基于金属后壳的nfc天线结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种天线结构，尤其涉及一种基于金属后壳的NFC天线结构。
【背景技术】
[0002]随着现阶段移动设备近场通信功能的发展，NFC (Near Field Communicat 1n近距离无线通讯技术)功能将被配置在更多的手持设备中，进而促使对NFC天线设计的研究得到越来越多的重视。在传统的NFC天线应用中，一般选择将FPC，即NFC天线辐射体放在电池上面，同时为了减少电池对于NFC天线的负面影响，需要在FPC和电池中间加上一块铁氧体。上述的NFC天线设计方案仅适合于手持设备的后盖为非金属材质的情况。然而近期随着消费者的青睐，带有金属后壳的移动设备开始流行，这给NFC天线的设计带来更大的难度。因为当NFC天线线圈被完全地放置在完整的金属壳体内侧时，不仅金属后壳上将产生与NFC天线电流完全反向的涡流，而且由于金属后壳对电磁场的屏蔽作用使得放置在金属壳里面的NFC天线无法在金属后壳外侧被探测到。
[0003]当对金属后壳进行一些适当的处理后，比如村田在专利CN102405556B所提出的在金属后壳上开一个通孔以及一个从通孔到金属后壳边缘的缝隙。该缝隙“切断了”原有在金属后壳上产生的完全反向的涡流，使得该涡流变成与天线电流同向的对天线有正面作用的有效涡流。这种由于所开缝隙造成的同向有效涡流克服了上述金属后壳对NFC天线的屏蔽作用，使得NFC天线能够在金属后壳的外侧被检测到。虽然通过开通孔和缝隙的方法解决了金属后壳对NFC天线的屏蔽作用，但是所开的通孔和缝隙还是影响了金属后壳的完整性，这种对金属后壳完整性的破坏无疑影响了金属机身设备的美感和强度。
[0004]迄今对于能保持金属后壳完整性的基于金属后壳的可行的NFC天线方面的研究还非常少。目前通常采用的方式是通过把NFC天线线圈至少一半的部分移置到金属后壳的外部来解决或消除金属后壳对NFC天线的屏蔽作用，如图1所示，这里所说的金属后壳的外部一般指的是为手持设备其它主要天线所保留的空间，也即通常所说的主要天线净空区。对于手持设备如手机而言，设备的外观设计者期待尽量去减小净空区所占的空间。但是，在上述NFC天线设计方案中，为了保证消除金属后壳对NFC天线的屏蔽作用，NFC天线线圈不得不侵入对于主要天线和其它元件而言早已狭小的净空区内。此外，NFC天线线圈的侵入不仅会影响到主要天线的性能而且会增加主要天线的设计难度，因此，最理想的方案是尽可能减少NFC天线在净空区内所占的空间。
[0005]在基于完整金属后壳的传统方式中，将NFC天线的上半部设置在金属后壳的外部，即净空区内，下半部设置在金属后壳的下方或内侧，为了有效且最大程度地利用在金属后壳上产生的涡流对天线的正面作用，天线线圈的下半部需要始终保持在金属后壳的内侦牝但NFC天线线圈在净空区所占的区域过大。
[0006]显然，如图2所示，简单且直接地减少NFC天线线圈在净空区所占空间的方法是把NFC天线线圈从净空区向下移动，即将上半部的部分天线线圈移动到金属后壳内部。天线本身的电流为逆时针方向，根据近场耦合原理，与金属后壳紧密接触的天线线圈都将在金属后壳上生产与其相应的涡流回路。图3为由天线下半部的线圈在金属后壳上产生的涡流分布图，图4为由天线上半部的与金属后壳紧密接触的线圈在金属后壳上产生的涡流分布图。根据右手定则，图3中的涡流回路方向与NFC天线线圈的电流方向相同也即对天线的性能有增强的作用，而图4中的涡流回路方向与NFC天线线圈的电流方向相反也即对天线的性能有削弱的作用。虽然由图4中的反向涡流比图3中的正向涡流回路小，或者说不同涡流回路生产的磁通量叠加的效果仍然是正向的，但是NFC天线整体的性能无疑将被反向的涡流回路减弱。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是:提供一种适用于金属外壳的占用净空区域小并且高性能的NFC天线结构。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种基于金属后壳的NFC天线结构，包括一金属后壳和一 NFC天线线圈，所述天线线圈设置在金属后壳内侧，所述天线线圈包括天线第一部分和天线第二部分，所述天线第二部分延伸出金属后壳而不与金属后壳重叠，且所述天线第二部分为双层结构。
[0009]本发明的有益效果在于:通过设置双层结构，保证从净空区域内被移动到金属后壳内侧的线圈可以重新被放置在净空区域内，消除从净空区域被移动到金属后壳内侧的线圈对NFC天线本身产生的负面影响，提高天线性能，同时，无需在金属后壳上开任何通孔和缝隙，保证了金属后壳的完整性，金属后壳一体成型，加工工艺简单。
【附图说明】
[0010]图1为传统基于完整金属后壳NFC天线结构不意图；
[0011]图2为NFC天线在净空区域内所占空间被减少后的天线结构示意图；
[0012]图3为图2中NFC天线下半部线圈在金属后壳上产生的涡流分布图；
[0013]图4为图2中NFC天线上半部与金属后壳重叠的线圈产生的涡流分布图；
[0014]图5为本发明实施例一的NFC天线结构图；
[0015]图6为图2中NFC天线在距金属后壳外25 _米处的磁场分布图；
[0016]图7为本发明实施例一在距金属后壳外25 _米处的磁场分布图；
[0017]图8为本发明实施例二的NFC天线结构图。
[0018]标号说明:1、NFC天线线圈；2、金属后壳；3、净空区域；4、天线第一部分；5、天线第二部分。
【具体实施方式】
[0019]为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0020]本发明最关键的构思在于:通过设置双层结构消除从净空区被移动到金属后壳内侧的线圈对NFC天线本身产生的负面影响。
[0021]请参阅图5，一种基于金属后壳的NFC天线结构，包括一金属后壳2和一 NFC天线线圈1，所述天线线圈I设置在金属后壳2内侧，所述天线线圈包括天线第一部分