NFC天线及电子设备的制作方法

文档序号:29774055发布日期:2022-04-22 11:52阅读:76来源:国知局
nfc天线及电子设备
技术领域
:1.本技术涉及通信
技术领域
:,尤其涉及一种nfc天线及电子设备。
背景技术
::2.近场通讯(nfc,nearfieldcommunication)是一种利用磁场感应收发电磁波实现电子设备之间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。具备nfc功能的电子设备可以代替公交卡、银行卡、门禁卡以及相应的刷卡设备,能够迅速安全实现设备之间的文件及数据传输。然而,现有的nfc天线一般为二维结构,只能在一个方向实现通信功能,这限制了nfc天线的应用场景。技术实现要素:3.本技术提供一种nfc天线及电子设备,可以实现双方向通信,以解决现有nfc天线通信方向单一的技术问题。4.为解决以上问题,本技术提供一种nfc天线,包括第一线圈和第二线圈。所述第二线圈包括内线圈和外线圈,所述外线圈位于所述内线圈的外周侧,并与所述内线圈电连接,且所述内线圈和所述外线圈的电流方向相同。所述第一线圈的相对两端分别与所述外线圈的相对两端电连接,所述第一线圈所在的面与所述第二线圈所在的面呈夹角。5.本实施例中,所述nfc天线既可以在所述第一线圈所在的面的方向实现通信功能,又可以在所述第二线圈所在的面的方向,从而使得所述nfc天线能够在双方向进行通信,增加了所述nfc天线的应用场景。同时,由于所述第二线圈的内线圈和外线圈的电流方向相同,增强了与所述第二线圈所在的面垂直的方向的磁场强度,使得所述nfc天线在所述第二线圈所在的面的方向的通信性能增强。6.一种实施方式中,所述nfc天线由“8”字型线圈弯折形成。所述nfc天线可以由一匝或多匝线圈弯折形成,组成所述nfc天线的线圈作为天线辐射体,用于发射和接收无线信号。通过将所述nfc天线设置为“8”字型,可以简化所述nfc天线的结构。7.一种实施方式中,所述外线圈包括第一段、第二段、第一连接段和第二连接线段,所述第一段和所述第二段分别与所述第一线圈的两端电连接,且所述第一段和所述第二段所在的面与所述第一线圈所在的面呈夹角。所述第一连接段连接所述第一段远离所述第一线圈的一端,所述第二连接线段连接所述第二段远离所述第一线圈的一端,且所述第一连接段和所述第二连接线段分别朝着彼此靠近的方向延伸。本实施例中,所述第一段和所述第二段为直线型,且彼此平行。由于所述第一段和所述第二段所在的面与所述第一线圈所在的面呈夹角,以使所述第一线圈所在的面和所述第二线圈所在的面呈夹角,从而实现所述nfc天线双方向通信的功能。8.一种实施方式中,所述内线圈包括第一连接端和第二连接端,所述第一连接端位于靠近所述第一连接段的一侧,所述第二连接端位于靠近所述第二连接线段的一侧,所述第一连接段穿过所述第二连接线段与所述第二连接端连接,所述第二连接线段穿过所述第一连接段与所述第一连接端连接。本实施例中,通过使所述第一连接段和所述第二连接线段交叉延伸,分别与所述内线圈的两端连接,使得所述内线圈的电流方向与所述外线圈的电流方向相同,产生的磁场叠加,从而可以增强所述nfc天线在与所述第二线圈所在的面垂直的方向的磁场强度,进而增强所述nfc天线从第二线圈方向的通信性能。9.一种实施方式中,所述第一段和所述第二段所在的面为第一平面,所述内线圈所在的面为第二平面,所述第一平面与所述第二平面平行且具有间隔。所述第一平面和所述第二平面之间的间距可以根据安装环境适当调整,以使所述nfc天线可以适用于更多的安装环境。10.一种实施方式中,所述第一线圈所在的面和所述第二线圈所在的面垂直,从而使所述nfc天线可以在互相垂直的两个方向进行通信,增加所述nfc天线的应用场景。11.一种实施方式中,所述nfc天线还包括馈电部,所述馈电部与所述第一线圈电连接,用于为所述nfc天线馈电。在其它实施例中,所述馈电部也可以设于所述第一线圈或者所述第二线圈的内线圈或者其它任何位置。12.本技术还提供一种电子设备,包括壳体和所述的nfc天线,所述壳体包括顶板和围绕所述顶板周缘的侧板,所述顶板与所述侧板呈夹角连接,所述第一线圈与所述顶板固定连接,所述第二线圈与所述侧板固定连接。所述电子设备可以在所述顶板一侧及所述侧板一侧实现通信,增加了所述电子设备的应用场景。同时,由于所述第二线圈的内线圈和外线圈的电流方向相同,增强了与所述电子设备在所述侧板一侧的通信性能。13.一种实施方式中,所述顶板及所述侧板均为金属件,所述顶板周缘设有绝缘部,所述侧板与所述绝缘部连接,以使所述顶板和所述侧板之间绝缘。本实施例中,所述顶板及所述侧板均采用金属件,满足了产品的金属外观诉求,增强了用户的使用体验。14.一种实施方式中,所述壳体边缘设有安装槽,所述安装槽的开口贯通所述顶板和所述侧板,并在所述顶板上形成第一开口,在所述侧板上形成第二开口,所述第一线圈围绕所述第一开孔边缘并与所述顶板固定连接,所述外线圈围绕所述第二开孔边缘并与所述侧板固定连接,所述内线圈由所述第二开口向所述安装槽内弯折。本实施例中,通过在所述壳体边缘设置安装槽,并在所述顶板和所述侧板上形成开口,将所述nfc天线沿着所述第一开口和所述第二开口固定在所述安装槽内,所述nfc天线可以根据壳体的形状进行调整,以适应安装环境,同时还起到节约空间的作用。15.一种实施方式中,所述顶板表面的感应电流方向与所述第一线圈中电流方向相同,所述侧板表面的感应电流方向与所述第二线圈中的电流方向相同。本实施例中,顶板与所述第一线圈相互耦合形成与所述第一线圈中的电流同向的感应电流,增强了与所述顶板垂直的方向的磁场强度,侧板与所述第二线圈相互耦合形成与所述第二线圈中的电流同向的感应电流,增强了与所述侧板垂直的方向的磁场强度,进而增强了所述电子设备的nfc通信性能。16.一种实施方式中,所述顶板为金属片或金属网,所述侧板为金属片或金属网。当所述顶板为金属网时,可以起到防尘作用。17.综合上述,本技术通过将所述第一线圈和所述第二线圈分别设置在两个互相呈夹角的面,使得所述nfc天线既可以在所述第一线圈所在的面的方向,又可以在所述第二线圈所在的面的方向,从而使得所述nfc天线能够在双方向进行通信,增加了所述nfc天线的应用场景。同时,由于所述第二线圈的内线圈和外线圈的电流方向相同,增强了与所述第二线圈所在的面垂直的方向的磁场强度,使得所述nfc天线在所述第二线圈所在的面的方向的通信性能增强。附图说明18.为了更清楚地说明本技术实施例或
背景技术
:中的技术方案,下面将对本技术实施例或
背景技术
:中所需要使用的附图进行说明。19.图1是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图;20.图2是图1所示电子设备的部分放大示意图;21.图3是图2所示电子设备中的电流方向示意图;22.图4是图1所示电子设备的部分结构示意图;23.图5是图1所示电子设备的磁场分布图;24.图6是图1所示电子设备与外部电子设备进行通信的结构示意图。具体实施方式25.下面结合本技术实施例中的附图对本技术实施例进行描述。26.请参阅图1和图2,本实用新型提供一种电子设备100,所述电子设备100为蓝牙音箱(bluetoothspeaker)。在其它实施例中,所述电子设备100也可以是智能音箱(smartspeaker)、无线路由器(wirelessrouter)、电视遥控器(tvremotecontroldevice)、平板电脑(tabletpersonalcomputer)、膝上型电脑(laptopcomputer)、个人数字助理(personaldigitalassistant,pda)或可穿戴式设备(wearabledevice)等。所述电子设备100包括壳体20和nfc(nearfieldcommunication,近场通讯)天线。下面具体介绍所述nfc天线10。27.请参阅图2,所述nfc天线10包括第一线圈11和第二线圈12,所述第二线圈12包括内线圈13和外线圈14,所述外线圈14位于所述内线圈13的外周侧,并与所述内线圈13连接,且所述内线圈13和所述外线圈14的电流方向相同。所述第一线圈11的相对两端分别与所述外线圈14的相对两端连接。所述第一线圈11所在面为第一面,所述第二线圈12所在的面为第二面,所述第一面和所述第二面呈夹角。这里所说的第二面可以是一个平面,也可以是互相平行的两个平面。28.本实施例中,通过将所述第一线圈11和所述第二线圈12分别设置在两个互相呈夹角的面,使得所述nfc天线10既可以在所述第一线圈11所在的面的方向,即所述第一面的方向实现通信功能,又可以在所述第二线圈12所在的面的方向,即所述第二面的反向实现通信的功能,从而使得所述nfc天线10能够在双方向进行通信,增加了所述nfc天线10的应用场景。同时,由于所述第二线圈12的内线圈13和外线圈14的电流方向相同,增强了与所述第二面垂直的方向的磁场强度,使得所述nfc天线10在所述第二面的方向的通信性能增强。29.本实施例中所说的“通信”是指近场通信技术,通过电磁耦合方式进行数据和信息的传递。其工作模式可以为:卡模拟(cemode)、读卡器模式(rwmode)和点对点模式(p2p)。所述nfc天线10的工作频率为13.56mhz。30.请继续参阅图2,所述nfc天线10由多匝线圈弯折形成,组成所述nfc天线10的多匝线圈作为天线辐射体,用于发射和接收无线信号。在其它实施方式中,所述nfc线圈也可以是由一匝线圈形成。具体的,所述nfc线圈“8”字型线圈弯折形成,结构简单,易于成型。所述第一线圈11为圆弧形。所述第一线圈11的相对两端分别为第一端111和第二端112,且所述第一端111和所述第二端112之间间隔设置。本实施例中,所述第一线圈11为优弧,在其它实施例中,所述第一线圈11也可是半圆弧或者劣弧,所述第一线圈11还可以为方环,或者其它形状。31.所述第二线圈12的外线圈14包括第一段15、第二段16、第一连接段17和第二连接线段18,所述第一段15和所述第二段16为直线型,且彼此平行。这里所说的“平行”可以是完全平行,也可以允许有少量偏差。所述第一段15与所述第一线圈11的第一端111连接,所述第二段16与所述第一线圈11的第二端112连接,且所述第一段15和所述第二段16所在的面与所述第一线圈11所在的面形成第一夹角a。本实施例中,所第一夹角a为直角。在其它实施例中,所述第一夹角a也可以是锐角或者钝角。所述第一连接段17连接所述第一段15远离所述第一线圈11的一端,所述第二连接线段18连接所述第二段16远离所述第一线圈11的一端,且所述第一连接段17和所述第二连接线段18分别朝着彼此靠近的方向延伸。32.所述第二线圈12的内线圈13为环形,本实施例中,所述内线圈13为方形环。在其它实施例中,所述第一线圈11也可以是圆环,或者其它形状的环。这里所说的“环形”为非闭合的环形。所述内线圈13包括第一连接端131和第二连接端132,所述第一连接端131位于靠近所述第一连接段17的一侧,所述第二连接端132位于靠近所述第二连接线段18的一侧。所述第一连接段17穿过所述第二连接线段18与所述第二连接端132连接,所述第二连接线段18穿过所述第一连接段17与所述第一连接端131连接。也就是说,所述第一连接段17和所述第二连接线段18交叉延伸,所述第一连接段17与所述内线圈13的第二连接端132连接,所述第二连接线段18与所述第一连接端131连接。33.在一种实施方式中,所述第二面包括第一平面和第二平面。所述第一平面为所述第一段15和所述第二段16所在的平面,所述第二平面为所述内线圈13所在的平面,所述第一平面与所述第二平面平行且具有间隔。当然,所述第一平面与所述第二平面也可以不完全平行,允许有少量偏差。所述第一连接段17和所述第二连接线段18连接所述第一平面和所述第二平面之间。在其它实施方式中,所述第一平面和所述第二平面也可以重叠,即所述内线圈13和所述外线圈14在同一个平面。34.所述内线圈13和所述外线圈14的位置和结构可以根据所述nfc天线10安装的环境做适应性调整,以使所述nfc天线10可以适用于更多的安装环境,只要所述第一线圈11所在的面与所述第二线圈12所在的面之间呈夹角即可,也就是,所述第一面和所述第二面之间呈夹角即可。35.请继续参阅图2和图3,所述nfc天线10还包括馈电部50,所述馈电部50位于所述第二线圈12。本实施例中,所述馈电部50设于所述外线圈14的第二连接线段18。所述馈电部50用于将电流馈入所述第二线圈12和所述第一线圈11。在其它实施例中,所述馈电部50也可以设于所述第一线圈11或者所述第二线圈12的内线圈13或者其它任何位置。36.所述nfc天线10的电流方向如下:电流由所述馈电部50馈入所述第二连接线段18,由所述第二连接线段18经过所述第二端112流向所述第一线圈11,再从所述第一线圈11流向所述第一段15,然后由所述第一段15流向所述第一连接段17,再由所述第一连接段17经过流向经过所述第二连接端132流向所述内线圈13,然后从所述内线圈13经过所述第一连接端131流向所述第二连接线段18,然后流向所述馈电部50,形成电流回路。37.本实施例中,流经所述第一线圈11的电流在与所述第一面垂直的方向的产生磁场,使得所述nfc天线10能够在所述第一面的方向进行通信,流经所述内线圈13和所述外线圈14的电流在与所述第二面垂直的方向产生磁场,使得所述nfc天线10能够在所述第二面的方向进行通信,从而实现所述nfc天线10的双方向通信的性能,增大所述nfc天线10的应用场景。38.并且,所述内线圈13和所述外线圈14的电流方向相同,流经所述内线圈13的电流和流经所述外线圈14的电流均产生与所述第二面垂直的方向的磁场,且所述内线圈13和所述外线圈14产生的磁场的方向相同,从而可以增强所述nfc天线10在与所述第二面垂直的方向的磁场强度,进而增强所述nfc天线10从所述第二面的方向的通信性能。39.请参阅图4,所述nfc天线10安装在所述壳体20内。具体的,所述壳体20为圆柱体,包括顶板21、底板22和侧板23,所述侧板23围绕所述顶板21周缘,与所述侧板23呈夹角连接,且所述侧板23连接所述顶板21和所述底板22之间。本实施例中,所述侧板23与所述顶板21及所述底板22垂直连接。在其它实施例中,所述侧板23的表面与所述顶板21的表面所成的夹角也可以为锐角或者钝角。所述壳体20也可以是长方体或其它任何形状。所述壳体20还可以装有所述电子设备100的其它元器件。40.请继续参阅图4,所述壳体20的边缘设有安装槽24,所述安装槽24的开口贯通所述顶板21和所述侧板23,并在所述顶板21上形成第一开口241,在所述侧板23上形成第二开口242。所述安装槽24包括侧壁(图未示),所述侧壁连接在所述第一开口241的周缘,并与所述顶板21垂直连接。41.请参阅图2-图4,所述第一线圈11围绕所述第一开口241的周缘固定在所述顶板21的内表面,且所述第一端111和所述第二端112位于所述顶板21的边缘。所述第一段15与所述第一端111连接,所述第二段16与所述第二端112连接,并沿着所述第二开口242的周缘固定在所述侧板23的内表面。所述第一连接段17和所述第二连接线段18由所述第二开口242朝向所述安装槽24内弯折,直至所述内线圈13固定在所述侧壁上,且所述内线圈13所在的面与所述第一段15及所述第二线圈12所在的面平行。42.所述第一线圈11与所述顶板21的固定方式可以是粘接,也可以是卡接或者焊接等连接方式。所述第二线圈12与所述侧板23的固定方式可以为粘接,也可以是卡接或者焊接等连接方式。只要能将所述nfc天线10固定在所述壳体20内即可。43.在一种实施方式中,所述顶板21、所述侧板23及所述底板22均为塑料件,这样可以减轻所述电子设备100的重量,同时对所述nfc天线10的通信性能也不会产生影响。当所述顶板21、所述侧板23及所述底板22均为塑料件时,所述顶板21及所述侧板23上无需设置开口,所述nfc天线10只要能够固定在所述壳体20内即可。44.在一种实施方式中,所述顶板21和所述侧板23也可以均为金属件。本实施例中,所述顶板21周缘设有绝缘部25,所述侧板23与所述绝缘部25连接,以使所述顶板21和所述侧板23之间绝缘。也就是说,所述绝缘部25设于所述侧板23和所述顶板21的连接处,使得所述侧板23和所述顶板21之间绝缘,且无电性接触。45.当从所述馈电部50馈入电流时,流经所述第一线圈11的电流在所述第一线圈11的周围产生与所述第一面垂直的方向磁场。同时,流经所述第一线圈11的电流使所述顶板21表面形成第一感应电流31,所述第一感应电流31为围绕所述第一线圈11外周的涡流,且所述第一感应电流31的方向与所述第一线圈11的电流方向相同。所述第一感应电流31产生磁场方向与所述第一线圈11中的电流产生的磁场方向相同,所述第一感应电流31产生磁场与所述第一线圈11中的电流产生的磁场叠加,从而起到增加与所述第一面垂直的方向的磁场的强度的作用,进而增强了所述nfc天线10在所述第一面方向的通信性能。46.请一并参阅图5和图6,所述电子设备100在所述第一面方向产生磁场。当外部电子设备200处于所述第一面的方向时,所述外部电子设备200与所述第一线圈11及所述顶板21利用电磁耦合方式进行信息及数据传输,实现通信功能。具体的,当所述外部电子设备200到所述第一面的垂直距离在25cm以内时,均可实现所述外部电子设备200和所述电子设备100之间的通信。同时,由于所述顶板21上的第一感应电流31产生的磁场能够增加与第一面垂直的方向的磁场强度,因此,为了实现同等效果的通信性能,本实施例中可以采用更小面积的第一线圈11,起到节约空间,节约原料的作用。47.请参阅图2和图3,流经所述第二线圈12的电流在所述第二线圈12的周围产生与所述第二面垂直的方向的磁场。流经所述第二线圈12的第一段15和第二段16的电流使所述侧板23表面产生第二感应电流32,所述第二感应电流32为围绕在所述第二线圈12的外周的窝流,且所述第二感应电流32的方向与所述第二线圈12中的电流的方向相同。同时,所述第二感应电流32产生的磁场的方向与所述第二线圈12中的电流产生的磁场的方向相同,所述第二感应电流32产生的磁场与所述第二线圈12中的电流产生的磁场叠加,从而起到增加与所述第二面垂直的方向的磁场的强度的作用,进而增强了所述nfc天线10在所述第二面方向的通信性能。48.请一并参阅图5和图6,所述电子设备100还能够在所述第二面方向产生磁场。当外部电子设备200处于所述第二面的方向时,所述外部电子设备200与所述第二线圈12及所述侧板23利用电磁耦合方式进行信息及数据传输,实现通信功能。具体的,当所述外部电子设备200到所述第二面的垂直距离在15cm以内时,均可实现所述外部电子设备200和所述电子设备100之间的通信。同时,由于所述侧板23上的第二感应电流32产生的磁场能够增加与第二面垂直的方向的磁场强度,因此,为了实现同等效果的通信性能,本实施例中可以采用更小面积的第二线圈12,起到节约空间,节约原料的作用。49.本实施例中,所述电子设备100的顶板21和侧板23均采用金属材质,满足了产品的金属外观诉求,增强了用户的使用体验。同时,作为金属件的顶板21与所述第一线圈11相互耦合形成与所述第一线圈11中的电流同向的感应电流,增强了与所述第一面垂直的方向的磁场强度,作为金属件的侧板23与所述第二线圈12相互耦合形成与所述第二线圈12中的电流同向的感应电流,增强了与所述第二面垂直的方向的磁场强度,进而增强了所述电子设备100的nfc通信性能。50.请参阅图4,所述金属件可以为金属片或者金属网。本实施例中,所述顶板21为防尘金属网,起到防尘作用,同时还可以在所述第一线圈11中的电流的激励下产生感应电流,以使垂直于所述第一面的方向的磁场强度增强。需要说明的是,这里的金属网的网格密度大,可以等同为金属片。51.请参阅图1和图4,在一种实施方式中,所述安装槽24内设有调节件40。所述调节件40可以为音量调节旋钮,调频旋钮或者电源旋钮等。本实施例中,所述调节件40为音量调节旋钮,用于调节所述电子设备100的音量。通过将调节件40和nfc天线10调节件40同时安装在所述安装槽24内,可以起到节约空间的作用。52.以上,仅为本技术的部分实施例和实施方式,本技术的保护范围不局限于此,任何熟知本领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。当前第1页12当前第1页12
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