无线电力用天线以及具备该无线电力用天线的双模天线的制作方法_2

文档序号:8909376阅读:来源:国知局
038] 图7及图8是用于决定分割图案部的各图案宽度的概略图。
[0039] 图9及图10是示出第一分割图案部及第二分割图案部的配置的侧视图。
[0040] 图11至图18是示出另一实施例涉及的分割图案部的侧视图。
[0041]图19是示出一实施例涉及的具备双模天线的用户终端结构的框图。
[0042] 图20是用户终端的本体后视图。
[0043] 图21是用户终端的电池盖的主视图。
[0044] 图22是一实施例涉及的双模天线的主视图。
[0045] 图23是一实施例涉及的双模天线的后视图。
【具体实施方式】
[0046] 下面,参照附图详细查看本发明的不同的实施例。首先,查看无线电力传输系统, 再查看本发明涉及的无线电力用天线。
[0047]图1是示出无线电力传输系统结构的概略图。
[0048] 参照图1,无线电力传输系统具备无线传输电力的无线电力传输装置(供电器)10 以及无线接收电力的无线电力接收装置(受电器)20。
[0049]无线电力传输装置10从外部接收交流电源并利用送电天线11向外部放射电磁 场。具体来说,无线电力传输装置10利用交流/直流转换器(未图示)将由外部输入电源 提供的交流电源整流成直流电源,然后,为了无线电力传输而通过直流/交流转换电路(未 图示)再转换为高频交流电源,并通过送电天线11传输给无线电力接收装置20。
[0050] 无线电力接收装置20可利用受电天线21接收从无线电力传输装置10传输的电 力信号。具体来说,由于流经无线电力传输装置10的送电天线11的电流在送电天线11的 周围产生磁场,而且通过电磁感应在临近所述磁场配置的无线电力传输装置20的受电天 线21能够感应出电压,从而传输电力。无线电力接收装置20可利用所传输的电力来充电 终端等负载设备30或者提供用于驱动无线电力接收装置20所需的驱动电力。
[0051] 另一方面,虽然对于上述的无线电力传输系统说明了通过磁感应方法来无线传输 电力的方法,然而后述的无线电力用天线以及/或者双模天线并不限于磁感应方法,例如 当然也可以适用于磁共振方法的无线电力用天线以及/或者双模天线。
[0052] 下面,参照附图查看用于无线电力的无线电力用天线的不同实施例。
[0053] 图2是示出一实施例涉及的无线电力用天线100正面的主视图;图3是图2的后 视图。以下查看的无线电力用天线100可以无线收发电力,或者进而无线中继电力。即,可 以说无线电力用天线100可以发挥无线电力传输天线、无线电力接收天线以及无线电力中 继天线的所有功能。
[0054] 参照图2及图3, 一实施例涉及的无线电力用天线100首先可以具备绝缘片110。
[0055] 绝缘片110提供用于装配后述的无线电力用线圈120的空间,一般由PCB (Printed Circuit Board:印刷电路板)或者 FPCB (Flexible Printed Circuit Board:烧性印刷电 路板)来制作。
[0056] 绝缘片110的一面上可以具有一对无线电力用接线端子112、114,无线电力用线 圈120的两端部连接于该无线电力用接线端子112、114。如果本发明的无线电力用天线 100设置在如终端装置上的情况,则所述接线端子112、114可以连接于终端的模块接线端 子(未图示)以传输电力。或者所述无线电力用接线端子112、114可以连接于无线电力传 输装置的接线端子而通过所述无线电力用线圈120无线传输电力。
[0057] 另一方面,在本实施例涉及的无线电力用天线100在绝缘片110上形成无线电力 用线圈120的图案。例如,无线电力用线圈120的一端部连接于一对无线电力用接线端子 112、114中的任一个,并且在所述绝缘片110上形成旋转的环(loop)形图案,另一端部连接 于一对无线电力用接线端子112、114中的另一个。
[0058] 然而,一般来说将无线电力用天线100用在便携式终端等上时,由于绝缘片110的 尺寸非常小,所以形成无线电力用线圈120的图案的面积也狭小。因此,在绝缘片110上表 面上具有无线电力用线圈120的图案时,有可能无法确保无线电力的传输以及/或者接收 所需的绕组线数。在此,无线电力用线圈的绕组线数决定线圈的阻抗,而通过适当的阻抗能 够覆盖无线电力的传输以及/或者接收相匹配的频率区域。终宄确保线圈的适当绕组线 数意味着能够覆盖无线电力的传输以及/或者接收相匹配的频率区域。因此,只在绝缘片 110的上表面上具有无线电力用线圈120时,如果不能确保所需的绕组线数,则意味着无法 覆盖无线电力的传输以及/或者接收相匹配的频率区域,因而需要额外的绕组线。为了解 决这个问题,在本实施例涉及的无线电力用天线100可以在绝缘片110的上表面及下表面 上均具有无线电力用线圈120的图案。即,在绝缘片110的上表面及下表面上均具有无线 电力用线圈120的图案以充分确保无线电力的收发以及/或者中继所需的绕组线数。
[0059] 例如,无线电力用线圈120可以具有形成在绝缘片110上表面上的第一图案部130 和形成在绝缘片110下表面上的第二图案部140。第一图案部130的一端部可以连接于接 线端子112,且具有从接线端子112延伸而在绝缘片110的上表面向内收敛的环形。在绝缘 片110的上表面上,第一图案部130的另一端部在形成图案的环内部通过贯通绝缘片110 的通电部145连接于下表面上的第二图案部140。举例来说,所述通电部145可以由过孔 (via hole)等构成。
[0060] 第二图案部140的一端部在绝缘片110的下表面上连接于所述通电部145,且从通 电部145延伸以从环的内部向外部形成图案。另一方面,第二图案部140的另一端部通过 过孔150等以与绝缘片110上表面上的延伸图案部160相连接且连接于接线端子114。
[0061] 另一方面,从正面看时,形成在绝缘片110上表面上的第一图案部130和形成在绝 缘片110下表面上的第二图案部140可以向以相同的方向旋转以形成环。即,从正面观察 时,电流沿着无线电力用线圈120流动时的在第一图案部130和第二图案部140中的电流 流动方向相同。如此,隔着绝缘片110在两表面上所具有的无线电力用线圈120的第一图 案部130和第二图案部140中流动彼此相同方向的电流时,流经第一图案部130的电流和 流经第二图案部140的电流彼此增强,从而能够在无线传输电力时提高效率。
[0062] 另一方面,当电流沿着如线圈这样的导体流动时,电流不会流过导体的整个横截 面,而是沿着横截面的一部分表面流过,该现象定义为所谓的'趋肤效应(skin effect)'。 趋肤效应是指在向金属这样的导体施加高频电流时电流仅流过导体表面附近的现象。发生 趋肤效应的原因在于,沿着导体流动的电流方向急速变化,从而在导体内部产生感应电动 势,使得电流难以流过导体中心部。
[0063] 例如,如图4所示,通过一个芯线、例如具有单一图案部的线圈使电流通电时,由 于趋肤效应电流沿着具有规定厚度S的线圈表面的电流流通区域A流通,而在线圈内部出 现电流不流通的区域B。在此,电流渗透到导体内部而电流能够流通的表皮厚度用下述[数 学式1]来表不。
[0064]【数学式1】
[0065]
[0066] 在所述[数学式1]中,S表示电流渗透到导体内部而电流能够流通的表皮厚度,f 表示频率,]a表示真空中的透磁率(permeability),P表示导体的电阻率(resistivity)。 这种趋肤效应限制沿着线圈流通的电流的量,因此无线收发电力时,显著降低其效率,且大 大降低'品质因素(Q factor)'。因此,如图5所示,当电流沿着由单一芯线、即单一图案部 构成的线圈40内部流动时,电流沿着相当于由所述[数学式1]确定的表皮厚度S的区域 A流动,且在内部形成电流不流通的区域B。
[0067] 在本实施例中,为了防止由于如上所述的趋肤效应而降低品质因数Q,可以在无线 电力用线圈120的至少一部分区域具有分割图案部200(参照图6)。例如,无线电力用线 圈120可以通过一个芯线与上述的无线电力用接线端子112、114相连接,并从所述无线电 力用接线端子112、114隔着规定间距具有分割图案部200。然而,并不局限于此,当然所述 分割图案部200也可以与上述的无线电力用接线端子112、114直接连接。
[0068] 其中,分割图案部200包括沿着宽度方向彼此隔着间距的多个图案220。图6是用 于示出分割图案部200形状的、图2的'VI'区域的部分放大图。
[0069] 参照图6,分割图案部200由构成线圈图案的一个芯线在宽度方向分离成多个分 支以形成各图案220a~220f。在这种情况下,各图案220a~220f相互间可以隔着相同的 间距布置,并且可以具有相同的宽度。
[0070] 例如,在图6中可以将6个图案220a~220f定义为从一个芯线分离的图案。如 此,若代替由一个芯线构成的单一图案部而具有包含多个图案的分割图案部,则可以减小 在导体内部电流不流通的区域。
[0071] 另一方面,具有多个图案的分割图案部200中各图案的宽度可以设定为使构成所 述各图案的导体内部不出现电流不流通的区域。下面,参照附图了解决定各图案宽度的方 法。
[0072] 图7及图8示出了各图案的宽度不同的情况下电流可渗透到内部的厚度。图7及 图8的图案与图5的相比较可知,图7及图8的图案宽度比高度更大。如此,当高度小于宽 度时
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