片状铁氧体单元左右两侧表面由第一线圈的通孔和第二线圈的走线构成的双层结构对一般贴片式NFC天线的外围整体尺寸的影响可以忽略不计。再有，天线线圈是通过在绝缘层4上连接天线线圈的两个端点的通孔6a和6b以及绝缘层的下表面上的电极5a和5b与外部进行连接的。电极5a和5b有两个作用:一个作用是用于在线路板(PCB)上连接天线激发源的两个馈电点，另外一个作用是用于天线与PCB之间的焊接;这也是该天线被称为贴片式NFC天线的原因。从上述有关第一和第二线圈的相互关系以及沿着铁氧体芯体表面上的绕线方式可以看出，本实施例提出的天线线圈的构成方式与TDK所提出的方案有本质的区别:在本发明的方案中两个线圈相互“咬合式”叠加，比如第二线圈在铁氧体前表面上的那部分完全落在了第一线圈在-X方向上的磁场所通过的表面内，这就增强了两个天线线圈的耦合，进而增强了整体天线的性能。反之，在TDK的方案中，上述的情况不存在，因为其中的两个线圈在Z方向没有交叉重叠的部分。此外，与TDK方案的另外一个不同之处是，因为本发明的线圈都是绕行在铁氧体的外表面或外临近表面的内侧，所以铁氧体的整个体积都能被有效地利用，这点在天线的体积很小情况下还要保证天线的良好性能时显得尤为重要。
[0055]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0056]符号说明:
[0057]1铁氧体芯体
[0058]la,lb,lc,Id磁性体层(即片状铁氧体单元)(ld也可为非磁性体层)
[0059]2第一线圈
[0060]21,22第一线圈导体图案
[0061]23,24第一线圈左右侧(通孔)导体线
[0062]3第二线圈
[0063]4绝缘层
[0064]5a, 5b外部导电电极
[0065]6a, 6b电极通孔导体
[0066]7连接第一线圈和第二线圈的导体
[0067]50金属板
[0068]60 基材
[0069]a第一线圈电流
[0070]b金属板涡流
[0071]c第二线圈电流
[0072]A,B2 NFC天线单体磁场分量
[0073]B1金属板上涡流产生的磁场。
【主权项】
1.正交绕线型贴片式NFC天线，其特征在于，包括由若干层片状铁氧体单元层叠而成的沿XY平面延伸的铁氧体芯体，及正交环绕于铁氧体芯体的NFC天线的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈沿-X或+X轴方向螺旋缠绕，所述的第二线圈沿上下方向的+Z或-Z轴螺旋缠绕;所述铁氧体芯体的下端连接有天线绝缘层;所述天线绝缘层的下端面上连接有外部电极，包括第一外部电极和第二外部电极;所述的第二线圈的首端与第一外部电极连接，尾端与第一线圈的首端通过连接导体连接;所述第一线圈的尾端与外部第二电极连接;所述第一线圈包括若干根位于底层片状铁氧体单元下表面或上表面的底层导线体，若干根位于顶层片状铁氧体单元上表面或下表面的顶层导线体，及连接底层导线体左端端部和顶层导线体左端端部的若干个左导线体、连接底层导线体右端端部和顶层导线体右端端部的若干个右导线体;所述左导线体由穿透于底层片状铁氧体单元、中间层片状铁氧体单元和顶层片状铁氧体单元的近于左端的左通孔内的左导体构成;所述右导线体由穿透于底层片状铁氧体单元、中间层片状铁氧体单元和顶层片状铁氧体单元的近于右端的右通孔内的右导体构成;所述的第二线圈包括若干个设于底层片状铁氧体单元上表面和中间层片状铁氧体单元上表面的线圈体，底层片状铁氧体单元的线圈体的首端与外部第一电极连接，其尾端通过设于第二层片状铁氧体单元侧边的竖向连接导体与第二层片状铁氧体单元的线圈体的首端连接，如此循环向上，直至最上面一个线圈体的尾端通过设于顶层片状铁氧体单元侧边的竖向连接导体与第一线圈的首端连接。2.如权利要求1所述的正交绕线型贴片式NFC天线，其特征在于，所述天线绝缘层上设有两个用于连接所述NFC天线线圈与所述外部电极的过孔电极，所述过孔电极与所述NFC天线线圈连接，两个所述过孔电极分别对应布置在所述第一外部电极与所述第二外部电极上;所述第一外部电极上的过孔电极、所述第二外部电极上的过孔电极分别与所述第一线圈的一端、第二线圈的一端连接。3.如权利要求1或2所述的正交绕线型贴片式NFC天线，其特征在于，所述第二线圈是由设于所述片状铁氧体单元上表面和/或下表面的线圈体构成的，同一表面设有一圈或多于一圈的线圈体;如果相邻的表面都有线圈体时，采用错开的方式布置。4.如权利要求3所述的正交绕线型贴片式NFC天线，其特征在于，所述竖向连接导体采用在通孔内填入导电材料而构成。5.如权利要求1或2所述的正交绕线型贴片式NFC天线，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈在左侧面、右侧面会重合，采用错开方式布设，所述左侧面、右侧面的位置，所述第一线圈可以位于外侧，所述第二线圈处于内侧;也可以是所述第一线圈可以位于内侧，所述第二线圈处于外侧。6.天线系统，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的正交绕线型贴片式NFC天线、基板以及金属板，所述金属板放置在所述基板上，所述正交绕线型贴片式NFC天线位于所述金属板上。7.如权利要求6所述的天线系统，其特征在于，沿着长度方向，所述正交绕线型贴片式NFC天线的内端设在所述金属板的正上方，所述正交绕线型贴片式NFC天线的外端设在所述金属板的外部。8.如权利要求7所述的天线系统，其特征在于，所述天线系统具有若干个相互串联的所述正交绕线型贴片式NFC天线，若干个相互串联的所述正交绕线型贴片式NFC天线分别放置在所述金属板上。9.如权利要求6所述的天线系统，其特征在于，所述正交绕线型贴片式NFC天线的内端和外端设在都设在所述金属板的正上方，并且外端与金属板边缘重合。10.—种权利要求1所述的正交绕线型贴片式NFC天线的加工方法，其特征在于，所有铁氧体芯体的XY平面上的线圈体都是通过把金属浆料以丝网印刷的形式制成的，所述沿着Z方向的导线体是通过在相关的各个分层上打通孔并把金属浆料注入通孔，最后经过高温烧结而成的;所述的金属浆料为金浆、银浆或铜浆。
【专利摘要】本发明涉及公开正交绕线型贴片式NFC天线和天线系统，NFC天线包括由若干层片状铁氧体单元层叠而成的铁氧体芯体，及正交环绕于铁氧体芯体的NFC天线的第一线圈和第二线圈，第一线圈沿X轴方向螺旋缠绕，第二线圈沿上下方向的Z轴螺旋缠绕；铁氧体芯体的下端连接有天线绝缘层；天线绝缘层上连接有第一外部电极和第二外部电极；第二线圈的首端与第一外部电极连接，尾端与第一线圈的首端连接；第一线圈的尾端与外部第二电极连接。NFC天线线圈呈正交形式环绕铁氧体芯体的外表面，正交绕线型贴片式NFC天线本身具有两个沿不同方向(分别沿X轴和Z轴)的磁场分布，两个线圈的耦合，进而增强了整体天线的性能；第一线圈以及第二线圈都是绕行在铁氧体芯体的外表面上，充分利用铁氧体芯体的空间，天线尺寸较小。
【IPC分类】H01Q7/06, H01Q21/00, H01Q1/36, H01Q1/38
【公开号】CN105490009
【申请号】CN201610076899
【发明人】赵安平, 陈浩
【申请人】深圳市信维通信股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年2月3日