CN104681917B - 双线圈的天线结构 - Google Patents
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Abstract
一种双线圈的天线结构，其包含：一天线模块及一金属板。天线模块包含相互耦合的一第一线圈单元及一第二线圈单元，且第一线圈单元的电流方向与第二线圈单元的电流方向相反。金属板设置于天线模块的一侧，且金属板包含一第一槽孔及一第二槽孔，用以分别裸露第一线圈单元的一第一线圈开口及第二线圈单元的一第二线圈开口。
Description
技术领域
本发明是有关于一种天线结构，特别指的是金属板包含有两个半封闭的槽孔的双线圈的天线结构。
背景技术
随着无线通信科技的发展，使用者可不受地形限制，利用无线通信是统进行信息传输，使得利用无线通信技术的电子产品，例如笔记本电脑(Notebook Computer,NB)、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、智能型手机等可携式电子装置的数量及种类与日俱增，而用于收发电磁波讯号的天线即成为无线通信装置中相当重要的组件之一。
近年来，又以由非接触式射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)及互连技术整合演变而来的近场通讯(Near Field Communication,NFC)技术，应用范围最多最广，例如是应用于交通捷运***中的感应卡；近期更发展应用至小额付款以及可携式电子装置(例如：智能型手机)上，使用者可以利用装设于可携式电子装置内的NFC天线，以直接于相对应的感应装置上进行支付或是储值。然而，实际应用中，仍存在诸多问题，例如应用在含有金属外壳的可携式电子装置时，金属外壳会屏蔽NFC天线产生的磁场，而降低天线耦合的能量；因此，如何有效提升无线射频识别的有效辨识距离及其数据传输质量，为当今各家厂商急需解决的问题，本发明人潜心研究并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述问题的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种双线圈的天线结构，通过金属板包含的两个半封闭槽孔，以裸露天线模块的两个线圈单元的线圈开口的设计，以有效提升无线射频识别的有效辨识距离及其数据传输质量。
为了实现上述目的，本发明提供一种双线圈的天线结构，其包含：一天线模块及一金属板。天线模块包含相互耦合的一第一线圈单元及一第二线圈单元，且第一线圈单元的电流方向与第二线圈单元的电流方向相反。金属板设置于天线模块的一侧，且金属板包含一第一槽孔及一第二槽孔，第一槽孔及第二槽孔分别为半封闭的槽孔，第一槽孔与第二槽孔设置于金属板的同一侧边或金属板相异的侧边。
进一步地，第一线圈单元与第二线圈单元可以透过一连接件以并联或是串联连接。金属板的第一槽孔及第二槽孔可以分别相对应地或是错位地设置于金属板相对应的两侧边上。第一槽孔及第二槽孔内可以设置有一绝缘物或是空气。金属板邻近第一槽孔的感应电流方向与第一线圈单元的电流方向相反，且金属板邻近第二槽孔的感应电流方向与第二线圈单元的电流方向相反。
天线模块还包含一基板，该第一线圈单元与该第二线圈单元设置于该基板上，且该第一线圈单元与该第二线圈单元相互并联或串联连接。第一线圈单元及该第二线圈单元分别包含一第一线圈开口及一第二线圈开口，该金属板设置于该天线模块的一侧，且该第一槽孔对应裸露至少一部分的该第一线圈开口，而该第二槽孔对应裸露至少一部分的该第二线圈开口。
本发明的有益效果为，透过于金属板设置两个半封闭的槽孔，用以分别裸露天线模块的两个线圈单元的线圈开口，以有效提升天线的传输的有效距离及其传输质量。为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的双线圈的天线结构的第一实施例的第一示意图。
图2为本发明的双线圈的天线结构的第一实施例的第二示意图。
图3为本发明的双线圈的天线结构的天线模块的第一示意图。
图4为本发明的双线圈的天线结构的天线模块的第二示意图。
图5为本发明的双线圈的天线结构的第二实施例的第一示意图。
图6为本发明的双线圈的天线结构的第二实施例的第二示意图。
图7为本发明的双线圈的天线结构的第三实施例的第一示意图。
图8为本发明的双线圈的天线结构的第三实施例的第二示意图。
图9为本发明的双线圈的天线结构的第四实施例的第一示意图。
图10为本发明的双线圈的天线结构的第四实施例的第二示意图。
图11为本发明的双线圈的天线结构的第五实施例的示意图。
附图标记说明：
1：双线圈的天线结构
10：金属板
11：第一槽孔
12：第二槽孔
20：天线模块
21：第一线圈单元
211：第一线圈开口
22：第二线圈单元
221：第二线圈开口
30：基板
301：馈入部
3011：第一馈入点
3012：第二馈入点
31：连接线
40：绝缘物
L1：第一线圈单元电流方向
L2：第二线圈单元电流方向
L3：第一槽孔感应电流方向
L4：第二槽孔感应电流方向。
具体实施方式
〔第一实施例〕
请一并参阅图1及图2，其为本发明的双线圈的天线结构的第一实施例。如图所示，双线圈的天线结构1包含：一金属板10及一天线模块20，金属板10设置于天线模块20的一侧。金属板10包含一第一槽孔11及一第二槽孔12，且第一槽孔11与第二槽孔12为半封闭的槽孔，且第一槽孔11与第二槽孔12可以是分别设置于金属板10相对应的两侧边。天线模块20包含相互耦合的一第一线圈单元21及一第二线圈单元22，且其分别包含有一第一线圈开口211及一第二线圈开口221。其中，第一线圈单元21的电流方向L1与第二线圈单元22的电流方向L2相反。较佳地，第一槽孔11及第二槽孔12可以具有相同的外型及大小。
如图2所示，金属板10设置于天线模块20的上方，且金属板10的第一槽孔11对应裸露第一线圈单元21的第一线圈开口211的至少一部分；且金属板10的第二槽孔12对应裸露第二线圈单元22的第二线圈开口221的至少一部分。其中，实际应用中，金属板10、第一线圈单元21及第二线圈单元22可以是铜材质。
特别说明的是，图式中金属板10、第一槽孔11及第二槽孔12的外型是以矩形为例，但实际应用并不局限于此，可依需求加以变化，例如是圆形、任意四边形或是多边形等；第一线圈单元21及第二线圈单元22是以类似方形的外型为例，实际上也可以是圆形或是依需求变换。较佳地，金属板10的第一槽孔11及第二槽孔12的外型，可以是对应于第一线圈单元21的第一线圈开口211及第二线圈开口221的外型，以当金属板10设置于天线模块20上时，金属板10的第一槽孔11及第二槽孔12可以有效地裸露第一线圈开口211及第二线圈开口221。
如图3及图4所示，在实务应用中，天线模块20可以设置于一基板30上，且第一线圈单元21及第二线圈单元22可以是一并设置于该基板30的同一表面上；其中，第一线圈单元21及第二线圈单元22可以是黏合、胶合、焊接、印刷等方式设置于基板30上，于此不多加限制，而基板30较佳地可以是非金属材料，例如是玻璃纤维基板，如FR4。当然，基板30的外型也可以是依据实务所需，加以变换，图式中仅以矩形为例，但不局限于此。
如图3所示，基板30可以包含一馈入部301，该馈入部301可以包含一第一馈入点3011及一第二馈入点3012。第一线圈单元21及第二线圈单元22的一端，可以是分别连接至馈入部301的第一馈入点3011及第二馈入点3012，而第一线圈单元21及第二线圈单元22的另一端，可以是透过设置于基板30另一表面的连接线31以相互连接，藉以第一线圈单元21及第二线圈单元22可以是以串联的形式设置于基板30上。简单地说，第一线圈单元21的一端连接至第一馈入点3011，另一端透过连接线31连接至第二线圈单元22，而第二线圈单元22的另一端连接至第二馈入点3012。
如图4所示，第一线圈单元21及第二线圈单元22也可以是以并联的方式设置于基板30上。详细地说，第一线圈单元21及第二线圈单元22的一端皆连接至第一馈入点3011，而第一线圈单元21及第二线圈单元22的另一端皆透过设置于基板30另一表面的连接线31，连接至第二馈入点3012。换言之，第一线圈单元21的两端分别连接至第一馈入点3011及第二馈入点3012，且第二线圈单元22的两端也分别连接至第一馈入点3011及第二馈入点3012。
〔第二实施例〕
请一并参阅图5及图6，其为本发明的第二实施例的示意图。如图所示，双线圈的天线结构1包含一金属板10、一天线模块20及一基板30。金属板10包含有错位设置的一第一槽孔11及一第二槽孔12，举例来说，第一槽孔11及第二槽孔12可以是如同图式中，分别错位地设置于金属板10的两侧边。天线模块20包含一第一线圈单元21及第二线圈单元22，其设置于基板30的同一侧面。基板30可以包含有一馈入部301，其可以包含有一第一馈入点3011及一第二馈入点3012。天线模块20的第一线圈单元21及第二线圈单元22依据实际所需，可以是以串联(如图3)或是并联(如图4)的形式设置于基板30上，详细设置方式请参阅上述实施例，于此不多赘述。
如图6所示，当金属板10盖设于天线模块20上时，金属板10的第一槽孔11及第二槽孔12对应裸露天线模块20的第一线圈单元21的第一线圈开口211及第二线圈单元22的第二线圈开口221。在实务上来说，第一槽孔11及第二槽孔12可以是分别完全地裸露第一线圈开口211及第二线圈开口221，或是仅裸露线圈开口的一部分。另外，基板30可以是小于或等于金属板10的大小，且较佳地基板30的侧边可以是与金属板10切齐。值得一提的是，天线模块20较佳地是小于金属板10的大小；也就是说，金属板10盖设于天线模块20上时，除了第一槽孔11及第二槽孔12裸露部分第一线圈单元21的第一线圈开口211及第二线圈单元22的第二线圈开口221外，天线模块20的其余部分皆被金属板10所遮蔽。
〔第三实施例〕
请一并参阅图7及图8，其为本发明的双线圈的天线结构的第三实施例的示意图。如图所示，双线圈的天线结构1包含一金属板10、一天线模块20及一基板30。本实施例与前述实施例不同的是，金属板10的第一槽孔11及第二槽孔12可以是设置于金属板10相同的侧边上，且基板30的侧边可以是与金属板10设置有第一槽孔11及第二槽孔12的该侧边切齐。其中，图中是以设置于金属板10的长边上为例，当然，也可以是设置于金属板10的短边上；另外，图中第一线圈单元21及第二线圈单元22是以串联形式为例，但并不局限于此。
〔第四实施例〕
请一并参阅图9及图10，其为本发明的双线圈的天线结构的第四实施例，如图所示，双线圈的天线结构1包含：一金属板10、一天线模块20及一基板30。本实施例与上述实施例不同的是，金属板10的第一槽孔11及第二槽孔12可以是设置于金属板10的相邻的两侧边，且基板30的两侧边可以分别与金属板10分别设置有第一槽孔11及第二槽孔12的二该侧边切齐。其中，图式中第一线圈单元21、第二线圈单元22外型及其连接方式，皆不局限于图式中的态样。
〔第五实施例〕
请参阅图11，其为本发明的第五实施例。如图所示，双线圈的天线结构1包含：一金属板10、一天线模块20、一基板30及一绝缘物40。金属板10包含一第一槽孔11及一第二槽孔12；天线模块20设置于基板30上，且包含一第一线圈单元21及一第二线圈单元22。绝缘物40可选择地，填入金属板10的第一槽孔11及第二槽孔12中。
在较佳地实施态样中，本发明的双线圈的天线结构可以应用于手持式电子通讯装置，例如是智能型手机、平板计算机等，其中，金属板10可以是手持式电子通讯装置的背盖，而金属板10的第一槽孔11及第二槽孔12则皆填设有绝缘物40；又或者可以是手持式电子通讯装置具有塑料的背盖，而金属板10设置于背盖内侧，且背盖内侧相对于金属板10的第一槽孔11及第二槽孔12的位置凸设有相对应外型的凸块，以与第一槽孔11及第二槽孔12相互卡和。
另外，值得一提的是，当天线模块20通有电流时，第一线圈单元21及第二线圈单元22具有不同的电流方向，而金属板10的第一槽孔11的感应电流方向L3则与第一线圈单元21的电流方向L1相反，且第二槽孔12的感应电流方向L4则与第二线圈单元22的电流方向L2相反；换言之，第一槽孔11的感应电流方向L3与第二线圈单元22的电流方向L2相同，而第二槽孔12的感应电流方向L4与第一线圈单元21的电流方向L1相同。
惟以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内，合予陈明。
Claims (6)
1.一种双线圈的天线结构，其特征在于，所述双线圈的天线结构包含：
一天线模块，其包含相互耦合且并联的一第一线圈单元及一第二线圈单元，该第一线圈单元及该第二线圈单元分别包含一第一线圈开口及一第二线圈开口，该第一线圈单元与该第二线圈单元透过至少一连接件连接，且该第一线圈单元的电流方向与该第二线圈单元的电流方向相反；以及
一金属板，其设置于该天线模块的一侧，且该金属板包含一第一槽孔及一第二槽孔，该第一槽孔及该第二槽孔分别为半封闭的槽孔，该第一槽孔与该第二槽孔设置于该金属板的同一侧边或该金属板相异的侧边，且该第一槽孔对应裸露至少一部分的该第一线圈开口，而该第二槽孔对应裸露至少一部分的该第二线圈开口；以及
一基板，该基板具有相对应的一表面以及另一表面，该天线模块设置于基板的一侧，该第一线圈单元以及该第二线圈单元设置于该基板的同一表面上，
其中，该基板还包含一位于该基板的该另一表面的连接线，且该第一线圈单元与该第二线圈单元的一端透过该连接线相互连接。
2.根据权利要求1所述的双线圈的天线结构，其特征在于，该金属板的该第一槽孔及该第二槽孔分别相对应地设置于该金属板相对的两侧边上。
3.根据权利要求1所述的双线圈的天线结构，其特征在于，该金属板的该第一槽孔及该第二槽孔分别错位地设置于该金属板相对的两侧边上。
4.根据权利要求1所述的双线圈的天线结构，其特征在于，该第一槽孔内设置有一绝缘物或是空气。
5.根据权利要求1所述的双线圈的天线结构，其特征在于，该第二槽孔内设置有一绝缘物或是空气。
6.根据权利要求1所述的双线圈的天线结构，其特征在于，该金属板邻近该第一槽孔的感应电流方向与该第一线圈单元的电流方向相反，且该金属板邻近该第二槽孔的感应电流方向与该第二线圈单元的电流方向相反。
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