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CN107293856B - 一种nfc天线结构和移动终端 - Google Patents

一种nfc天线结构和移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种NFC天线结构，包括：非金属前盖板、金属中框、显示屏、金属背盖和NFC天线；所述金属中框包括一顶框、一底框和两个侧框，所述显示屏包括一顶边、一底边和两个侧边，所述NFC天线位于所述金属背板、所述金属中框的顶框、所述显示屏的顶边和所述非金属前盖板形成的腔体内，且所述NFC天线接近于所述金属中框的顶框。本发明实施例还公开了一种移动终端。采用本发明，能提高NFC天线的辐射性能。

Description

一种NFC天线结构和移动终端
技术领域
本发明涉及天线领域，尤其涉及一种NFC天线结构和移动终端。
背景技术
NFC是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输。
随着用户对移动终端外观的要求不断提高，越来越多金属外观的移动终端出现在市场上，这样导致移动终端内部的电磁环境进一步恶化，为了避免过多的金属材料对NFC天线辐射的电磁能量的屏蔽，目前移动终端采用的NFC天线结构为：NFC天线设置在金属后盖上，在金属后盖上开缝隙，使NFC天线通过缝隙与外部的读写器进行通信。
目前的NFC天线结构存在的问题的是：金属后盖上开设的缝隙的尺寸的限制，NFC天线为了达到规定的发射功率，需要增大NFC天线的线圈的面积，造成移动终端空间使用的紧张，同时在金属背盖上开缝隙会降低其结构强度。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种NFC天线结构和移动终端。可解决现有技术中NFC天线的辐射性能不佳的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种NFC天线结构，包括：非金属前盖板、金属中框、显示屏、金属背盖和NFC天线；所述金属中框包括一顶框、一底框和两个侧框，所述显示屏包括一顶边、一底边和两个侧边，所述NFC天线位于所述所述金属背板、所述金属中框的顶框、所述显示屏的顶边和所述非金属前盖板形成的腔体内，且所述NFC天线接近于所述金属中框的顶框。
其中，所述NFC天线包括NFC天线线圈、柔性电路板和铁氧体，所述NFC 天线线圈封装在所述柔性电路板内，所述柔性电路板附着在所述柔性电路板上。
其中，还包括：PCB主板，第一天线匹配电路、第二天线匹配电路、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路和位于所述PCB主板上的NFC控制芯片，所述PCB主板设置在所述显示屏与所述金属背盖之间，所述NFC天线包括第一馈电部和第二馈电部，所述第一馈电部通过所述第一天线匹配电路和所述第一低通滤波电路与所述NFC控制芯片连接，所述第二馈电部通过所述第二天线匹配电路和所述第二低通滤波电路与所述NFC控制芯片连接。
其中，所述第一天线匹配电路和所述第二天线匹配电路互为对称，所述第一低通滤波电路和所述第二低通滤波电路互为对称。
其中，所述铁氧体的厚度为0.08mm-0.12mm，磁导率大于140，磁阻小于5。
其中，所述NFC天线线圈的形状为矩形，所述NFC天线线圈为共平面的等间距的回形走线，走线宽度的最小值为0.5mm，走线间距的最小值为0.2mm，所述NFC天线线圈的长度的最小值为20mm，宽度的最小值为10mm，厚度的最小值为0.05mm。
其中，所述金属中框为封闭无断点的金属中框。
其中，所述金属后盖上设置有若干条辐射缝隙。
其中，所述NFC天线线圈与所述金属中框的顶框的距离为0.3mm-1mm。
相应的，本发明实施例提供了一种移动终端，包括上述任意一种所述的NFC 天线结构
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
NFC天线和金属中框的相互作用下增加了耦合面积，不需要增加NFC天线线圈的面积，提高NFC天线的辐射性能，同时外部的读写器在显示屏上方预设距离的区域均能与NFC天线进行通信，用户能在显示屏上方使用NFC功能，符合用户使用习惯，方便用户使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a是本发明实施例提供的一种NFC天线结构的结构示意图；
图1b是图1a中NFC天线的结构示意图；
图1c是图1a中NFC天线的天线线圈的结构示意图；
图1d图1a中NFC天线的电路部分的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1a-图1c，为本发明实施例提供的一种NFC天线结构的结构示意图，在本发明实施例中，NFC天线结构包括非金属前盖板(未画出)、金属中框10、显示屏11、金属背盖(未画出)和NFC天线12，金属中框10可以为封闭无断点的中框，金属中框10包括顶框101、第一侧框102、底框103和第二侧框104，显示屏11包括顶边111、第一侧边112、底边113和第二侧边114，其中，显示屏11可以是OLED显示屏；非金属前盖板、金属中框10和金属背盖组装在一起后形成一个腔体，非金属前盖板贴合在显示屏11的上方，非金属前盖板可以为透明的塑胶材质，腔体内从上到下依次设置有非金属前盖板，显示屏11、PCB 主板、金属板、电池、金属背盖，金属板的两个侧边与金属中框的两个侧框固定连接，该金属板起支撑作用，PCB主板位于该金属板上，显示屏11位于PCB 主板上。显示屏11的长度小于金属中框10的长度，由此显示屏11的顶边111 与金属中框10的顶框101形成一个窗口，该窗口与上方的非金属前盖板以及下方的金属背板形成一个腔体，NFC天线12位于该腔体内，且NFC天线12接近于金属中框10的顶框101，即NFC天线12与金属中框10的顶框101间隔的距离非常小，但是并未与金属中框10的顶框101电连接。
当NFC天线12需要与外部的读写器进行通信时，读写器靠近移动终端的显示屏11上方，NFC天线12利用自身的NFC天线线圈和金属中框辐射电磁信号，NFC天线线圈和金属中框的相互作用下增加了耦合面积，不需要增加NFC 天线线圈的面积，使读写器在显示屏11上方预设距离的区域均能与NFC天线进行NFC通信，同时用户能在显示屏11的上方使用NFC功能，符合用户使用习惯，方便用户使用。
可选的，在本发明的一种可能的实施方式中，所述NFC天线包括NFC天线线圈、柔性电路板和铁氧体，所述NFC天线线圈封装在所述柔性电路板内，所述柔性电路板附着在所述铁氧体上。
具体的，参见图1b，NFC天线12包括NFC天线线圈124、柔性电路板(未画出)和铁氧体123，NFC天线线圈124封装在柔性电路板中，NFC天线线圈 124用于耦合电磁信号，柔性电路板贴合在铁氧体123上，铁氧体123固定在 PCB主板上或者在金属板或金属中框10上设置一个支撑部，铁氧体123固定在该支撑部上。
可选的，在本发明的一种可能的实施方式中，NFC天线结构还包括：PCB 主板、第一天线匹配电路、第二天线匹配电路、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路和位于所述PCB主板上的NFC控制芯片，所述PCB主板设置在所述显示屏与所述金属背盖之间，所述NFC天线包括第一馈电部和第二馈电部，所述第一馈电部通过所述第一天线匹配电路和所述第一低通滤波电路与所述NFC 控制芯片连接，所述第二馈电部通过所述第二天线匹配电路和所述第二低通滤波电路与所述NFC控制芯片连接。
具体的，参见图1a，金属中框10中设置有一个金属板。金属板的两侧边分别固定连接金属中框10的两侧框(第一侧框102和第二侧框104)，PCB主板放置在该金属板上，可通过螺丝进行固定，金属板起支撑PCB主板的作用。参见图1d，第一天线匹配电路13、第二天线匹配电路15、第一低通滤波电路14和第二低通滤波电路16位于该PCB主板上，NFC天线12的NFC天线线圈124、柔性电路板和铁氧体123可不位于该PCB主板上，例如：单独在金属中框10 上设置一个支撑部，NFC天线线圈124、柔性电路板和铁氧体123位于该支撑部上。第一天线匹配电路13和第二天线匹配电路15用于调谐NFC天线线圈124 的工作频段，使NFC天线线圈124的工作频段调谐到所需的指定工作频段，例如：将NFC天线线圈124的频点为13.56MHz的工作频段，第一低通滤波电路 14和第二低通滤波电路16用于滤除电磁信号中的高频噪声。NFC天线线圈124 的末端设置有第一馈电部121和第二馈电部122，用于馈送电磁信号，第一馈电部121通过第一天线匹配电路13和第一低通滤波电路14与NFC控制芯片17 的一个数据端口连接，第二馈电部122通过第二天线匹配电路15和第二低通滤波电路16与NFC控制芯片17的另一个数据端口连接。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述第一天线匹配电路和所述第二天线匹配电路互为对称，所述第一低通滤波电路和所述第二低通滤波电路互为对称。
具体的，第一天线匹配电路13和第二天线匹配电路15中包括的元器件、各个元器件之间的连接关系及各个元器件的性能参数相同，第一低通滤波电路 14和第二低通滤波电路16中包括的元器件、各个元器件的连接关系及各个元器件的性能参数相同，通过这种对称电路的方式能有效抑制噪声的干扰，增强NFC 天线的抗干扰能力。
可选的，在本发明的一种可能的实施方式中，所述铁氧体的厚度为 0.08mm-0.12mm，磁导率大于140，磁阻小于5。
可选的，在本发明的一种可能的实施方式中，所述NFC天线线圈的形状为矩形，所述NFC天线线圈为共平面的等间距的回形走线，走线宽度的最小值为 0.5mm，走线间距的最小值为0.2mm，所述NFC天线线圈的长度的最小值为 20mm，宽度的最小值为10mm，厚度的最小值为0.05mm。
具体的，参见图1c所示的NFC天线线圈的结构示意图，NFC天线线圈124 为矩形，且NFC天线线圈124为共平面的等间距回形走线，即NFC天线线圈 124的走线均位于同一个平面上，且相邻的两条走线的距离是固定值，且走线的宽度是固定值，NFC天线线圈124的两个末端设置有两个馈电部(第一馈电部 121和第二馈电部122)。NFC天线线圈124的长度的最小值为20mm，宽度的最小值为10mm，厚度的最小值为0.05mm，NFC天线线圈124的走线宽度的最小值为0.5mm，走线间距的最小值为0.2mm。
可选的，在本发明的一种可能的实施方式中，所述金属中框为封闭无断点的金属中框。
具体的，组成金属中框10的顶框101、第一侧框102、底框103和第二侧框104形成一个闭合的框形，任意一个框上不存在断点，这样能保证金属中框的结构强度；其中，相邻的两个框之间的连接部可采用弧形进行连接，弧形的角度可以为45度。
可选的，在本发明的一种可能的实施方式中，所述金属后盖上设置有若干条辐射缝隙。
具体的，金属后盖上设置有两条平行的辐射缝隙，将金属后盖分为三段，辐射缝隙用于辐射语音天线的电磁信号，增强语音天线的辐射性能。
在本发明的一种可能的实施方式中，所述NFC天线线圈与所述金属中框的顶框的距离为0.3mm-1mm。
具体的，NFC天线线圈124接近于金属中框10的顶框101，NFC天线线圈 124与金属中框10的顶框101的距离为0.3mm-1mm，这样NFC天线线圈124 可以与金属中框10相互作用，金属中框作为NFC天线线圈的一部分参与电磁信号的辐射，在显示屏的上方形成一个耦合区域，可增加NFC天线线圈的耦合面积，提高辐射性能。
本发明实施例还提供了一种移动终端，包括上述实施例所述的NFC天线结构，应理解，移动终端包括但不限于搭载
Figure GDA0002380430820000061
或者其它操作系统的移动终端，诸如移动电话。也可以是其它移动终端，诸如具有触敏表面(例如，触摸屏显示器和/或触控板)的膝上型计算机或平板电脑或台式计算机。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种NFC天线结构，其特征在于，包括：
非金属前盖板、金属中框、显示屏、金属背盖和近场通信NFC天线；所述金属中框包括一顶框、一底框和两个侧框，所述显示屏包括一顶边、一底边和两个侧边，所述近场通信NFC天线位于所述所述金属背板、所述金属中框的顶框、所述显示屏的顶边和所述非金属前盖板形成的腔体内，且所述NFC天线接近于所述金属中框的顶框。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述NFC天线包括NFC天线线圈、柔性电路板和铁氧体，所述NFC天线线圈封装在所述柔性电路板内，所述柔性电路板附着在所述铁氧体上。
3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，还包括：印刷线路板PCB主板，第一天线匹配电路、第二天线匹配电路、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路和位于所述PCB主板上的NFC控制芯片，所述PCB主板设置在所述显示屏与所述金属背盖之间，所述NFC天线包括第一馈电部和第二馈电部，所述第一馈电部通过所述第一天线匹配电路和所述第一低通滤波电路与所述NFC控制芯片连接，所述第二馈电部通过所述第二天线匹配电路和所述第二低通滤波电路与所述NFC控制芯片连接。
4.如权利要求3所述的天线结构，其特征在于，所述第一天线匹配电路和所述第二天线匹配电路互为对称，所述第一低通滤波电路和所述第二低通滤波电路互为对称。
5.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述铁氧体的厚度为0.08mm-0.12mm，磁导率大于140，磁阻小于5。
6.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述NFC天线线圈的形状为矩形，所述NFC天线线圈为共平面的等间距的回形走线，走线宽度的最小值为0.5mm，走线间距的最小值为0.2mm，所述NFC天线线圈的长度的最小值为20mm，宽度的最小值为10mm，厚度的最小值为0.05mm。
7.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述金属中框为封闭无断点的金属中框。
8.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，所述金属后盖上设置有若干条辐射缝隙。
9.如权利要求2所述的天线结构，其特征在于，所述NFC天线线圈与所述金属中框的顶框的距离为0.3mm-1mm。
10.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的天线结构。
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