[实用新型]一种近场通讯天线装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在通过电磁场信号和对方设备进行通信的RFID系统、NFC系统、短距离近场通讯系统中使用的天线装置。

背景技术

近年来，随着RFID系统和NFC系统的不断推广使用，为了移动电子设备间或者移动电子设备与基础读卡设备间进行通讯，在各设备中，尤其是手持移动电子设备装载有NFC系统用的通讯天线。现有的RFID或NFC天线由于线宽的原因，多设计为3至4匝，装配于移动设备外壳内部。随着装配有金属外壳移动电子设备的出现，大幅提高了移动电子设备的使用寿命及设备外壳的耐磨性，为用户提供了更好的体验。但是，金属外壳作为一种良导体，对电磁波有屏蔽作用，会导致近场天线读写距离大幅下降。

授权公告号为CN102405556B的专利中提供了一种天线装置被较大面积导体层覆盖的情况下，解决导体层对通讯电磁波阻挡的一种方法。该天线结构采用在覆盖于天线表面的导体层开孔的方式，为通讯电磁场提供了磁路窗口，并且在导体层窗口与通讯天线覆盖区域加入开隙，减小导体层中涡流对通讯电磁场的影响，以达到提高通讯距离的效果。但该方案存在以下问题：其一，该结构需要在覆盖天线的导体层上开孔，并且需要在孔洞一侧进行开隙，这样在结构上破坏了导体层的完整性，若移动设备其外壳结构设计不允许开孔开隙以破坏其外观完整性或结构支撑特性，则该结构会受到很大的应用限制；其二，该结构中，天线所产生的电磁场需绕过导体层，电磁场在绕过导体层的过程中，导体层将对电磁场造成较大衰减，衰减程度与其绕过的导体层长度相关，因此该结构在天线装配于较宽导体层，即在金属外壳较大的移动设备终端中，其通讯效果将受到影响。

实用新型内容

本实用新型针对背景技术存在的缺陷，提供了一种近场通讯天线装置。该天线装置可在不破坏移动电子设备外壳的金属结构的条件下，实现远距离通讯；且使用的磁性材料少，占据的空间小。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的天线装置是在电子设备中构成的天线装置，包括：外壳导体层、绝缘层、线圈导体、柔性基板和磁性材料层；

线圈导体，将卷绕中心部作为线圈开口部的环状或螺旋状线圈，与其依附的柔性基板另一侧装配有磁性材料；

绝缘层，形成于所述线圈导体表面，避免线圈导体与外壳导体层导通；

柔性基板，支撑线圈导体的基板材料，线圈导体形成于柔性基板之上；

磁性材料层，配置于柔性基板远离线圈导体的一侧；

外壳导体层，该导体层为组成移动电子设备外壳和结构支撑部件的金属部分，或该导体层形成于组装对象的电子设备的壳体内表面或外表面；所述外壳导体层配置于比所述线圈导体要靠近通讯对方侧的天线的一侧；

当俯视所述天线装置时，外壳导体层部分覆盖线圈导体所包围的区域，即外壳导体层将线圈导体所包围的区域遮挡后分为两个区域：第一区域为非外壳导体层遮挡部分，所述磁性材料层全部或部分覆盖该区域；第二区域为外壳导体层遮挡部分，所述磁性材料部分覆盖或完全不覆盖该区域。

进一步地，所述磁性材料全部覆盖第一区域或覆盖第一区域的大部分空间；所述磁性材料完全不覆盖第二区域或覆盖第二区域的小部分空间。

进一步地，所述线圈导体与外部电路接触点由其末端自然形成或跳线形式向外引出形成。

进一步地，所述外壳导体层上可设置孔洞，所述孔洞设置于线圈导体覆盖的区域内，且其边缘完整不被打断开隙。

进一步地，在外壳导体层确定的情况下，天线装置谐振频率高于使用频段的中心频率。

本实用新型中外壳导体层覆盖的第二区域因为被外壳导体层遮挡，该区域并不向外部空间发射电磁场，故该区域不采用磁性材料覆盖或大部分区域不采用磁性材料覆盖，大幅度降低了该区域内线圈导体因为磁性材料所引起的欧姆损耗，并且降低了外壳导体层覆盖区域内的磁场密度，减少了外壳导体层所带来的涡流损耗；而不采用外壳导体层覆盖的第一区域为天线实际辐射的部分，该区域采用磁性材料覆盖，因为磁性材料良好的磁场增强作用，可大幅提高该区域的磁场辐射效果。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型所述天线装置不会破坏移动设备外壳金属部分的结构完整性，这样可大幅提升结构工程师的设计空间，方便移动设备的外观设计。

2、本实用新型天线装置只占用较小的空间，因为外壳导体层覆盖的线圈导体不向外辐射电磁波，所以并不需要很大的空间，可设计出较小面积的天线结构。

3、本实用新型天线装置实现了金属外壳设备的近场通讯，且其通讯距离基本可达到非金属外壳设备近场通讯距离。