电子设备及其天线装置的制作方法

本实用新型涉及天线技术，尤其涉及一种电子设备及其天线装置。

背景技术：

在使用射频标签(RFID)、近场通信(NFC)等技术的电子设备中，通常都集成有天线装置，以和外部设备进行通信。天线装置通常由多匝导线绕制而成，以对电磁场进行感应耦合。

公开号为CN102405556A的中国专利文献中公开了一种天线装置，其结构如图1所示。参考图1，该天线装置103包括导体层2以及设置在导体层2上的天线线圈模块3，天线线圈模块3中包括螺旋状的线圈31。其中，导体层2上开设有导体开口部CA，线圈31的线圈开口部CW与导体开口部CA同轴。其中，外部设备施加的电磁场使得在导体层2上产生感应电流(或涡流)，由此产生的磁场使得在线圈31中产生感应电流。

图1所示的方案中，导体层2上还开设有狭缝SL，该狭缝SL与导体开口部CA连通并延伸至导体层2的边缘。但是，狭缝SL使得导体层2的强度变低，狭缝SL两侧的导体层2可能会高低不平，影响天线装置103的性能。

因此，亟需一种新的方案来避免狭缝对天线装置的性能的影响。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供一种天线装置，以改善天线性能。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种天线装置，包括：

金属板，所述金属板具有封闭的通孔，所述通孔包括中心区和自所述中心区伸出的至少三个边缘区；

天线线圈，设置于所述金属板，所述天线线圈覆盖所述中心区的至少一部分。

根据本实用新型的一个实施例，至少一个边缘区位于所述天线线圈包围的开口区域内部，至少一个边缘区位于所述天线线圈包围的开口区域外部。

根据本实用新型的一个实施例，位于所述开口区域内部的边缘区的面积与位于所述开口区域外部的边缘区的面积相等。

根据本实用新型的一个实施例，所述天线线圈覆盖全部的中心区，所述天线线圈还覆盖其中一个边缘区的至少一部分，且不与其他的边缘区相交。

根据本实用新型的一个实施例，所述天线线圈中，覆盖所述通孔的导线的宽度大于覆盖所述通孔以外的金属板的导线的宽度。

根据本实用新型的一个实施例，所述至少三个边缘区中的第一边缘区的面积或长度大于其他边缘区，所述天线线圈覆盖所述第一边缘区。

根据本实用新型的一个实施例，所述至少三个边缘区中的第二边缘区和第三边缘区的面积大于其他边缘区，所述第二边缘区和第三边缘区中的一个位于所述天线线圈包围的开口区域内部，另一个位于所述天线线圈包围的开口区域外部。

根据本实用新型的一个实施例，所述天线线圈覆盖所述中心区的部分为直边，除覆盖所述中心区的部分外，所述天线线圈的其余部分为弧形。

本实用新型实施例提供一种电子设备，包括以上任一项所述的天线装置。

根据本实用新型的一个实施例，所述金属板为所述电子设备的后壳、中壳或者PCB板。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型实施例中，金属板上具有封闭的通孔，天线线圈覆盖金属板上通孔的中心区的至少一部分，由于中心区位于金属板感应产生的涡流的交汇处，电流强度较大，相应产生的磁场也较强，因而这样的设置使得整个天线装置的性能较好。而且，由于金属板上的通孔是封闭的，因而避免了狭缝导致的金属板强度降低的问题。

进一步而言，通孔的至少一个边缘区位于天线线圈的开口区域内部，至少一个边缘区位于天线线圈的开口区域外部，这样的设置使得感应磁场可以分别经由开口区域内部和外部的边缘区进出，形成闭合的磁力圈。此外，位于开口区域内部的边缘区和位于开口区域外部的边缘区的面积优选为相等，从而使得进出的磁通量达到平衡，有利于提高天线性能。

更进一步而言，覆盖所述通孔的天线线圈的导线宽度大于其他区域的导线的宽度，宽度较大的导线具有较低的电阻值，而且Q值更高，有利于提高天线性能；而且，其他区域的导线宽度较小，因而占用的面积较小，从而可以从整体上减小天线线圈占用的面积。

附图说明

图1是现有技术中一种天线装置的结构示意图；

图2是本发明第一实施例的天线装置的结构示意图；

图3是本发明第二实施例的天线装置的结构示意图；

图4是本发明第三实施例的天线装置的结构示意图；

图5是本发明第四实施例的天线装置的结构示意图；

图6是本发明第五实施例的天线装置的结构示意图；

图7是本发明第六实施例的天线装置的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术部分所描述的，现有技术中的天线装置在导体层中的导体开口部与狭缝连通，该狭缝延伸至导体层的边缘，影响了导体层的整体强度。

本发明实施例中，金属层中的通孔是封闭的，该通孔包括中心区和自中心区伸出的至少三个边缘区，天线线圈设置为覆盖中心区的至少一部分，以此来提高天线装置的性能，从而避免了狭缝导致的强度问题。

本申请中，天线线圈由一砸或多匝导线绕制而成，天线线圈覆盖中心区指的是一匝或多匝导线覆盖中心区。此外，天线线圈包围的区域为开口区域，根据导线的绕制走线方式，开口区域可以是各种适当的形状，例如半圆形、弓形等。开口区域的内部指的是最外圈导线限定的范围以内，开口区域的外部指的是最外圈导线限定的范围以外；或者，开口区域的内部也可以是最内圈导线限定的范围以内，开口区域的外部是最外圈导线限定的范围以外。

为使本实用新型的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

参考图2，在第一实施例中，天线装置主要包括金属板20和天线线圈22。该天线装置可以是NFC天线装置、RFID天线装置或者其他适当类型的天线装置。

该金属板20的材料可以是各种适当的金属材料，例如铜。该金属板20上开设有封闭的通孔，也即该通孔的轮廓是封闭的，并不具有开放的开口或者狭缝。该通孔中可以填充有介质材料，或者也可以是镂空的。进一步而言，该通孔包括中心区210以及与中心区210连通的边缘区211、212、213和214。其中，边缘区211、212、213和214都从中心区210伸出，换言之，边缘区211、212、213和214汇聚于中心区210。

作为一个非限制性的例子，图2中的中心区210的形状为矩形。在其他实例中，中心区210还可以是其他形状，包括但不限于圆形、椭圆形、多边形(例如三角形、梯形)、不规则形状(例如云朵形)。中心区210内可以填充金属构件，但该金属构件不与中心区210的边缘连接，金属构件与中心区210的边缘之间可以填充有介质材料，例如陶瓷、塑料、油漆等。

作为一个非限制性的例子，图2中的边缘区211、212、213和214的形状为矩形。在其他实例中，边缘区211、212、213和214还可以是其他形状，包括但不限于L形、V形、N形、M形、W形、三角形、椭圆形、多边形、不规则形状(例如蛇形等)，或者这些形状的组合。边缘区211、212、213和214的轮廓可以是光滑的，也可以具有毛刺，例如整体呈树状。边缘区211、212、213和214的宽度可以是恒定的，也可以是从中心区210向外逐渐变窄或者逐渐变宽。

天线线圈22可以由多匝导线绕制而成，而且覆盖中心区210的至少一部分，也即天线线圈22的至少一砸导线的走线路径经过中心区210。进一步儿呀其中，天线线圈22覆盖中心区210的面积越大，耦合的磁场能量就越强，也就越有利于提高天线装置的整体性能。优选地，天线线圈22覆盖中心区210的全部面积，也即中心区210全部都被天线线圈22覆盖。

作为一个非限制性的例子，边缘区213和214位于天线线圈22包围的开口区域内部，而边缘区211和212位于天线线圈22包围的开口区域外部，由此，磁力圈可以分别经由内部和外部的边缘区进出，形成闭合的磁力圈。其中，位于开口区域内部的边缘区211和212可以位于天线线圈22最内圈导线限定的区域内部，或者也可以位于天线线圈22最外圈导线限定的区域内部，也即，天线线圈22可以覆盖边缘区211和212的端部。

优选地，天线线圈22进覆盖中心区210，而并不与各个边缘区相交。这是因为，天线线圈22与边缘区相交的话，会使得天线线圈22中产生相反的感应电流，从而相互抵消，影响天线性能。

优选地，位于开口区域内部的边缘区213、214的总面积与位于开口区域外部的边缘区211、212的总面积相等。由此，进出的磁通量可以达到平衡，从而有利于提高天线性能。当然，开口区域内部和外部的边缘区的面积也可以不相等。

优选地，天线线圈22中，覆盖在通孔上的导线的宽度相比其他区域的导线宽度更宽。具体而言，图2中覆盖在中心区210上的导线的宽度比覆盖在金属板20上的导线的宽度更宽。较宽的导线使得Q值更高，有利于提高天线性能；而且较宽的导线电阻较低，同等条件下电流更大，有利于提高天线性能。覆盖在金属板20上的导线的宽度较小，可以减小面积的占用。而且，覆盖在金属板20上的导线之间的间距越小越好，以进一步减小面积。

优选地，天线线圈22覆盖中心区210的部分为直边，以便于走线；除此以外的其他部分为弧形，相比于矩形，使得走线更短，有利于减小占用的面积。

参考图3，第二实施例的天线装置主要包括金属板30和天线线圈32。其结构与第一实施例类似，主要区别在于，金属板30上的通孔形状以及相对于天线线圈32的位置关系不同。具体而言，该通孔包括中心区310以及边缘区311、312、313、314和315。天线线圈32的直边覆盖中心区310的一部分以及边缘区313、315的一部分。边缘区311、312位于天线线圈32包围的开口区域的外部，边缘区314以及边缘区315、313的一部分位于天线线圈32的开口区域的内部。

关于第二实施例的天线装置的其他具体设置可以参见第一实施例的相关描述。

参考图4，第三实施例的天线装置主要包括金属板40和天线线圈42。其结构与第一实施例类似，主要区别在于，金属板40上的通孔形状以及相对于天线线圈42的位置关系不同。具体而言，该通孔包括中心区410以及边缘区411、412和413。天线线圈42的直边覆盖中心区410的全部以及边缘区413的全部。边缘区411位于天线线圈42包围的开口区域的外部，边缘区412位于天线线圈42的开口区域的内部。优选地，被天线线圈42覆盖的边缘区413的长度或面积大于边缘区411、412各自的长度或面积，也即天线线圈42优先覆盖长度或面积更大的边缘区。

关于第三实施例的天线装置的其他具体设置可以参见第一实施例的相关描述。

参考图5，第四实施例的天线装置主要包括金属板50和天线线圈52。其结构与第一实施例类似，主要区别在于，金属板50上的通孔形状、通孔相对于天线线圈52的位置关系以及天线线圈52的形状不同。具体而言，该通孔包括中心区510以及边缘区511、512和513。天线线圈52的一条直边覆盖中心区510的全部以及边缘区513的全部。边缘区511位于天线线圈52包围的开口区域的外部，边缘区512位于天线线圈52的开口区域的内部。天线线圈52的形状并非是半圆或者弓形，除覆盖中心区510的直边外，还包括另外两条直边以及一条弧形边。优选地，被天线线圈52覆盖的边缘区513的长度或面积大于边缘区511、512各自的长度或面积，也即，天线线圈52优先覆盖长度或面积更大的边缘区。

关于第四实施例的天线装置的其他具体设置可以参见第一实施例的相关描述。

参考图6，第五实施例的天线装置主要包括金属板60和天线线圈62。其结构与第一实施例类似，主要区别在于，金属板60上的通孔形状以及相对于天线线圈62的位置关系不同。具体而言，该通孔包括中心区610以及边缘区611、612、613和614。其中，边缘区613和614处于轴对称的位置上，而边缘区611和612沿对称轴的方向设置。天线线圈62的一条直边覆盖中心区610的全部以及处于对称位置的边缘区613和614。边缘区611位于天线线圈62包围的开口区域的外部，边缘区612位于天线线圈62的开口区域的内部。

关于第五实施例的天线装置的其他具体设置可以参见第一实施例的相关描述。

参考图7，第六实施例的天线装置主要包括金属板70和天线线圈72。其结构与第一实施例类似，主要区别在于，金属板70上的通孔相对于天线线圈72的位置关系不同。具体而言，该通孔包括中心区710以及边缘区711、712、713和714。天线线圈72的直边覆盖中心区710的全部以及边缘区712和714。边缘区711位于天线线圈72包围的开口区域的外部，边缘区713位于天线线圈72的开口区域的内部。

关于第六实施例的天线装置的其他具体设置可以参见第一实施例的相关描述。

此外，本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备上述任一实施例所述的天线装置。该电子设备例如可以是手机、平板设备等。其中，天线装置的金属板可以是电子设备的后壳、中壳或者PCB板。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。