正交绕线型贴片式nfc天线及天线系统的制作方法_2

文档序号:9729168阅读:来源:国知局
]进一步地,所述天线系统具有若干个相互串联的所述正交绕线型贴片式NFC天线,若干个相互串联的所述正交绕线型贴片式NFC天线分别放置在所述金属板上。
[0017]本发明还公开了前述的正交绕线型贴片式NFC天线的加工方法,所有铁氧体芯体的XY平面上的线圈体都是通过把金属浆料以丝网印刷的形式制成的,所述沿着Z方向的导线体是通过在相关的各个分层上打通孔并把浆料注入通孔,最后经过高温烧结而成的;所述的金属浆料为金浆、银浆或铜浆等。
[0018]与现有技术相比,本发明提供的正交绕线型贴片式NFC天线,采用了沿XY平面延伸的铁氧体芯体,及正交环绕于铁氧体芯体的NFC天线的沿-X轴方向螺旋缠绕的第一线圈和沿上下方向的+Z轴螺旋缠绕的第二线圈;从而使得NFC天线线圈呈正交形式环绕,正交绕线型贴片式NFC天线本身具有两个沿不同方向(分别沿X轴和Z轴)的磁场分布,两个线圈的耦合,进而增强了整体天线的性能,达到高性能的效果;另外,第一线圈以及第二线圈都是绕行在铁氧体芯体的外表面上,充分利用铁氧体芯体的空间,使得整个正交绕线型贴片式NFC天线尺寸较小。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例提供的正交绕线型贴片式NFC天线的立体结构示意图;
[0020]图2是本发明实施例提供的正交绕线型贴片式NFC天线的爆炸结构示意图;
[0021]图3是本发明实施例提供的只有第一天线线圈的NFC天线的立体结构示意图;
[0022]图4是本发明实施例提供的只有第二天线线圈的NFC天线的立体结构示意图;
[0023]图5是本发明实施例提供的正交绕线型贴片式NFC天线的结构示意图;
[0024]图6是图3中只有第一天线线圈的NFC天线单体在Y= 0(或XZ)截面上的二维磁场分布图;
[0025]图7是图3中只有第一天线线圈的NFC天线单体在金属板上方Z= 20mm处的磁场Hz分量分布图;
[0026]图8是图4中只有第二天线线圈的NFC天线单体在Y= 0(或XZ)截面上的二维磁场分布图;
?0027] 图9是图4中只有第二天线线圈的NFC天线单体在金属板上方Z = 20mm处的磁场Hz分量分布图;
[0028]图10是图5中的本发明NFC天线(即同时有第一和第二天线线圈)单体在金属板上方Z = 20mm处的磁场Hz分量分布图;
[0029]图11是本发明实施例提供的正交绕线型贴片式NFC天线单体的工作原理示意图;
[0030]图12是本发明实施例提供的天线系统工作原理图;
[0031]图13是本发明实施例提供的天线系统在金属板上方Z= 20mm处的磁场Hz分量分布图;
[0032]图14是本发明实施例提供的只有第一天线线圈的NFC天线系统在金属板上方Z=20mm处的磁场Hz分量分布图;
【具体实施方式】
[0033]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0034]以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
[0035]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0036]参照图1?14,来理解本发明的具体实施例。
[0037]本实施例提供的正交绕线型贴片式NFC天线,可以运用在天线系统中,实现为移动设备客户提供高性能小尺寸的贴片式NFC天线。
[0038]如图1-2所示,本发明正交绕线型贴片式NFC天线,包括由四层片状铁氧体单元la、lb、lc、ld层叠而成的沿XY平面延伸的铁氧体芯体1,及正交环绕于铁氧体芯体的NFC天线的第一线圈2和第二线圈3,第一线圈2沿-X轴方向螺旋缠绕,第二线圈3沿上下方向的+Z轴螺旋缠绕;铁氧体芯体1的下端连接有天线绝缘层4;天线绝缘层4的下端面上连接有外部电极,包括第一外部电极5a和第二外部电极5b;天线绝缘层4还设有用于连接NFC天线线圈与外部电极的过孔电极6a和6b。第二线圈3的首端通过过孔电极6a与第一外部电极5a连接,尾端通过连接导体7(即起到过渡联接作用的导体)与第一线圈2的首端连接;第一线圈2的尾端通过过孔电极6b与外部第二电极5b连接;第一线圈2包括若干根位于底层片状铁氧体单元Id下表面的底层导线体22,若干根位于顶层片状铁氧体单元la上表面的顶层导线体21,及连接底层导线体左端端部和顶层导线体左端端部的若干个左导线体23、连接底层导线体右端端部和顶层导线体右端端部的若干个右导线体24;左导线体23由穿透于底层片状铁氧体单元ld、中间层片状铁氧体单元lc、lb和顶层片状铁氧体单元la的近于左端的左通孔内的左导体(图中未示出)构成;右导线体24由穿透于底层片状铁氧体单元ld、中间层片状铁氧体单元lc、lb和顶层片状铁氧体单元la的近于右端的右通孔内的右导体(图中未示出)构成;第二线圈3包括设于底层片状铁氧体单元Id上表面和中间层片状铁氧体单元lc、lb上表面的线圈体33、32、31,底层片状铁氧体单元的线圈体33的首端与外部第一电极5a连接,其尾端通过设于第二层片状铁氧体单元lc侧边的竖向连接导体321与第二层片状铁氧体单元lc的线圈体32的首端连接,如此循环向上,直至最上面一个线圈体31的尾端通过设于顶层片状铁氧体单元侧边的竖向连接导体71(过渡导体7的一部分)与第一线圈2的首端连接。
[0039]上述的正交绕线型贴片NFC天线,采用了沿XY平面延伸的铁氧体芯体,及正交环绕于铁氧体芯体的NFC天线的沿-X轴方向螺旋缠绕的第一线圈和沿上下方向的+Z轴螺旋缠绕的第二线圈;从而使得NFC天线线圈呈正交形式环绕,正交绕线型贴片式NFC天线本身具有两个沿不同方向(分别沿X轴和Z轴)的磁场分布,两个线圈的耦合,进而增强了整体天线的性能,达到高性能的效果;另外,第一线圈以及第二线圈都是绕行在铁氧体芯体的外表面上,充分利用铁氧体芯体的空间,使得整个正交绕线型贴片式NFC天线尺寸较小。
[0040]具体的,为了便于外部电极与NFC天线线圈的连接,天线绝缘层4上设有两个用于天线线圈的两端与外部电极之间进行连接的过孔电极,过孔电极与NFC天线线圈连接。
[0041 ] 两个过孔电极6a、6b分别对应布置在第一外部电极5a与第二外部电极5b上,即可通过两个过孔电极分别连接外部电极与NFC天线线圈。
[0042]第二线圈3是由设于片状铁氧体单元上表面和/或下表面的线圈体构成的。同一表面可以设有一圈或多于一圈的线圈体;如果相邻的表面都有线圈体时,可以采用错开的方式来布置。
[0043]竖向连接导体7也可能采用在通孔内填入导电材料而构成。
[0044]第一线圈2和第二线圈3在左侧面、右侧面会重合,需要采用错开方式布设,在左侧面、右侧面的位置,第一线圈2可以位于外侧,第二线圈3处于内侧;也可以是第一线圈2可以位于内侧,第二线圈3处
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