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CN118380751A - 电子设备 - Google Patents

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CN118380751A
CN118380751A CN202310101178.4A CN202310101178A CN118380751A CN 118380751 A CN118380751 A CN 118380751A CN 202310101178 A CN202310101178 A CN 202310101178A CN 118380751 A CN118380751 A CN 118380751A
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CN
China
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antenna
matching circuit
electronic device
nfc
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
CN202310101178.4A
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English (en)
Inventor
卢亮
刘永超
张云
张晓国
张京雷
杜斌
成銘贵
李�杰
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Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202310101178.4A priority Critical patent/CN118380751A/zh
Priority to PCT/CN2024/072701 priority patent/WO2024153109A1/zh
Publication of CN118380751A publication Critical patent/CN118380751A/zh
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本申请公开了一种电子设备,其NFC天线电路包括NFC芯片、匹配电路和多个天线,多个天线可采用分布式设计,多个天线同时工作。每个天线的电路可以是双端电路或者单端电路。本申请的方案能够扩大NFC感应区,使得用户无需特意地将设备的特定部位靠近标签或者读卡器,即可实现NFC功能,提升了用户体验。

Description

电子设备
技术领域
本申请涉及天线技术领域,尤其涉及一种电子设备。
背景技术
市面上的很多移动终端集成了近场通信(near field communication,NFC)功能,用户可以借助移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。传统设备的NFC感应区较小且通常局限在设备的特定部位,例如手机的NFC感应区仅位于手机顶部靠近后摄像头的部位。这要求用户在使用NFC功能时,需要将设备的特定部位靠近标签或者读卡器,不然容易导致感应失败。
发明内容
本申请提供了一种电子设备,能够扩大NFC感应区,使得用户无需特意地将设备的特定部位靠近标签或者读卡器,即可实现NFC功能,提升了用户体验。
第一方面,本申请提供了一种电子设备,包括NFC芯片、第一匹配电路、第一天线、第二天线;NFC芯片与第一匹配电路电连接;第一天线包括第一端与第二端,第一端与第二端均通过第一匹配电路与NFC芯片电连接;第二天线包括第三端与第四端;第三端与第四端均通过第一匹配电路与NFC芯片电连接;或者,第三端通过第一匹配电路与NFC芯片电连接,第四端接地。通过本方案的天线电路,第一天线与第二天线这两个天线可以同时工作,该设计可以称为是一种分布式天线设计。通过分布式天线设计,使得电子设备进行NFC感应时,用户可以无需特意识别和调整电子设备的姿态,而是可以较为随意地将电子设备靠近标签或者读卡器,无需精确对准,即可实现NFC功能。因此,本申请的方案通过扩大NFC感应区,简化了用户操作,从而提升了用户体验。通过合理设计天线电路,甚至可以实现感应区覆盖电子设备的所有部位,这样使得用户将电子设备的任意部位靠近标签或者读卡器即可实现NFC功能,从而实现NFC“盲刷”,极大提升了用户体验。另外,采用本方案的分布式天线设计,还可以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而有利于扩大电子设备的NFC感应范围。
在第一方面的一种实现方式中,电子设备还包括巴伦与第二匹配电路,第二匹配电路通过巴伦与第一匹配电路电连接;第三端通过第二匹配电路与巴伦电连接,第四端接地。通过本方案的天线电路,使得第二天线可以采用单端电路,使得NFC芯片与第二天线之间的电路较为简单,对结构空间的占用也较小。
在第一方面的一种实现方式中,第二匹配电路包括第三匹配电路与第四匹配电路,第四匹配电路通过第三匹配电路与巴伦电连接;第三端通过第四匹配电路与第三匹配电路电连接。通过本方案的天线电路,使得第二天线可以采用单端电路,使得NFC芯片与第二天线之间的电路较为简单,对结构空间的占用也较小。第三匹配电路可用于阻抗匹配,使得巴伦的输出信号的阻抗与巴伦之后的电路的阻抗进行适配。第四匹配电路可用于阻抗匹配,其可以使得第二天线与第一天线这两个天线枝节的S11参数调节至合适的值,以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围。
在第一方面的一种实现方式中,电子设备包括第五匹配电路与第六匹配电路;第三端通过第五匹配电路与第一匹配电路电连接,第四端通过第六匹配电路与第一匹配电路电连接。通过本方案的天线电路,使得第二天线可以采用双端电路,可以满足产品需要。另外,还可以优化阻抗匹配,将两个天线枝节的S11参数调节至合适的值,以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围。
在第一方面的一种实现方式中,电子设备包括第七匹配电路与第八匹配电路;第一端通过第七匹配电路与第一匹配电路电连接,第二端通过第八匹配电路与第一匹配电路电连接。通过本方案的天线电路,使得第一天线与第二天线均可以采用双端电路,可以满足产品需要。另外,还可以优化阻抗匹配,将两个天线枝节的S11参数调节至合适的值,以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围。
在第一方面的一种实现方式中,电子设备包括第五匹配电路与第六匹配电路;第一端通过第五匹配电路与第一匹配电路电连接,第二端通过第六匹配电路与第一匹配电路电连接,第三端与第四端均通过第一匹配电路与NFC芯片电连接。通过本方案的天线电路,使得第二天线可以采用双端电路,可以满足产品需要。另外,还可以优化阻抗匹配,将两个天线枝节的S11参数调节至合适的值,以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围。
在第一方面的一种实现方式中,电子设备为折叠设备,折叠设备包括第一部分和第二部分,第一部分能够相对第二部分转动,以使第一部分与第二部分合拢,或者使第一部分相对第二部分展开;第一天线位于第一部分内,第二天线位于第二部分内。本方案通过在折叠设备中应用分布式天线设计,可以提升折叠设备的NFC感应范围,针对折叠设备的NFC感应痛点,极大提升用户体验。
在第一方面的一种实现方式中,第一天线与第二天线分别位于电子设备的相对两端,或者位于电子设备的同一端。本方案通过合理设计第一天线与第二天线的位置,可以优化电子设备的NFC感应范围分布,提升用户体验。
在第一方面的一种实现方式中,电子设备还包括第三天线与导电结构;第三天线作为第二天线,和/或,导电结构作为第二天线。本方案中,通过将该导电结构或者第三天线复用为NFC天线,无需专门增设NFC耦合线圈,能够降低成本。并且能在有限的产品设计空间内进行天线设计,提升结构利用率与系统集成度,并简化天线电路的复杂度。
在第一方面的一种实现方式中,第一天线包括耦合线圈。本方案中,在原有NFC线圈的基础上增加第二天线,可以尽量利用原有电路架构,减少产品设计与制造难度,降低成本。
第二方面,本申请提供了一种电子设备,包括NFC芯片、第一匹配电路、巴伦、第九匹配电路、第十匹配电路、第一天线和第二天线;NFC芯片与第一匹配电路电连接;第九匹配电路通过巴伦与第一匹配电路电连接;第一天线包括第一端与第二端,第一端通过第九匹配电路与巴伦电连接,第二端接地;第二天线包括第三端与第四端,第三端通过第十匹配网路与第九匹配电路电连接,第四端接地。通过本方案的天线电路,第一天线与第二天线这两个天线可以同时工作,该设计可以称为是一种分布式天线设计。通过分布式天线设计,使得电子设备进行NFC感应时,用户可以无需特意识别和调整电子设备的姿态,而是可以较为随意地将电子设备靠近标签或者读卡器,无需精确对准,即可实现NFC功能。因此,本申请的方案通过扩大NFC感应区,简化了用户操作,从而提升了用户体验。通过合理设计天线电路,甚至可以实现感应区覆盖电子设备的所有部位,这样使得用户将电子设备的任意部位靠近标签或者读卡器即可实现NFC功能,从而实现NFC“盲刷”,极大提升了用户体验。另外,采用本方案的分布式天线设计,还可以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而有利于扩大电子设备的NFC感应范围。
在第二方面的一种实现方式中,电子设备包括第十一匹配电路,第一端通过第十一匹配电路与第九匹配电路电连接。通过本方案的天线电路,可以优化第二天线与第一天线这两个天线枝节的S11参数,增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围。而且,可以更灵活地实现阻抗匹配,更容易将两个天线枝节的S11参数调节至合适的值。另外,还可以增强电子设备的NFC天线的一致性。
在第二方面的一种实现方式中,电子设备包括折叠设备,折叠设备包括第一部分和第二部分,第一部分能够相对第二部分转动,以使第一部分与第二部分合拢,或者使第一部分相对第二部分展开;第一天线位于第一部分内,第二天线位于第二部分内。本方案通过在折叠设备中应用分布式天线设计,可以提升折叠设备的NFC感应范围,针对折叠设备的NFC感应痛点,极大提升用户体验。
在第二方面的一种实现方式中,第一天线与第二天线分别位于电子设备的相对两端,或者位于电子设备的同一端。本方案通过合理设计第一天线与第二天线的位置,可以优化电子设备的NFC感应范围分布,提升用户体验。
在第二方面的一种实现方式中,电子设备包括第三天线与导电结构;第三天线作为第二天线,和/或,导电结构作为第二天线。本方案中,通过将该导电结构或者第三天线复用为NFC天线,无需专门增设NFC耦合线圈,能够降低成本。并且能在有限的产品设计空间内进行天线设计,提升结构利用率与系统集成度,并简化天线电路的复杂度。
附图说明
图1是本申请实施例的电子设备硬件框架示意图;
图2是本申请一种实施例的电子设备的NFC天线电路示意图;
图3是本申请一种实施例的电子设备的感应区分布示意图;
图4是传统手机与图3所示手机的NFC场图对比图;
图5a是本申请另一种实施例的电子设备的感应区分布示意图;
图5b是本申请另一种实施例的电子设备的感应区分布示意图;
图6是本申请实施例方案的阻抗带宽与常规方案的阻抗带宽的对比图;
图7是本申请另一种实施例的电子设备的NFC天线电路示意图;
图8是本申请另一种实施例的电子设备的NFC天线电路示意图;
图9是本申请另一种实施例的电子设备的NFC天线电路示意图;
图10是本申请另一种实施例的电子设备的NFC天线电路示意图;
图11是本申请另一种实施例的电子设备的NFC天线电路示意图;
图12是本申请另一种实施例的电子设备的感应区分布示意图;
图13是图12所示的电子设备在折叠状态下的感应区分布示意图;
图14是本申请另一种实施例的电子设备的感应区分布示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种电子设备,包括但不限于手机(例如直板手机、可折叠手机、卷轴屏手机等)、可穿戴设备(例如智能手表、智能手环、智能眼镜、智能头盔等)、平板电脑、笔记本电脑、车载设备(例如车机)等。
图1示出了电子设备100的结构示意图。下面以电子设备100为例对进行具体说明。应该理解的是,图1所示电子设备100仅是一个范例,电子设备100可以具有比图1中所示的更多的或者更少的部件,可以组合两个或多个的部件,或者可以具有不同的部件配置。图1中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
如图1所示,电子设备100可以包括:处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universal serial bus,USB)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线A,天线B,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A,陀螺仪传感器180B,气压传感器180C,磁传感器180D,加速度传感器180E,距离传感器180F,接近光传感器180G,指纹传感器180H,温度传感器180J,触摸传感器180K,环境光传感器180L,骨传导传感器180M等。可以理解的是,本申请实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对电子设备100的结构限定。在本申请另一些实施例中,电子设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。电子设备100的无线通信功能可以通过天线A,天线B,移动通信模块150,无线通信模块160,调制解调处理器以及基带处理器等实现。
以上结合图1,对电子设备的硬件架构进行了综述。下面将详细说明电子设备的NFC天线电路,其中该NFC天线电路中可以设置多个NFC天线。
图2表示实施例一的电子设备中的NFC天线电路示意图。如图2所示,本实施例的电子设备可以包括NFC芯片1、第一匹配电路2、第一天线6、巴伦3、第二匹配电路4和第二天线5。第一天线6与第二天线5均可以称为NFC天线。
如图2所示,第一匹配电路2的输入端可与NFC芯片1的引脚电连接,第一匹配电路2的输出端可与第一天线6的第一端6a及第二端6b均电连接。并且,第一匹配电路2的输出端还可以与巴伦3的输入端电连接,巴伦3的输出端可以与第二匹配电路4的输入端电连接,第二匹配电路4的输出端可以与第二天线5的第三端5a电连接。第二天线5的第四端5b可以接地。
NFC芯片1可用于射频信号的调制与解调,以及处理NFC协议等。NFC芯片1可以包括若干端口,NFC芯片1可通过端口输出射频信号。NFC芯片1可以集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点等功能,能够在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。NFC芯片1的具体类型可以根据产品需要确定,本实施例不做限定。
如图2所示,第一匹配电路2是将NFC芯片1与巴伦3电连接,以及将NFC芯片1与第一天线6电连接的匹配电路。第一匹配电路2可用于阻抗匹配,使得NFC芯片1的信号阻抗,与第一匹配电路2之后的电路(该电路包括巴伦3、第二匹配电路4、第一天线6、第二天线5)的阻抗进行适配。
如图2所示,第一天线6作为一个NFC天线。第一天线6的第一端6a及第二端6b,分别与第一匹配电路2的两个输出端电连接,因此第一天线6的电路可以是双端电路。
示意性的,第一天线6可以是专门用于NFC感应的耦合线圈。或者,第一天线6也可以是电子设备中的导电结构,也即该导电结构可以复用为NFC天线。该导电结构包括但不限于电子设备的壳体的结构特征(例如手机的中框的边框部分、壳体内的筋或者凸台等)、支架、充电线圈、硬质电路板或者柔性电路板等导电体。或者,第一天线6可以是电子设备中的第三天线,也即该第三天线可以复用为NFC天线。该第三天线包括但不限于主蜂窝天线、分集天线、无线网络(例如WiFi、802.11、蓝牙)天线或定位天线(例如GPS天线或北斗导航天线)。通过将该导电结构或者第三天线复用为NFC天线,无需专门增设NFC耦合线圈,能够降低成本。并且能在有限的产品设计空间内进行天线设计,提升结构利用率与系统集成度,并简化天线电路的复杂度。
如图2所示,巴伦3可与第一匹配电路2的两个输出端电连接。巴伦3也可称为平衡-不平衡转换器,用于将双端电路转换为单端电路(下文将会说明,第二天线5的电路为单端电路)
如图2所示,第二匹配电路4是将巴伦3与第二天线5电连接的匹配电路。第二匹配电路4可用于阻抗匹配,使得巴伦3的输出信号的阻抗与第二天线5的阻抗进行适配。在一些实施方式中,第二匹配电路4与巴伦3也可以集成为一个部件,该部件兼具第二匹配电路4与巴伦3的功能,该部件例如可以称为带阻抗调谐功能的巴伦。
如图2所示,示意性的,第二匹配电路4可以包括第三匹配电路41与第四匹配电路42。第三匹配电路41可以将巴伦3与第四匹配电路42电连接,第四匹配电路42可以将第三匹配电路41与第二天线5的第三端5a电连接。其中,第三匹配电路41可用于阻抗匹配,使得巴伦3的输出信号的阻抗与巴伦3之后的电路(该电路包括第四匹配电路42、第二天线5)的阻抗进行适配。第四匹配电路42可用于阻抗匹配,其可以使得第二天线5与第一天线6这两个天线枝节的S11参数调节至合适的值(例如-10dB以下),以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围(下文将继续说明)。另外,设计第四匹配电路42还可以增强电子设备的NFC天线的一致性。
可以理解的是,可以设计第三匹配电路41与第四匹配电路42两个独立的匹配电路,也可以将第三匹配电路41与第四匹配电路42集成为一个匹配电路(作为上述的第二匹配电路4)。
如图2所示,第二天线5作为另一个NFC天线。第二天线5的第三端5a与第四匹配电路42电连接,第二天线5的第四端5b接地,由此第二天线5的电路可以是单端电路。采用单端电路,使得NFC芯片1与第二天线5之间的电路较为简单,对结构空间的占用也较小。
示意性的,第二天线5可以是电子设备中的导电结构,也即该导电结构可以复用为NFC天线。该导电结构包括但不限于电子设备的壳体(例如手机的中框的边框部分)、壳体内的结构特征(如筋、凸台等)支架、硬质电路板或者柔性电路板等导电体。或者,第二天线5可以是电子设备中的第三天线,也即该第三天线可以复用为NFC天线。该第三天线包括但不限于主蜂窝天线、分集天线、无线网络(例如WiFi、802.11、蓝牙)天线或定位天线(例如GPS天线或北斗导航天线)。通过将该导电结构或者第三天线复用为NFC天线,无需专门增设NFC耦合线圈,能够降低成本。并且能在有限的产品设计空间内进行天线设计,提升结构利用率与系统集成度,并简化天线电路的复杂度。或者,第二天线5也可以是专门用于NFC感应的耦合线圈。
如图2所示,NFC芯片1的射频信号可以经第一匹配电路2传输至第一天线6,通过第一天线6辐射。并且,NFC芯片1的射频信号可以经巴伦3、第二匹配电路4传输至第二天线5,通过第二天线5辐射。通过图2所示的天线电路,第一天线6与第二天线5这两个NFC天线可以同时工作,该设计可以称为是一种分布式天线设计。
在一些实施方式中,若对第二天线6的阻抗进行合理精确设计,使其与NFC芯片1的信号阻抗匹配,则可以取消巴伦3与第二匹配电路4。
本实施例中,两个NFC天线在电子设备内的位置不同,因此电子设备的不同区域均可以成为感应区,从而使得电子设备的感应区较大。
在一种实施方式中,第一天线6与第二天线5可以分别位于电子设备的相对两端。例如对于手机而言,第一天线6与第二天线5中的一个可以设于手机的顶部(靠近摄像头的一端),另一个可以设于手机的底部(远离摄像头的一端)。示意性的,如图3所示,第一天线6可以设于手机的顶部,第二天线5可以设于手机的底部。第一天线6所在的区域形成第一感应区,第二天线5所在的区域形成第二感应区。相较常规手机的感应区仅在顶部而言,本实施例中感应区可以覆盖手机的顶部和底部,因此感应区得到扩大。
可以使用仿真场图来表示产品中感应信号的分布。图4表示传统手机的NFC场图与图3所示手机的NFC场图的对比。为了便于识图,在图4中用虚线圈出了感应信号的大致覆盖范围,其中深色区域表示信号强度较大的区域。对比可知,传统手机的NFC场图中,感应信号基本分布在手机的顶部,感应区较小。然而本实施例的手机NFC场图中,感应信号不仅覆盖手机的顶部,还覆盖了手机的底部,感应区较大。
在另一种实施方式中,第一天线6与第二天线5可以位于电子设备的同一端,二者可以相距较近。如图5a所示,第一天线6与第二天线5均可以位于手机的顶端,第二天线5可以沿手机的长边分布。如图5b所示,第一天线6与第二天线5均可以位于手机的顶端,第二天线5可以沿手机的短边分布。可以理解的是,图5a-图5b所示仅仅是一种举例,实际上两个NFC天线可以设在手机的任意合适位置,二者靠近即可。
图5a-图5b所示的实施方式中,第一天线6例如可以是耦合线圈(或者复用为NFC天线的导电结构或者第三天线),第二天线5例如可以是复用为NFC天线的导电结构或者第三天线(或者耦合线圈)。在一种方案中,耦合线圈可以保持常规体积,通过在第一感应区附近增设第二感应区,可以增加手机顶端的场强分布,整体上扩大感应区。相较于前一方案,在另一种方案中,可以将耦合线圈的体积减小,并使手机顶端的感应区面积与前一方案相比基本保持不变(也即本方案同样可以扩大感应区),以保证NFC性能。这种设计可以通过减小耦合线圈的体积来节省结构空间,提升产品的架构竞争力。
对于常规手机,用户可能需要确认手机的顶部是否处于合适的握持位置,若手机顶部在手中朝下时,用户可能需要将手机调转180度以使顶部朝上,以便将顶部准确靠近标签或者读卡器。但是,使用本实施例的电子设备进行NFC感应时,用户可以无需特意识别和调整电子设备的姿态,而是可以较为随意地将电子设备靠近标签或者读卡器(例如,可以任选将手机顶部或者底部靠近标签或者读卡器),无需精确对准,即可实现NFC功能。相较于常规方案,本实施例的方案通过扩大NFC感应区,简化了用户操作,从而提升了用户体验。
本实施例中,通过合理设计天线电路,甚至可以实现感应区覆盖电子设备的所有部位(不仅限于顶部和底部),这样使得用户将电子设备的任意部位靠近标签或者读卡器即可实现NFC功能,从而实现NFC“盲刷”,极大提升了用户体验。
采用本实施例的分布式天线设计,还可以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而有利于扩大电子设备的NFC感应范围。图6表示本实施例方案的阻抗带宽与常规方案的阻抗带宽的对比,其中虚线对应常规方案,实线对应本实施例的方案。如图6所示,在S11参数为-10dB的水平,本实施例方案的频率带宽明显大于常规方案的频率带宽,例如本实施例方案的频率带宽可以相较常规方案提升139%。
在其他实施例中,基于实施例一的方案,可以设计更多数量的NFC天线,例如NFC天线可以有至少三个,这些NFC天线采用分布式设计。
例如图7所示的方案中,可以设计两个第二天线5。相应的,可以设计两路第二天线5的电路,两路电路的组成可以一致,两路电路可以并联至第一匹配电路2的输出端。或者在另一种方案中,第二天线5可以有一个,第一天线6可以有至少两个,这些第一天线6可以并联至第一匹配电路2的输出端。通过设计多个分布式的NFC天线,可以进一步扩大感应区,简化用户操作,从而提升用户体验。
在另一种方案中,若设计两个第二天线5,两路第二天线5的电路可以不一致。例如一路电路为单端电路,另一路电路为双端电路。或者,两路电路均为单端电路或者双端电路,但是两路电路的结构组成不同。类似的,若设计两个第一天线6,两路第一天线6的电路可以不一致。例如一路电路为双端电路,另一路电路为单端电路。或者,两路电路均为双端电路或者单端电路,但是两路电路的结构组成不同。
图8表示实施例二的一种实施方式的电子设备中的NFC天线电路示意图。
如图8所示,本实施方式的NFC天线电路可以包括NFC芯片1、第一匹配电路2、第一天线6、第五匹配电路7、第六匹配电路8和第二天线5。
对比图8与图2所示可知,与实施例一不同的是,实施例二的第二天线5的电路可以采用双端电路,也即实施例二中的第二天线5与第一天线6均采用双端电路。如图8所示,第五匹配电路7的输入端可以与第一匹配电路2的一个输出端电连接,第五匹配电路7的输出端可以与第二天线5的第三端5a电连接。第六匹配电路8的输入端可以与第一匹配电路2的另一个输出端电连接,第六匹配电路8的输出端可以与第二天线5的第四端5b电连接。
本实施方式中,设计第五匹配电路7与第六匹配电路8后,可以使得第二天线5与第一天线6这两个天线枝节的S11参数调节至合适的值(例如-10dB以下),以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围。另外,还可以增强电子设备的NFC天线的一致性。
如图8所示,NFC芯片1的射频信号可以经第一匹配电路2传输至第一天线6,通过第一天线6辐射。并且,NFC芯片1的射频信号可以经第五匹配电路7及第六匹配电路8传输至第二天线5,通过第二天线5辐射。由此,第一天线6与第二天线8这两个NFC天线可以同时工作,该设计可以称为是一种分布式天线设计。
本实施方式的方案通过分布式天线设计,可以扩大电子设备的感应区,简化用户操作,提升用户体验。当使用导电结构或者第三天线作为NFC天线时,还可以降低成本,提升结构利用率与系统集成度,并简化天线电路的复杂度。当其中一个NFC天线采用耦合线圈时,通过将两个NFC天线布置在电子设备的同一端,可以通过减小耦合线圈的体积来节省结构空间,提升产品的架构竞争力。
在实施例二的其他实施方式中,与图8所示不同的是,可以将第五匹配电路7与第六匹配电路8设在第一天线6的电路中,而非设在第二天线5的电路中,也即可以将图8中第一天线6与第二天线5的位置调换,从而得到另一方案。
基于实施例二的方案,在其他实施例中可以设计更多数量的NFC天线,例如NFC天线可以有至少三个,这些NFC天线采用分布式设计。例如,可以设计至少两个第二天线5,每个第二天线5的电路可以采用图8所示的双端电路。
在图8所示方案的基础上,可以设计图9所示的实施例三的NFC天线电路。
对比图9与图8所示,实施例三中,可以在第一天线6的电路中增加第七匹配电路9与第八匹配电路10。其中,第七匹配电路9的输入端与第一匹配电路2的一个输出端电连接,第七匹配电路9的输出端与第一天线6的第一端电连接;第八匹配电路10的输入端与第一匹配电路2的另一个输出端电连接,第八匹配电路10的输出端与第一天线6的第二端电连接。
实施例三中,第一天线6与第二天线5这两个NFC天线可以同时工作,该设计可以称为是一种分布式天线设计。在两个NFC天线的电路中设计第五匹配电路7至第八匹配电路10,可以使得两个天线枝节的S11参数调节至合适的值(例如-10dB以下),以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围。而且,可以更灵活地实现阻抗匹配,更容易将两个天线枝节的S11参数调节至合适的值。另外,还可以增强电子设备的NFC天线的一致性。
实施例三的方案通过分布式天线设计,可以扩大电子设备的感应区,简化用户操作,提升用户体验。当使用导电结构或者第三天线作为NFC天线时,还可以降低成本,提升结构利用率与系统集成度,并简化天线电路的复杂度。当其中一个NFC天线采用耦合线圈时,通过将两个NFC天线布置在电子设备的同一端,可以通过减小耦合线圈的体积来节省结构空间,提升产品的架构竞争力。
基于实施例三的方案,在其他实施例中,可以设计更多数量的NFC天线,例如NFC天线可以有至少三个,这些NFC天线采用分布式设计。例如,可以设计至少两个第二天线5,每个第二天线5的电路可以采用图9所示的双端电路。
图10表示实施例四的电子设备中的NFC天线电路示意图。
如图10所示,实施例四的NFC天线电路包括NFC芯片1、第一匹配电路2、巴伦11、第九匹配电路12、第一天线6、第十匹配电路13和第二天线5。
如图10所示,与上述实施例均不同的是,巴伦11的输入端与第一匹配电路2的输出端电连接,巴伦11的输出端与第九匹配电路12的输入端电连接,第九匹配电路12的一个输出端与第一天线6的第一端6a电连接,第九匹配电路12的另一个输出端与第十匹配电路13的输入端电连接,第十匹配电路13的输出端与第二天线5的第三端5a电连接。第一天线6的第二端6b接地,第二天线5的第四端5b接地。
本实施例中,巴伦11也可称为平衡-不平衡转换器,用于将双端电路转换为单端电路。第九匹配电路12用于调谐阻抗,使得巴伦11的输出信号的阻抗与巴伦11之后的电路的阻抗进行适配。在一些实施方式中,第九匹配电路12与巴伦11也可以集成为一个部件,该部件兼具第九匹配电路12与巴伦11的功能,该部件例如可以称为带阻抗调谐功能的巴伦。第十匹配电路13用于调谐阻抗,使得第二天线5与第一天线6这两个天线枝节的S11参数调节至合适的值(例如-10dB以下),以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围,另外还可以增强电子设备的NFC天线的一致性。
本实施例中,第一天线6与第二天线5均采用单端电路。采用单端电路,使得NFC芯片1与两个NFC天线之间的电路均较为简单,对结构空间的占用也较小。
本实施例中,第一天线6与第二天线5这两个NFC天线可以同时工作,该设计可以称为是一种分布式天线设计。通过分布式天线设计,可以扩大电子设备的感应区,简化用户操作,提升用户体验。当使用导电结构或者第三天线作为NFC天线时,还可以降低成本,提升结构利用率与系统集成度,并简化天线电路的复杂度。当其中一个NFC天线采用耦合线圈时,通过将两个NFC天线布置在电子设备的同一端,可以通过减小耦合线圈的体积来节省结构空间,提升产品的架构竞争力。
基于实施例四的方案,在其他实施例中,可以设计更多数量的NFC天线,例如NFC天线可以有至少三个,这些NFC天线采用分布式设计。
例如在一种方案中,可以在图10所示电路的基础上,设计多路第二天线5的电路,每路电路包括第十匹配电路13和一个第二天线5,每个第二天线5均通过第十匹配电路13与第九匹配电路12电连接,多个第十匹配电路13并联至第九匹配电路12的输出端。
在图10所示方案的基础上,可以设计出图11所示的实施例五的NFC天线电路示意图。如图11所示,与图10所示方案不同的是,实施例五的NFC天线电路还可以在第一天线6的电路中增设第十一匹配电路14,第十一匹配电路14电连接于第九匹配电路12与第一天线6的第一端6a之间。第十一匹配电路14用于阻抗调谐,能够优化第二天线5与第一天线6这两个天线枝节的S11参数,以增强阻抗带宽,提升辐射性能,从而扩大电子设备的NFC感应范围。而且,可以更灵活地实现阻抗匹配,更容易将两个天线枝节的S11参数调节至合适的值。另外,还可以增强电子设备的NFC天线的一致性。此外,实施例五同样具有实施例四的优点,此处不再重复。
基于实施例五的方案,在其他实施例中,可以设计更多数量的NFC天线,例如NFC天线可以有至少三个,这些NFC天线采用分布式设计。
例如在一种方案中,可以在图11所示电路的基础上设计多路第二天线5的电路,每路电路包括第十匹配电路13和一个第二天线5,每个第二天线5均通过第十匹配电路13与第九匹配电路12电连接,多个第十匹配电路13并联至第九匹配电路12的输出端。或者,可以在图11所示电路的基础上设计多路第一天线6的电路,每路电路包括第十一匹配电路14和一个第一天线6,每个第一天线6均通过第十一匹配电路14与第九匹配电路12电连接,多个第十一匹配电路14并联至第九匹配电路12的输出端。
以上实施例中的电子设备,例如可以是直板手机。下面将说明上述实施例的NFC天线设计在可折叠手机中的应用。
如图12所示,实施例六的电子设备200可以是可折叠手机,其可以包括第一部分201、铰链202和第二部分203,铰链202连接第一部分201和第二部分203,铰链202可以产生机构运动,使第一部分201和第二部分203能够相对转动。当第一部分201与第二部分203完全合拢时,可折叠手机处于折叠状态;当第一部分201相对第二部分203完全展开时,可折叠手机处于完全展开状态;当第一部分201相对第二部分203展开一定角度但并未完全展开时,可折叠手机处于中间展开状态。
图12所示的折叠形式可称为“翻盖式”,即用户正常握持设备时,设备的开合线沿横向。这仅仅是一种举例,并非是对实施例六的限定。例如实施例六的方案也适用于“书本式”的折叠形式,即用户正常握持设备时,设备的开合线沿纵向。
如图12所示,第一天线6可以设在第一部分201内,因此第一部分201内形成第一感应区。可以理解的是,第一天线6可以设于第一部分201内的任意合适位置。第二天线5可以设在第二部分203内,因此第二部分203内形成第二感应区。可以理解的是,第二天线5可以设于第二部分203内的任意合适位置。
示意性的,第一天线6与第二天线5可以分别位于电子设备200的相对两端,例如第一天线6可以设于第一部分201的一端,第二天线5可以设于第二部分203的一端。例如,第一天线6与第二天线5分别设于电子设备200的顶端与底部。当电子设备200处于图12所示的展平状态时,电子设备200的顶部与底部均可以实现NFC感应。
图13表示可折叠设备处于折叠状态。如图13所示,可折叠设备的左侧与右侧均可以实现NFC感应。
因此,在可折叠手机中应用本申请实施例的NFC天线设计,能够使可折叠手机在折叠状态与展开状态下的感应区均得到扩大,从而提升可折叠手机的NFC使用体验。
如图14所示,实施例七的电子设备300可以是可折叠手机,其可以包括第一部分301、铰链302和第三部分303,铰链302连接第一部分301和第三部分303,铰链302可以产生机构运动,使第一部分301和第三部分303能够相对转动。当第一部分301与第三部分303完全合拢时,可折叠手机处于折叠状态;当第一部分301相对第三部分303完全展开时,可折叠手机处于完全展开状态(例如图14所示的状态);当第一部分301相对第三部分303展开一定角度但并未完全展开时,可折叠手机处于中间展开状态。
图14所示的折叠形式可称为“书本式”,即用户正常握持设备时,设备的开合线沿纵向。这仅仅是一种举例,并非是对实施例六的限定。例如实施例七的方案也适用于“翻盖式”的折叠形式,即用户正常握持设备时,设备的开合线沿横向。
如图14所示,电子设备300可以设四个NFC天线,以形成第一感应区、第二感应区、第三感应区和第四感应区。其中,每个感应区的NFC天线均可以是上述的第一天线6或者第二天线5。第一部分301与第三部分303中均可以设有两个感应区。
由此,电子设备300在完全展开后,电子设备300的四角均可以进行NFC感应。电子设备300折叠时,电子设备300的上下两部分均可以实现NFC感应。因此,在电子设备300中应用本申请实施例的NFC天线设计,能够使电子设备300在折叠状态与展开状态下的感应区均得到扩大,从而提升可折叠手机的NFC使用体验。
可以理解的是,图14所示的感应区的数量及分布仅仅是一种示意。根据产品需要,电子设备300中可以设计更多或者更少的感应区,第一部分301和第三部分303中的感应区的数量也可以根据需要设计。
示意性的,以上所述的任一匹配电路可以包括电容和/或电感。其中,电容与电感可以有一个或者多个,电容与电感的电连接方式可以是串联和/或并联。
在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个。
以下,术语“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的,而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例中所提到的方位用语,例如,“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”、“顶”、“底”等,仅是参考附图的方向,因此,使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请实施例,而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置在……上”应做广义理解,例如,“连接”可以是可拆卸地连接,也可以是不可拆卸地连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。其中,“固定连接”是指彼此连接且连接后的相对位置关系不变。“转动连接”是指彼此连接且连接后能够相对转动。“滑动连接”是指彼此连接且连接后能够相对滑动。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种电子设备,其特征在于,
包括NFC芯片、第一匹配电路、第一天线、第二天线;
所述NFC芯片与所述第一匹配电路电连接;
所述第一天线包括第一端与第二端,所述第一端与所述第二端均通过所述第一匹配电路与所述NFC芯片电连接;
所述第二天线包括第三端与第四端;所述第三端与所述第四端均通过所述第一匹配电路与所述NFC芯片电连接;或者,所述第三端通过所述第一匹配电路与所述NFC芯片电连接,所述第四端接地。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还包括巴伦与第二匹配电路,所述第二匹配电路通过所述巴伦与所述第一匹配电路电连接;所述第三端通过所述第二匹配电路与所述巴伦电连接,所述第四端接地。
3.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,
所述第二匹配电路包括第三匹配电路与第四匹配电路,所述第四匹配电路通过所述第三匹配电路与所述巴伦电连接;所述第三端通过所述第四匹配电路与所述第三匹配电路电连接。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括第五匹配电路与第六匹配电路;
所述第三端通过所述第五匹配电路与所述第一匹配电路电连接,所述第四端通过所述第六匹配电路与所述第一匹配电路电连接。
5.根据权利要求4所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括第七匹配电路与第八匹配电路;所述第一端通过所述第七匹配电路与所述第一匹配电路电连接,所述第二端通过所述第八匹配电路与所述第一匹配电路电连接。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括第五匹配电路与第六匹配电路;
所述第一端通过所述第五匹配电路与所述第一匹配电路电连接,所述第二端通过所述第六匹配电路与所述第一匹配电路电连接,所述第三端与所述第四端均通过所述第一匹配电路与所述NFC芯片电连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备为折叠设备,所述折叠设备包括第一部分和第二部分,所述第一部分能够相对所述第二部分转动,以使所述第一部分与所述第二部分合拢,或者使所述第一部分相对所述第二部分展开;
所述第一天线位于所述第一部分内,所述第二天线位于所述第二部分内。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述第一天线与所述第二天线分别位于所述电子设备的相对两端,或者位于所述电子设备的同一端。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还包括第三天线与导电结构;
所述第三天线作为所述第二天线,和/或,所述导电结构作为所述第二天线。
10.根据权利要求1-9任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述第一天线包括耦合线圈。
11.一种电子设备,其特征在于,
包括NFC芯片、第一匹配电路、巴伦、第九匹配电路、第十匹配电路、第一天线和第二天线;
所述NFC芯片与所述第一匹配电路电连接;
所述第九匹配电路通过所述巴伦与所述第一匹配电路电连接;
所述第一天线包括第一端与第二端,所述第一端通过所述第九匹配电路与所述巴伦电连接,所述第二端接地;
所述第二天线包括第三端与第四端,所述第三端通过所述第十匹配网路与所述第九匹配电路电连接,所述第四端接地。
12.根据权利要求11所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括第十一匹配电路,所述第一端通过所述第十一匹配电路与所述第九匹配电路电连接。
13.根据权利要求11或12所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括折叠设备,所述折叠设备包括第一部分和第二部分,所述第一部分能够相对所述第二部分转动,以使所述第一部分与所述第二部分合拢,或者使所述第一部分相对所述第二部分展开;
所述第一天线位于所述第一部分内,所述第二天线位于所述第二部分内。
14.根据权利要求11-13任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述第一天线与所述第二天线分别位于所述电子设备的相对两端,或者位于所述电子设备的同一端。
15.根据权利要求11-14任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备包括第三天线与导电结构;
所述第三天线作为所述第二天线,和/或,所述导电结构作为所述第二天线。
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