集成近場通信、無線充電及定位功能的終端設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種集成近場通信、無線充電及定位功能的終端設(shè)備，包括殼體及殼體內(nèi)的功能電路，所述殼體上設(shè)置有：近場通信天線、無線充電天線、GPS天線、與功能電路通信的通信接口和充電端口；及與上述各模塊相連的綜合控制芯片，其將近場通信天線提供的信號通過所述通信接口傳輸給所述功能電路，將無線充電天線產(chǎn)生的電能信號通過充電接口傳遞給功能電路中的電池，以及，將GPS天線發(fā)送的GPS信號傳輸給所述功能電路。本發(fā)明將近場通信天線、無線充電天線和GPS天線設(shè)置在外殼上，不需要對終端設(shè)備中的其他硬件做出調(diào)整，即可實現(xiàn)近場通信、無線充電和定位功能。并且，天線具有較大的放置空間，于是可以增大尺寸，從而具有較大帶寬。
【專利說明】集成近場通信、無線充電及定位功能的終端設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的說，涉及一種具有近場通信（Near Field Communication，NFC)、無線充電及全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS)功能 的終端設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] NFC由Sony (索尼公司），NXP(源自Philips半導(dǎo)體）和Nokia(諾基亞公司）于 2004年提出，其使得電子設(shè)備之間可以進(jìn)行短程的通信。NFC技術(shù)的出現(xiàn)，極大地促進(jìn)了射 頻識別（Radio Frequency Identification, RFID)技術(shù)與移動通訊技術(shù)相互融合的進(jìn)展， 引出許多新的應(yīng)用模式。
[0003] 無線充電技術(shù)也是近幾年提出的技術(shù)，又稱為非接觸式充電，是一種適應(yīng)性、安全 性較高的能量傳輸充電方式，這種技術(shù)可以用在很多領(lǐng)域。
[0004] 在實施本發(fā)明創(chuàng)造的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，隨著NFC功能、無線充電功能和GPS應(yīng) 用的普及和推廣，許多終端設(shè)備中有設(shè)置這些功能的需求，但是，需要在終端內(nèi)部添加相應(yīng) 的硬件模塊，增大了電路設(shè)計（例如電路板中各部件的位置、結(jié)構(gòu)及連接）難度。尤其是針 對已經(jīng)發(fā)行的終端設(shè)備，在已經(jīng)成型的終端設(shè)備中再添加硬件模塊，更是不方便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述所列目前業(yè)界面臨的技術(shù)問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種集 成近場通信、無線充電及定位功能的裝置，并且不影響終端設(shè)備現(xiàn)有電路結(jié)構(gòu)。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
[0007] -種集成近場通信、無線充電和定位功能的終端設(shè)備，包括殼體及殼體內(nèi)的功能 電路，所述殼體上設(shè)置有：
[0008] 近場通信天線；
[0009] 無線充電天線；
[0010] 全球定位系統(tǒng)GPS天線；
[0011] 與功能電路通信的通信接口；
[0012] 與所述功能電路中的電池相連的充電端口；及
[0013] 與所述近場通信天線、無線充電天線、GPS天線、通信接口和充電端口相連的綜合 控制芯片，其將近場通信天線提供的信號通過所述通信接口傳輸給所述功能電路，將無線 充電天線產(chǎn)生的電能信號通過充電接口傳遞給功能電路中的電池，以及，將GPS天線發(fā)送 的GPS信號傳輸給所述功能電路。
[0014] 從上述內(nèi)容可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中近場通信天線、無線充電天線、 GPS天線及主要相關(guān)部件均可設(shè)置在外殼上，不需要對終端設(shè)備中的其他硬件做出調(diào)整，即 可實現(xiàn)近場通信、無線充電和定位功能，使用方便。并且，由于上述各天線均設(shè)置在殼體上， 具有較大的放置空間，于是可以增大尺寸，從而具有較大帶寬。
[0015] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備還可以包括與所述充電端口相連的備用電池，由此擴(kuò)大了 電池的電量，延長終端設(shè)備的待機(jī)時間。
[0016] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備還可以包括設(shè)置在所述備用電池和充電端口之間連接線路 上的電池管理芯片。
[0017] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備中，所述近場通信天線、無線充電天線、GPS天線、通信接口、 電池管理芯片和綜合控制芯片均設(shè)置于PCB板上，所述PCB板設(shè)置于殼體上，所述近場通信 天線和無線充電天線由PCB板上的覆銅區(qū)域蝕刻形成。
[0018] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備中，所述近場通信天線螺旋式設(shè)置于PCB板邊緣，所述GPS 天線置于所述近場通信天線圍成的區(qū)域中。
[0019] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備中，所述PCB板為柔性PCB板，其通過卡接或者粘接的方式 與殼體相連接，或者與外殼壓制形成一體。
[0020] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備中，所述備用電池為軟包電池，粘接于所述PCB板上。
[0021] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備中，所述近場通信天線包括設(shè)置于PCB板兩側(cè)的且串接的 兩部分，且所述近場通信天線和無線充電天線一體化設(shè)計，所述無線充電天線為近場通信 天線的分支部分。
[0022] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備中，所述通信接口為WIFI接口或藍(lán)牙接口。
[0023] 優(yōu)選的，上述終端設(shè)備中，所述充電端口為USB接口，其通過焊接的方式設(shè)置于 PCB板上的覆銅區(qū)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1示例性地示出了本發(fā)明實施例提供的一種終端設(shè)備的外殼上設(shè)置的各個器 件的位置及連接關(guān)系示意圖；
[0026] 圖2示例性地示出了本發(fā)明實施例提供的另一種終端設(shè)備的外殼上設(shè)置的各個 器件的位置及連接關(guān)系示意圖；
[0027] 圖3示例性地示出了本發(fā)明實施例提供的又一種終端設(shè)備的外殼上設(shè)置的各個 器件的位置及連接關(guān)系示意圖；
[0028] 圖4示例性地示出了本發(fā)明實施例提供的一種終端設(shè)備中，近場通信天線、無線 充電天線及相關(guān)組件在PCB板上的位置及連接關(guān)系示意圖；
[0029] 圖5示例性地示出了本發(fā)明實施例提供的一種終端設(shè)備中，近場通信天線、無線 充電天線、GPS天線及相關(guān)組件在PCB板上的位置及連接關(guān)系示意圖。

【具體實施方式】
[0030] 本文所提出的終端設(shè)備中，近場通信天線、無線充電天線、GPS天線及主要相關(guān)部 件均可設(shè)置在外殼上，不需要對終端設(shè)備中的其他硬件做出調(diào)整，使用方便。并且，由于這 些天線設(shè)置在殼體上，具有較大的放置空間，于是可以增大尺寸，從而具有較大帶寬。
[0031] 為使得本發(fā)明的目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施 例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的各個其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032] 本發(fā)明實施例提供的一種集成近場通信、無線充電及定位功能的終端設(shè)備，所述 終端設(shè)備包括殼體及殼體中的功能電路，所述殼體上設(shè)置有近場通信天線、無線充電天線、 GPS天線及相關(guān)組件，請參考圖1，所述殼體（圖中未示出）上設(shè)置有近場通信天線1、無線 充電天線2、GPS天線3、綜合控制芯片4、通信接口 5和充電端口 6,其中：
[0033] 所述綜合控制芯片4與所述近場通信天線1、無線充電天線2、GPS天線3和通信 接口 5相連，用于將近場通信天線1提供的信號通過所述通信接口 5傳輸給所述功能電路 中的指定1吳塊。
[0034] 所述無線充電天線2包括為導(dǎo)電材料做成的接收線圈，該接收線圈在接收到外部 發(fā)電線圈產(chǎn)生的磁場信號后，產(chǎn)生感應(yīng)電流。所述外部發(fā)電線圈可以設(shè)置于充電墊中。所 述無線充電天線2與所述充電端口 6相連，所述無線充電天線2產(chǎn)生的感應(yīng)電流通過充電 接口 6傳遞給功能電路中的電池。
[0035] 所述終端設(shè)備可以是手機(jī)或者其他手持電子設(shè)備，所述功能電路可以是手機(jī)或者 其他手持終端常規(guī)的一些硬件，例如CPU、射頻模塊、電池等，所述殼體指的是除了設(shè)備外表 面屏幕之外的部分，所述指定模塊可以是CPU。
[0036] 所述近場通信天線1與終端設(shè)備外部的NFC發(fā)卡設(shè)備進(jìn)行信息交互，收到信號傳 輸給所述綜合控制芯片4,所述綜合控制芯片4通過所述通信接口 5與所述功能電路中的指 定模塊（例如CPU)進(jìn)行通信，將近場通信天線1提供的信號傳輸給所述功能電路中的指定 模塊，從而使得終端設(shè)備具有近場通信功能。所述無線充電天線2接收到外部充電設(shè)備發(fā) 送的磁場信號，產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過所述充電端口 6傳輸給功能電路中的電池。從而使得終 端設(shè)備具有無線充電功能。所述GPS天線3用于接收GPS信號，并將該GPS信號傳遞給所 述綜合管理芯片4,由綜合管理芯片4實現(xiàn)終端設(shè)備的定位，或者由所述綜合管理芯片4傳 輸給所述功能電路中的指定模塊，由該指定模塊實現(xiàn)終端設(shè)備的定位。
[0037] 在本發(fā)明的另外實施例中，所述終端設(shè)備可以在上述圖1的基礎(chǔ)上，增設(shè)備用電 池，如圖2所述，所述備用電池7與所述充電端口 6相連，可以接受所述充電天線2傳輸?shù)?電流，也可以將本電池中的電流通過所述充電端口 6傳輸給所述功能電路，作為該功能電 路中電池的備用電池。
[0038] 圖3示出了另一種實施例的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在上述圖2的基礎(chǔ)上增設(shè)電源管理芯片 8,所述電源管理芯片8,用于進(jìn)行充電的電壓轉(zhuǎn)換及開關(guān)控制，即通過導(dǎo)通后斷開所述充電 天線2或者外部電源與充電端口的連接線路，以及將無線天線2提供的電流電壓轉(zhuǎn)換為適 合所述備用電池的電壓。
[0039] 所述近場通信天線1、無線充電天線2、GPS天線3、綜合控制芯片4、通信接口 5和 充電端口 6均可設(shè)置在一塊PCB板上。所述PCB板由一塊絕緣板雙面覆銅形成，所述絕緣 板的材料可以是PVC、PI或其他介質(zhì)材料。
[0040] 請參考圖4,為各模塊在PCB板上的位置及形狀示意圖。
[0041] 所述PCB板可以是柔性PCB板，厚度一般為0. 1?1. 0mm。
[0042] 所述PCB板上的部分覆銅區(qū)域經(jīng)過刻蝕，形成諧振線圈，能夠進(jìn)行輻射，通過對不 同頻點對應(yīng)不同的輸出口，連接不同繞線長度的線圈，得到不同的諧振長度，從而得到雙頻 天線。即近場通信天線1和無線充電天線2可以設(shè)置成一體。當(dāng)然，也可以分別刻蝕形成 彼此獨立的兩個諧振線圈，分別代表近場通信天線1和無線充電天線2。所述刻蝕即用絲印 機(jī)將防腐蝕油墨按照需要鋪銅的形狀印到覆銅箔或覆鋁箔上，再用蝕刻設(shè)備把其余部分金 屬溶掉。
[0043] 其他覆銅區(qū)域有部分作為焊接所述綜合控制芯片4、通信接口 5和充電端口 6的基 礎(chǔ)，有部分覆銅區(qū)域經(jīng)過刻蝕形成各部件之間的連接線。
[0044] 所述PCB板可以通過卡接或者粘接的方式與殼體相連接，或者與外殼（其材料可 以是ABS或PVC)壓制形成一體。
[0045] 所述通信接口 5可以是無線接口，具體可以是WIFI接口或藍(lán)牙接口，如圖中的51 和52。
[0046] 上述備用電池7可以是軟包電池，粘接于所述PCB板的一側(cè)。軟包電池是聚合物 電池的另一種叫法，與鋰離子電池相比，具有以下優(yōu)點：
[0047] 安全性能好：軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝，在發(fā)生安全隱患的情況下軟包 電池最多只會鼓氣裂開，而不像鋼殼錯殼電芯那樣會發(fā)生爆炸。
[0048] 重量輕：軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電輕40%，較錯殼電池輕20%。
[0049] 容量大：軟包電池較同等規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高10?15%，較鋁殼電池高 5 ?10%。
[0050] 內(nèi)阻?。很洶姵氐膬?nèi)阻較鋰電池小，目前國產(chǎn)軟包電池芯的內(nèi)阻最小可做到 35πιΩ以下，極大的降低了電池的自耗電。
[0051] 設(shè)計靈活：軟包電池的形狀可根據(jù)客戶的需求定制，開發(fā)新的電芯型號。
[0052] 上述實施例提供的終端設(shè)備，與現(xiàn)有的終端設(shè)備相比，具有以下區(qū)別：
[0053] 1、將新增模塊（近場通信天線、無線充電天線和相關(guān)組件）設(shè)置在終端設(shè)備外殼 上，使得原有的終端設(shè)備具有了無線充電和NFC的功能，并且不需要對原有終端設(shè)備內(nèi)部 功能電路作任何硬件調(diào)整。對原有設(shè)備改動最小，非常便于NFC應(yīng)用和無線充電應(yīng)用的推 廣普及。
[0054] 2、涉及的近場通信天線和無線充電天線制作在外殼上，并可通過機(jī)壓在外殼的內(nèi) 部，與設(shè)置于終端設(shè)備內(nèi)部相比，由于具有較大空間，因此能夠提供較寬的帶寬。
[0055] 3、綜合控制芯片通過藍(lán)牙/wifi方式與終端設(shè)備內(nèi)部功能電路進(jìn)行通信。
[0056] 綜合管理芯片尺寸可以做得比較大，芯片內(nèi)部把阻抗調(diào)整成標(biāo)準(zhǔn)的50歐，便于和 天線匹配，管腳的形式也方便與天線連接（可以采用焊接這種比較可靠的方式）。而如果 采用SM卡芯片連接天線，則由于SM卡芯片比較薄，芯片內(nèi)部空間比較小，阻抗不好匹配， 虛部較大，和天線連接會出現(xiàn)阻抗失配問題。相比而言，綜合管理芯片的端口輸出阻抗比較 好，其通過藍(lán)牙/wifi方式，代替原有的近場通信天線與SM卡連接的方式，避免了近場通 信天線與SIM卡之間的阻抗失配問題，可以使NFC功能穩(wěn)定可靠的應(yīng)用。
[0057] 4、本發(fā)明可以在外殼上設(shè)置備用電池，由此擴(kuò)大了電池的電量，延長終端設(shè)備的 待機(jī)時間，并且可以以軟包電池的形式，有效利用終端設(shè)備原有空間，不會增大終端設(shè)備的 體積。
[0058] 在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部 分，可以參見其它實施例的相關(guān)描述。
[0059] 最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將 一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作 之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體 意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括 那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或 者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并 不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0060] 以上對本發(fā)明所提供的方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù) 本發(fā)明實施例的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內(nèi)容 不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1. 一種集成近場通信、無線充電和定位功能的終端設(shè)備，包括殼體及殼體內(nèi)的功能電 路，其特征在于，所述殼體上設(shè)置有： 近場通信天線； 無線充電天線； 全球定位系統(tǒng)GPS天線； 與功能電路通信的通信接口； 與所述功能電路中的電池相連的充電端口；及 與所述近場通信天線、無線充電天線、GPS天線、通信接口和充電端口相連的綜合控制 芯片，其將近場通信天線提供的信號通過所述通信接口傳輸給所述功能電路，將無線充電 天線產(chǎn)生的電能信號通過充電接口傳遞給功能電路中的電池，以及，將GPS天線發(fā)送的GPS 信號傳輸給所述功能電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述殼體上還設(shè)置與所述充電端口 相連的備用電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的終端設(shè)備，其特征在于，還包括設(shè)置在所述備用電池和充電 端口之間連接線路上的電池管理芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述近場通信天線、無線充電天線、 GPS天線、通信接口、電池管理芯片和綜合控制芯片均設(shè)置于PCB板上，所述PCB板設(shè)置于殼 體上，所述近場通信天線和無線充電天線由PCB板上的覆銅區(qū)域蝕刻形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述近場通信天線螺旋式設(shè)置于PCB 板邊緣，所述GPS天線置于所述近場通信天線圍成的區(qū)域中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述PCB板為柔性PCB板，其通過卡 接或者粘接的方式與殼體相連接，或者與外殼壓制形成一體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述備用電池為軟包電池，粘接于所 述PCB板上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4?7任意一項所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述近場通信天線包括 設(shè)置于PCB板兩側(cè)的且串接的兩部分，且所述近場通信天線和無線充電天線一體化設(shè)計， 所述無線充電天線為近場通信天線的分支部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述通信接口為WIFI接口或藍(lán)牙接 □。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述充電端口為USB接口，其通過焊 接的方式設(shè)置于PCB板上的覆銅區(qū)域。
【文檔編號】H05K11/00GK104125764SQ201310148986
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】陳業(yè)軍, 郭永獻(xiàn) 申請人:盛世鑄成科技(北京)有限公司