一种三段式金属后盖的近场天线装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种三段式金属后盖的近场天线装置，所述金属后盖包括金属边框和金属后壳，所述金属边框上、下端和金属后壳的连接处开设缝隙，形成由金属边框上端组成的作为辐射体的第一段、由金属边框中部和金属后壳组成的第二段以及由金属边框下端组成的第三段，还包括都馈电连接于第一段的近场天线和射频天线，所述近场天线和射频天线不共地设置。摒弃了供电线圈加铁氧体的传统方式，价格更省，且终端外形无需额外开缝设计，使得产品更佳美观，避免耦合馈电带来的耦合损耗等。同时针对于一种特殊的三段式金属后盖结构所设计的天线结构，使得天线在不同形式的通讯终端中都有其高效的结构形式。
【专利说明】
一种三段式金属后盖的近场天线装置
技术领域
[0001]本发明涉及无线通讯领域，更具体地，涉及三段式金属后盖的近场天线装置。
【背景技术】
[0002]随着近年来金属背盖通讯终端的普及，常规NFC天线贴附于塑料手机后盖的解决方案已经逐渐变得不再适用，然而在高端手持终端中普遍采用的全金属背盖设计，对传统NFC性能存在较大的抑制，甚至到NFC功能的完全丧失。籍此，在金属背盖方式上实现NFC功能成为业界需要解决的一个重要难题。目前，大部分解决方案是采用终端后部摄像头孔开缝处理的方式，或者后部摄像头与指纹识别孔之间开缝方式，近场天线的供电线圈环绕后部摄像头或者指纹识别孔放置。这种方式占用空间大，成本高，且多处开缝处理破坏了金属后壳的整体性。
[0003]金属后盖包括金属边框和金属后壳的开缝形式一般有两种，其中一种是对整个金属后盖上下段分别横切形成直缝隙的三段式金属后盖，另一种是沿上下两端金属边框和金属后壳的连接处开槽，即分离出上下两段的金属边框，保留金属后壳的完整性。
[0004]对于近场天线和射频天线的共存问题，如何减少天线占用空间，减少多天线之间的性能影响成为了目前需要解决的一大问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供针对沿上下两端金属边框和金属后壳的连接处开槽，即分离出上下两段的金属边框的三段式金属后盖近场天线和射频天线不共地的天线装置。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是:一种三段式金属后盖的近场天线装置，所述金属后盖包括金属边框和金属后壳，所述金属边框上、下端和金属后壳的连接处开设缝隙，形成由金属边框上端组成的作为辐射体的第一段、由金属边框中部和金属后壳组成的第二段以及由金属边框下端组成的第三段，其特征在于:还包括都馈电连接于第一段的近场天线和射频天线，所述近场天线和射频天线不共地设置。
[0007]所述近场天线通过第一段连接电感L2后接地。
[0008]本发明共用金属背盖一部分作为辐射体的近场天线以及射频天线功能，用于在金属边框上、下两端和金属后壳连接处开缝的三段式金属后盖结构中，并采用直接馈电的方式将近场天线和射频天线都馈电连接到辐射体第一段中，摒弃了供电线圈加铁氧体的传统方式，价格更省，且终端外形无需额外开缝设计，使得产品更佳美观，同时直接连接到金属背盖辐射体，避免耦合馈电带来的耦合损耗等。同时针对于一种特殊的三段式金属后盖结构所设计的天线结构，使得天线在不同形式的通讯终端中都有其高效的结构形式。
[0009]所述近场天线包括RFID模块，所述RFID模块通过第一电抗元件接入第一段中的第一馈电点，阻高频通低频，有效地达到抗干扰效果;所述射频天线包括射频模块，所述射频模块通过第二电抗元件接入第一段中的第二馈电点。实现馈电点左右两端不同的辐射体达到不同频段电场辐射的效果。
[0010]所述第一馈电点和第二馈电点重合，作为本申请的另一优化方案，在无需另外加线圈和铁氧体，也无需在金属后盖上另外设置缝隙的情况下实现近场通讯和射频通讯互不干扰且满足辐射要求的效果。
[0011]所述第一电抗元件为高Q值电感，第二电抗元件为电容。
[0012]所述近场天线包括NFC通讯天线。
[0013]本发明摒弃了传统供电线圈的实现方式，且无需在金属背盖上做特定的开缝设计。近场天线通过第一高Q值电感LI连接到一段金属背盖辐射体，再通过第二高Q值电感L2连接到地，形成环形辐射体，该辐射体主要是磁场辐射作用。射频天线通过电抗元件(电容Cl)连接到金属背盖辐射体，再通过接地导体连接到地，天线馈电两端不同长度的金属背盖辐射体实现了射频天线不同的频段，金属背盖辐射体起到电场辐射作用。通常近场天线频段比射频通讯领域低。另外本发明采用直接馈电形式应用于在金属边框上、下两端和金属后壳连接处开缝的三段式金属后盖结构中，避免了因为耦合馈电带来的损耗的同时保证了直接馈电的低干扰。采用第一高Q值电感LI和第二高Q值电感L2连接到近场天线中，解决了近场天线和远场天线相互影响的问题，低干扰，性能更佳。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下优点:
1.本发明无需采用供电线圈加铁氧体的传统方式，有更好的成本优势和空间优势。
[0015]2.本发明射频天线以及近场天线共用金属背盖，实现了天线的小型化
3.本发明无需采用金属背盖的开缝，外形设计的自由度更高，且更美观。
[0016]4.本发明无需采用親合馈电，损耗相对较小。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例1三段式金属后盖的近场天线装置的结构示意图。
[0018]图2为本发明实施例1共馈电点近场天线的等效电路图。
[0019]图3为本发明实施例1的一种集总元件电气连接方式。
[0020]图4为本发明实施例1共馈电点近场天线的电流分布图。
[0021]图5为本发明实施例1的另一种集总元件电气连接方式。
[0022]图6为本发明实施例2三段式金属后盖的近场天线装置的结构示意图。
[0023]图7为分馈电点RFID环形电流分布图。
[0024]其中，I为第一段，2为RFID模块，3为第一段的接地连接点，4为第二段，5为射频模块，6为缝隙。
【具体实施方式】
[0025]为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。
[0026]实施例1
如图1-4所示，一种三段式金属后盖的近场天线装置，用于在金属边框上下两端与金属后壳连接处开缝形成三段式结构的金属背盖的通讯设备中，在不增加线圈等其它装置及不另外开缝的情况下实现近场通讯，并与远场射频通讯互不影响，且最低限度地控制了信号干扰，该金属背盖包括由金属边框上端组成的第一段1、由金属边框中部和金属后壳组成的第二段2、以及由金属边框下端组成的第三段3，本实施例双天线方案设置于第一段I和第二段2上。
[0027]如图1所示，该天线装置主要是由金属边框I段作为射频天线辐射体，金属壳体4作为接地层、屏蔽层和散热层，还包括近场天线和射频天线，其中近场天线包括NFC天线，近场天线部分包括RFID模块2，RFID模块2通过第一高Q值电感LI连接第一段上的馈电点A，射频天线包括主天线，分集天线，以及GPS、WIFI共用天线等，射频天线部分包括射频模块5，射频模块5通过电容Cl连接于馈电点A，本实施例中的近场天线和射频天线共用同一馈电点，SP权利要求书中所描述的第一馈电点和第二馈电点都是馈电点A，所述第一段的一端还通过第二高Q值电感L2接地，通过连接第一段I的第一高Q值电感LI和L2，能隔离辐射部件I上的高频信号；用于调制和传输信号的近场通信模块，在第一段I和第二段4之间的缝隙6填充塑胶，缝隙宽度一般在1.2mm到2.0mm。
[0028]该天线装置的两种不同的天线分别采用不同模块进行馈电，从第一段的A点馈入。射频模块的芯片对射频天线进行馈电，RFID模块的芯片对RFID天线进行馈电，两组模块前端分别加载不同的电抗元件。
[0029]RFID模块通过电抗元件第一高Q值电感LI连接到金属边框第一段I。射频模块通过电抗元件电容Cl连接到金属边框第一段I。金属边框第一段通过连接第二高Q值电感L2到金属壳体第二段4，从而连接到地。
[0030]图2为共馈近场天线等效电路图，在RFID模块工作时，第一高Q值电感LI和第二高Q值电感L2在RFID频带下为导通状态，表现为电感特性，电容Cl表现为高阻抗特性，为开路状态，射频模块对RFID天线不会产生影响。射频模块工作时，电容Cl在射频频段下为低阻抗等效为短路状态，第一高Q值电感LI和第二高Q值电感L2对射频模块表现为高阻抗特性，为开路状态，不会对射频天线产生影响。电抗元件LI，L2，Cl可以减小射频模块与RFID模块之间的相互影响。
[0031]图3是本发明实施例的一种集总元件电气连接方式。将主要辐射体即第一段I连接到第一高Q值电感LI的一端，其中第二高Q值电感L2接地，LI并联接入用于调试匹配的并联电容Cp，再串联接入用于调试匹配的串联电容Cs，串联电容Cs接入到巴伦器件B中的其中个端口，与其相邻的低阻抗端口接地。巴伦器件的剩余端口接入到差分的LC低通滤波器，完成非平衡-平衡的转换，其中低通滤波器包括电感LO和电容CO，两颗电感LO连接到RFID芯片的Tx端。
[0032]如图5所示为另一种集总元件电气连接方式，将主要辐射体即第一段I的一端连接到第一高Q值电感LI的一端，另一端直接接地，第一高Q值电感LI并联接入用于调试匹配的并联电容Cp，再串联接入用于调试匹配的串联电容Cs，串联电容Cs接入到巴伦器件B中的其中个端口，与其相邻的低阻抗端口接地。巴伦器件的剩余端口接入到差分的LC低通滤波器，完成非平衡-平衡的转换，其中低通滤波器包括电感LO和电容CO，两颗电感LO连接到RFID芯片的Tx端。
[0033]如图4所示为近场天线等效电流分布图。电流沿着金属边框第一段的Ia部分，从连接导体3到金属壳体4段接地，再到RFID模块接地端，形成环形电流分布，实现磁场辐射的环形天线。
[0034]实施例2
如图6所示，作为本申请的另一实施例，与实施例1不同之处在于，本实施例公开一种共用金属背盖的近场天线以及射频天线分馈电点装置的结构，射频模块通过B点进行馈电，而RFID模块通过A点进行馈电。两个模块的前端都通过不同的电抗元件到金属边框I段。在RFID模块工作时，Cl表现为高阻抗特性，为开路状态，射频模块对RFID天线不会产生影响。射频模块工作时，LI，L2对射频模块表现为高阻抗特性，不会对射频天线产生影响。
[0035]如图7所示是分馈电点RFID环形电流分布图，RFID模块对RFID天线进行馈电，通过第一高Q值电感LI到馈电点A，通过第一段的Ia部分，经过连接导体3到金属壳体第二段连接到地，再到RFID模块接地端，形成电流回路，从而实现环形磁场辐射功能。
[0036]同样的，作为优化方案，第一段接地是通过第二高Q值电感L2接地的。
[0037]以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种三段式金属后盖的近场天线装置，所述金属后盖包括金属边框和金属后壳，所述金属边框上、下端和金属后壳的连接处开设缝隙(6)，形成由金属边框上端组成的作为辐射体的第一段(I)、由金属边框中部和金属后壳组成的第二段(4)以及由金属边框下端组成的第三段，其特征在于:还包括都馈电连接于第一段的近场天线和射频天线，所述近场天线和射频天线不共地设置。2.根据权利要求1所述的一种三段式金属后盖的近场天线装置，其特征在于:所述近场天线通过第一段连接第二高Q值电感L2后接地。3.根据权利要求1所述的一种三段式金属后盖的近场天线装置，其特征在于:所述近场天线包括RFID模块，所述RFID模块通过第一电抗元件接入第一段中的第一馈电点，所述射频天线包括射频模块，所述射频模块通过第二电抗元件接入第一段中的第二馈电点。4.根据权利要求2所述的一种三段式金属后盖的近场天线装置，其特征在于:所述第一馈电点和第二馈电点重合。5.根据权利要求2所述的一种三段式金属后盖的近场天线装置，其特征在于:所述第一电抗元件为第一高Q值电感LI，第二电抗元件为电容Cl。6.根据权利要求1所述的一种三段式金属后盖的近场天线装置，其特征在于:所述近场天线包括NFC通讯天线。
【文档编号】H01Q1/24GK105826679SQ201610312007
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】蒋枫华, 龚斯乐, 俞斌
【申请人】惠州硕贝德无线科技股份有限公司