CN104682005A - 天线结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线结构，其包含一金属板及一线圈单元。金属板包含一隙缝，其穿透金属板，以将金属板分隔为一第一金属板区域及一第二金属板区域。线圈单元的中心包含一线圈开口。线圈单元设置于金属板的一侧，且金属板的隙缝裸露线圈单元的线圈开口至少一部分。

Description

天线结构

技术领域

本发明是有关于一种天线结构，特别是指金属板开有隙缝的天线结构。

背景技术

近场通讯(Near Field Communication,NFC)是一种短距离的高频无线通信技术，其主要特色是令各电子设备之间在短距离间快速地进行非接触式点对点数据传输。由于具有近场通讯芯片的装置不需经由接触即可相互感应，因此当近场通讯技术应用于行动商务，电子商务，以及身份识别等具有相当的优势。而随着移动电话的逐渐普及，目前已有近场通讯技术应用于移动电话中，以增添消费者在生活上的便利性，举例来说，一具有一近场通讯芯片卡的移动电话可利用该近场通讯芯片卡作为电子货币包以购买商品，或者利用该近场通讯芯片卡作为身份识别证件。如此，当消费者出门时只需带着移动电话，而不需另外携带钱包和证件外出。

然而，现今近场通讯技术的各种应用中，由于载具与感应装置间的感应距离有一定的限制，因此常发生使用者须将载具紧贴于感应装置来进行感应作业，如此造成诸多使用上的不便，且近场通讯若应用于含有金属外壳的载具，则金属外壳会遮蔽近场通讯用于传递讯号与能量的磁场，使得载具与感应装置间的感应距离降低。有鉴于此，本发明人乃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天线结构，利用在金属板开设隙缝，以裸露线圈单元的线圈开口的方式，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，本发明提供一种天线结构，其包含：一金属板及一线圈单元。金属板包含一隙缝，隙缝穿透金属板，以将金属板分隔为一第一金属板区域及一第二金属板区域。线圈单元中心包含一线圈开口，线圈单元设置于金属板的一侧，且金属板的隙缝对应裸露线圈单元的线圈开口的至少一部分。

进一步地说，隙缝可以设置有一绝缘物，以连接第一金属板区域及第二金属板区域。金属板设置于线圈单元的一侧，且金属板的隙缝可以裸露至少三分之一的线圈开口。隙缝包含至少两个隙缝部，且各该隙缝部相互连通。该隙缝包含一第一隙缝部及一第二隙缝部，该第一隙缝部与该第二隙缝部相互连通，当该金属板设置于该线圈单元的一侧时，该第一隙缝部或该第二隙缝部裸露该线圈单元的该线圈开口；该隙缝包含一第一隙缝部、一第二隙缝部及一第三隙缝部，该第二隙缝部分别与该第一隙缝部及该第三隙缝部相互连通，当该金属板设置于该线圈单元的一侧时，该第一隙缝部、该第二隙缝部或该第三隙缝部裸露该线圈单元的该线圈开口。隙缝的两端开口可以是分别设置于金属板的相异两侧边或是相同的侧边上；举例来说，金属板可以是包含一第一短边、一第二短边、一第一长边及一第二长边的矩形板体，隙缝的一端开口可以是设置于第一短边、第二短边、第一长边及第二长边的其中之一，而隙缝的另一端开口则可以是设置于第一短边、第二短边、第一长边及第二长边的其中之一。该线圈单元设置于一基板上，且该金属板盖设于该基板上，该金属板的该隙缝对应裸露该线圈单元的该线圈开口的至少一部分。该基板还包含一馈入部，且该馈入部包含两个馈入点，该线圈单元的两端分别连接至各该馈入点。线圈单元的电流方向与金属板的第一金属板区域及第二金属板区域的感应电流方向相同。

本发明的有益效果可以在于，本发明在天线结构中的金属板上，设置有一穿透该金属板的隙缝，以裸露线圈单元的线圈开口，借以可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者。

附图说明

图1为本发明的天线结构的第一实施例的第一示意图；

图2为本发明的天线结构的第一实施例的第二示意图；

图3为本发明的天线结构的第一实施例的另一示意图；

图4为本发明的天线结构的第二实施例的第一示意图；

图5为本发明的天线结构的第二实施例的第二示意图；

图6为本发明的天线结构的第二实施例的另一示意图；

图7为本发明的天线结构的第三实施例的第一示意图；

图8为本发明的天线结构的第三实施例的第二示意图；

图9为本发明的天线结构的第三实施例的另一示意图；

图10为本发明的天线结构的第四实施例的示意图。

附图标记说明：

1-天线结构；10-金属板；101-第一金属板区域；102-第二金属板区域；11-隙缝；111-第一隙缝部；112-第二隙缝部；113-第三隙缝部；20-线圈单元；201-线圈开口；30-基板；301-馈入部；31-连接线；40-绝缘物；H1-隙缝宽度；H2-线圈开口宽度；L1-线圈单元电流方向；L2-第一金属板区域感应电流方向；L3-第二金属板区域感应电流方向。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

〔第一实施例〕

请一并参阅图1及图2，其为本发明的天线结构的第一实施例的示意图。如图所示，天线结构1包含：一金属板10及一线圈单元20。金属板10包含有一隙缝11。隙缝11的两端开口分别设置于金属板10的相异两侧边，例如是金属板10的两相对应的长边(或是短边)上，并据以将该金属板10分隔为一第一金属板区域101及一第二金属板区域102。在实际应用中，隙缝11的两端开口，可以是依据需求，而分别设置于金属板10的相对应的两侧边或是相邻的两侧边上，并不以图式中为限；金属板10的外型亦可以依据需求为任意造型。

线圈单元20的中心具有一线圈开口201。如图2所示，金属板10盖设于线圈单元20的上方时，金属板10的隙缝11裸露线圈单元20的线圈开口201的至少一部分。在实际应用中，较佳地，可以是隙缝11的宽度H1至少大于线圈开口201的宽度H2的三分之一；以数学形式来说可以表示为：H1>H2/3。其中，金属板10及线圈单元20可以是依据实际所需加以选择其材质，较佳地可以是铜。另外，图式中的线圈单元20的外型(类似长方形)仅为其中一示范态样，并不以此为限，例如也可以是圆形。特别说明的是，图示中金属板10的隙缝11的两相对应的侧边的外型是以两个近似平行的侧边为例，在实际应用中，并不以此为限，举例来说，所述隙缝11的两侧边亦可以是不平行的，也就是说，隙缝11的两端开口，可以是设置于金属板10不相对应的位置上。

如图3所示，隙缝11可以对应于线圈单元20的线圈开口201的位置，而具有不同的宽度大小，举例来说，隙缝11对应于线圈开口201的位置可以具有相对较大的宽度(较佳地，大于线圈开口201的三分之一)，而隙缝11其余部分(非用以裸露线圈开口201的部分)的宽度则可以相对较小。值得一提的是，于本实施例隙缝11中央宽度较宽的部分，其外型是以长方形为例，实际应用则可以依据实际所需加以设计，举例来说，可以是依据线圈开口201的外型来决定，例如线圈开口201为圆形，则隙缝11的中心宽度较宽的地方，则可以对应做成圆形。

〔第二实施例〕

请一并参阅图4及图5，其为本发明的天线结构的第二实施例的示意图。有别于上述实施例，将金属板10的隙缝11的两端开口分别是设置于金属板10的相对应的两侧边，例如是两长边及两短边上，本实施例举出将隙缝11的两端开口分别设置于金属板10的相邻的侧边上，例如是隙缝11的其中一端设置于金属板10的长边，而隙缝11的另一端设置于金属板10的短边上。如图所示，天线结构1包含：一金属板10、一线圈单元20及一基板30。金属板10包含有一隙缝11，其穿透该金属板10，并据以将金属板10分隔为一第一金属板区域101及一第二金属板区域102。隙缝11的两端开口分别设置于金属板10的其中一短边及其中一长边，而呈现类似于L的外型；进一步地说，隙缝11可以包含有一第一隙缝部111及一第二隙缝部112，且第一隙缝部111与第二隙缝部112相互连通。特别说明的是，本实施例图式中隙缝11是以包含两个互通的第一隙缝部111及第二隙缝部112为例，但并不局限于此，隙缝11亦可以是由多段相互连通的隙缝部组成。线圈单元20包含有一线圈开口201，且线圈单元20设置于基板30上。较佳地，基板30可以是无铜基板，例如是玻璃纤维材质(FR4材质)。

金属板10设置于基板30上，且金属板10的隙缝11裸露线圈单元20的线圈开口201的至少一部分(较佳地可以是裸露至少三分之一的线圈开口201)。其中，基板30可以是小于或等于金属板10的大小，而线圈单元20可以是黏合、胶合、焊接等方式固定于基板30上，在此不多加限制。值得一提的是，虽图式中是用金属板10的第一隙缝部111裸露线圈单元20的线圈开口201，但并不局限于此，金属板10可以是透过隙缝11的任何位置(例如：第二隙缝部112或是两隙缝部连接处)以裸露线圈单元20的线圈开口201。

另外，如图6所示，在其它态样中，隙缝11可以是呈现圆弧的外型，且利用隙缝11的中间弧段裸露线圈单元20的线圈开口201。特别强调地是，本实施例图式中所绘示的隙缝宽度及其外型，仅为其中一示范态样，实际应用皆可依需求加以变换。

〔第三实施例〕

请一并参阅图7及图8，其为本发明的天线结构的第三实施例的示意图。如图所示，天线结构1包含：一金属板10、一线圈单元20及一基板30；本实施例与上述实施例不同之处为：金属板10的隙缝11的两端开口可以是设置于金属板10的同一侧边上；隙缝11可以包含有一第一隙缝部111、一第二隙缝部112及一第三隙缝部113，而第二隙缝部112分别与第一隙缝部111及第三隙缝部113相互连通。如图8所示，基板30的大小及其设置的位置，可以依据实际需求加以变换，例如可以是基板30小于或等于金属板10的大小，且基板30的其中至少一侧边可以是与金属板10切齐，而线圈单元20的线圈开口201可以是对应位于第二隙缝部112的位置；换言之，当金属板10设置于设有线圈单元20的基板30上时，可以是利用金属板10的第二隙缝部112以裸露线圈单元20的线圈开口201；当然，在其它态样中，也可以是利用金属板10的第一隙缝部111、第三隙缝部113或是各隙缝部相连接的部分，来裸露线圈单元20的线圈开口201。如图9所示，在另外的特殊应用中，金属板10的隙缝11更可以是具有圆弧的外型；而基板30的一侧边可以是与金属板10切齐，且可以是利用金属板10的隙缝11的中段圆弧部分裸露线圈单元20的线圈开口201。

〔第四实施例〕

请参阅图10，其为本发明的天线结构的第四实施例的示意图。如图所示，天线结构1包含一金属板10、一线圈单元20及一基板30。金属板10包含有一隙缝11，该隙缝11穿透该金属板10，并据以将金属板10分隔为一第一金属板区域101及一第二金属板区域102，且隙缝11中填有一绝缘物40，用以连接金属板10的第一金属板区域101及第二金属板区域102。其中，绝缘物40可以是依据实际需求加以选择，例如是塑料或是玻璃等。线圈单元20设置于基板30上。基板30可以包含有一馈入部301，其可以包含有两个馈入点(未标号)，而线圈单元20的两端可以分别连接至各该馈入点；举例来说，基板30相对于设置有线圈单元20的另一侧面可以包含有一连接线31，其两端分别连接至未连接线圈单元20的馈入点及线圈单元20中心的端点。另外，值得一提的是，本实施例图式中金属板10的隙缝11样式可以是上述任一实施例的样式，或者可以是依据需求变换，并不局限于图式。

在较佳地实际应用中，上述本实施例可以是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。而所述的金属板10可以是作为手持式电子通讯装置的外壳；又或者可以是金属板10设置于手持式电子通讯装置的塑料外壳的内部，且可以是塑料外壳与上述填塞于金属板10的隙缝11的绝缘物40相连接。

另外，特别说明的是，当线圈单元20通电后，金属板10的第一金属板区域101及第二金属板区域102所感应产生的感应电流L2及L3，可以是与线圈单元20的电流方向L1相同，例如是如图中同为逆时针。

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 (10)

1.一种天线结构，其特征在于，所述天线结构包含：

一金属板，其包含一隙缝，该隙缝穿透该金属板，以将该金属板分隔为一第一金属板区域及一第二金属板区域；以及

一线圈单元，其中心包含一线圈开口，该线圈单元设置于该金属板的一侧，且该金属板的该隙缝对应裸露该线圈单元的该线圈开口至少一部分。

2.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该隙缝设置有一绝缘物，以连接该第一金属板区域及该第二金属板区域。

3.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该金属板设置于该线圈单元的一侧，且该金属板的该隙缝裸露至少三分之一的该线圈开口。

4.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该隙缝包含至少两个隙缝部，且各该隙缝部相互连通。

5.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该隙缝包含一第一隙缝部及一第二隙缝部，该第一隙缝部与该第二隙缝部相互连通，当该金属板设置于该线圈单元的一侧时，该第一隙缝部或该第二隙缝部裸露该线圈单元的该线圈开口。

6.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该隙缝包含一第一隙缝部、一第二隙缝部及一第三隙缝部，该第二隙缝部分别与该第一隙缝部及该第三隙缝部相互连通，当该金属板设置于该线圈单元的一侧时，该第一隙缝部、该第二隙缝部或该第三隙缝部裸露该线圈单元的该线圈开口。

7.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该隙缝的两端开口分别设置于该金属板的相异两侧边或是相同的侧边。

8.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该线圈单元设置于一基板上，且该金属板盖设于该基板上，该金属板的该隙缝对应裸露该线圈单元的该线圈开口的至少一部分。

9.根据权利要求8所述的天线结构，其特征在于，该基板还包含一馈入部，且该馈入部包含两个馈入点，该线圈单元的两端分别连接至各该馈入点。

10.根据权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该线圈单元的电流方向与该金属板的该第一金属板区域及该第二金属板区域的感应电流方向相同。