讀取數(shù)據(jù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其中矩形線圈電路2和NFC芯片3應(yīng)能夠滿足ISO 18092及ISO 14443Type_A、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的技術(shù)效果是
本發(fā)明在滿足NFC通信要求的前提下，采用磁導(dǎo)率相對(duì)較低，制作工藝和成本都可以大程度降低的磁性材料作為天線承載基板，使其能夠工作與金屬表面，從而降低了 NFC 標(biāo)簽天線的制作成本，使其大批量、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)成為可能。


圖I為本發(fā)明提供的近距離無線通信標(biāo)簽天線結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一
一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括背面覆膜、厚度為O. 12mnT0. 2mm的矩形鐵氧體承載基板I、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到65之間、磁導(dǎo)率虛部在O. 5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在7毫米到8毫米之間。
其中矩形線圈電路2和NFC芯片3滿足ISO 18092及IS014443Type_A、B以及 Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用頻率范圍為13MHz 14MHz。
應(yīng)用市場上相應(yīng)的NFC讀寫設(shè)備，并添加金屬環(huán)境，上述近距離無線通信標(biāo)簽天線讀寫距離能達(dá)到原始讀寫距離的709Γ86%。
具體實(shí)施方式
二
一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括背面覆膜、厚度為O. 12mnT0. 2mm的矩形鐵氧體承載基板I、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在65到90之間、磁導(dǎo)率虛部在O. 5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在7毫米到8毫米之間。
其中矩形線圈電路2和NFC芯片3滿足ISO 18092及IS014443Type_A、B以及 Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用頻率范圍為13ΜΗζ 14ΜΗζ。
應(yīng)用市場上相應(yīng)的NFC讀寫設(shè)備，并添加金屬環(huán)境，上述近距離無線通信標(biāo)簽天線讀寫距離能達(dá)到原始讀寫距離的709Γ80%。
具體實(shí)施方式
三
一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括背面覆膜、厚度為O. 12mnT0. 2mm的矩形鐵氧體承載基板I、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到65之間、磁導(dǎo)率虛部在O. 5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在6毫米到7毫米之間。
其中矩形線圈電路2和NFC芯片3滿足ISO 18092及IS014443Type_A、B以及 Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用頻率范圍為13ΜΗζ 14ΜΗζ。
應(yīng)用市場上相應(yīng)的NFC讀寫設(shè)備，并添加金屬環(huán)境，上述近距離無線通信標(biāo)簽天線讀寫距離能達(dá)到原始讀寫距離的709Γ86%。
具體實(shí)施方式
四
一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括背面覆膜、厚度為O. 12mnT0. 2mm的矩形鐵氧體承載基板I、矩形線圈電路2和NFC芯片3，所述矩形線圈電路2和NFC芯片3位于矩形鐵氧體承載基板I表面、且矩形線圈電路2的兩端與NFC芯片3的天線端口相連。所述矩形鐵氧體承載基板I采用磁導(dǎo)率實(shí)部在65到90之間、磁導(dǎo)率虛部在O. 5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路2的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板I外側(cè)邊緣之間的距離Wl在6毫米到7毫米之間。
其中矩形線圈電路2和NFC芯片3滿足ISO 18092及IS014443Type_A、B以及 Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用頻率范圍為13ΜΗζ 14ΜΗζ。
應(yīng)用市場上相應(yīng)的NFC讀寫設(shè)備，并添加金屬環(huán)境，上述近距離無線通信標(biāo)簽天線讀寫距離能達(dá)到原始讀寫距離的709Γ80%。
上述四個(gè)具體實(shí)施方式
并非是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能夠根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案描述的內(nèi)容組合出其它不同的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，包括矩形鐵氧體承載基板(I )、矩形線圈電路(2)和NFC芯片(3 )，所述矩形線圈電路(2 )和NFC芯片(3 )位于矩形鐵氧體承載基板(I)表面、且矩形線圈電路(2)的兩端與NFC芯片(3)的天線端口相連；其特征在于，所述矩形鐵氧體承載基板(I)采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到90之間、磁導(dǎo)率虛部在O. 5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路(2)的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板(I)外側(cè)邊緣之間的距離Wl在4毫米到8毫米之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其特征在于，所述矩形鐵氧體承載基板(I)的厚度可選擇O. lmnTO. 25mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其特征在于，所述矩形線圈電路(2)采用銀漿印刷并燒結(jié)的方式制作于矩形鐵氧體承載基板(I)表面，或采用印制電路粘接于矩形鐵氧體承載基板(I)表面的方式制作，或采用印制電路加成制備工藝制作于矩形鐵氧體承載基板(I)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的近距離無線通信標(biāo)簽天線，其特征在于，所述矩形鐵氧體承載基板(I)的背面增加一層有機(jī)薄膜，以防止矩形鐵氧體承載基板(I)的脆變。
全文摘要
一種近距離無線通信標(biāo)簽天線，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。包括矩形鐵氧體承載基板、矩形線圈電路和NFC芯片，所述矩形線圈電路和NFC芯片位于矩形鐵氧體承載基板表面、且矩形線圈電路的兩端與NFC芯片的天線端口相連；所述矩形鐵氧體承載基板采用磁導(dǎo)率實(shí)部在40到90之間、磁導(dǎo)率虛部在0.5到7之間的鐵氧體材料制作；所述矩形線圈電路的外側(cè)邊緣與矩形鐵氧體承載基板外側(cè)邊緣之間的距離W1在4毫米到8毫米之間。本發(fā)明在滿足NFC通信要求的前提下，采用磁導(dǎo)率相對(duì)較低、成本較低的鐵氧體材料作為天線承載基板，使其能夠工作與金屬表面，從而降低了NFC標(biāo)簽天線的制作成本，使其大批量、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)成為可能。
文檔編號(hào)H01Q1/22GK102938089SQ201210456849
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者梁迪飛, 李維佳, 謝建良, 鄧龍江, 陳良, 闕智勇, 何琪 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué), 成都佳馳電子科技有限公司