102:手機側(cè)面貼天線;103:抗金屬磁膜;104:調(diào)諧平板電容;111:卡槽;112: SIM卡；113:卡托；114:卡托天線；115:貼天線深入卡托內(nèi)的天線；116:卡托側(cè)面開槽或者挖孔的部分；117:是卡托下面的手機電路板；118:手機背面；119:抗金屬磁膜；120:貼中手機背面的天線；121:卡槽；122:SIM卡；123:卡托；124:卡托天線；125:卡托側(cè)面開槽或者挖孔的部分；126:貼天線中是卡托耦合的小天線；127:是卡托下面的手機電路板；128:手機背面；129:抗金屬磁膜；130:貼中手機背面的天線；131:SM卡內(nèi)部電路的兩個輸入輸出端口 ；141:接觸式觸點的天線端口 ；142:接觸式觸點上的凸點；143:通孔；144:卡托上SM卡側(cè)面的天線。
【具體實施方式】
[0037]由于在SIM卡側(cè)插屏蔽強手機SIM卡發(fā)出的信號經(jīng)手機環(huán)境后將大幅衰減，閱讀器就無法收到SM卡返回的應答信號，也就無法實現(xiàn)SM卡和閱讀器的正常通信。
[0038]有鑒于此，提出在SIM卡卡托和手機外設計信號轉(zhuǎn)接天線，將SIM卡信號轉(zhuǎn)到手機SIM卡側(cè)面或者手機背面的天線組合。
[0039]首先觀察金屬卡托的結(jié)構(gòu)，圖4?？ㄍ谢境尸F(xiàn)環(huán)形41，其中環(huán)形的內(nèi)部有卡托的SIM卡托起臺階42，SIM卡擺放在該位置；卡托側(cè)面44 一般都大于卡托的寬度?？ㄍ型ㄟ^操作者拿著頂針，在手機頂出孔盯著手機卡托下面的一個杠桿，該杠桿會頂著手機的SIM卡頂出凸點43，將SIM頂出手機。頂出結(jié)構(gòu)是一個杠桿結(jié)構(gòu)，處在SIM卡的下部，需要有一個運動的空間，因此對應的SIM卡的卡托側(cè)面也就有一個空間45。手機的結(jié)構(gòu)是不能動的，但是可以動手機的卡托。既然SIM卡位置的手機屏蔽比較強，但是卡托的為了卡托頂出機構(gòu)保留的活動空間導致固態(tài)金屬區(qū)域頂部是沒有金屬卡槽的，如果將天線的磁場在這個地方發(fā)送出來，意味著屏蔽將大大降低。因此我們首先處理了卡槽如圖5的形式。保留了為了定位的三角51，將卡托的SIM卡托起臺階延伸到卡托側(cè)面52，卡托頂出凸點53與SIM卡托起臺階52 —樣深，同時在卡托的側(cè)面開槽或者挖孔54。圖6是處理過的卡托側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖。手機卡托62與手機邊框61在外面是平齊的，沒有突起。其中卡托的對應SIM卡的部分做開槽64或者開窗63處理。
[0040]將卡托做圖6的處理的目的是能夠有空間擺放一個天線。圖7是在卡托上SM卡下墊著的卡托天線結(jié)構(gòu)示意圖。該天線采用足夠薄的基材來設計可以擺放在SIM卡的下面，卡托的內(nèi)側(cè)。卡托天線中手機觸點72采用頂部和底部兩層金屬設計，通過通孔73連接，在觸點72的中間位置設計了壓起來的凸點74，凸點74的突起方向向著SIM卡。凸點的底部剛好是卡槽的金屬彈簧凸點22。這樣SIM卡通過卡托天線的轉(zhuǎn)接將起自身的觸點33與手機相連?？ㄍ刑炀€在卡托的定位三角位置51保留了對應的凹進豁口 75部分用于定位?？ㄍ刑炀€分為SIM卡的正下方的天線71以及與其串聯(lián)的卡托側(cè)面的天線76，78及79，兩者通過一個調(diào)諧電容，將諧振頻率調(diào)整到工作的電磁波頻率附近，形成共振，因此起內(nèi)部的電流較大，天線起到了電流的放大作用，放大的倍數(shù)是卡托天線的串聯(lián)回路的品質(zhì)因數(shù)倍。
[0041]SM卡的正下方的天線71與SM的上的天線32是密耦合結(jié)構(gòu)，因此起可以將SM卡的發(fā)送電磁波大部分耦合到卡托下天線71上。卡托下天線71的磁力線方向與SIM卡的天線的磁力線方向是一樣的，都是垂直與天線的平面?？ㄍ袀?cè)面的天線可以是主磁場方向不同的設計，比如圖7中的a的76天線是磁場在YZ平面的垂直紙面的Z軸方向，也就是垂直手機屏幕的方向；圖8是圖7中a的拖天線放入卡托的示意圖；圖7中的b的78天線是磁場在XZ平面的Z軸方向，也就是沿著手機短邊的側(cè)面垂直出射；圖7中的c的79天線是磁場在XY平面的Y軸方向；磁場是閉合的，因此磁力線是彎曲的在各個方向都有的，由于不同方向的屏蔽強度不同，導致手機可以在屏幕面出射的信號最強，側(cè)面次之，背面最小。也就是說有了卡托天線就可以將SIM卡的信號轉(zhuǎn)移到卡托的側(cè)面空曠，屏蔽小的位置，進而SIM卡發(fā)送的信號就可以直接被閱讀器接收到。
[0042]由于屏蔽的作用手機背面的信號仍舊是最小的，一般客戶刷手機都是習慣手機的屏幕對著自己，也就是手機的背面對著讀寫器。因此可以再次設計一級天線信號方向的轉(zhuǎn)移天線，手機貼天線。圖9與卡托天線密耦合的貼天線。天線由兩個串聯(lián)天線構(gòu)成，其中深入手機卡托側(cè)面的小尺寸的天線91也是螺旋纏繞得的長方形天線，尺寸與卡托頂出機構(gòu)保留的活動空間形成的固態(tài)金屬區(qū)域45相當，從卡托的側(cè)面63或者64插入手機內(nèi)側(cè)，與卡托側(cè)面的天線76形成密耦合。貼中折疊到手機背面的部分的大尺寸天線92折疊到手機的背面，該天線也是螺旋纏繞的長方型天線，其尺寸一般以不擋手機logo和文字，以及手機天線區(qū)域來確定。兩個天線通過調(diào)諧電容調(diào)諧到工作的電磁波頻率附近，以便形成共振。由于是密耦合，因此信號的傳遞效率很高，手機背面大尺寸天線92與手機背面中間可以添加也可以不添加抗金屬磁膜94。
[0043]如果嫌棄貼的天線插入手機操作麻煩，還可以在手機的設計與卡托天線疏耦合的貼天線，如圖10.其中大尺寸天線101折疊在手機的背面，小尺寸天線102在手機的SIM卡卡托的手機側(cè)面位置。此時102與76是疏耦合形態(tài)，因此一般而言貼天線需要抗金屬磁膜103。大天線101和小天線102同樣與一個電容104串聯(lián)，諧振在電磁波的工作頻率附近。圖11和圖12分別是與卡托天線密疏耦合的貼天線與手機的結(jié)構(gòu)示意圖。操作者只需要將貼擺放在手機保護殼的對應位置后，放入手機即可。
[0044]無論是與卡托天線密耦合還是疏耦合的天線，在手機背面的天線92或者102偶遠大于卡托側(cè)面的天線76，因此其與閱讀器的天線的耦合系數(shù)會遠大于卡托側(cè)面天線76與閱讀器天線的耦合系數(shù)，進而SIM卡與閱讀器的通信能力被大大增強。
[0045]上述的方案是采用SIM卡天線與卡托天線采用耦合的方式來實現(xiàn)的將信號的轉(zhuǎn)移帶卡托的SIM卡側(cè)面。由于卡槽大部分是金屬，因此渦流對天線性能的降低不容忽略。采用直接觸點連接的方式會增加信號傳遞的強度，切降低渦流進而提升性能。但是SIM卡的觸點都是有明確的用途，不能做兼容。因此圖13在SIM卡的長邊兩側(cè)，也就是卡托的SIM卡托起臺階42的對應部分設計了觸點131。在卡托天線的對應部分也設計了長條形的觸點141。單純的金金接觸會因為缺乏壓力支撐而接觸不良，因此在卡托的觸點141設計了一排凸點142，涂點凸點142對著SIM卡的觸點131，只要有個凸點的接觸與SIM卡的觸點接觸上接可以實現(xiàn)金金接觸連接?？ㄍ刑炀€長條形的觸點141采用兩層金屬設計，使用通孔143連接，而后分別連接卡托SM卡側(cè)面的天線144，其形態(tài)也有如圖7的三種形式。
[0046]這樣通過卡托天線將SIM卡的電路收發(fā)端口采用天線耦合形式或者直接連接的金金接觸形式將信號轉(zhuǎn)移到SIM卡外側(cè)的卡托上，該位置的手機屏蔽弱，進而解決了 SIM卡側(cè)插手機的全卡通信問題。
[0047]雖然本發(fā)明己以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種屏蔽強的SIM側(cè)插手機全卡方案天線，其特征在于，包括用于射頻識別系統(tǒng)的增強無源信號的卡托天線和手機密耦合貼天線，所述的手機密耦合貼天線由小天線(102)和大天線(101)組成，所述的小天線(102)和大天線(101)經(jīng)第三調(diào)諧電容(104)串聯(lián)，小天線(102)與所述的卡托天線(76)密耦合； 所述的卡托天線，包括:卡托SIM卡下天線(71)、卡托SIM卡側(cè)天線和第一調(diào)諧電容(77)，所述的卡托SM卡下天線(71)和卡托SM卡側(cè)天線經(jīng)調(diào)諧電容(77)串聯(lián)；所述的卡托SIM卡下天線(71)與SIM卡上的天線密耦合，或者SIM卡觸點與卡托天線觸點直接接觸，將屏蔽強的SIM卡位置的SIM卡發(fā)射信號轉(zhuǎn)移到卡托連線上，該連線與SIM卡側(cè)天線直接相連，磁場在屏蔽弱的SIM卡側(cè)面被福射。
2.一種用于射頻識別系統(tǒng)的增強無源信號的卡托天線，其特征在于，包括:卡托SIM卡下天線(71)、卡托SIM卡側(cè)天線和第一調(diào)諧電容(77)，所述的卡托SIM卡下天線(71)和卡托SM卡側(cè)天線經(jīng)調(diào)諧電容(77)串聯(lián)；所述的卡托SM卡下天線(71)與SM卡上的天線密耦合，或者SIM卡觸點與卡托天線觸點直接接觸，將屏蔽強的SIM卡位置的SIM卡發(fā)射信號轉(zhuǎn)移到卡托連線上，該連線與SIM卡側(cè)天線直接相連，磁場在屏蔽弱的SIM卡側(cè)面被福射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡托天線，其特征在于，所述的卡托SIM卡下天線(71)與SIM卡上的天線密親合，卡托SIM卡下天線(71)的磁力線方向與SIM卡的天線的磁力線方向都是垂直于天線的平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡托天線，其特征在于，所述的卡托SIM卡側(cè)天線的磁場出射方向包括:垂直手機屏幕的方向、沿著手機短邊的側(cè)面垂直方向；以及沿著手機長邊的方向。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種屏蔽強的SIM側(cè)插手機全卡方案天線，包括用于射頻識別系統(tǒng)的增強無源信號的卡托天線和手機密耦合貼天線，所述的手機密耦合貼天線由小天線和大天線組成，所述的小天線和大天線經(jīng)第三調(diào)諧電容串聯(lián)，小天線與所述的卡托天線密耦合。本發(fā)明使得閱讀器可以接收到SIM卡發(fā)送的信號，進一步加大SIM卡與閱讀器的耦合系數(shù)，使得側(cè)插手機SIM卡和閱讀器之間實現(xiàn)良好的通信。
【IPC分類】H01Q21-00, H01Q1-50, H01Q7-00, H01Q1-24
【公開號】CN104701638
【申請?zhí)枴緾N201510148405
【發(fā)明人】菅洪彥, 張麗萍, 王翼鐳
【申請人】上海坤銳電子科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月31日