CN107871930A - 一种适用开槽或者开孔金属壳体的nfc天线及其通讯设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用开槽或者开孔金属壳体的NFC天线及其通讯设备，所述NFC天线包括金属线圈，磁性材料。本发明还公开了一种NFC通讯设备，包括金属壳体、电路层和前述NFC天线。所述金属壳体具有开槽或者开孔结构，NFC天线位于电路层和金属壳体之间，横跨于开槽或者开孔结构下方。电路层位于NFC天线下方，一方面通过射频电路与NFC天线连接，用于驱动NFC天线；另一方面在开槽或者开孔的开口端下方设置了两个金属馈点，分别与金属壳体开槽或者开孔的开口端接触，中间设置电容连接器。即使得金属壳体开槽或者开孔结构形成闭合回路，形成放大器的作用，用于对外辐射磁场。本发明使得具有开槽或者开孔结构的金属壳体在其下方的NFC天线激励情况下，具有了良好的卡模拟功能和读写功能。
Description
技术领域
本发明涉及NFC近场通讯技术领域，尤其是一种NFC通讯天线及NFC通讯设备。
背景技术
毋庸置疑，近年来NFC(Near Field Communication)近场通信技术在电子产品中的应用越来越广泛。
传统电子产品搭载NFC天线的方式，是将天线贴附在塑料壳内部。这种搭载方式工艺要求简单，且由于塑料壳不会对NFC天线的电磁辐射进行干扰或者屏蔽，NFC性能往往也比较优良。
但是随着人们对电子产品的外观，结构要求越来越高，厚度要求越来越薄等，传统的塑料外壳电子产品，由于其塑料外观，机械强度，使用体验等，已经不能满足所有的用户需求。于是，金属外壳结构电子产品应运而生。时下几乎所有的中高端电子产品的都是采用全金属或者部分金属外壳外观。然而电磁波无法透过金属外壳进行辐射，这也导致传统NFC天线难以同外界通讯设备进行耦合，通讯性能大大降低。所以解决NFC天线在具有金属外壳结构的电子产品下设计问题是当下最迫在眉睫的事。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种尤其适用于金属壳体的NFC通讯天线及NFC通讯设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种适用开槽或者开孔金属壳体的NFC天线，内置于带有金属壳体的通讯设备内部，其特征在于，所述的金属壳体开设有一孔或者槽，所述的NFC天线横跨在所述孔或者槽的下方，NFC天线与所述孔或者槽进行磁场耦合，然后所述孔或者槽与外部NFC设备的磁场进行耦合从而实现近场通讯功能。
所述的NFC天线由金属线圈和磁性材料组成。
所述的金属线圈的绕线为螺旋环状；
所述的磁性材料为铁氧体或者铁氧体磁质柔性片。
一种设有如上所述的NFC通讯天线的通讯设备，包括金属壳体、电路层和所述NFC天线，其特征在于，所述的金属壳体开设有一孔或者槽，所述的NFC天线位于电路层和金属壳体之间，且NFC天线横跨在所述孔或者槽的下方，一方面通过射频电路与NFC天线连接，用于驱动NFC天线，另一方面所述的电路层设置两个金属馈点，该馈点与金属壳体上开设的孔或者槽的开口端两侧相连，电路层上的两馈点之间采用电容连接器连接，使金属壳体的槽或者孔结构形成闭合回路，形成放大器的作用，用于对外辐射磁场。
所述的金属壳体内部开一孔或者槽，将该金属壳体从内到外贯穿，所述的孔或者槽的形状包括矩形，圆形，椭圆形或U形。孔或者槽所留空间可用于放置摄像头，指纹识别或者非金属LOGO等。
所述的NFC通讯天线外形与所述孔或者槽相匹配。
本发明使具备金属开槽或者开孔壳体的电子设备具有良好的近场通讯功能。
与现有技术相比，本发明有如下优势：
1，金属结构开槽宽度可低至1.5mm，天线放置在通讯设备内部，不影响产品外观。
2，NFC天线体积微小，易于安装，可以节省设备空间。
3，金属壳体同外界进行耦合，磁场更均匀，辐射效果更好，有良好的读写功能和卡模拟功能。
附图说明
图1为本发明第一种NFC天线与NFC通讯设备的位置关系图；
图2为本发明第二种NFC天线与NFC通讯设备的位置关系图；
图3为本发明第三种NFC天线与NFC通讯设备的位置关系图；
图4为本发明第四种NFC天线与NFC通讯设备的位置关系图；
图5为本发明所述NFC天线结构关系图；
图6为本发明所述NFC天线及NFC通讯设备的垂直结构关系图；
图7为本发明所述NFC天线与金属开槽或者开孔的电流走向示意图。
图中：1为壳体，11为孔或者槽，2为天线，21为环形螺旋走线线圈，22为磁性材料，3为电路层，311为第一金属馈点，312为第二金属馈点，32为电容连接器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，一种NFC通讯设备，包括金属壳体1、电路层3和NFC天线2，所述的NFC天线2位于电路层3和金属壳体1之间，所述的金属壳体1开设有一槽11，槽11的两端开口处与电路层3上的第一金属馈点311、第二金属馈点312接触，馈点之间用电容连接器32连接。
如图5-7所示，NFC天线2由金属线圈21和磁性材料22组成。金属线圈21走线为环形螺旋走线，磁性材料22为铁氧体或者铁氧体磁质柔性片等。NFC天线2横跨在所述槽11的下方，磁性材料22贴合靠近电路层3，金属线圈21贴合靠近槽11结构，一方面通过射频电路与NFC天线连接，用于驱动NFC天线，另一方面所述的电路层3设置两个金属馈点，该馈点与金属壳体1上开设的槽11的开口端两侧相连，电路层3上的两馈点之间采用电容连接器32连接，使金属壳体1的槽或者孔结构形成闭合回路，形成放大器的作用，用于对外辐射磁场。
工作时，电路层3上的NFC射频电路模块发出的交流电信号传输到金属线圈21，从而形成了闭合回路的环形螺旋电流，在磁性材料22的作用下，该交变电流将会在垂直电流环路方向上形成较强的磁场。由于该方向垂直于金属壳体的槽11结构方向，而槽11由于电容器32的连接，形成闭合回路，所以槽11结构会与NFC天线辐射磁场耦合，在槽11结构表面会集中形成较强的环形电流，如图7中箭头所示。该环形电流受到在槽11结构底下的NFC天线磁场的激励，会在垂直该槽11结构方向形成放大磁场，从而可以同外界进行磁场耦合，也就实现了该通讯设备的进场通讯功能。
实施例2
NFC天线与金属壳体的垂直位置关系图如图2所示，槽11为矩形，NFC天线2横跨在所述槽11的下方。其余同实施例1。
实施例3
NFC天线与金属壳体的垂直位置关系图如图3所示，孔11为半圆形，NFC天线2横跨在所述槽11的下方。其余同实施例1。
实施例4
NFC天线与金属壳体的垂直位置关系图如图3所示，孔11为圆形，NFC天线2也为圆形，环绕在所述槽11的下方。其余同实施例1。
实施例5
孔的形状为U形，NFC天线沿孔周边黏贴在壳体下方。其余同实施例1。孔所留空间可用于放置摄像头，指纹识别或者非金属LOGO等。
上述实施例中提到的内容并非是准对发明的限定，在不脱离发明的构思的前提下，任何本领域技术人员在说明书范围内所做的变形和改进，均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种适用开槽或者开孔金属壳体的NFC天线，内置于带有金属壳体(1)的通讯设备内部，其特征在于，所述的金属壳体开设有一孔或者槽(11)，所述的NFC天线(2)横跨在所述孔或者槽(11)的下方，NFC天线(2)与所述孔或者槽(11)进行磁场耦合，然后所述孔或者槽(11)与外部NFC设备的磁场进行耦合从而实现近场通讯功能。
2.根据权利要求1所述的一种适用开槽或者开孔金属壳体的NFC天线，其特征在于，所述的NFC天线(2)由金属线圈(21)和磁性材料(22)组成。
3.根据权利要求2所述的一种适用开槽或者开孔金属壳体的NFC天线，其特征在于，所述的金属线圈(21)的绕线为螺旋环状；
所述的磁性材料(22)为铁氧体或者铁氧体磁质柔性片。
4.一种设有如权利要求1所述的NFC通讯天线的通讯设备，包括金属壳体(1)、电路层(3)和所述NFC天线(2)，其特征在于，所述的金属壳体(1)开设有一孔或者槽(11)，所述的NFC天线(2)位于电路层(3)和金属壳体(1)之间，且NFC天线(2)横跨在所述孔或者槽(11)的下方。
5.根据权利要求4所述的一种设有NFC通讯天线的通讯设备，其特征在于，所述的电路层(3)设置两个金属馈点，该馈点与金属壳体(1)上开设的孔或者槽(11)的开口端两侧相连，电路层(3)上的两馈点之间采用电容连接器(32)连接，使金属壳体(1)的槽或者孔结构形成闭合回路。
6.根据权利要求4或5所述的一种设有NFC通讯天线的通讯设备，其特征在于，所述的金属壳体(1)内部开一孔或者槽(11)，将该金属壳体(1)从内到外贯穿，所述的孔或者槽(11)的形状包括矩形，圆形，椭圆形或U形。
7.根据权利要求4或5所述的一种设有NFC通讯天线的通讯设备，其特征在于，所述的NFC通讯天线(2)外形与所述孔或者槽(11)相匹配。
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