一種共用nfc天線的移動(dòng)終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種共用NFC天線的移動(dòng)終端，包括：NFC模塊、高頻模塊、鏈接模塊和天線模塊，所述鏈接模塊用于分隔NFC模塊工作頻率和高頻模塊工作頻率，天線模塊用于產(chǎn)生NFC模塊工作所需諧振頻率及高頻模塊工作所需諧振頻率。本發(fā)明通過增設(shè)鏈接模塊，通過鏈接模塊連接NFC模塊和對(duì)應(yīng)的天線，使NFC信號(hào)能夠通過原有天線進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)天線共享，不需要額外設(shè)置獨(dú)立的NFC天線，有效的降低了設(shè)計(jì)的難度、節(jié)省了設(shè)備空間，還降低了設(shè)備成本，具備良好的應(yīng)用前景。
【專利說明】—種共用NFC天線的移動(dòng)終端
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)設(shè)備天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種共用NFC天線的移動(dòng)終端。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)等移動(dòng)通信產(chǎn)品已經(jīng)成為人們必不可少的設(shè)備。NFC功能逐漸成為移動(dòng)通信設(shè)備的必備功能。
[0003]近場通信(Near Field Communicat1n, NFC)是一種短距高頻的無線電技術(shù),工作頻率為13.56MHz，于20厘米的距離范圍內(nèi)運(yùn)行。NFC具備短距離通信的特性，并具有耗電量低、又可以讓移動(dòng)或者其他電子設(shè)備直接相互通訊，同時(shí)擁有較高的保密性與安全性等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為各種移動(dòng)設(shè)備的必備功能。
[0004]當(dāng)前手機(jī)通信技術(shù)飛速發(fā)展，LTE (Long Term Evolut1n,長期演進(jìn),俗稱4G),WIFI/BT、GPS、無線充電、以及NFC成為了移動(dòng)通信設(shè)備必不可少的功能，但是設(shè)備依舊需要更多的天線提供給不同的功能模塊使用。如圖1所示，現(xiàn)有手機(jī)設(shè)計(jì)框架中，一般包括基帶芯片50、NFC模塊300、射頻模塊500、GPS/WIFI模塊70和天線模塊。而天線模塊又具體包括主天線10、分集天線20、GPS/WIFI天線30和NFC天線80。隨著功能的增加，使移動(dòng)通信設(shè)備比如手機(jī)上需要增設(shè)越來越多的天線。而移動(dòng)設(shè)備如手機(jī)上的每一個(gè)天線的設(shè)計(jì)都需要一定的空間和成本，天線越多，設(shè)備也就需要更大的空間、而且成本上升，設(shè)計(jì)難度越來越變大。尤其是NFC天線占的空間較大，為了避免干擾，還需要增加與NFC天線面積相當(dāng)?shù)?、且價(jià)格昂貴的鐵氧體。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種共用NFC天線的移動(dòng)終端，旨在解決現(xiàn)有移動(dòng)設(shè)備中需要額外設(shè)置NFC天線，成本高、占用空間大、設(shè)計(jì)困難的問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案:
一種共用NFC天線的移動(dòng)終端，包括:NFC模塊、至少一高頻模塊、、至少一用于分隔NFC模塊工作頻率和高頻模塊工作頻率的鏈接模塊、至少一用于產(chǎn)生NFC模塊工作所需諧振頻率及高頻模塊工作所需諧振頻率的天線模塊，NFC模塊和高頻模塊均通過鏈接模塊與天線模塊相連。
[0007]所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端中，所述鏈接模塊包括第一電感和第一電容，所述第一電容的一端和第一電感的一端均連接天線模塊，第一電容的另一端連接高頻模塊，第一電感的另一端連接NFC模塊。
[0008]所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端中，所述第一電感的感值為5(Tl20nh，所述第一電容的容值為5(Tl20pf。
[0009]所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端中，所述天線模塊包括第二電容、一個(gè)或者兩個(gè)天線分支，每個(gè)天線分支包括一個(gè)第二電感；所述第二電感位于相應(yīng)天線分支的末端或者中部，所述第二電感的一端接地，所述第二電感的另一端通過第二電容接地、還連接所述鏈接模塊。
[0010]所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端中，所述第二電感的感值為3(Tl20nh，所述第二電容的容值大于12pf。
[0011]所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端中，所述高頻模塊至少為一個(gè)，當(dāng)所述高頻模塊的數(shù)量為兩個(gè)以上時(shí)，天線模塊的數(shù)量及鏈接模塊的數(shù)量大于或等于高頻模塊的數(shù)量；所述移動(dòng)終端還包括分離器，用于NFC模塊工作時(shí)選擇多個(gè)天線模塊中的一個(gè)與NFC模塊連接；所述NFC模塊通過分離器連接各個(gè)鏈接模塊。
[0012]所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端中，所述高頻模塊為射頻模塊、GPS/WIFI模塊。
[0013]所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端中，所述移動(dòng)終端還包括主天線，所述射頻模塊還通過一鏈接模塊連接主天線。
[0014]有益效果:本發(fā)明提供的共用NFC天線的移動(dòng)終端，通過增設(shè)鏈接模塊，通過鏈接模塊連接NFC模塊和對(duì)應(yīng)的天線，使NFC信號(hào)能夠通過原有天線進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)天線共享，不需要額外設(shè)置獨(dú)立的NFC天線，有效的降低了設(shè)計(jì)的難度、節(jié)省了設(shè)備空間，還降低了設(shè)備成本，具備良好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的手機(jī)天線設(shè)計(jì)框架圖。
[0016]圖2為本發(fā)明提供的共用NFC天線的移動(dòng)終端的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖3為本發(fā)明提供的共用NFC天線的移動(dòng)終端的天線的具體實(shí)施例的電路圖。
[0018]圖4為本發(fā)明提供的共用NFC天線的移動(dòng)終端的另一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖5為本發(fā)明提供的共用NFC天線的移動(dòng)終端的以射頻模塊例的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明提供一種共用NFC天線的移動(dòng)終端。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明提供的共用NFC天線的移動(dòng)終端的一個(gè)較佳實(shí)施例包括NFC模塊300、至少一高頻模塊400、至少一天線模塊100和至少一鏈接模塊200。NFC模塊300和高頻模塊400分別通過鏈接模塊200與天線模塊100相連。
[0022]所述天線模塊100既能夠產(chǎn)生低頻諧振頻率(具體由NFC模塊的工作頻點(diǎn)確定)，也可以產(chǎn)生高頻諧振頻率(對(duì)應(yīng)高頻模塊的工作頻率)，以使天線模塊100能夠同時(shí)滿足低頻的NFC信號(hào)以及高頻模塊工作所需工作信號(hào)的要求。鏈接模塊200則可以分隔NFC模塊的工作頻率和高頻模塊的工作頻率(例如NFC工作頻率是13.56MHz，而射頻工作頻率都在700Mhz以上)，起到雙工的作用，使NFC模塊300和高頻模塊400可以同時(shí)工作。
[0023]本發(fā)明通過采用可產(chǎn)生高頻及低頻諧振頻率的天線模塊100及鏈接模塊200，使高頻模塊400與NFC模塊300在共用一個(gè)天線的同時(shí)不會(huì)相互影響，可以同時(shí)工作，減少了天線的數(shù)量，從而有效的解決了單獨(dú)設(shè)置NFC天線成本較高、設(shè)計(jì)困難的問題。
[0024]應(yīng)當(dāng)說明的是，所述高頻模塊400可以為移動(dòng)設(shè)備內(nèi)任何工作與NFC工作頻點(diǎn)之間相差較大的模塊，它可以是超過一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)的模塊，例如射頻模塊，GPS/WIFI模塊等。為闡述方便，以下以射頻模塊500為例進(jìn)行描述。
[0025]具體的，為實(shí)現(xiàn)分隔NFC及射頻工作頻率，如圖5所示，所述鏈接模塊200包括第一電感LI和第一電容Cl。所述第一電容Cl的一端和第一電感LI的一端均連接天線模塊100，第一電容Cl的另一端與射頻模塊500連接，第一電感LI的另一端與NFC模塊300連接。鏈接模塊200利用電容元件通高頻阻低頻和電感元件通低頻阻高頻的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的分隔高頻及低頻信號(hào)的技術(shù)效果。
[0026]第一電容Cl的作用主要是阻隔NFC工作頻率的信號(hào)，避免影響到射頻模塊的正常工作。相類似的，電感的作用是阻隔射頻信號(hào)，避免干擾到NFC模塊的正常工作，從而使NFC模塊300及射頻模塊500可以同時(shí)工作，互不影響。在一般情況下，為提供足夠的阻抗，實(shí)現(xiàn)高低頻的分隔，可以將第一電感的感值設(shè)置為5(Tl20nh，第一電容的容值設(shè)置為5(Tl20pf。當(dāng)然，依據(jù)實(shí)際情況的需要，如對(duì)阻抗，靈敏度有特別要求時(shí)，電容值可以適當(dāng)擴(kuò)大到150pf或者減少到22?33pf。相應(yīng)的，電感的感值可以適當(dāng)擴(kuò)大到150nh或者減小到30nh。
[0027]更具體的，由于NFC為近場通訊，主要依靠磁場耦合進(jìn)行信息傳遞，天線模塊中的天線采用環(huán)形天線的設(shè)計(jì)，而現(xiàn)有的天線(如主天線、分集天線和GPS/WIFI天線)均采用倒F天線設(shè)計(jì)。因此，為實(shí)現(xiàn)天線模塊100需要同時(shí)滿足應(yīng)用NFC信號(hào)及射頻信號(hào)的要求，可以在天線分支的接地點(diǎn)上進(jìn)行改進(jìn)。
[0028]如圖3所示，所述天線模塊100包括第二電容C2、一個(gè)或者兩個(gè)天線分支，以天線模塊包括兩個(gè)天線分支為例，兩個(gè)天線分支包括產(chǎn)生700iTlGHZ的低頻諧振頻率的第一天線分支110及產(chǎn)生170(Γ2700ΜΗζ的高頻諧振頻率的第二天線分支120，兩個(gè)天線分支有一至兩個(gè)公共接地點(diǎn)。
[0029]以圖3中一個(gè)公共接地點(diǎn)A為例，該接地點(diǎn)A增加了第二電容C2，由于第二電容C2的電氣特性，可以為700MHz以上(即射頻信號(hào))頻點(diǎn)提供極低的阻抗，同時(shí)對(duì)NFC頻點(diǎn)(例如13.5MHz)形成非常大的阻抗，對(duì)其形成阻隔，使射頻信號(hào)從此路徑到地，并避免NFC信號(hào)從此路徑到地。在一般情況下，所述第二電容的電容值應(yīng)當(dāng)大于12pf。在特殊情況下，可以適當(dāng)擴(kuò)大到150pf。
[0030]在天線模塊100中，每個(gè)天線分支包括一個(gè)第二電感L2 ;所述第二電感L2位于相應(yīng)天線分支的末端或者中部，所述第二電感L2的一端接地，所述第二電感L2的另一端通過第二電容C2接地，還連接所述鏈接模塊200。
[0031]若只為NFC信號(hào)設(shè)置一個(gè)天線分支，則可以在天線分支的末端或中部設(shè)置一個(gè)第二電感L2。所述第二電感L2的作用與第二電容C2相反，可以為NFC頻點(diǎn)提供低阻抗，讓NFC頻率信號(hào)從此路徑到地，而對(duì)700MHz以上的頻率形成高阻抗發(fā)揮阻隔作用，避免700MHz以上的頻點(diǎn)從此路徑到地。
[0032]在一般情況下，所述第二電感的電感值設(shè)置為3(Tl20nh即可滿足對(duì)阻抗的需求。應(yīng)當(dāng)說明的是，上述設(shè)置在天線的接地點(diǎn)的第二電感還可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整電感值的大小，發(fā)揮對(duì)NFC進(jìn)行匹配的作用，使天線能夠產(chǎn)生NFC模塊所需要的諧振頻率。
[0033]實(shí)際使用時(shí)，圖3中的L2接在相應(yīng)天線分支的末端，L2'接在相應(yīng)天線分支的中部，在實(shí)際設(shè)計(jì)天線模塊時(shí)，可選擇使用第一天線分支I1的L2支路(如圖3中接地點(diǎn)B所在支路)或者L2'支路(如圖3中接地點(diǎn)B'所在支路)，也可以選擇使用第二天線分支120的L2支路(如圖3中接地點(diǎn)C所在支路)或者L2'支路(如圖3中接地點(diǎn)C'所在支路)。因此，一個(gè)天線分支的天線有四種設(shè)計(jì)方案(即可以選擇設(shè)置B或B'或C或C'所在的一條支路)，可以根據(jù)具體情況選擇。
[0034]若需要為NFC信號(hào)提供兩個(gè)天線分支，則可以在第一天線分支110的末端或中部接入第二電感，以及第二天線分支120的末端或中部接入第二電感，在設(shè)計(jì)天線時(shí)，可選用接地點(diǎn)B和接地點(diǎn)C所在支路分別作為天線模塊的第一天線分支和第二天線分支、也可選用接地點(diǎn)B和接地點(diǎn)C'所在支路分別作為天線模塊的第一天線分支和第二天線分支、也可選用接地點(diǎn)B'和接地點(diǎn)C所在支路分別作為天線模塊的第一天線分支和第二天線分支、還可以選用接地點(diǎn)B'和接地點(diǎn)C'所在支路分別作為天線模塊的第一天線分支和第二天線分支。
[0035]本發(fā)明接地點(diǎn)B和C為例，如圖3所示，兩個(gè)箭頭符號(hào)表示NFC信號(hào)的回路，NFC信號(hào)由鏈接模塊200經(jīng)過天線的兩個(gè)天線分支，然后經(jīng)過B和C到地。
[0036]上述實(shí)施例是將NFC模塊與移動(dòng)終端現(xiàn)有的一個(gè)模塊(如射頻模塊)共用一個(gè)天線，產(chǎn)品一旦固定，與NFC模塊共用的天線將不能更改。本發(fā)明提供的第二較佳實(shí)施例可根據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)選擇，如圖4所示的實(shí)施例中，所述高頻模塊至少為一個(gè)，當(dāng)所述高頻模塊的數(shù)量為兩個(gè)以上時(shí)，天線模塊的數(shù)量及鏈接模塊的數(shù)量大于或等于高頻模塊的數(shù)量。并且移動(dòng)終端還需包括分離器40，用于NFC模塊工作時(shí)選擇多個(gè)天線模塊中的一個(gè)與NFC模塊300連接；所述NFC模塊300通過分離器40連接各個(gè)鏈接模塊200。
[0037]當(dāng)高頻模塊為兩個(gè)時(shí)，以高頻模塊射頻模塊500和GPS/WIFI模塊70，天線模塊為分集天線20和GPS/WIFI天線30。分集天線20通過一個(gè)鏈接模塊200連接分離器200，GPS/WIFI天線30也通過一個(gè)鏈接模塊200連接分離器200。
[0038]以移動(dòng)終端為手機(jī)為例，為保證手機(jī)的正常工作，手機(jī)還需包括主天線10和基帶芯片50，此時(shí)手機(jī)還需增設(shè)一個(gè)鏈接模塊200，射頻模塊500還通過一鏈接模塊連接主天線10，基帶芯片分別連接射頻模塊500、GPS/WIFI模塊70和NFC模塊300，控制射頻模塊500、GPS/WIFI模塊70和NFC模塊300的工作。
[0039]本實(shí)施例中，鏈接模塊數(shù)量與天線數(shù)量對(duì)應(yīng)，所述分離器40發(fā)揮開關(guān)的作用，可以控制NFC模塊與多個(gè)共用天線之間的連接關(guān)系。NFC目前在市面上商用的工作頻點(diǎn)在13.56MHz，如果有新的工作頻點(diǎn)，例如20M或者30M等適用于近場通訊的，可以通過分離器40調(diào)試，共用上述天線中的一個(gè)，讓NFC工作在多個(gè)不同的頻點(diǎn)。
[0040]應(yīng)當(dāng)說明的是，所述分離器40可以依據(jù)實(shí)際所需要的工作頻點(diǎn)數(shù)量設(shè)計(jì)成雙工器或者三工器等。
[0041]若NFC模塊只工作在單一的頻點(diǎn)，分離器40還可以通過其開關(guān)切換作用，極短的時(shí)間內(nèi)讀出不同天線的場強(qiáng)后，選擇多個(gè)天線中場強(qiáng)最好的天線進(jìn)行工作。
[0042]總的來說，分離器發(fā)揮兩個(gè)作用，第一個(gè)是讓NFC同時(shí)工作在不同的頻點(diǎn)(不僅僅局限于13.56MHz 一個(gè)頻點(diǎn)，可以同時(shí)工作在不同的頻點(diǎn)如20/30MHZ )，實(shí)現(xiàn)NFC天線和不同天線的共用的設(shè)計(jì)使NFC應(yīng)用范圍更為廣泛。第二個(gè)則屬于智能天線的作用，NFC的多個(gè)共用天線工作在同一頻點(diǎn)，當(dāng)開啟NFC后，實(shí)時(shí)在多個(gè)天線切換，讀取接收的場強(qiáng)大小，選擇效果最好的天線進(jìn)行工作。
[0043]綜上所述，本發(fā)明提供的一種共用NFC天線的移動(dòng)終端，通過增設(shè)鏈接模塊，通過鏈接模塊連接NFC模塊和對(duì)應(yīng)的天線，使NFC信號(hào)能夠通過原有天線進(jìn)行傳輸，不需要額外設(shè)置獨(dú)立的NFC天線，有效的降低了設(shè)計(jì)的難度和成本、而且節(jié)省了設(shè)備空間。另外，通過設(shè)置分離器，使NFC應(yīng)用的頻點(diǎn)范圍更為廣泛，還可以實(shí)時(shí)切換多個(gè)天線，讀取接收的場強(qiáng)大小，智能選擇性能最好的一個(gè)進(jìn)行通信，具備良好的應(yīng)用前景。
[0044]可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及本發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種共用NFC天線的移動(dòng)終端，包括:NFC模塊和至少一高頻模塊，其特征在于，還包括至少一用于分隔NFC模塊工作頻率和高頻模塊工作頻率的鏈接模塊；至少一用于產(chǎn)生NFC模塊工作所需諧振頻率及高頻模塊工作所需諧振頻率的天線模塊，NFC模塊和高頻模塊均通過鏈接模塊與天線模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端，其特征在于，所述鏈接模塊包括第一電感和第一電容，所述第一電容的一端和第一電感的一端均連接天線模塊，第一電容的另一端連接高頻模塊，第一電感的另一端連接NFC模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端，其特征在于，所述第一電感的感值為5(Tl20nh，所述第一電容的容值為5(Tl20pf。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端，其特征在于，所述天線模塊包括第二電容、一個(gè)或者兩個(gè)天線分支，每個(gè)天線分支包括一個(gè)第二電感；所述第二電感位于相應(yīng)天線分支的末端或者中部，所述第二電感的一端接地，所述第二電感的另一端通過第二電容接地、還連接所述鏈接模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端，其特征在于，所述第二電感的感值為3(Tl20nh，所述第二電容的容值大于12pf。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端，其特征在于，所述高頻模塊至少為一個(gè)，當(dāng)所述高頻模塊的數(shù)量為兩個(gè)以上時(shí)，天線模塊的數(shù)量及鏈接模塊的數(shù)量大于或等于高頻模塊的數(shù)量；所述移動(dòng)終端還包括分離器，用于NFC模塊工作時(shí)選擇多個(gè)天線模塊中的一個(gè)與NFC模塊連接；所述NFC模塊通過分離器連接各個(gè)鏈接模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端，其特征在于，所述高頻模塊為射頻模塊、GPS/WIFI模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的共用NFC天線的移動(dòng)終端，其特征在于，所述移動(dòng)終端還包括主天線，所述射頻模塊還通過一鏈接模塊連接主天線。
【文檔編號(hào)】H01Q1/24GK104362425SQ201410666718
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】潘靈建, 李晶晶 申請(qǐng)人:惠州Tcl移動(dòng)通信有限公司