一种小尺寸高性能的nfc天线结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种小尺寸高性能的NFC天线结构。
【背景技术】
[0002]近场通讯(NFC，Near Field Communicat1n)是一种利用磁场感应收发电磁波实现电子设备之间进行近距离通信的无线通讯技术，该技术也可被称为是一种非接触式的识别和互联技术。这种技术可以为消费者提供简单直观的信息交换、内容访问与服务。由于NFC技术的这种特殊性，近期NFC得到了越来越广泛的重视，并且该技术已经被应用于移动设备、PC、以及智能控件等设备中。在传统的NFC手持设备的应用中，一般选择将NFC天线辐射体放在电池上面，同时为了减少电池(也即金属)上产生的与天线本身电流方向相反的涡流对NFC天线的负面影响，需要在NFC天线线圈和电池中间放置一层能把天线线圈与电池隔离开的铁氧体。该方案中使用的铁氧体虽然能减少电池或金属板上涡流的强度，但是并不能改变该涡流的流向，或者说不能把该涡流变成对天线本身有增强作用的有效涡流。因此，为了保证NFC天线的性能，使用该设计方案的NFC天线必须满足一定的尺寸要求。由于该传统NFC天线方案的天线尺寸较大，故而不能满足手持设备小型化的需求。
[0003]为了达到减少NFC天线尺寸的目的，近期日本株式会社村田制作所(以下简称村田)提出了一种Z字形NFC天线解决方案。如图1所示，所述Z字形NFC天线结构包括金属板1、铁氧体2和天线线圈3，其中铁氧体2套设于天线线圈3中，使得天线线圈3的一部分在铁氧体2的一侧，另一部分则在铁氧体2的另一侧，当从侧面观看时，所述天线线圈3呈Z字形。该方案与传统NFC天线方案的最大不同之处是铁氧体2没有完全被放置在天线线圈3与金属板(例如PCB板)I之间，而是穿插式地放置在天线线圈3的左右两个部分与金属板I之间。虽然村田采用了一种对该天线工作原理解释的方式(磁场通过铁氧体穿过天线线圈)，但是实际上这个天线的工作原理是基于近场耦合的原则；有关近场耦合原理的细节，将在本实用新型专利中的“【具体实施方式】”段落中进行详细的解释。村田的这个Z字形方案的最大好处是能在金属板I上能激发出对天线本身来讲有效的涡流。虽然与传统的NFC天线方案相比，该Z字形NFC天线方案在天线尺寸方面有了很大的改进，但是其天线性能还不能完全地与传统的大尺寸NFC天线相媲美。因此，需要开发出一种不仅具有小尺寸而且同时具有高性能的NFC天线。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种小尺寸高性能的NFC天线结构。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种小尺寸高性能的NFC天线结构，包括金属板、铁氧体和天线线圈，所述金属板位于所述铁氧体的一侧，所述天线线圈呈8字形，且包括第一线圈和第二线圈两部分，所述铁氧体套设于所述第一线圈和第二线圈中，且所述第一线圈和第二线圈的连结部分位于所述铁氧体的另一侧。
[0006]进一步的，所述第一线圈和第二线圈中的电流流向相反。
[0007]进一步的，所述第一线圈靠近金属板的中心，第二线圈则靠近金属板的边缘。
[0008]进一步的，所述金属板为PCB板、位于PCB板上的屏蔽罩或电池。
[0009]进一步的，所述天线线圈位于所述金属板的中心。
[0010]本实用新型的有益效果在于:8字形的天线线圈的两个圈都能产生有效涡流，在保持NFC天线及铁氧体尺寸、以及天线线圈绕线总长度(换言之，如果Z字形的线圈数是2圈，那么8字形线圈数将是I圈)不变的情况下，提高了天线性能，增强了 NFC天线在使用中的灵活性。
【附图说明】
[0011]图1为现有技术中村田制作所提出NFC天线结构示意图；
[0012]图2为本实用新型实施例一的NFC天线结构示意图；
[0013]图3为本实用新型实施例一中第一分支产生的涡流示意图；
[0014]图4为本实用新型实施例一中第二分支产生的涡流示意图；
[0015]图5为本实用新型实施例一 NFC天线结构的磁场分量在金属板上方25mm处的磁场强度分布图；
[0016]图6为图1所不NFC天线结构的磁场分量在金属板上方25mm处的磁场强度分布图；
[0017]图7为本实用新型实施例二的NFC天线结构示意图。
[0018]标号说明:
[0019]1、金属板；2、铁氧体；3、天线线圈；4、第一分支；5、第二分支；6、第三分支。
【具体实施方式】
[0020]为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0021]本实用新型最关键的构思在于:
[0022]请参照图2，一种小尺寸高性能的NFC天线结构，包括金属板、铁氧体和天线线圈，所述金属板位于所述铁氧体的一侧，所述天线线圈呈8字形，且包括第一线圈和第二线圈两部分，所述铁氧体套设于所述第一线圈和第二线圈中，且所述第一线圈和第二线圈的连结部分位于所述铁氧体的另一侧。
[0023]从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于:8字形的天线线圈的两个圈都能产生有效涡流，在保持NFC天线及铁氧体尺寸以及天线线圈绕线总长度不变的情况下，提高了天线性能，增强了 NFC天线在使用中的灵活性。
[0024]进一步的，所述第一线圈和第二线圈中的电流流向相反。
[0025]进一步的，所述第一线圈靠近金属板的中心，第二线圈则靠近金属板的边缘。
[0026]由上述描述可知，在整个金属板上方会有一个区域的信号最强，尤其适用于近场通讯设备。
[0027]进一步的，所述金属板为PCB板、位于PCB板上的屏蔽罩或电池。
[0028]进一步的，所述天线线圈位于所述金属板的中心。
[0029]由上述描述可知，在整个金属板上方探测到的天线信号将是均匀的，使用时无需调整角度等，非常便捷。
[0030]实施例一
[0031]如图2所示，本实用新型的实施例一为一种小尺寸高性能的NFC天线结构，图2中上面为正视图，下面为侧视图。所述天线结构适用于手机、iPAD、掌上电脑等移动设备，包括一金属板1、铁氧体2和天线线圈3，所述铁氧体2和天线线圈3在金属板I的一侧，通常是在移动设备的背面一侧，所述金属板I可以是PCB板、位于PCB板上的屏蔽罩或电池等。所述天线线圈3呈8字形，与铁氧体2有机嵌合，铁氧体2穿插在8字形天线线圈3的第一线圈、第二线圈以及金属板I之间。8字形天线线圈3被铁氧体分成如下两个主要部分:与金属板I紧密接触的第一分支4和第二分支5，即8字形的两个圈部分，位于铁氧体2和金属板I之间；以及被铁氧体2隔离的第三分支6，即8字形的两个圈连结部分，位于铁氧体2的上方，即与金属板相反的一侧。如图2所不，第一分支4和第三分支6构成靠近金属板I中心的第一线圈，该线圈的电流方向为顺时针方向；第二分支5和第三分支6构成靠近金属板I左侧边缘的第二线圈，该线圈的电流方向为逆时针方向，可选的，第二线圈也可位于金属板的右侧边缘。
[0032]本实用新型的NFC天线工作原理如下:根据近场耦合的原理，与金属板I紧密接触的NFC分支将在金属板I上产生有助于增强NFC天线本身性能的有效涡流，这个有效涡流的贡献使得整体NFC天线的性能有显著的增强，故而能设计出一种具有高性能但小尺寸的NFC天线。进一步的，本案NFC天线的工作原理还可以用图3和图4来进行更形象的阐述，其中图3为与金属板I紧密接触的分支为第一分支4的情况，图4为与金属板I紧密接触的分支为第二分支5的情况。根据近场耦合的原理，在金属板I上与第一分支4相邻的左右两个区域将产生与第一分支4本身的电流相悖的涡流，同时这两个涡流将在金属板I上构成两个电流流向相反的涡流回路。再有，从图2和图3中可以看出，第一分支4