CN200959362Y

CN200959362Y - 一种用于移动通信终端的sim卡射频天线装置

Info

Publication number: CN200959362Y
Application number: CNU2006201335446U
Authority: CN
Inventors: 李军; 马学军; 吴众杰; 周源远
Original assignee: BEIJING G&D CARD SYSTEMS Co Ltd
Current assignee: Giesecke and Devrient China Information Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2016-09-13

Abstract

本实用新型为一种用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，包括：射频天线；射频天线配件，用于承载所述的射频天线并将所述的射频天线固定在移动通信终端电池的外侧；柔性连接件，用于使所述的射频天线与位于移动通信终端电池内侧的SIM卡相连接。用以在实现电信功能的前提下，绝大多数用户不需要更换新手机或定制专用的手机后盖，不需要增加太多的成本，就可以稳定可靠的使用移动支付等非电信功能。

Description

一种用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置

技术领域

本实用新型涉及多功能SIM卡的射频天线技术，特别涉及一种用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置。

背景技术

众所周知，双界面(Dual-Interface)SIM卡是一种多功能的SIM卡，其具有接触界面和非接触界面两个界面，其中接触界面可实现电信功能，非接触界面可实现移动支付等非电信功能。双界面SIM卡通过RF天线与非接触终端进行通信，从而实现非接触界面的移动支付等非电信功能的应用。

移动支付是移动通信的一个新兴的增值业务。在实现移动支付功能的过程中，双界面SIM卡上的射频(RF：Radio Frequency)接口负责收发来自非接触读卡器的信息，同时，不影响SIM卡正常的电信应用功能。

双界面SIM卡非接触界面的功能需要外接RF天线，在连接RF天线时，需利用双界面S IM卡模块的闲置触点C4和C8(如图1所示)将所述的RF天线连接于SIM卡的非接触接口上。由于双界面SIM卡非接触接口本身是无源体，所以当非接触读卡器对卡进行读写操作时，非接触读卡器发出的信号将由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L/C产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作；另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成对数据的读写、修改、存储等，并返回给非接触读卡器。

对于手机这样的移动通信终端而言，由于双界面SIM卡需要插在手机内部，所以双界面SIM卡的RF天线必然会靠近手机电池，手机电池的外壳多为金属，于是当非接触读卡器通过RF天线驱动并读取双界面SIM卡时，非接触读卡器天线的磁力线会穿过双界面SIM卡的天线，此时磁力线垂直作用于手机电池的金属表面，并在手机电池的金属表面形成涡流，造成能量损耗，以至于无法激活双界面SIM卡的非接触通道。

图2为非接触终端与双界面SIM卡RF天线的工作示意图，其中包括非接触终端201、手机后盖202、双界面SIM卡203、RF天线204、导磁材料205、手机电池206。正常情况下，当双界面SIM卡203的RF天线204在接近非接触终端201的天线时，非接触终端201的天线产生的磁力线穿过RF天线204，使得双界面SIM卡203的RF天线204产生电流从而激活非接触通信通道。然而从图2中可以看到，非接触终端201的天线所产生的磁力线在穿过RF天线204时会垂直作用与手机电池206的金属表面上，就会形成涡流导致场畸变，干扰了RF天线204的正常工作使其产生能量损耗从而无法正常激活非接触通信通道。

综上所述，为了通过双界面SIM卡实现移动支付，必须解决手机电池对双界面SIM卡的RF天线的干扰问题。

为了解决上述问题，现有技术提供了以下解决方案：

一、定制手机后盖的方案

该方案需要定制专门的手机后盖，定制的手机后盖可向外加厚，把双界面SIM卡的RF天线贴在手机后盖内侧，并把双界面SIM卡插在手机后盖上，非接触接口与RF天线连接，其中：可将一根柔性电缆的一端与双界面SIM卡的接触接口连接，另一端绕过手机电池与手机的SIM卡插槽连接。这样做的目的是增加手机电池与RF天线之间的距离，从而减弱手机电池对RF天线的干扰，保证双界面SIM卡的非接触接口正常工作。

该方案的缺点是，需要设计专用的手机后盖，用户若想使用手机支付就需要更换手机后盖，使得应用推广的成本大大提高，除此之外，并不是所有的手机都可以通过定制后盖实现手机支付的功能，该方案还存在兼容性问题。

二、低成本的天线组件方案

该方案不需要改造手机和手机后盖，其通过设计一个柔性RF天线，并使该柔性RF天线与柔性电缆一体。柔性电缆一端与柔性RF天线连接，另一端绕过手机电池与双界面SIM卡的非接触接口连接，柔性RF天线靠在手机电池上，柔性RF天线与电池之间有一层导磁材料。柔性RF天线与手机电池之间的导磁材料就是为了改变磁力线的方向，使其无法垂直作用于手机电池，进而抑制涡流，减少电流的损耗。

该方案的缺点是，导磁材料的作用十分有限，试验结果表明，它无法完全克服手机电池对双界面SIM卡RF天线的干扰，也就无法保证双界面SIM卡RF天线的稳定工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，用以在实现电信功能的前提下，绝大多数用户不需要更换新手机或定制专用的手机后盖，不需要增加太多的成本，就可以稳定可靠的使用移动支付等非电信功能。

本实用新型的技术方案为：一种用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，包括：射频天线；射频天线配件，用于承载所述的射频天线并将所述的射频天线固定在移动通信终端电池的外侧；柔性连接件，用于使所述的射频天线与位于移动通信终端电池内侧的SIM卡相连接。

所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置还包括：SIM卡配件，用于承载SIM卡并与所述的柔性连接件相连接；所述的柔性连接件与所述的射频天线配件相连接，使位于移动通信终端电池内侧的SIM卡与位于移动通信终端电池外侧的射频天线相连接。

所述的SIM卡配件具有与SIM卡C4、C8两个触点相连接的连接端，以及与所述柔性连接件相连接的连接端。

所述的SIM卡配件具有用于与所述柔性连接件相连接的多个连接端，且所述的多个连接端向不同的方向延伸，其中仅采用延伸方向适合的一个连接端与所述柔性连接件相连接。

所述的多个连接端中没有与所述柔性连接件相连接的那些连接端被从所述的SIM卡配件上切除掉。

所述的射频天线配件具有金属片301和金属片302；所述的柔性连接件包括具有金属电极的柔性连接组件和柔性导体组件；其中，

所述的金属片301和金属片302与所述的金属电极连接，所述的具有金属电极的柔性连接组件与柔性导体组件连接，所述的柔性导体组件与所述的SIM卡连接。

所述的射频天线配件具有弹簧触点组101和弹簧触点组102；所述的柔性连接件包括具有金属电极的柔性连接组件和柔性导体组件；其中，所述的弹簧触点组101和弹簧触点组102与所述的金属电极连接，所述的具有金属电极的柔性连接组件与柔性导体组件连接，所述的柔性导体组件与所述的SIM卡连接。

所述的射频天线配件将所述的射频天线固定在移动通信终端非电池后盖的外侧；所述的后盖上有穿孔，所述的弹簧触点组101和弹簧触点组102固定于后盖外侧的射频天线上，并通过后盖的穿孔与金属电极连接。

所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置还包括：覆盖所述射频天线配件的盖，所述射频天线连接有电容。

所述的移动通信终端是指手机或PDA；所述的SIM卡是指双界面SIM卡。

本实用新型的有益效果在于，通过提供一种用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，在不需要改造手机的情况下，提高了双界面SIM卡的兼容性和工作的稳定可靠性，大大降低了新应用的推广成本，可以有效促进移动支付的推广、创造新的经济效益。

附图说明

图1为现有技术中SIM卡模块示意图；

图2为现有技术中非接触终端与SIM卡射频天线的工作原理图；

图3为本实用新型的实施例1的射频天线配件的结构图；

图4为本实用新型具有四个连接点的SIM卡配件示意图；

图5为将图4中的三个连接点切除后的SIM卡配件示意图；

图6a至图6c为本实用新型的实施例1的射频天线配件的装配示意图；

图7a为本实用新型具有金属电极的柔性连接组件与柔性导体组件连接示意图；

图7b为本实用新型的柔性导体组件示意图；

图7c为本实用新型的具有金属电极的柔性连接组件示意图；

图8为本实用新型的实施例1的装配示意图；

图9为本实用新型的实施例2的射频天线配件的结构图；

图10a为本实用新型手机后盖的外面示意图；

图10b为本实用新型手机后盖的里面示意图；

图11a至图11c为为本实用新型的实施例2的装配示意图；

图12为本实用新型的实施例2的最终装配示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。该方案包括两个主要部件：射频天线配件和双界面SIM卡配件，也称作射频天线与双界面SIM卡连接的柔性电缆适配器。其中：

柔性电缆一端与双界面SIM卡的非接触接口通过焊接或粘接连在一起，另一端设计成两个触点。射频天线要与柔性电缆的触点相连。

实施例1

对于后盖与电池一体的手机，定制射频天线，柔性电缆绕过电池，通过一个弹性装置(如弹簧触点)与连接双界面SIM卡的柔性电缆的触点相连。装置的详细说明如下：射频天线配件载有非接触天线(射频天线)，用于和非接触终端进行通讯，固定在手机电池上(固定的过程见图6a至图6c)，射频天线配件两侧翼末端各有一个金属片301和302(如图3所示)，用于连接具有金属电极的柔性连接组件(也可称作：柔性电路“连接组件2”)上的金属电极701和702(如图7c所示)，从而实现与SIM卡C4、C8两个触点的连接；SIM卡配件就是适配器，一端与手机SIM卡的C4、C8两个触点连接，另一端通过柔性导体组件(见图7b，也可称作：柔性电路“连接组件1”)与具有金属电极的柔性连接组件连接(如图7a所示)，保证了手机SIM卡与非接触天线的灵活连接，为了兼容绝大多数手机，“SIM卡配件”设计了四个方向的连接线路(如图4所示)，可根据不同手机内部SIM卡插槽设计不同选用合适的一种连接线路而将其他三种连接线路剪掉(见图5)；也可以设计二个或三个方向的连接线路。

柔性电路“连接组件1”是一种柔性电路，两端各有一个金属电极，用于连接SIM卡配件与柔性电路“连接组件2”；柔性电路“连接组件2”也是一种柔性电路，上面有两个金属电极，用于连接“射频天线配件”两侧翼上的金属片。

对于无后盖手机而言，整个方案最终装配示意图见图8：就是将“SIM卡配件”一端与SIM卡的C4、C8两个触点连接在一起，另一端通过柔性电路“连接组件1”与柔性电路“连接组件2”连接在一起，“连接组件2”上面的两个金属电极则与“射频天线配件”两侧翼上的金属片分别连接，保证了非接触天线与SIM卡的灵活可靠连接从而实现手机与非接触终端之间非接触通信的稳定、可靠。

实施例2

对于后盖与电池分离的手机，连接双界面SIM卡的柔性电缆要绕过电池，使其触点朝上，另一面靠在电池上。然后可以在后盖上打孔，射频天线透过孔，通过一个弹性装置与柔性电缆的触点相连，即保证了连接的可靠，又使手机后盖和电池容易拆卸。射频天线与手机后盖之间有一定的距离。装置的详细说明如下：如图9所示，“射频天线配件”就是非接触天线，用于和非接触终端进行通讯，固定在改装后的手机后盖上(固定后情形见图10a和图10b，非接触天线与手机后盖之间有一定距离，可以填充导磁材料也可以不填充)，配件中央有两个金属片分别焊接一个弹性器件(如弹簧)，弹性器件的另一端分别穿过改装后的手机后盖上面两个孔洞，便与柔性电路“连接组件2”(见图11a至图11c)上的两个金属电极连接，从而实现与SIM卡C4、C8两个触点的连接；“SIM卡配件”就是适配器，一端与手机SIM卡的C4、C8两个触点连接，另一端通过柔性电路“连接组件1”与“连接组件2”连接，保证了手机SIM卡与非接触天线的灵活连接，为了兼容绝大多数手机，“SIM卡配件”设计了四个方向的连接线路，可根据不同手机内部SIM卡插槽设计不同选用合适的一种连接线路而将其他三种连接线路剪掉(见图4、图5)；柔性电路“连接组件1”是一种柔性电路，两端各有一个金属电极，用于连接SIM卡适配器与“连接电极组件2”；柔性电路“连接组件2”也是一种柔性电路，上面有两个金属电极，用于连接“射频天线配件”上焊接的弹性器件。

对于有后盖手机而言，整个***最终装配示意图见图12：就是将“SIM卡配件”一端与SIM卡的C4、C8两个触点连接在一起，另一端通过柔性电路“连接组件1”与柔性电路“连接组件2”连接在一起，“连接组件2”上面的两个金属电极则与“射频天线配件”中央焊接的弹性器件101和102连接，保证了非接触天线与SIM卡的灵活可靠连接从而实现手机与非接触终端之间非接触通信的稳定、可靠。射频天线粘在手机后盖的外侧，为了改善天线的效率，可以在天线上加一个电容，电容的大小根据实际情况来确定。

上述实施例中的SIM卡可为(U)SIM卡即支持3G的SIM卡。

本实用新型所提出的技术方案通过创新的“分离式”结构设计使得非接触终端的天线所产生的磁力线直接穿过SIM卡天线而不受手机电池的金属表面的干扰，亦即将SIM卡的射频天线置于手机后盖或电池(无后盖的手机)的外面，通过灵活方便的适配器、弹性装置、柔性电路与手机内部的SIM卡连接起来，这样就保证了非接触通信通道工作的稳定、可靠。另外，因为各种手机内部的SIM卡槽设计各不相同，而且为了保证用户能随意拆卸手机后盖/电池，实现良好的兼容性和方便易用，本实用新型提出了创新设计的适配器、弹性装置和柔性电路来完成SIM卡与非接触天线间的连接。

本实用新型的效果在于：将提供非接触通信通道的天线放置于手机后盖/电池的外面避免了手机电池金属表面产生的“涡流”干扰，保证了非接触通信通道的稳定、可靠、正常工作；

在保证非接触应用功能稳定可靠工作的前提下，为了便于用户随意拆卸手机后盖/电池，通过创新设计的弹性装置实现了非接触天线和由SIM卡引出的柔性电缆之间的灵活、可靠连接。众所周知，手机有两种背板，一种是手机后盖，另一种则没有后盖而只有电池背面作为背板，因此相应的弹性装置设计也有两种：

对应有后盖的弹性装置设计：在手机后盖上打两个孔后***一个弹性器件，弹性器件在手机后盖外面的部分与非接触天线通过焊接方式连接(非接触天线与手机后盖之间有一定距离，可以填充导磁材料也可以不填充)，而弹性器件在手机后盖里面的部分则与通过适配器从SIM卡引出的柔性电路连接在一起，适配器与SIM卡的C4、C8两个触点通过焊接或粘接方式连接，这样就保证了非接触天线与SIM卡的灵活可靠连接。

对应无后盖的弹性装置设计：在手机电池背面粘接非接触天线，非接触天线上延伸出来的柔性电路与通过适配器从SIM卡引出的柔性电路连接在一起从而保证了非接触天线与SIM卡的灵活可靠连接。

兼容绝大多数手机的创新适配器设计，因为各种手机内部的SIM卡插槽设计各不相同、手机内部结构也各不相同，为了保证良好的兼容性和方便易用，本实用新型提出了创新设计的适配器，因为设计考虑了SIM卡***手机各种可能的方向，这样的适配器既可以兼容各种不同的手机内部SIM卡插槽设计，同时又考虑了手机内部结构不同产生的对连接弹性装置的柔性电路需求不同，所以采用了灵活的“传动”连接方式设计，可以兼容各种不同的手机，实现手机SIM卡与非接触天线的灵活、可靠连接。

以上具体实施方式仅用于说明本实用新型，而非用于限定本实用新型。

Claims

1.一种用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，包括：射频天线；其特征是包括：

射频天线配件，用于承载所述的射频天线并将所述的射频天线固定在移动通信终端电池的外侧；

柔性连接件，用于使所述的射频天线与位于移动通信终端电池内侧的SIM卡相连接。

2.根据权利要求1所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是还包括：

SIM卡配件，用于承载SIM卡并与所述的柔性连接件相连接；

所述的柔性连接件与所述的射频天线配件相连接，使位于移动通信终端电池内侧的SIM卡与位于移动通信终端电池外侧的射频天线相连接。

3.根据权利要求2所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是：

4.根据权利要求3所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是：

5.根据权利要求4所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是：所述的多个连接端中没有与所述柔性连接件相连接的那些连接端被从所述的SIM卡配件上切除掉。

6.根据权利要求1或2所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是，所述的射频天线配件具有金属片(301)和金属片(302)；所述的柔性连接件包括具有金属电极的柔性连接组件和柔性导体组件；其中，

所述的金属片(301)和金属片(302)与所述的金属电极连接，所述的具有金属电极的柔性连接组件与柔性导体组件连接，所述的柔性导体组件与所述的SIM卡连接。

7.根据权利要求1或2所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是，所述的射频天线配件具有弹簧触点组(101)和弹簧触点组(102)；所述的柔性连接件包括具有金属电极的柔性连接组件和柔性导体组件；其中，

所述的弹簧触点组(101)和弹簧触点组(102)与所述的金属电极连接，所述的具有金属电极的柔性连接组件与柔性导体组件连接，所述的柔性导体组件与所述的SIM卡连接。

8.根据权利要求7所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是：

所述的射频天线配件将所述的射频天线固定在移动通信终端非电池后盖的外侧；

所述的后盖上有穿孔，所述的弹簧触点组(101)和弹簧触点组(102)固定于后盖外侧的射频天线上，并通过后盖的穿孔与金属电极连接。

9.根据权利要求1或2或8所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是还包括：覆盖所述射频天线配件的盖；所述的射频天线连接有电容。

10.根据权利要求1或2所述的用于移动通信终端的SIM卡射频天线装置，其特征是：

所述的移动通信终端是指手机或PDA；

所述的SIM卡是指双界面SIM卡。