[发明专利]组合天线模块和包括其的便携式电子装置

说明书

本发明提供了一种组合天线模块和包括其的便携式电子装置。本发明提供了一种组合天线模块，其包括天线单元和切换单元。所述天线单元包括电路板、第一无线电力传输天线和第二无线电力传输天线，所述第二无线电力传输天线的方式不同于所述第一无线电力传输天线的方式。所述切换单元包括被并联至所述第二无线电力传输天线的第一电容器和第二电容器，以及被设置在所述第一电容器和所述第二电容器之间以基于所述天线单元的操作模式断开或闭合的开关。所述第二天线和所述第二电容器形成闭合环路，其在断开所述开关时与所述第一天线相联接。

技术领域

本发明涉及一种天线模块，且更特别地涉及一种组合天线模块和包括其的便携式电子装置，其能够扩展无线电力传输或无线通信的范围，以及根据操作模式提高无线电力传输或无线通信的效率和性能。

背景技术

最近，包括移动电话、平板PC等的便携式电子装置配备有各种无线通信功能和使用无线电力传输的无线充电功能。在这里，由于每个无线通信和无线电力传输根据每个应用使用不同的频率，因此有必要为每个频率或应用提供天线。因此，在便携式电子装置中设有的天线数量增加了。

由于增加了可用天线的种类，诸如用于无线通信的近场通信(NFC)天线和磁力安全传输(MST)天线，或用于无线电力传输的无线电力传输(WPC)天线，电力事业联盟(PMA)天线和无线电力联盟(A4WP)天线，因此看起来天线是以组合形式进行应用的。

WPC和PMA天线是以经磁场将电流从一个线圈感应至另一个线圈的磁感应方式执行无线电力传输的，而A4WPC天线则是通过将具有相同共振频率的线圈彼此联接起来而以传输能量的磁共振方式执行无线电力传输的。

磁感应方式对线圈之间的距离和相对位置非常敏感，以使得传输效率可能急剧下降。另一方面，在磁共振方式中，即使线圈之间的距离彼此不接近，也可以无线地传输电力。然而，存在有下列问题：传输效率可能由于大的电力损失而很低，且可能在宽范围内产生电磁波。

因此，新近的便携式电子装置采用了磁感应方式和磁共振方式，以弥补无线电力传输功能的不足并根据需要选择性地使用其。

同时，环状天线的电感可以依赖于每个应用的通信频率和无线电力传输频率进行确定。

例如，在NFC天线的情况下，需要1至2μH的电感以实现13.56MHz的频率，在A4WP天线的情况下，需要1至2μH的电感以实现6.78MHz的频率，在WPC或PMA天线的情况下，需要6至12μH的电感以实现100至350kHz的频率，且在MST天线的情况下，需要10至40μH的电感以实现100kHz或更低的频率。

即，用于磁共振方式的无线电力传输的NFC天线或A4WP天线需要相对低的电感，这是因为所使用的频率高于用于磁共振方式的无线电力传输的MST天线或WPC和PMA天线的。

因此，考虑到无线电力传输器(Tx)和无线电力接收器(Rx)之间的无线电力充电范围和无线电力传输的强度和效率，通常磁共振方式的无线电力传输(WPC或PMA)天线被设置在天线单元的中心部分处。特别地，在组合天线中，WPC或PMA天线通常被设置在天线单元的中心部分处，且MST天线被设置在天线单元的外周处。

具有相对低电感的NFC或A4WP天线被设置在组合天线的外周处，这是因为随着天线区域越大，性能越好。因此，对于NFC或A4WP天线而言，在天线单元的内部区域中提供附加图案以扩展无线电力传输或无线电力通信的范围，且提高无线电力传输或无线通信的效率和性能。

然而，由于具有多个天线的组合天线在天线单元的中心处设有天线，诸如WPC、PMA或MST天线，因此不容易实现NFC或A4WP天线的附加图案。

因此，需要开发一种能够增加NFC或A4WP天线的区域而不影响被设置在天线单元中的天线，诸如WPC、PMA或MST的技术。

发明内容