[发明专利]天线及射频识别模组

说明书

技术领域

    本发明公开一种天线，特别是一种在射频识别系统（RFID）中使用的天线及具备该天线的射频识别模组。

背景技术

    近年来，无线射频识别技术（RFID）、近距离无线通信技术（NFC）有了越来越广泛的应用。为了在移动电话、可穿戴设备等移动终端之间或移动终端与读写器之间进行通信，一种解决方案是在移动终端上装备带有通信天线的射频识别卡片（如具有NFC功能的SIM卡、SD卡）或者射频识别模组。通常情况下，该卡片装置于移动电子设备的金属卡槽内。请参看附图1至图5，图1至图3是表示装备PWB天线13的卡片11在卡槽12里的通信的形态的示意图，在图3的示例中可以看出，卡片11里的PWB天线13发射的电磁波中，大部分的磁场H与金属卡槽12正交，受到金属反射、吸收等衰减作用，其强度会大幅下降。因此，在金属卡槽12的环境下，最终获得磁场H2远远小于卡片在自由空间获得磁场H1。图4至图5是表示装备新型铁氧体天线在卡槽12里的通讯形态的示意图。在图4示例中，该天线产生平行于卡槽的磁场，磁力线从金属卡槽的缝隙中穿出，又从缝隙中回到天线，形成一个闭合的环，从而避免了磁力线与金属卡槽正交而影响信号传输。但是如图5所示，在具备该天线的移动终端20相对读写器30平行时，由于磁力线与读写器的天线所构成的角度，与读写器天线形成交链的磁场较少，可能存在无法通信的隐患。反而移动终端20相对读写器30垂直放置时，才会使大部分磁力线穿过读写器天线，问题较少，但这又不符合大多数用户的使用习惯。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的射频天线的结构限制，造成通信信号较弱，甚至无法通信的缺点，本发明提供一种新的射频天线结构以及采用该天线的射频识别模组，天线包括产生水平磁场的立体螺旋线圈和产生垂直磁场的平面螺旋线圈，其既能产生水平方向的磁场，又能产生垂直方向的磁场，可有效改善了因移动终端与读写器的读写面构成角度不同而导致通信劣化的情况。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种天线，天线包括铁氧体基体和设置在铁氧体基体内的线圈，所述的铁氧体基体外表面上设有底部电极，所述的线圈包括立体螺旋线圈和平面螺旋线圈，立体螺旋线圈产生的磁场与平面螺旋线圈产生的磁场方向相互垂直，立体螺旋线圈一端与一个底部电极电连接，立体螺旋线圈另一端与平面螺旋线圈一端连接，平面螺旋线圈另一端与一个底部电极电连接。

一种采用上述的天线制作的射频识别模组，该射频识别模组包括天线、控制芯片和射频识别芯片，天线、控制芯片和射频识别芯片以集成在一块PCB板上，PCB板上制作有连接电极。

一种采用上述的天线制作的射频识别模组，该射频识别模组包括天线、控制芯片和射频识别芯片，天线、控制芯片和射频识别芯片以集成在一块PCB板上，PCB板上连接有柔性线路板，柔性线路板上制作有连接电极。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的立体螺旋线圈包括上层金属导线、下层金属导线和金属导柱，所述的上层金属导线为一段以上的平行设置的线段构成，所述的下层金属导线为一段以上的平行设置的线段构成，上层金属导线和下层金属导线对应设置，上层金属导线和下层金属导线通过金属导柱首尾顺次连接形成立体螺旋线圈。

所述的平面螺旋线圈与上层金属导线位于同一平面内，平面螺旋线圈位于上层金属导线外侧。

所述的底部电极设有四个，四个底部电极分别设置在铁氧体基体的四个角上，与立体螺旋线圈和平面螺旋线圈连接的底部电极对角设置。

本发明的有益效果是：本发明利用LTCC工艺，容易在轻轻薄短小的尺寸里三维结构中实现各中线圈结构，产生特定的磁场。本发明中的铁氧体基体采用磁导率为70~200的铁氧体粉料制成，可以有效增强磁场强度，进一步减小天线体积。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是现有技术中表示具有PWB天线安装结构示意图。

图2是现有技术中表示具有PWB天线的可识别卡在自由空间里的通信形态的示意图。

图3是现有技术中表示具有PWB天线的可识别卡在金属卡槽里的通信形态的图。

图4是具有传统铁氧体天线的可识别卡在金属卡槽里通信形态的示意图。

图5是表示装备有铁氧体天线的移动终端与读写器构成不同角度时交链天线的线圈的磁通量的图。

图6是本发明天线的三维结构示意图。

图7是利用本发明天线进一步制成射频识别模组的实施方式一示意图。