CN116799471A - 一种支持随意贴附且正面读写距离远的nfc天线 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，包括基材，所述基材上设有若干圈感应线圈，所述感应线圈两端连接相应的NFC芯片，在所述感应线圈外侧的基材上设有寄生外圈，所述寄生外圈的两端通过电容相连，形成额外的LC谐振辐射体并与感应线圈及NFC芯片互相耦合，用以增强整体天线在工作频率的场强强度。本发明天线结构的正面读写距离进一步得到提升，可超过20mm，最小化背景环境对贴纸型NFC产品性能的影响，使其粘贴在不同材料上都能保证稳定性能，并实现小型化。
Description
技术领域
本发明涉及终端无线通讯技术领域，具体涉及一种支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线。
背景技术
随着当前移动通信设备（例如平板电脑、笔记本电脑、智能手机和其他无线设备）技术的进步，其发展趋势是支持更多的无线标准，提供更好的数据吞吐量，同时更薄、更美观。
无线通讯天线未来能够提供更多服务，例如金融交易或其他高度安全的传输，例如警报、开门或建筑物入口控制。这些类型的无线通信场景需要通过感应环型天线进行非常短距离的通信，以防止窃听或意外使用的安全性。这种类型的通信被泛称为近场通信(NFC)，通常以13.56MHz的频率运行。
NFC可以是一种被动技术，其中来自芯片组的电源和通信响应均由远程读取器设备调用，可用于包括身份证、门禁钥匙、银行借记卡上的无线交易，而且此类设备还可以用作零售高价值产品的贴纸以提供安全功能。另一种形式的NFC可以激活，其中NFC天线位于移动手机等设备内，天线进行通信，并由设备软件和硬件层驱动，以通过提供正确的NFC响应来提供诸如无现金交易或其他功能。用于贴纸应用的NFC标签的一个特殊功能是设备必须在不同环境下在单一读取方向（通常为正面）上正常运行，无论贴在金属还是塑料上，NFC贴纸都需要保持良好的检测距离（20mm以上）。
专利CN2019210408528中公开了一种小型化且高性能NFC天线，其在感应线圈的中心处设置磁通介质，用来增强感应线圈的磁通量，提升天线被识别距离，取得了很好的效果，但是其在部分特定应用场景下(如门禁解锁)仍然存在正面识别距离不够远(达不到20mm感应距离)的情况。
针对上述问题，本发明提供一种针对贴纸型NFC天线的结构，可以显著提高其正面方向的场强，同时最大限度地减少粘贴环境对性能的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，从前侧提供增强的波束，并且产生的电场强度能实现20mm以上正面读写距离，同时最大限度减少背景对性能的影响，并且贴纸在贴附到不同材料时保持稳定的检测距离。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，包括基材，所述基材上设有若干圈感应线圈，所述感应线圈两端连接相应的NFC芯片，在所述感应线圈外侧的基材上设有寄生外圈，所述寄生外圈的两端通过电容相连，形成额外的LC谐振辐射体并与感应线圈及NFC芯片互相耦合，用以增强整体天线在工作频率的场强强度。
进一步的，所述感应线圈的中心处设有磁通介质，用于增强感应线圈和寄生外圈的磁通量，提升天线被识别距离。
进一步的，所述磁通介质为铁氧体。
进一步的，所述铁氧体为与基材相贴合的片状结构，用于防止基材曲翘。
进一步的，所述NFC芯片通过相应的点胶密封固定至基材上。
本发明的有益效果是:
本发明天线结构的正面读写距离进一步得到提升，可超过20mm，最小化背景环境对贴纸型NFC产品性能的影响，使其粘贴在不同材料上都能保证稳定性能，并实现小型化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1爆炸结构结构图；
图3为本发明天线的回波损耗图；
图4为感应线圈加上铁氧体的组合在整体正面20mm处的磁场强度图；
图5为感应线圈加上铁氧体以及寄生外圈和电容的组合在整体正面20mm处的磁场强度图。
图中标号说明：1、基材，2、感应线圈，3、NFC芯片，4、寄生外圈，5、电容，6、磁通介质，7、点胶。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1和图2所示，一种支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，包括基材1，所述基材1上设有若干圈感应线圈2，所述感应线圈2两端连接相应的NFC芯片3，在所述感应线圈2外侧的基材1上设有寄生外圈4，所述寄生外圈4的两端通过电容5相连，形成额外的LC谐振辐射体并与感应线圈2及NFC芯片3互相耦合，该额外的LC谐振辐射体的频率接近于目标工作频点，用以增强整体天线在工作频率的场强强度，在本实施例中，感应线圈2和寄生外圈4的形状可为圆环形，可也根据应用场合需要改为各种形状的闭环结构。
所述感应线圈2的中心处设有磁通介质6，用于增强感应线圈2和寄生外圈4的磁通量，提升天线被识别距离。
所述磁通介质6为铁氧体，可最大化降低背景材料对天线读写距离的影响同时提升天线正面识别距离。
所述铁氧体为与基材1相贴合的片状结构，用于防止基材1曲翘。
所述NFC芯片3通过相应的点胶7密封固定至基材1上。
如图3所示，为天线的回波损耗图，从S参数来看，原有（不带寄生外圈4和电容5）的天线结构只有单一谐振，位于13.7MHz (由单独的感应线圈2和NFC芯片3产生)；新增的寄生外圈4和电容5通过和原有的感应线圈2耦合，给整体天线增加了第二谐振（21.15MHz），同时将原有的第一谐振移到了13.5MHz，增强了整体结构的电磁场强度，进一步增强了感应距离。
如图4所示，在单独采用感应线圈2加上铁氧体的组合时，通过CST microwavestudio仿真软件测得的在整体正面20mm处的磁场强度图，其磁场强度为6.9A/m@13.56MHz；
如图5所示，在采用感应线圈2加上铁氧体以及寄生外圈4和电容5的组合时，通过CST microwave studio仿真软件测得的在整体正面20mm处的磁场强度图，其磁场强度为9.1A/m@13.56MHz，加上寄生外圈4和电容5后，磁场强度得到加强，正面读写距离将得到进一步得到提升，在采用感应线圈2加上铁氧体以及寄生外圈4和电容5的组合时，将NFC天线贴附在不同的材料上时的读距均值如下表：
表中的读距数据全部合格。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，不受限于特定NFC产品，线圈尺寸，线圈形状，线圈与芯片的布局，产品材质等。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，包括基材（1），所述基材（1）上设有若干圈感应线圈（2），所述感应线圈（2）两端连接相应的NFC芯片（3），其特征在于，在所述感应线圈（2）外侧的基材（1）上设有寄生外圈（4），所述寄生外圈（4）的两端通过电容（5）相连，形成额外的LC谐振辐射体并与感应线圈（2）及NFC芯片（3）互相耦合，用以增强整体天线在工作频率的场强强度。
2.根据权利要求1所述的支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，其特征在于，所述感应线圈（2）的中心处设有磁通介质（6），用于增强感应线圈（2）和寄生外圈（4）的磁通量，提升天线被识别距离。
3.根据权利要求2所述的支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，其特征在于，所述磁通介质（6）为铁氧体。
4.根据权利要求3所述的支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，其特征在于，所述铁氧体为与基材（1）相贴合的片状结构，用于防止基材（1）曲翘。
5.根据权利要求1或4所述的支持随意贴附且正面读写距离远的NFC天线，其特征在于，所述NFC芯片（3）通过相应的点胶（7）密封固定至基材（1）上。
Priority Applications (2)
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Publications (1)
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| CN116799471A true CN116799471A (zh) | 2023-09-22 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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2022
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2023
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Also Published As
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| WO2024103557A1 (zh) | 2024-05-23 |
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