NFC近场通讯结构及电子设备的制作方法

文档序号:11055686
NFC近场通讯结构及电子设备的制造方法与工艺

本实用新型涉及近场通讯领域,尤其涉及一种NFC近场通讯结构及电子设备。



背景技术:

NFC近场无线通信技术已普遍应用于电子设备之间或电子设备和NFC读写器之间的数据交换通讯,其设备上安装有通讯天线用于收发电磁波信号。

当前很多终端设备往轻薄和小型化发展,留给NFC天线的区域越来越小,为了满足各种认证测试以及更好的用户体验,在不改变NFC天线面积的条件下提高天线的性能显得尤为重要。



技术实现要素:

为了解决以上提到的技术问题,本实用新型提供了一种NFC近场通讯结构,包括线圈,所述线圈呈多圈环路形式,且部分作为主辐射体,剩余部分作为非主辐射体,作为所述主辐射体的环路部分中的各线圈部分与作为非主辐射体的环路部分中的各线圈部分构造不同,从而使得所述主辐射体所述主辐射体所产生的磁场强于非主辐射体产生的磁场,用以产生NFC通讯所需磁场。

可选的,所述线圈的环路的至少一条边作为所述主辐射体,剩余部分作为所述非主辐射体。

可选的,对于每一圈所述线圈,作为所述主辐射体的线圈部分的宽度大于所述非主辐射体。

可选的,对于每一圈所述线圈,作为所述主辐射体的线圈部分具有至少两个并联的子线圈部分。

可选的,所述非主辐射体对外电连接,所述主辐射体接于所述非主辐射体。

可选的,所述的NFC近场通讯结构还包括位于所述线圈正面或背面的金属屏蔽层。

可选的,针对所述线圈,所述金属屏蔽层仅部分或全部覆盖于所述非主辐射体。

可选的,所述金属屏蔽层采用铜层。

可选的,所述的NFC近场通讯结构还包括位于所述线圈背面一侧隔磁片。

可选的,针对所述线圈,所述隔磁片部分覆盖于所述主辐射体或全部覆盖整个天线背面

可选的,所述线圈设于FPC基材上。

本实用新型还提供了一种电子设备,包括本实用新型可选方案提供的NFC近场通讯结构。

本实用新型在研究现有技术中发现,影响NFC线圈之间耦合大小的决定性因素是磁通量,而要想获得较大的磁通量,不仅需要此处的磁感应强度较大,而且磁感应强度的方向要尽量一致,否则会产生相互抵消。

常规方案中,NFC线圈的四条边均产生磁场,所以在NFC天线上方存在电磁场的相互叠加,对于同幅反向的电流产生的磁感应强度会有部分异向抵消。而本实用新型采用NFC线圈的部分,优选为其中的一条边作为主辐射体就不存在这样的电磁场叠加,这个单边产生的电磁感应强度具有很好的同向性,所以通过其上方特定面积总磁通量是有增加,即表现为NFC读写距离增大。

附图说明

图1是现有技术中NFC近场通讯结构的线圈示意图;

图2是现有技术中NFC近场通讯结构背面的示意图;

图3是现有技术中NFC近场通讯结构的剖面示意图;

图4是本实用新型一可选实施例中NFC近场通讯结构的线圈示意图;

图5是本实用新型一可选实施例中NFC近场通讯结构的金属屏蔽层的示意图;

图6是本实用新型一可选实施例中NFC近场通讯结构的剖面示意图;

图7是本实用新型另一可选实施例中NFC近场通讯结构的线圈示意图;

图8是本实用新型另一可选实施例中NFC近场通讯结构的剖面示意图;

图9是本实用新型可选具体实施例中电磁仿真对比数据的示意图;

图10是本实用新型可选具体实施例中天线实际测试示意图;

图中,10-线圈;11-基材;12-铁氧体;13-金属底板;

20-线圈;200-主辐射体;201-非主辐射体;

21-FPC基材;22-金属屏蔽层;23-隔磁片;24-金属底板。

具体实施方式

以下将结合图1至图10对本实用新型提供的NFC近场通讯结构及电子设备进行详细的描述,其为本实用新型可选的实施例,可以认为,本领域技术人员在不改变本实用新型精神和内容的范围内,能够对其进行修改和润色。

图1至图3描述的是常规NFC天线装置的结构示意图,以及该装置在工作状态下的磁场辐射示意图。该天线在通电状态下每条边都产生幅度相同的磁场。

请综合参考图4至图10,本实用新型提供了一种NFC近场通讯结构,包括线圈20,所述线圈20呈多圈环路形式,且部分作为主辐射体200,剩余部分作为非主辐射体201,所述主辐射体200所产生的磁场强于非主辐射体201产生的磁场,该描述意味着,作为所述主辐射体200的环路部分中的各线圈部分与作为非主辐射体201的环路部分中的各线圈部分构造自然是不同,用以产生NFC通讯所需磁场。一般来说,可选方案中,所述非主辐射体201对外电连接,所述主辐射体200接于所述非主辐射体201。

本实用新型优选的实施例中,所述线圈20的环路的至少一条边作为所述主辐射体200,剩余部分作为所述非主辐射体201。图示的实施例中,以一条边作为主辐射体200。如果选择相邻的两条或者三条边作为主辐射体,在特定情况下也可以得到增强磁场效果。

进一步可选的实施例中,还包括位于所述线圈20背面或正面一侧的金属屏蔽层22。针对所述天线20,请参考图5,所述金属屏蔽层22仅部分或全部覆盖于所述非主辐射体201。

本实用新型可选的实施例中,还包括位于所述线圈背面一侧的隔磁片23。针对所述线圈20,所述隔磁片23部分覆盖于所述主辐射体200或全部覆盖整个线圈20背面。

对于如何实现主辐射体,本实用新型以下两个可选方案给出了解决的手段:

请参考图4,对于每一圈所述线圈20,作为所述主辐射体200的线圈部分的宽度大于所述非主辐射体201。增大主辐射体边的线宽,可以降低整个天线的电阻,同时在主辐射体上得到较大范围的面电流分布。

请参考图7,对于每一圈所述线圈20,作为所述主辐射体200的线圈部分具有至少两个并联的子线圈部分。该方案采用并联线圈作为主辐射体200的边,这样可以达到和增加线宽类似的效果,即降低整个天线系统的电阻,同时在主辐射体上得到较大的面电流分布范围。

线圈20背面的金属屏蔽层22与非主辐射体201的边投影重叠,在通电状态下金属屏蔽层22产生反向等幅的镜像电流,该镜像电流产生的磁场抵消了非主辐射体201边产生的磁场,使得区域内的磁场强度和主辐射体200的边产生的磁场强度相比可以忽略。这样一来,整个NFC天线的磁场基本由主辐射体200产生。

图9是电磁仿真对比数据,选取长*宽*厚:30*30*0.2mm的NFC天线正上方5-30mm范围内,本实用新型方案具有相对较强的磁场强度。

图10是NFC天线实际测试数据,选取长*宽*厚:40*25*0.2mm的NFC天线做NFC forum标准卡1-4以及卡模拟功能刷POS机对比数据,本实用新型方案具有相对较远的读卡距离。

此外,对于所述金属屏蔽层22,本实用新型可选实施例中,可以采用铜层,对于所述隔磁片23,可以采用铁氧体,线圈20可设于FPC基材21。本实用新型的结构还包括金属底板24,设于所述隔磁片23的靠所述NFC线圈的一侧。

综上所述,常规方案中,NFC线圈的四条边均产生磁场,所以在NFC天线上方存在电磁场的相互叠加,对于同幅反向的电流产生的磁感应强度会有部分异向抵消。而本实用新型采用NFC线圈的部分,优选为其中的一条边作为主辐射体就不存在这样的电磁场叠加,这个单边产生的电磁感应强度具有很好的同向性,所以通过其上方特定面积总磁通量是有增加,即表现为NFC读写距离增大。

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