本發(fā)明涉及天線設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種移動終端的NFC天線和移動終端。

背景技術(shù)：

隨著金屬質(zhì)感手機技術(shù)的不斷發(fā)展，金屬材質(zhì)的移動終端由于其金屬的質(zhì)感和光澤，逐漸被消費者追捧，已經(jīng)成為高端機型的設(shè)計標(biāo)配，并且開始向終端機型普及。

金屬質(zhì)感手機的NFC天線設(shè)計中，現(xiàn)有技術(shù)中的做法通常是在金屬外殼上開設(shè)非金屬區(qū)域，以及在金屬外殼背面的非金屬區(qū)域周圍安裝NFC天線，旨在讓NFC天線輻射的能量從非金屬區(qū)域輻射出去形成能量場，但由于電磁的耦合作用，金屬外殼會吸收NFC天線輻射磁場在非金屬區(qū)域周邊形成耦合電流環(huán)路，因此，還需要采取開縫等措施切斷金屬機殼吸收NFC天線輻射磁場在非金屬區(qū)域周邊形成的耦合電流回路，才能減小耦合造成的磁場強吸收，讓NFC天線輻射的能量從非金屬區(qū)域輻射出去形成能量場。

但這種設(shè)計方式中，金屬外殼還是耦合屏蔽了NFC天線輻射的部分磁場，從非金屬區(qū)域輻射出去的磁場強較弱，這會影響到移動終端的NFC功能的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種移動終端的NFC天線和移動終端，解決現(xiàn)有技術(shù)中金屬外殼移動終端的NFC天線輻射的部分磁場被金屬外殼耦合屏蔽的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

提出一種移動終端的NFC天線，移動終端包括金屬外殼；所述金屬外殼開設(shè)有非金屬區(qū)域，在所述非金屬區(qū)域邊沿開設(shè)有第一縫隙延伸至所述金屬外殼的邊沿；所述NFC天線包括初級輻射環(huán)路和次級輻射環(huán)路；所述初級輻射環(huán)路為置于所述金屬外殼內(nèi)部的NFC天線本體，且使得所述非金屬區(qū)域位于所述初級輻射環(huán)路的輻射方向上；所述次級輻射環(huán)路為位于所述初級輻射環(huán)路輻射方向的環(huán)繞所述非金屬區(qū)域的金屬外殼部分；在所述次級輻射環(huán)路上設(shè)置有第一接地點和第二接地點；所述第一接地點位于所述第一縫隙的一側(cè)并通過調(diào)諧器件接地，所述第二接地點位于所述第一縫隙的另一側(cè)并直接接地；其中，所述調(diào)諧器件調(diào)諧所述次級輻射環(huán)路的諧振頻點與所述初級輻射環(huán)路輻射頻率相同。

提出一種移動終端，包括金屬外殼；所述金屬外殼開設(shè)有非金屬區(qū)域，在所述非金屬區(qū)域邊沿開設(shè)有第一縫隙延伸至所述金屬外殼的邊沿；還包括上述移動終端的NFC天線；所述NFC天線包括初級輻射環(huán)路和次級輻射環(huán)路；所述初級輻射環(huán)路為置于所述金屬外殼內(nèi)部的NFC天線本體；所述次級輻射環(huán)路為位于所述初級輻射環(huán)路輻射方向的環(huán)繞所述非金屬區(qū)域的金屬外殼部分；在所述次級輻射環(huán)路上設(shè)置有第一接地點和第二接地點；所述第一接地點位于所述第一縫隙的一側(cè)并通過調(diào)諧器件接地，所述第二接地點位于所述第一縫隙的另一側(cè)并直接接地；其中,所述調(diào)諧器件調(diào)諧所述次級輻射環(huán)路的諧振頻點與所述初級輻射環(huán)路輻射頻率相同。

本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，其具有的技術(shù)效果或者優(yōu)點是：本申請?zhí)岢龅囊苿咏K端的NFC天線和移動終端中，移動終端具備金屬外殼，且金屬外殼開設(shè)有非金屬區(qū)域，在非金屬區(qū)域邊沿開設(shè)有第一縫隙延伸至金屬外殼的邊沿；在該結(jié)構(gòu)特點的移動終端中，區(qū)別于現(xiàn)有金屬外殼移動終端的NFC天線設(shè)計，采用初級輻射環(huán)路和次級輻射環(huán)路的形式構(gòu)成基于電磁耦合激發(fā)的NFC天線。其中，初級輻射環(huán)路為置于金屬外殼內(nèi)部的NFC天線本體，且使得非金屬區(qū)域位于初級輻射環(huán)路的輻射方向上，次級輻射環(huán)路為位于初級輻射環(huán)路輻射方向的環(huán)繞非金屬區(qū)域的金屬外殼部分；在次級輻射環(huán)路上設(shè)置有第一接地點和第二接地點，第一接地點位于第一縫隙的一側(cè)并通過調(diào)諧器件接地，第二接地點位于第一縫隙的另一側(cè)并直接接地，該調(diào)諧器件調(diào)諧次級輻射環(huán)路的諧振頻點與初級輻射環(huán)路輻射頻率相同。NFC天線輻射的磁場強基于耦合效應(yīng)被金屬殼體吸收后，基于電流的趨膚效應(yīng)，會在金屬外殼的非金屬區(qū)域邊緣形成耦合電流環(huán)路，第一縫隙切斷了該耦合電流環(huán)路，輔助第一縫隙兩側(cè)的第一接地點和第二接地點實現(xiàn)電流環(huán)路與參考地的等效耦合電流環(huán)路，同時，調(diào)諧器件實現(xiàn)NFC所需頻點的諧振，從而由于次級輻射環(huán)路上存在有效電流回路的調(diào)諧設(shè)計而實現(xiàn)了對初級輻射環(huán)路信號的耦合激發(fā)，形成與初級輻射環(huán)路輻射同頻的次級輻射源，以耦合輻射形式取代現(xiàn)有的直接輻射形式，使得NFC天線本體的輻射強除了從非金屬區(qū)域輻射出去的部分以外，其他部分通過耦合重構(gòu)取代現(xiàn)有的輻射去耦設(shè)計，通過次級輻射環(huán)路轉(zhuǎn)換為同頻輻射磁場后輻射，從而提高了NFC輻射磁場強，解決了金屬外殼移動終端的NFC天線輻射的部分磁場被金屬外殼耦合屏蔽的技術(shù)問題，實現(xiàn)提高了金屬外殼移動終端的NFC天線性能的技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提出的NFC天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖；

圖2為本發(fā)明實施例提出的NFC天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖；

圖3為本發(fā)明實施例提出的NFC天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計剖視圖；

圖4為本發(fā)明實施例提出的又一NFC天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖；

圖5為本發(fā)明實施例提出的又一NFC天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本申請實施例是在現(xiàn)有金屬外殼移動終端的NFC天線設(shè)計結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上實現(xiàn)對天線性能的改進，由于移動終端的金屬外殼成為吸收NFC天線輻射能量場的耦合器件，為了在金屬外殼設(shè)計上實現(xiàn)NFC天線，在金屬外殼開設(shè)有非金屬區(qū)域，在非金屬區(qū)域邊沿開設(shè)有開縫延伸至金屬外殼的邊沿，NFC天線輻射的磁場強在金屬外殼上由于電磁耦合在非金屬區(qū)域邊緣形成的電流環(huán)路被開縫切斷，基于此輻射去耦設(shè)計，使得NFC天線輻射的磁場能夠一部分從非金屬區(qū)域輻射出。

本申請實施例旨在以重構(gòu)環(huán)繞非金屬區(qū)域邊緣與參考地之間次級耦合電流回路的方式取代現(xiàn)有的輻射去耦設(shè)計，使得金屬外殼將NFC產(chǎn)生的磁場強一部分從非金屬區(qū)域直接輻射，一部分被次級輻射環(huán)路吸收轉(zhuǎn)化為同頻磁場輻射，提高了天線輻射強度，改善天線衰減的缺陷，實現(xiàn)天線性能的提升。

具體的，如圖1和圖2所示，該NFC天線包括初級輻射環(huán)路22和次級輻射環(huán)路；初級輻射環(huán)路22為置于金屬外殼內(nèi)部的NFC天線本體，且使得非金屬區(qū)域位于該初級輻射環(huán)路的輻射方向上；次級輻射環(huán)路為位于初級輻射環(huán)路22輻射方向的環(huán)繞非金屬區(qū)域的金屬外殼部分；在次級輻射環(huán)路上設(shè)置有第一接地點24和第二接地點25；第一接地點24位于第一縫隙21的一側(cè)并通過調(diào)諧器件26接地，第二接地點25位于第一縫隙21的另一側(cè)并直接接地，該調(diào)諧器件調(diào)諧該刺激輻射環(huán)路的諧振頻點與初級輻射環(huán)路輻射頻率相同。

這里的接地的參考地可以為移動終端的PCB的參考地，或者也可以為移動終端整機金屬板的參考地，本申請實施例不予限制。該調(diào)諧器件旨在使次級輻射環(huán)路能夠在NFC天線所需的頻點諧振，例如電容或電感。

具體的，如圖3所示，NFC天線主體22為NFC線圈，貼附于次級輻射環(huán)路所在金屬外殼部分的內(nèi)壁上，與NFC匹配電路、功放以及NFC芯片等器件（統(tǒng)稱NFC IC 27）連接，為了使走線不與其他線路電連接，該NFC線圈采用雙層跳線的方式連接NFC IC 27，圖2中，NFC IC 27通過移動終端PCB 23上的微帶走線和兩個pogo-pin連接器28分別連接到NFC線圈的兩端，形成初級電磁回路。次級輻射環(huán)路上的第一接地點通過一個pogo-pin連接器28和PCB上的微帶走線連接調(diào)諧器件26后連接到PCB 23的參考地上。初級輻射環(huán)路可以置于次級輻射環(huán)路橫截面的投影區(qū)域內(nèi)，也即，放置區(qū)域與環(huán)繞非金屬區(qū)域的金屬殼體部分的投影區(qū)域重疊，采取貼附于金屬外殼內(nèi)壁方式放置，也可以采取與金屬外殼分離的方式放置；初級輻射環(huán)路的放置區(qū)域也可以與非金屬區(qū)域邊側(cè)的投影區(qū)域重疊；優(yōu)選與次級輻射環(huán)路橫截面的投影區(qū)域重疊并貼附于金屬外殼內(nèi)壁放置，此時盡量保證第一縫隙在該非金屬區(qū)域上的起點的投影落在該初級輻射環(huán)路上。

如圖3所示，NFC線圈中的電路產(chǎn)生磁場強，方向指向次級輻射環(huán)路，次級輻射環(huán)路由于電磁的耦合效應(yīng)會吸收NFC線圈產(chǎn)生的磁場強并在非金屬區(qū)域邊緣產(chǎn)生電流環(huán)路，該電流環(huán)路被第一縫隙切斷，使得部分磁場基于輻射去耦原理從非金屬區(qū)域輻射出來；而被切斷的電流環(huán)路由于第一縫隙兩側(cè)第一接地點和第二接地點的設(shè)計，實現(xiàn)環(huán)繞非金屬區(qū)域邊緣與參考地之間的次級耦合電流環(huán)路的構(gòu)建，則被金屬外殼吸收的磁場強會基于電磁耦合激發(fā)再次產(chǎn)生磁場向外輻射，該輻射磁場頻率由于調(diào)諧器件的調(diào)整而與NFC天線輻射磁場頻率相同，從而形成NFC線圈的等效輻射。

上述可見，在現(xiàn)有金屬外殼移動終端的NFC天線結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上，環(huán)繞非金屬區(qū)域邊緣與參考地之間次級耦合電流回路的方式取代現(xiàn)有的輻射去耦設(shè)計，使得金屬外殼將NFC產(chǎn)生的磁場強一部分從非金屬區(qū)域直接輻射，一部分被次級輻射環(huán)路吸收轉(zhuǎn)化為同頻磁場輻射，從而提高了NFC輻射磁場強，解決了金屬外殼移動終端的NFC天線輻射的部分磁場被金屬外殼耦合屏蔽的技術(shù)問題，實現(xiàn)提高了金屬外殼移動終端的NFC天線性能的技術(shù)效果。

上述，采用初級輻射環(huán)路和次級輻射環(huán)路兩部分構(gòu)成金屬外殼移動終端的NFC天線；初級輻射環(huán)路實現(xiàn)NFC磁場強向非金屬區(qū)域和次級輻射環(huán)路的定向輻射，通過金屬外殼有效回路的調(diào)諧設(shè)計實現(xiàn)對初級輻射環(huán)路信號的耦合激發(fā)，并形成該頻率信號的次級輻射源，從而改變了現(xiàn)有金屬外殼移動終端的NFC天線輻射原理，使得NFC輻射磁場除了從非金屬區(qū)域輻射出的部分外，被金屬外殼吸收的部分被次級輻射環(huán)路轉(zhuǎn)化為同頻磁場輻射，在現(xiàn)有NFC天線結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上提高了天線輻射強度，從而提高了天線性能。

初級輻射環(huán)路與信號源連接的天線形式可以是傳統(tǒng)的鐵氧體加FPC工藝，貼在金屬外殼內(nèi)壁，環(huán)繞非金屬區(qū)域，并保證天線走線面積；或，初級輻射環(huán)路也可以采用耦合環(huán)路形式，采用PCB走線方式并輔助相應(yīng)的繞線電感/電容等器件以達到該環(huán)路實現(xiàn)NFC所需工作頻點諧振的目的，在PCB板形成所需電磁輻射環(huán)路；或，采用chip NFC工藝等形式形成電磁激發(fā)輻射等等，本申請實施例對初級輻射環(huán)路的工藝及設(shè)計不做具體限制。

為了提高初級輻射環(huán)路的發(fā)生磁場強，可在NFC芯片端做相應(yīng)的升壓措施或增加功放等裝置。

作為次級輻射環(huán)路的金屬外殼部分需要盡量遠(yuǎn)離其他接地或同頻耦合金屬器件，以增加次級輻射環(huán)路的高度，并遠(yuǎn)離電磁吸收和其他電磁干擾源。金屬外殼除次級輻射環(huán)路部分在近次級輻射環(huán)路的位置多點接地減少干擾。

如圖4和圖5所示，為本申請一優(yōu)選NFC天線設(shè)計的實施例，該NFC天線的非金屬區(qū)域為與第一縫隙同寬度的第二縫隙，使的移動終端的金屬外殼上僅開設(shè)一條縫隙即可，能夠減少非金屬區(qū)域，保留更多的金屬外殼部分，提升產(chǎn)品的外觀美感。

具體的，如圖4和圖5所示，NFC天線主體采用PCB板級環(huán)路設(shè)計，該PCB板可以為移動終端的主電路PCB板，由繞線電感或chip NFC 51輔助PCB板上的微帶走線52連接NFC IC 27構(gòu)成環(huán)路，其位置環(huán)繞非金屬區(qū)域最佳，或者貼近非金屬區(qū)域。如圖5所示，在縫隙的一側(cè)的第一接地點由一個pogo-pin連接器連接調(diào)諧器件26連接PCB參考地，另一側(cè)的第二接地點由一個pogo-pin連接器直接連接PCB參考地，完成了環(huán)繞縫隙區(qū)域與參考地之間次級耦合電流回路的重構(gòu)。

如圖3所示，NFC線圈中的電路產(chǎn)生磁場強，方向指向次級輻射環(huán)路，次級輻射環(huán)路由于電磁的耦合效應(yīng)會吸收NFC線圈產(chǎn)生的磁場強并在沿縫隙邊緣產(chǎn)生電流環(huán)路，該電流環(huán)路被縫隙切斷，使得部分磁場基于輻射去耦原理從縫隙中輻射出來；而被切斷的電流環(huán)路由于縫隙兩側(cè)第一接地點和第二接地點的設(shè)計，實現(xiàn)環(huán)繞縫隙邊緣與參考地之間的次級耦合電流環(huán)路的構(gòu)建，則被金屬外殼吸收的磁場強會基于電磁耦合激發(fā)再次產(chǎn)生磁場向外輻射，該輻射磁場頻率由于調(diào)諧器件的調(diào)整而與NFC天線輻射磁場頻率相同，從而形成NFC線圈的等效輻射。

基于上述提出的移動終端的NFC天線，本申請還提出一種移動終端，該移動終端包括金屬外殼，金屬外殼開設(shè)有非金屬區(qū)域，在非金屬區(qū)域邊沿開設(shè)有第一縫隙延伸至金屬外殼的邊沿；還包括上述提出的移動終端的NFC天線。采用本案提出的NFC天線設(shè)計，基于現(xiàn)有技術(shù)中采用金屬外殼設(shè)計的移動終端的NFC天線結(jié)構(gòu)設(shè)計，基于電磁耦合激發(fā)原理，將初級輻射環(huán)路產(chǎn)生的輻射磁場，一部分從非金屬區(qū)域輻射出，剩下部分由次級輻射環(huán)路吸收轉(zhuǎn)化為同頻磁場再次輻射，提高了NFC天線輻射強度。

上述，本案提出的移動終端的NFC天線以及移動終端是現(xiàn)有金屬外殼移動終端的NFC天線設(shè)計的改進，采用重構(gòu)耦合電流回路的形式取代現(xiàn)有的弱化去耦的方式，將金屬外殼吸收的磁場輻射轉(zhuǎn)化為同頻磁場再次輻射出來，消除金屬殼體對NFC磁場的耦合屏蔽作用，增強了天線輻射強度。相比于現(xiàn)有NFC天線技術(shù)，雖然在結(jié)構(gòu)上保持一致，但天線輻射設(shè)計原理上本質(zhì)不同。

相比于現(xiàn)有天線設(shè)計中為了實現(xiàn)去耦設(shè)計，NFC線圈必須環(huán)繞在非金屬區(qū)域的周邊，本設(shè)計中的初級輻射環(huán)路的位置放置相對靈活，可以環(huán)繞在非金屬區(qū)域周邊，也可以置于非金屬區(qū)域的旁邊，使得整機設(shè)計靈活度更高，天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計難度降低。且這種設(shè)計采用次級輻射環(huán)路袋體NFC天線本體作為輻射體，可以無需設(shè)計預(yù)留非金屬區(qū)域磁場輻射通道，也就可以支持更薄的整機設(shè)計。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。