CN204614924U - 近场通信天线组件和无线终端 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种近场通信天线组件和无线终端，该近场通信天线包括近场天线线圈、非金属基板、无线终端的金属背盖和通信模块；所述近场天线线圈贴合在所述非金属基板上；所述金属背盖上开设有通孔，所述非金属基板贴合在所述通孔下，所述近场天线线圈至少部分位于所述通孔的覆盖范围内；所述金属背盖上设置有接地点，所述近场天线线圈的第一端点与所述接地点连接，所述近场天线线圈的第二端点与所述通信模块连接。该近场通信天线组件结构设计简单，不会对所属无线终端外观产生不利影响。

Description

近场通信天线组件和无线终端
技术领域
本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种近场通信天线组件和无线终端。
背景技术
目前大家对无线终端设备的外观和材质提出越来越高的需求，以手机为例，市场上出现了很多金属壳类手机，典型的如苹果公司的Iphone5&6系列，HTC公司的HTC one等手机。另一方面，随着移动支付、短距离数据交换等功能的逐渐流行，射频识别(Radio Frequency Identification，简称：RFID)、近距离无线通信(Near Field Communication，简称NFC)等近场通信在手机等无线终端设备中的应用得到越来越到的研究。
在手机等无线终端设备向着轻薄化、金属壳(比如金属背盖)等方向发展的趋势下，由于金属材料会对射频信号产出屏蔽作用，导致近场通信天线比如NFC天线无法与金属壳以外的空间进行数据通信，因此，如何在金属壳类手机中实现近场通信天线是目前业界设计的难点。
NFC天线是一种典型的近场通信天线，以NFC天线的设计为例，现有的在金属背盖上设计NFC天线的方案基本都是采用某日本公司的方案，其设计方案如图1所示：在金属背盖101上开设有一通孔102。通孔102的中心开有一个槽104，该槽104一直开到金属背盖101边缘。NFC天线线圈103位于金属背盖101底下，1A和1B为NFC天线线圈103的两个端点，与NFC阻抗匹配电路及NFC芯片相连接。
上述现有方案中，需要在通孔102的中心开设一个与金属背盖101边沿连接的槽104，这种开槽设计对手机等无线终端设备的外观有较大影响，而且金属加工槽成本较高。
实用新型内容
本实用新型提供一种近场通信天线组件和无线终端，通过简单的近场天线设计结构在实现近场天线信号收发功能的同时，有效降低设计成本以及不对所属无线终端的外观带来不利影响。
本实用新型提供一种近场通信天线组件，包括：
近场天线线圈、非金属基板、无线终端的金属背盖和通信模块；所述近场天线线圈贴合在所述非金属基板上；
所述金属背盖上开设有通孔，所述非金属基板贴合在所述通孔下，所述近场天线线圈至少部分位于所述通孔的覆盖范围内；
所述金属背盖上设置有接地点，所述近场天线线圈的第一端点与所述接地点连接，所述近场天线线圈的第二端点与所述通信模块连接。
具体地，所述通信模块中包括：
天线阻抗匹配电路和与所述天线阻抗匹配电路的输出端连接的近场通信芯片；
所述近场天线线圈的第二端点与所述天线阻抗匹配电路连接。
进一步地，所述近场通信天线组件还包括：
单端转差分变换器，所述单端转差分变换器的一端与所述近场天线线圈的第二端点连接，所述单端转差分变换器的另一端与所述天线阻抗匹配电路的两个输入端连接。
进一步地，所述近场天线线圈的第二端点与所述天线阻抗匹配电路的一个输入端连接，所述天线阻抗匹配电路的另一个输入端开路。
进一步地，所述通信模块中还包括：
信号放大器，所述信号放大器连接在所述天线阻抗匹配电路和所述近场通信芯片之间。
具体地，所述通孔与设置在所述金属背盖上的摄像头孔或者照明灯孔共用。
具体地，所述近场通信天线包括近距离通信NFC天线。
本实用新型提供一种无线终端，包括如上所述的近场通信天线组件。
本实用新型提供的近场通信天线组件和无线终端，在无线终端的金属背盖上开设一通孔，并在填充该通孔的非金属基板上布局近场通信天线线圈， 使得该天线线圈至少一部分位于该通孔覆盖范围内，并且，将该天线线圈的一个端点连接在金属背盖上，将该天线线圈的另一个端点连接在***的通信模块上，在激励信号的作用下，形成单端的磁场信号，避免了金属背盖对信号的抵消影响。该近场通信天线组件结构设计简单，不会对所属无线终端外观产生不利影响。
附图说明
图1为现有的一种近场通信天线的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一提供的近场通信天线组件的组成结构示意图；
图3为典型绕线方式的天线线圈结构示意图；
图4(a)为本实用新型实施例一提供的一种近场通信天线组件的剖面结构示意图；
图4(b)为本实用新型实施例一提供的另一种近场通信天线组件的剖面结构示意图；
图5为本实用新型一实施例提供的近场天线线圈连接方式的示意图；
图6为本实用新型另一实施例提供的近场天线线圈连接方式的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图2为本实用新型实施例一提供的近场通信天线组件的组成结构示意图，如图2所示，该近场通信天线组件包括：
近场天线线圈203、非金属基板204、无线终端的金属背盖201和通信模块(图2中未示出)。其中，所述近场天线线圈203贴合在所述非金属基板204上；
所述金属背盖201上开设有通孔202，所述非金属基板204贴合在所述通孔202下，所述近场天线线圈203至少部分位于所述通孔202的覆盖范围内；
所述金属背盖201上设置有接地点2C，所述近场天线线圈203的第一端点2A与所述接地点2C连接，所述近场天线线圈203的第二端点2B与所述通信模块连接。
本实施中所述的近场通信天线包括近距离通信NFC天线，也可以是RFID天线。
本实施例中，在无线终端比如智能手机、平板电脑等设备的金属背盖201上开设一个通孔202，该通孔202的形状可以是如图2示出的圆形，也可以是诸如方形、以及其他规则或不规则的封闭图形。该通孔202可以与设置在金属背盖201上的摄像头孔或者照明灯孔共用，也可以是额外开设的与终端logo图形一致的通孔形状。
在该通孔202的下方贴合一个非金属基板204，该非金属基板204比如可以是玻璃材质、陶瓷材质等。在该非金属基板204上贴合近场天线线圈203，该近场天线线圈203的形状可以是如图3所示中的几种典型形状，但是不以此为限。优选地，该近场天线线圈203全部位于该通孔202的覆盖范围内，一般来说，也可部分位于该通孔202的覆盖范围内。
本实施例中，在近场天线线圈203的两个端点中，其中一个端点2A与金属背盖201连接，具体地是连接在设置在金属背盖201上的接地点2C上，另一个端点2B与近场通信模块连接。该通信模块可以设置在一个印刷电路板(PCB板)上，具体来说，该近场通信天线组件中包含的该通信模块具体包括：天线阻抗匹配电路401和与所述天线阻抗匹配电路401的输出端连接的近场通信芯片402。从而，所述近场天线线圈203的第二端点2B与该天线阻抗匹配电路401连接。
在实际应用中，以NFC天线组件为例，如图4(a)和图4(b)所示，图4(a)和图4(b)示出了两个不同的NFC天线组件结构。NFC天线的布局位置如图4(a)和图4(b)所示，目前有两种实现方式，一种是传统的FPC和铁氧体在一起胶粘在填充通孔202的非金属基板204背面，如图4(a)所示。另一种是NFC走线通过LDS，喷印，电镀等方式直接在非金属基板204内实现，铁氧体通 过胶粘等方式固定在非金属基板204背面，如图4(b)所示。
本实施例中，在无线终端的金属背盖上开设一通孔，并在填充该通孔的非金属基板上布局近场通信天线线圈，使得该天线线圈至少一部分位于该通孔覆盖范围内，并且，将该天线线圈的一个端点连接在金属背盖上，将该天线线圈的另一个端点连接在***的通信模块上，形成单端模式，避免产生相反电流，从而避免了金属背盖对信号的抵消影响。该近场通信天线组件结构设计简单，不会对所属无线终端外观产生不利影响。
可选的，如图5所示，近场天线线圈203的第二端点2B可以通过单端转差分变换器301来与上述通信模块中的天线阻抗匹配电路401连接。
具体地，单端转差分变换器301的一端与所述近场天线线圈203的第二端点2B连接，所述单端转差分变换器301的另一端与所述天线阻抗匹配电路401的两个输入端连接。
该单端转差分变换器301用于将来自近场天线线圈203的第二端点2B的单端信号转换成差分信号。该单端转差分变换器301可以用运算放大器或者变压器实现，优选采用变压器实现。具体来说，变压器实现是通过次级线圈采用中心抽头或双线并绕方式实现差分输出。
可选的，如图6所示，近场天线线圈203的第二端点2B也可以通过如下方式实现与上述通信模块中的天线阻抗匹配电路401连接：
近场天线线圈203的第二端点2B与所述天线阻抗匹配电路401的一个输入端连接，所述天线阻抗匹配电路401的另一个输入端开路。
在上述图5和图6两种可选方式中，优选采用如图5所示的方式。另外，如图5或图6所示，可选的，所述通信模块中还包括：
信号放大器403，该信号放大器403连接在所述天线阻抗匹配电路401和所述近场通信芯片402之间。该信号放大器403尤其适用于当天线尺寸较小，信号较弱时。
在上述各实施例的基础上，本实用新型实施例还提供一种无线终端，该无线终端比如可以是智能手机、平板电脑等，其包括如上实施例中任一所述的近场通信天线组件。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的 普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种近场通信天线组件，其特征在于，包括：
近场天线线圈、非金属基板、无线终端的金属背盖和通信模块；所述近场天线线圈贴合在所述非金属基板上；
所述金属背盖上开设有通孔，所述非金属基板贴合在所述通孔下，所述近场天线线圈至少部分位于所述通孔的覆盖范围内；
所述金属背盖上设置有接地点，所述近场天线线圈的第一端点与所述接地点连接，所述近场天线线圈的第二端点与所述通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的近场通信天线组件，其特征在于，所述通信模块中包括：
天线阻抗匹配电路和与所述天线阻抗匹配电路的输出端连接的近场通信芯片；
所述近场天线线圈的第二端点与所述天线阻抗匹配电路连接。
3.根据权利要求2所述的近场通信天线组件，其特征在于，还包括：
单端转差分变换器，所述单端转差分变换器的一端与所述近场天线线圈的第二端点连接，所述单端转差分变换器的另一端与所述天线阻抗匹配电路的两个输入端连接。
4.根据权利要求2所述的近场通信天线组件，其特征在于，所述近场天线线圈的第二端点与所述天线阻抗匹配电路的一个输入端连接，所述天线阻抗匹配电路的另一个输入端开路。
5.根据权利要求2所述的近场通信天线组件，其特征在于，所述通信模块中还包括：
信号放大器，所述信号放大器连接在所述天线阻抗匹配电路和所述近场通信芯片之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的近场通信天线组件，其特征在于，所述通孔与设置在所述金属背盖上的摄像头孔或者照明灯孔共用。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的近场通信天线组件，其特征在于，所述近场通信天线包括近距离通信NFC天线。
8.一种无线终端，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的近场通信天线组件。
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