无线通信天线及包括该无线通信天线的移动装置的制作方法

本申请要求于2016年9月21日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0120665号和于2016年12月1日在韩国知识产权局提交的第10-2016-0163072号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

下面的描述涉及一种无线通信天线及包括该无线通信天线的移动装置。

背景技术：

无线通信通常有各种应用。具体来说，当授权例如在销售点终端的电子支付的交易时，可在各种移动装置中使用由线圈形成的无线通信天线。

在移动装置中，最近已采用由附着到移动装置的盖部的螺旋线圈形成的无线通信天线。

然而，可穿戴装置中采用的无线通信天线应该在满足用户对rf辐射方向和范围的期望的同时可靠地发送和接收数据。

此外，随着金属壳体应用在移动装置中，已经对满足辐射方向和辐射范围的需求的各种类型的无线通信天线进行了研究。

技术实现要素：

提供本发明内容以按照简化形式介绍选择的构思，以下在具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容并不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总体方面，一种无线通信天线包括磁性主体和线圈部。所述线圈部具有围绕限定芯部的所述磁性主体形成的螺线管形状。所述线圈部彼此分开，并且彼此串联连接。通过所述线圈部辐射的磁场彼此重叠，并且所述线圈部中的每个线圈部包括：第一布线部，设置在所述磁性主体的第一表面上；第二布线部，设置在所述磁性主体的第二表面上；及导电过孔，使所述第一布线部与所述第二布线部互相连接。

所述线圈部可辐射经过所述磁性主体的位于所述线圈部之间的区域的磁场。

所述磁性主体可通过堆叠薄板磁性层而形成，并且所述磁性层由软磁合金材料形成。

所述第一布线部和所述第二布线部可分别包括设置在薄膜基板上的导电图案。

所述导电过孔可形成为通过设置在所述磁性主体的外部上的树脂层。

所述线圈部可包括三个线圈部，从所述三个线圈部之间的两个区域辐射的磁场彼此重叠。

在另一总体方面，一种移动装置包括：无线通信天线，包括彼此分开的线圈部。所述线圈部呈螺线管形状并且具有作为芯部的磁性主体。具有至少一个狭缝的盖覆盖所述无线通信天线。所述无线通信天线设置为使得通过所述无线通信天线产生的磁场的一部分穿过所述至少一个狭缝。

所述无线通信天线可允许所述线圈部中的每个线圈部辐射经过所述磁性主体的所述线圈部之间的区域的磁场。

所述磁性主体可通过堆叠薄板磁性层形成，并且所述磁性层由软磁合金材料形成。

所述线圈部中的每个线圈部可包括：第一布线部，设置在所述磁性主体的第一表面上；第二布线部，设置在所述磁性主体的第二表面上；及导电过孔，使所述第一布线部与所述第二布线部互相连接。

所述第一布线部和所述第二布线部可各自包括设置在薄膜基板上的导电图案。

所述导电过孔可形成为通过设置在所述磁性主体的外部上的树脂层。

所述盖可包括第一狭缝和第二狭缝，并且所述无线通信天线可设置在所述盖的内部上，位于所述第一狭缝与所述第二狭缝之间。

所述盖可由金属材料形成，并且所述至少一个狭缝可填充有非金属材料。

所述无线通信天线可辐射包括磁条数据的磁脉冲。

所述无线通信天线可设置为使得所述线圈部的缠绕轴垂直于所述至少一个狭缝。

在另一总体方面，一种移动装置包括：天线，围绕磁性主体形成，所述天线具有彼此分开且彼此连接的线圈部，所述线圈部中的每个线圈部形成在膜基板上；及金属盖，设置在所述天线上方，所述金属盖具有狭缝。所述天线的所述线圈部均辐射磁场，所述线圈部中的每个线圈部的磁场重叠，以辐射包括磁条数据的磁脉冲。

所述磁脉冲可辐射经过所述狭缝。

所述线圈部中的每个线圈部可通过导电过孔连接。

所述导电过孔可形成为通过设置在所述磁性主体的外部上的树脂层。

通过以下具体实施方式、附图以及权利要求，其他特征和方面将显而易见。

附图说明

图1是示出执行无线通信的移动装置的示例的透视图。

图2是示出邻近于磁卡的磁头两端的电压的示例的示图。

图3是示出磁卡读取器的磁头磁耦合到无线通信天线的示例的示图。

图4是移动装置的示例的透视图。

图5a是无线通信天线的示例的前视图。

图5b是无线通信天线的示例的后视图。

图5c是沿图5a的i-i′线截取的截面图。

图6是示出无线通信天线的辐射特性的示例的示图。

图7是示出另一无线通信天线的辐射特性的示例的示图。

图8是示出另一无线通信天线的辐射特性的示例的示图。

在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。为了清楚、说明及方便起见，附图可不按照比例绘制，并且可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式，以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解了本申请的公开内容后，在此所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、变型及等同物将是显而易见的。例如，在此描述的操作顺序仅仅是示例，且不限于在此所阐述的示例，而是除了必须按照特定顺序发生的操作外，可进行在理解了本申请的公开内容后将显而易见的改变。此外，为了增加清楚性和简洁性，可省略本领域中公知的特征的描述。

在此描述的特征可按照不同的形式实施，并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，仅仅为了示出在理解了本申请的公开内容后将是显而易见的实现在此描述的方法、设备和/或系统的多种可行方式中的一些可行方式。

在整个说明书中，当元件(诸如层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此使用的术语“和/或”包括相关所列项中的任何一个和任何两个或更多个的任何组合。

虽然诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语可在此用于描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中涉及到的第一构件、组件、区域、层或部分还可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了方便描述，在此可使用诸如“在……之上”、“上方”、“在……之下”以及“下方”的空间相关术语以便于描述如附图中所示的一个元件与另一元件之间的关系。这样的空间相关术语意在包含除了附图中描绘的方位之外的装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上方”的元件将随后被描述为相对于另一元件位于“之下”或“下方”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方向包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。装置还可以以另外的方式被定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并可对在此使用的空间相关术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅是为了描述各种示例，而不被用来限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式也意在包含复数形式。术语“包含”、“包括”以及“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

在此描述的示例的特征可以以在理解了本申请的公开内容后将显而易见的各种方式进行组合。此外，虽然在此描述的示例具有多种构造，但是在理解了本申请的公开内容后将显而易见的其他构造也是可行的。

图1是示出用于无线通信的移动装置30的示例的透视图。

图1描绘了可用于无线交易的系统，所述系统包括具有接收线圈的无线信号接收器，例如，磁卡读取器10。根据示例，除了磁卡读取器10之外，还可使用作为包括接收线圈的装置的各种无线信号接收器。

移动装置30中包括无线通信天线20，以将数据发送到磁卡读取器10。移动装置30被构造为利用无线通信天线20产生磁场。

此外，无线通信天线20作为发送线圈操作，并且磁耦合到包括接收线圈的无线信号接收器，以无线地发送数据。

在一个示例中，无线通信天线20通过改变磁场的方向来发送期望被发送到磁卡读取器10的数据(例如，卡号数据)。磁卡读取器10利用在接收线圈两端产生的电压上的变化来产生卡号数据，所述电压上的变化由通过无线通信天线20形成的磁场的方向上的变化而引起。

在下文中，将参照图2和图3更详细地描述无线通信天线与磁卡读取器之间的磁耦合以及磁卡读取器的操作。

图2是示出邻近于磁卡的磁头两端的电压的示例的示图。

磁卡读取器10(图1)包括磁头210和模数转换器(未示出)。磁头210通过对向磁通量产生电压。例如，磁头210包括接收线圈211，并且检测通过磁场产生的在接收线圈211两端的电压vhead。

当接收线圈211经历磁场上的变化时，通过磁通量在接收线圈211两端产生电压vhead。

产生在接收线圈211两端的电压vhead被提供到模数转换器，模数转换器从接收线圈211两端的电压vhead产生解码信号vdecode。解码信号vdecode可以是数字电压信号，并且可从解码信号vdecode产生卡信息数据。

磁卡具有磁化的磁条220。随着磁头210在磁条220上方移动，通过磁通量在磁头210的接收线圈211两端产生电压vhead。

接收线圈211两端的电压vhead具有根据磁条220的极性的峰值电压。例如，在相同极性彼此接近的情况下，接收线圈211两端的电压vhead将具有峰值电压。

此外，模数转换器从接收线圈211两端的电压vhead产生解码信号vdecode。例如，每当检测到峰值电压时，模数转换器产生边沿信号，所述边沿信号用于产生解码信号vdecode。

解码信号vdecode是数字电压信号，数字数据从所述数字电压信号被解码。例如，根据解码信号vdecode的周期长度，表示“1”或“0”。从图2中所示的示例可以看出，解码信号vdecode的第一周期和第二周期可各自等于解码信号vdecode的第三周期的两倍。因此，在一个示例中，解码信号vdecode的第一周期和第二周期被解码为“1”，第三周期至第五周期被解码为“0”。这样的解码方法是示例性的，对于本领域技术人员而言应该显而易见的是，在获得对本公开的充分理解后，可应用各种各样的解码技术。

图2示出了执行从磁化的磁条进行解码的磁卡读取器的示例。磁头210从由无线通信天线以及磁化的磁条产生的磁场产生在接收线圈211两端的电压vhead。磁卡读取器的磁头210磁耦合到无线通信天线的发送线圈，以接收例如卡号数据的数据。

图3是示出磁卡读取器的磁头210磁耦合到无线通信天线310的示例的示图。

无线通信天线310接收来自驱动信号发生器320的驱动信号，以形成磁场。磁头210磁耦合到由发送线圈311形成的磁场，以接收数据。

此外，无线通信天线20包括多个线圈部。尽管图3示出了无线通信天线20包括三个线圈部(线圈1、线圈2和线圈3)的示例，但是无线通信天线20中包括的线圈部的数量可改变。

线圈部分别产生多条磁场线，并且这些磁场线彼此重叠，以形成由多个环路形成的磁场。

无线通信天线20利用线圈部形成分布广的磁场，以即使在磁卡读取器10的接收线圈的位置或角度被改变时也改善磁耦合性能。

图4是移动装置的示例的透视图。

参照图4，移动装置包括盖410、显示器420、电池430和无线通信天线440。

显示器420设置在移动装置的前表面或后表面上，并且用于使电信号可视化，以向用户提供可视数据。

盖410一体地形成为移动装置的壳体的一部分，并且附着到壳体或从壳体拆卸。例如，当显示器420设置在壳体的前表面时，盖410覆盖与前表面相对的后表面。

此外，盖410由金属材料形成，并且包括用于增大无线通信天线440的rf辐射特性的多个狭缝(第一狭缝411、第二狭缝412、第三狭缝413和第四狭缝414)。第一狭缝411至第四狭缝414中的每个是形成在盖410的一部分中的间隙，并且由非金属材料填充。

当这些狭缝411-414形成时，移动装置的通过无线通信天线440向外地形成的磁场的强度变得更强，以进一步增大与接收线圈(例如，磁头等)的耦合系数。

电池430提供用于驱动移动装置的电力。此外，可利用无线充电方案对电池430进行充电。

在一个示例中，无线通信天线440接收来自安装在主基板上的驱动信号发生器320(图3)的驱动信号，以形成磁场。换句话说，无线通信天线440的发送线圈辐射磁脉冲。此外，发送线圈磁耦合到包括接收线圈的无线信号接收器，以无线地发送数据。这里，所述数据可以是磁条数据。

如图4所示，无线通信天线440具有设置为邻近于第一狭缝411至第四狭缝414的相对的端部，以提高无线通信天线440的辐射特性。无线通信天线440具有与第一狭缝411至第四狭缝414之间的距离相对应的长度，使得无线通信天线440的相对的端部邻近于第一狭缝411至第四狭缝414。换句话说，无线通信天线440以第一狭缝411至第四狭缝414为界。

此外，无线通信天线440包括具有螺线管形状且串联连接的多个线圈部。无线通信天线设置为使得线圈部的缠绕轴垂直于第一狭缝411至第四狭缝414。

例如，当无线通信天线440设置在设置于盖410的上部的第一狭缝411与设置于盖410的下部的第二狭缝412之间且第一狭缝411与第二狭缝412之间的距离d为110mm时，无线通信天线440的长度l可从100mm至110mm变动。换句话说，无线通信天线440设置在盖410内部的第一狭缝411与第二狭缝412之间。

在下文中，将参照图5a至图5c更详细地描述无线通信天线440。

图5a是无线通信天线540的示例的前视图。图5b是无线通信天线540的示例的后视图。图5c是沿着图5a的i-i′线截取的剖视图。

参照图5a和图5b，无线通信天线540包括多个线圈部以及磁性主体550。磁性主体550用作无线通信天线540的磁芯。图5a和图5b示出了包括诸如第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530的三个线圈部的无线通信天线540，但是无线通信天线540中包括的线圈部的数量可改变。

第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530以介于它们之间的未形成导电图案的区域彼此分开。

例如，第一线圈部510和第二线圈部520包括位于它们之间的第一分开部515，第二线圈部520和第三线圈部530包括位于它们之间的第二分开部525。

如图5a和图5b所示，第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530包括多个导电图案。导电图案构成第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530中的每个的一匝的一部分。

例如，图5a所示的导电图案中的一个导电图案通过导电过孔连接到图5b所示的相对的相应导电图案，如通过上述连接所描述地完成第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530中的每个的一个环路。

第一线圈部510通过经过第一分开部515的图案p串联连接到第二线圈部520，第二线圈部520通过经过第二分开部525的图案p串联连接到第三线圈部530。

当将驱动信号施加到第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530时，第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530将分别产生多条磁场线。多条磁场线中的一部分辐射经过第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530之间的区域。无线通信天线540产生辐射经过无线通信天线540的相对的端部、第一分开部515和第二分开部525的磁场，以产生由多条环路形成的磁场。

第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530可具有不同数量的导电图案，第一分开部515和第二分开部525的布置可相应地改变。例如，当第一分开部515的位置偏向无线通信天线540的第一线圈部510时，第二线圈部520中包括的导电图案的数量大于第一线圈部510中包括的导电图案的数量。

此外，当第一分开部515的位置偏向无线通信天线540的第二线圈部520时，第二线圈部520中包括的导电图案的宽度或布置间距可小于第一线圈部510中包括的导电图案的宽度或布置间距。

在下文中，将参照图5c更详细地描述第一线圈部510的结构。由于第二线圈部520和第三线圈部530具有与第一线圈部510相同的结构，因此将省去其重复的描述。

参照图5c，第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530中的每个包括第一布线部501、第二布线部502和多个导电过孔503。此外，第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530中的每个包括第一基板504、第二基板505和磁性主体550。

第一布线部501和第二布线部502各自由导电图案形成。此外，第一布线部501形成在第一基板504上，第二布线部502形成在第二基板505上，磁性主体550设置在第一基板504和第二基板505之间。此外，导电过孔503在围绕磁性主体550的区域中使第一布线部501和第二布线部502的导电图案彼此连接。

例如，在无线通信天线540中，第一布线部501和第二布线部502围绕作为芯部的磁性主体550设置，并且通过导电过孔503彼此连接，以限定螺线管形状的线圈。

例如，为薄膜基板的第一基板504和第二基板505可以是诸如柔性印刷电路板(fpcb)的柔性板。然而，第一基板504和第二基板505不限于此。

磁性主体550通过堆叠薄板磁性层来形成。磁性层由软磁合金形成，并且可以是具有非晶结构或纳米晶体结构的金属带的薄板。可选地，磁性主体550可由作为高磁导率材料的坡莫合金形成。

磁性主体550是第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530的芯部，防止涡电流，并且增强由第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530产生的磁场。

第一基板504和/或第二基板505通过粘合片506附着到磁性主体550。粘合片506可由粘合带形成，并且还可通过将粘合剂或具有粘合性质的树脂涂敷至第一基板504或第二基板505或磁性主体550的表面而形成。

由于第一线圈部510、第二线圈部520和第三线圈部530不使用如本领域中的线型线圈，而是使用形成在薄膜基板上的线圈图案，因此显著地减小薄膜线圈的厚度。

导电过孔503将围绕磁性主体550的第一布线部501与第二布线部502连接，以形成具有螺线管形状的线圈。

如图5c所示，位于第一基板504上的导电图案和位于第二基板505上的导电图案通过两个导电过孔503彼此连接，以防止导电图案之间断开。

此外，无线通信天线540包括树脂层507，树脂层507由具有绝缘性质和粘合性质的热固树脂形成。

树脂层507设置在第一基板504与第二基板505之间且位于磁性主体550的外部上。由于树脂层507设置于在磁性主体550的周围的位于第一基板504与第二基板505之间的空间中，树脂层507防止可能在工艺期间发生的诸如断开、气泡引入等的缺陷。此外，导电过孔503形成为通过树脂层507。

此外，尽管图5c未示出，但是无线通信天线540可包括覆盖层。覆盖层设置在第一布线部501和第二布线部502上，以在无线通信天线540的最外部保护第一布线部501和第二布线部502。

图6是示出无线通信天线的辐射特性的示例的示图。图7是示出另一无线通信天线的辐射特性的示例的示图。图8是示出另一无线通信天线的辐射特性的示例的示图。

作为无线通信天线的仿真结果，图6至图8的左侧示出了通过无线通信天线产生的磁场，图6至图8的右侧示出了列出识别区域测量的表格。

如图6所示，不具有分开区域的无线通信天线产生比vth低的电压vhead，vth为电压vhead(图2)在特定距离处可检测到的阈值电压，因此，出现表格中由“×”所指示的无法检测区域(例如，空区)。这样的空区使得难以将无线通信天线磁耦合到无线接收装置，并且使无线通信中的可靠性降低。参照图6的表格，基于153个测量点，不具有分开区域的无线通信天线表现出约50.33％的识别率。

参照图7，根据示例的无线通信天线包括彼此分开的两个线圈部。

如图8所示，根据示例的无线通信天线包括彼此分开的三个线圈部。由于三个线圈部彼此串联连接，因此通过三个线圈部产生的磁场具有相同的方向性。

图7是示出另一无线通信天线的辐射特性的示例的示图。两个线圈部彼此串联连接，因此通过两个线圈部产生的磁场具有相同的方向性。

相应地，从两个线圈部之间的分开区域辐射的磁场与从无线通信天线的相对的端部辐射的磁场彼此重叠。这些磁场的重叠减小了无法检测区域(即，空区)。参照图7的表格，基于153个测量点，具有两个线圈部的无线通信天线表现出约53.59％的识别率。

图8是示出另一无线通信天线的辐射特性的示例的示图。如图8所示，根据示例的无线通信天线包括彼此分开的三个线圈部。由于三个线圈部彼此串联连接，因此通过三个线圈部产生的磁场具有相同的方向性。

相应地，从三个线圈部之中的分开区域辐射的磁场彼此重叠。例如，当三个线圈部包括彼此邻近的第一线圈部、第二线圈部和第三线圈部时，从第一线圈部与第二线圈部之间的区域辐射的磁场可与从第二线圈部与第三线圈部之间的区域辐射的磁场重叠。此外，从三个线圈部之中的分开区域辐射的磁场与从无线通信天线的相对的端部辐射的磁场重叠，以被进一步增强。

参照图8的表格，这些磁场的重叠显著地减少了无法检测区域(即，空区)。也就是说，基于153个测量点，具有三个线圈部的无线通信天线表现出约60.13％的识别率。

根据示例的无线通信天线包括彼此串联连接的三个线圈部，从而增强磁通量并防止出现无法检测区域。作为结果，可延伸通过无线通信天线产生的磁场的可检测范围。

如上所阐述的，根据实施例，无线通信天线和包括该无线通信天线的移动装置可包括小型化和纤薄化的螺线管线圈，并且可具有改善的辐射特性。

虽然本公开包括特定的示例，但是在理解了本申请的公开内容后将显而易见的是，在不脱离权利要求及它们的等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式上和细节上的各种变化。在此所描述的示例将仅被理解为描述性含义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及它们的等同物限定，并且在权利要求及它们的等同物的范围内的所有变化将被解释为包含于本公开中。