穿戴式装置的NFC天线结构，不需要加入铁氧体，能够简化天线结构；并且天线辐射主体采用单匝非封闭金属线圈或金属环设计，结构更简单，占用面积及空间小，有利于更薄及小型化的设计；单个匝数线圈产生的电感与电容量一般不能满足NFC天线的要求，但是其电感与电容值的不足可以用调节电路进行修正，具体采用串接的第一电感13及第二电感14来增加辐射体为单匝非封闭金属线圈或金属环的电感值，通过电容来增加辐射体的电容值，故而能够将金属线圈的匝数减少到单匝，该天线所占用的面积以及体积较小，结构更简单，并且通信质量可靠。
[0038]进一步的，所述金属线圈I的材质为铜。当然，除铜外，还可以是其它金属(如银、镍等)或者其它合金金属。
[0039]以下是一个智能手表的NFC天线模型(手表的直径为40mm)作为一具体的示例来说明本方案的各项性能。为了满足NFC天线设计规范，需要使用两个560nH的电感和一个5.6pF的电容。特别的，上述的电感使用村田电子(Murata)提供的型号为LQW18CNR56J00D的电感器，该电感器的直流电阻(0.48Ω)很小。图4为没有加入电感和电容的天线史密斯曲线图，从图4中可以看出，天线在IMHz频率时记录的等效电感值La为126.33nH，该电感值太小并不能满足NFC天线规范。图5为仅加入两个电感后的天线史密斯曲线图，图6为加入两个电感及一个电容后的天线史密斯曲线图。从图5和图6中可以看出，只要加入两个电感，天线在IMHz频率时记录的等效电感值La为1.37uH，该电感值能够满足NFC天线规范。另外，再加入电容后，该天线的自共振频率从96MHz减少到52.4MHzο该设计中使用恩智浦(NXP)的NFC设计指导公式计算出的等效电容值为6.72pF，等效电阻值Ra为3.3 Ω，能够较好的满足NFC的天线规范。在卡片模式或标签模式中，NFC天线方案的感应距离为30mm，该距离完全满足手表设计方案的要求。
[0040]参阅图7，一种智能手表，包括表盖4、框架3、芯片组件5、电池(未标出)、后盖6、PCB板2、天线组件以及表带7，所述表盖4、框架3以及后盖6围成容置空间，所述芯片组件5,PCB板2、天线组件及电池位于容置空间，所述表带7设置在框架3上，所述天线组件位于PCB板2上，所述天线组件为NFC天线组件，所述NFC天线组件包括天线辐射主体、调节电路组件、第一馈电部11以及第二馈电部12 ;
[0041]所述天线辐射主体为围绕PCB板2并位于框架3内表面的单匝金属线圈1，所述金属线圈I上设有开口 16，所述开口 16将金属线圈I分成非封闭的环状结构；
[0042]所述调节电路组件包括第一电感13、第二电感14以及电容15，所述第一电感13的一端与第一馈电部11连接，第一电感13的另一端与金属线圈I的一端连接；所述第二电感14的一端与第二馈电部12连接，第二电感14的另一端与金属线圈I的另一端连接；所述电容15的一端连接在第一电感13与第一馈电部11连接的接点上，另一端连接在第二电感14与第二馈电部12连接的接点上。
[0043]进一步的，所述金属线圈I的直径大于PCB板2的直径，并且金属线圈I与PCB板2之间留有缝隙，金属线圈I的能量从缝隙中辐射出(如图2所示)。特别，该结构不需要使用铁氧体，能够简化天线结构，节省成产成本。
[0044]进一步的，所述金属线圈I的材质为铜。当然，除铜外，还可以是其它金属(如银、镍等)或者其它合金金属。
[0045]上述的NFC天线设计方案，还可以扩展到带有装饰性金属环的智能手表中。
[0046]参阅图8及图9，一种智能手表，包括表盖4、框架3、芯片组件5、电池、后盖6、PCB板2、天线组件以及表带7，所述表盖4、框架3以及后盖6围成容置空间，所述芯片组件5、PCB板2及电池位于容置空间，所述表带7设置在框架3上，所述天线组件为NFC天线组件，还包括一围绕并紧贴于框架3外表面的金属环1，所述NFC天线组件包括天线辐射主体、调节电路组件、第一馈电部11以及第二馈电部12 ;
[0047]所述天线辐射主体为金属环1，所述金属环I上设有开口 16，所述开口 16将金属环I分成非封闭的环状结构；
[0048]所述调节电路组件包括第一电感13、第二电感14以及电容15，所述第一电感13的一端与第一馈电部11连接，第一电感13的另一端与金属环I的一端连接；所述第二电感14的一端与第二馈电部12连接，第二电感14的另一端与金属环I的另一端连接；所述电容15的一端连接在第一电感13与第一馈电部11连接的接点上，另一端连接在第二电感14与第二馈电部12连接的接点上。
[0049]进一步的，还包括一开关按钮8，所述开关按钮8位于开口 16处。
[0050]综上所述，本实用新型提供的用于可穿戴式装置的NFC天线结构，NFC天线组件的天线辐射主体采用单匝非封闭金属线圈或金属环设计，结构更简单，占用面积及空间小，有利于更薄和小型化的设计；采用串接的第一电感及第二电感能够增加辐射体为单匝非封闭金属线圈或金属环的电感值，通过电容能够增加辐射体的电容值，其优点主要体现如下:
[0051]1、本方案为一种适合智能手表的首次简洁式NFC天线设计；
[0052]2、本方案不需要加入铁氧体，能够减少生产成本，并且能够简化结构；
[0053]3、本方案容易实施，作为天线辐射主体的铜线圈仅需要一圈；
[0054]4、本方案中通过调节电路中的电感及电容以满足NFC天线对电感及电容的要求；
[0055]5、本方案也适用于具有非封闭金属环的智能手表，此时该非封闭的金属环作为NFC天线的唯一天线福射主体。
[0056]6、除了本方案的手表，该NFC天线结构还可以应用到其它可穿戴式装置中。
[0057]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种用于可穿戴式装置的NFC天线结构，其特征在于，包括天线辐射主体、调节电路组件、第一馈电部以及第二馈电部； 所述天线辐射主体为单个金属线圈；所述金属线圈上设有开口，所述开口将金属线圈分成非封闭的环状结构； 所述调节电路组件包括第一电感、第二电感以及电容，所述第一电感的一端与第一馈电部连接，第一电感的另一端与金属线圈的一端连接；所述第二电感的一端与第二馈电部连接，第二电感的另一端与金属线圈的另一端连接；所述电容的一端连接在第一电感与第一馈电部连接的接点上，另一端连接在第二电感与第二馈电部连接的接点上。
2.—种智能手表，包括表盖、框架、芯片组件、电池、后盖、PCB板、天线组件以及表带，所述表盖、框架以及后盖围成容置空间，所述芯片组件、PCB板、天线组件及电池位于容置空间，所述表带设置在框架上，其特征在于，所述天线组件为NFC天线组件，所述NFC天线组件包括天线辐射主体、调节电路组件、第一馈电部以及第二馈电部； 所述天线辐射主体为围绕PCB板且位于框架内表面的单匝金属线圈，所述金属线圈上设有开口，所述开口将金属线圈分成非封闭的环状结构； 所述调节电路组件包括第一电感、第二电感以及电容，所述第一电感的一端与第一馈电部连接，第一电感的另一端与金属线圈的一端连接；所述第二电感的一端与第二馈电部连接，第二电感的另一端与金属线圈的另一端连接；所述电容的一端连接在第一电感与第一馈电部连接的接点上，另一端连接在第二电感与第二馈电部连接的接点上。
3.根据权利要求2所述的智能手表，其特征在于，所述金属线圈的直径大于PCB板的直径，并且金属线圈与PCB板之间留有缝隙，金属线圈的能量从缝隙中辐射出。
4.一种智能手表，包括表盖、框架、芯片组件、电池、后盖、PCB板、天线组件以及表带，所述表盖、框架以及后盖围成容置空间，所述芯片组件、PCB板及电池位于容置空间，所述表带设置在框架上，其特征在于，还包括一围绕并紧贴于框架外表面的金属环，所述天线组件为NFC天线组件，所述NFC天线组件包括天线辐射主体、调节电路组件、第一馈电部以及第二馈电部； 所述天线辐射主体为金属环，所述金属环上设有开口，所述开口将金属环分成非封闭的环状结构； 所述调节电路组件包括第一电感、第二电感以及电容，所述第一电感的一端与第一馈电部连接，第一电感的另一端与金属环的一端连接；所述第二电感的一端与第二馈电部连接，第二电感的另一端与金属环的另一端连接；所述电容的一端连接在第一电感与第一馈电部连接的接点上，另一端连接在第二电感与第二馈电部连接的接点上。
5.根据权利要求4所述的智能手表，其特征在于，还包括一开关按钮，所述开关按钮位于开口处。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于可穿戴式装置的NFC天线结构及智能手表，其中，NFC天线结构包括天线辐射主体、调节电路组件、第一馈电部以及第二馈电部；所述天线辐射主体为单匝金属线圈；所述金属线圈上设有开口，所述开口将金属线圈分成非封闭的环状结构；所述调节电路组件包括第一电感、第二电感以及电容，第一电感与第二电感串接后整体并与电容并接。本实用新型通过串接的第一电感及第二电感来增加辐射体为单匝非封闭金属线圈或金属环的电感值，通过电容来增加辐射体的电容值，能够将金属线圈的匝数减少到一圈，该天线所占用的面积以及体积较小，通信质量可靠。
【IPC分类】H01Q1-27, H01Q7-00, H01Q1-50, H01Q1-36, G04R60-12, G04R60-02
【公开号】CN204441452
【申请号】CN201420784390
【发明人】赵安平, 谷媛, 徐雨
【申请人】深圳市信维通信股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月11日