CN103199333B - 一种支持nfc和wpc复用的天线模块 - Google Patents

一种支持nfc和wpc复用的天线模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种NFC和WPC复用天线，其包括：无线充电线圈；无线充电的接触点，其设于无线充电线圈的两端；NFC近场通讯线圈，其通过两个连接点连接到无线充电线圈，所述两个连接点之间的部分为NFC近场通讯线圈与无线充电线圈的公共部分；NFC的接触点，其设于NFC近场通讯线圈的两端；隔离部分，其设于NFC的接触点与NFC近场通讯线圈的两个连接点之间，和/或无线充电的接触点与无线充电线圈之间。本发明还公开了一种支持NFC和WPC复用的天线模块，其包括上述的NFC和WPC复用天线，以及磁性材料。此外，本发明还提供一种使用上述支持NFC和WPC复用的天线模块的移动终端。本发明的支持NFC和WPC复用的天线模块，进一步缩小了天线尺寸，减少了其占用空间。

Description

一种支持NFC和WPC复用的天线模块
技术领域
本发明涉及手机天线技术领域，特别涉及一种支持NFC和WPC复用的天线模块。
背景技术
天线是一种利用频率特性接收和发射信号的装置。近年来，随着无线终端和通讯技术的发展，近距离无线通信(NearFieldCommunication，NFC)和无线充电技术，尤其是无线充电联盟(WirelessPowerConsortium，WPC)提出的Qi标准得到了越来越多的研究和应用。
NFC技术始于射频识别标签(RadioFrequencyIdentifyDetection)技术，即在单一芯片上结合感应式读卡器和感应式卡片，实现点对点的数据交换功能。NFC芯片装在手机等移动终端上，可以实现小额电子支付和智能识别及数据传输的功能。通过NFC功能，手机，PDA，电脑等诸多设备之间能很方便地实现无线连接和数据共享。
无线充电技术较NFC起步晚，但最近随着三星电子GalaxyS3与LG电子的OptimusLTE2等次世代智能手机的核心技术导入无线充电技术，无线充电市场开始正式开启，随后HTC，Nokia，三星均推出支持无线充电的移动终端，而未来无线充电将可望成为智能手机的主流充电技术。近来无线充电开始进入汽车，公共场所，如麦当劳率先试点无线充电设备在其门店的接入，丰田汽车启动车内无线充电兼容设备。
随着手机等移动终端轻、薄的设计趋势，NFC和无线充电复用受到重视。目前，现有技术中通常将NFC天线和无线充电天线不重叠地放在一起，如图1，中心线圈为无线充电线圈，***线圈为NFC近场通信线圈，但这种结构形式中NFC天线和无线充电天线在物理上仍然相互独立，两者虽然实现了一定程度的复用，但仍需要占用比较大的空间。
发明内容
本发明目的在于提供一种新型的支持NFC和WPC复用的天线模块，进一步缩小天线占用的空间。
本发明的技术方案如下：
一种NFC和WPC复用天线，包括：
无线充电线圈；
无线充电的接触点，其设于所述无线充电线圈的两端；
NFC近场通讯线圈，其通过两个连接点连接到无线充电线圈，所述两个连接点之间的部分为所述NFC近场通讯线圈与所述无线充电线圈的公共部分；
NFC的接触点，其设于所述NFC近场通讯线圈的两端；
隔离部分，其设于所述NFC的接触点与所述NFC近场通讯线圈的两个连接点之间，和/或所述无线充电的接触点与所述无线充电线圈之间，用于分离出NFC工作频率，并阻止无线充电的频率通过。
其中，无线充电的接触点，和NFC的接触点可以是弹片，FPC(Flexibleprintedcircuit)柔性电路板等便于连接的金属化材料；复用天线中的线圈的实现形式可以是利兹线(多股的漆包线)，FPC(Flexibleprintedcircuit)柔性电路板，印制电路板或者LDS(LaserDirectStructuring)激光成型等先进工艺。
在本发明的一实施例中，所述隔离部分为电容器。
在本发明的另一实施例中，所述隔离部分包括无线充电隔离部分和近场通讯隔离部分，所述无线充电隔离部分设于所述无线充电的接触点与所述无线充电线圈之间，所述近场通讯隔离部分设于所述NFC的接触点与所述NFC近场通讯线圈的两个连接点之间。同时，所述近场通讯隔离部分还可以集成无线通讯的匹配部分中的电容或者EMC滤波的电感，以进一步减少元器件数目和节约空间。
所述无线充电隔离部分可选用低通电路。所述近场通讯隔离部分可选用高通电路，并且所述低通电路和/或高通电路优选损耗低，Q值高的器件，如murata的GJM1555x系列电容和LQW系列电感。
由于无线充电线圈要求的电感值通常在10μH以上，而NFC近场通讯线圈的电感值仅1μH到2μH左右，所以NFC近场通讯线圈的长度只能是无线充电线圈的十分之一左右，这样复用的NFC线圈从所述两个连接点连接到无线充电线圈。其中，NFC近场通讯线圈部分的长度及圈数由所需电感值确定，两个连接点的位置可根据实际结构情况决定。
本发明提供的一种支持NFC和WPC复用的天线模块，其包括上述任一所述的NFC和WPC复用天线，以及磁性材料。磁性材料的作用是有效地增加天线的通讯和充电的有效距离，减少干扰。磁性材料可以采用硬磁性的铁氧体或者含磁粉的柔性材料。
本发明还提供一种使用上述的支持NFC和WPC复用的天线模块的移动终端，所述支持NFC和WPC复用的天线模块装在移动终端的电池后壳或者电池上或者其它可用区域；当所述支持NFC和WPC复用的天线模块组装在电池后壳或电池上时，所述磁性材料靠近电池，所述NFC和WPC复用天线的线圈部分远离电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的支持NFC和WPC复用的天线模块，进一步缩小了天线的尺寸，减少了其占用的空间，利于移动终端的轻、薄和小型化。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为现有技术中NFC天线和无线充电天线的结构形式；
图2为本发明实施例1中NFC和WPC复用天线的结构示意图；
图3为本发明的中NFC和WPC复用天线与磁性材料的组装图；
图4为本发明实施例2中NFC和WPC复用天线的结构示意图；
图5为本发明实施例2的一种典型低通电路；
图6为本发明实施例2的一种典型高通电路。
具体实施方式
本发明提供一种新型的支持NFC和WPC复用的天线模块，以进一步减小天线占用的空间。本发明通过设置无线充电与NFC近场通信的公共线圈部分，缩小了线圈所占的体积，从而减少了天线所占用的空间。下方结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1
参见图2，本实施例的一种NFC和WPC复用天线10，包括：
无线充电线圈11；
无线充电的接触点14，其设于无线充电线圈11的两端；
NFC近场通讯线圈12，其通过两个连接点16连接到无线充电线圈11，两个连接点16之间的线圈部分为NFC近场通讯线圈12与无线充电线圈11的公共部分；
NFC的接触点15，其设于NFC近场通讯线圈12的两端；
隔离部分13，其设于NFC的接触点15与NFC近场通讯线圈12的两个连接点16之间，用于分离出NFC工作频率，并阻止无线充电的频率通过。在本实施例中，隔离部分13为电容器。
其中，无线充电的接触点14，和NFC的接触点15可以是弹片，FPC(Flexibleprintedcircuit)柔性电路板等便于连接的金属化材料；复用天线中无线充电线圈11和NFC近场通讯线圈12的实现形式可以是利兹线(多股的漆包线)，FPC(Flexibleprintedcircuit)柔性电路板，印制电路板或者LDS(LaserDirectStructuring)激光成型等先进工艺。
由于无线充电线圈11要求的电感值通常在10μH以上，而NFC近场通讯线圈12的电感值仅1μH到2μH左右，所以NFC近场通讯线圈12的长度只能是无线充电线圈11的十分之一左右，这样复用的NFC线圈从两个连接点16连接到无线充电线圈11。其中，NFC近场通讯线圈部分的长度及圈数由所需电感值确定，两个连接点16的位置可根据实际结构情况决定，而不限于图中所示的位置。
本实施例还提供一种支持NFC和WPC复用的天线模块30，其包括上述的NFC和WPC复用天线10，以及磁性材料20，该天线模块的组装图参见图3。磁性材料的作用是有效地增加天线的通讯和充电的有效距离，减少干扰，磁性材料可以采用硬磁性的铁氧体或者含磁粉的柔性材料。
本实施例还提供一种使用上述的支持NFC和WPC复用的天线模块30的移动终端，比如手机、PDA、电脑等，其中，支持NFC和WPC复用的天线模块30装在移动终端的电池后壳或者电池上或者其它可用区域；当支持NFC和WPC复用的天线模块30组装在电池后壳或电池上时，磁性材料20靠近电池，NFC和WPC复用天线10的线圈部分远离电池。
实施例2
参见图4，本实施例的一种NFC和WPC复用天线10，包括：
无线充电线圈11；
无线充电的接触点14，其设于无线充电线圈11的两端；
NFC近场通讯线圈12，其通过两个连接点16连接到无线充电线圈11，两个连接点16之间的线圈部分为NFC近场通讯线圈12与无线充电线圈11的公共部分；
NFC的接触点15，其设于NFC近场通讯线圈12的两端；
隔离部分，包括无线充电隔离部分17和近场通讯隔离部分18，其中，无线充电隔离部分17设于无线充电的接触点14与无线充电线圈11之间，近场通讯隔离部分18设于NFC的接触点15与NFC近场通讯线圈12的两个连接点16之间，用于分离出NFC工作频率，并阻止无线充电的频率通过。无线充电隔离部分17为低通电路，采用电感器和电容器的组合结构实现，典型低通电路如图5所示。近场通讯隔离部分18为高通电路，典型高通电路如图6所示。具体实施时，低通或者高通的电路优选损耗低，Q值高的器件，如murata的GJM1555x系列电容和LQW系列电感。同时，近场通讯隔离部分18还可以集成常见无线通讯的匹配部分中的电容C0，C1，C2a，C2b或者EMC滤波的电感L0，以进一步减少元器件数目和节约空间。
其中，无线充电的接触点14，和NFC的接触点15可以是弹片，FPC(Flexibleprintedcircuit)柔性电路板等便于连接的金属化材料；复用天线中无线充电线圈11和NFC近场通讯线圈12的实现形式可以是利兹线(多股的漆包线)，FPC(Flexibleprintedcircuit)柔性电路板，印制电路板或者LDS(LaserDirectStructuring)激光成型等先进工艺。
由于无线充电线圈11要求的电感值通常在10μH以上，而NFC近场通讯线圈12的电感值仅1μH到2μH左右，所以NFC近场通讯线圈12的长度只能是无线充电线圈11的十分之一左右，这样复用的NFC线圈从两个连接点16连接到无线充电线圈11。其中，NFC近场通讯线圈部分的长度及圈数由所需电感值确定，两个连接点16的位置可根据实际结构情况决定，而不限于图中所示的位置。
本实施例还提供一种支持NFC和WPC复用的天线模块30，其包括上述的NFC和WPC复用天线10，以及磁性材料20，该天线模块的组装图参见图3。磁性材料的作用是有效地增加天线的通讯和充电的有效距离，减少干扰，磁性材料可以采用硬磁性的铁氧体或者含磁粉的柔性材料。
本实施例还提供一种使用上述的支持NFC和WPC复用的天线模块30的移动终端，比如手机、PDA、电脑等，其中，支持NFC和WPC复用的天线模块30装在移动终端的电池后壳或者电池上或者其它可用区域；当支持NFC和WPC复用的天线模块30组装在电池后壳或电池上时，磁性材料20靠近电池，NFC和WPC复用天线10的线圈部分远离电池。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种NFC和WPC复用天线，其特征在于，包括：
无线充电线圈；
无线充电的接触点，其设于所述无线充电线圈的两端；
NFC近场通讯线圈，其通过两个连接点连接到无线充电线圈，所述两个连接点之间的部分为所述NFC近场通讯线圈与所述无线充电线圈的公共部分，所述两个连接点均不位于所述无线充电线圈的两端；
NFC的接触点，其设于所述NFC近场通讯线圈的两端；
隔离部分，用于分离出NFC工作频率，并阻止无线充电的频率通过；其中，所述隔离部分为电容器，其设于所述NFC的接触点与所述NFC近场通讯线圈的两个连接点之间。
2.如权利要求1所述的NFC和WPC复用天线，其特征在于，所述NFC近场通讯线圈的长度是所述无线充电线圈的十分之一左右。
3.一种支持NFC和WPC复用的天线模块，其特征在于，其包括权利要求1-2中任一所述的NFC和WPC复用天线，以及磁性材料。
4.一种使用权利要求3中所述的支持NFC和WPC复用的天线模块的移动终端，其特征在于，所述支持NFC和WPC复用的天线模块装在移动终端的电池后壳或者电池上或者其它可用区域；当所述支持NFC和WPC复用的天线模块组装在电池后壳或电池上时，所述磁性材料靠近电池，所述NFC和WPC复用天线的线圈部分远离电池。
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