JFC天線線圈10的電流將產(chǎn)生沿著繞軸方向(-X方向)的磁場分量A，金屬板60上的渦流回路b將產(chǎn)生沿著+Z方向的磁場分量B，因為當該貼片式NFC天線與外界進行信息交互時，用于接受或發(fā)射的參考NFC天線一般將被放置在金屬板60上方并且平行于金屬板60的位置上(比如Z = 25mm處)，因此這個沿著+Z方向的磁場分量B將增加該天線系統(tǒng)穿過參考天線的磁通量，從而增強天線的性能。因此，對于天線本身來講，此時金屬板60起到天線放大器的作用，這也是可以把該貼片式NFC天線本身尺寸做小的主要原因之一。
[0057]圖6為按照本案的Z字形實施例提供的天線系統(tǒng)，包括上述的Z字形貼片式NFC天線、基板50以及金屬板60，上述的Z字形貼片式NFC天線位于金屬板60上;Z字形貼片式NFC天線可以完全放置在金屬板60的上方。天線系統(tǒng)與金屬板60耦合，在金屬板60上也將產(chǎn)生渦流回路b，該渦流也將產(chǎn)生沿著+Z方向的磁場分量B1, Z字形NFC天線線圈10本身除了產(chǎn)生沿著-X方向的磁場分量A外，還將產(chǎn)生與磁場分量A垂直但與磁場分量Bi同向的磁場分量B2。顯然，同向的磁場分量B1和磁場分量出的疊加將增強天線系統(tǒng)的性能。
[0058]在本實施例中，沿著長度方向(S卩X方向)，Z字形貼片式NFC天線的內(nèi)端設在金屬板60正上方，Z字形貼片式NFC天線的外端設在金屬板60外部；此時在鐵氧體下側(cè)面114上的NFC天線線圈10繞線下NFC天線的投影將完全落在金屬板60上，從而達到與金屬板60有最佳的耦合。由于線圈下NFC天線與金屬板60的近場耦合，因此如果天線單體本身的電流方向為a，那么在金屬板60上也將產(chǎn)生渦流回路b;該渦流也將產(chǎn)生沿著+Z方向的磁場分量扮。但是與村田方案不同的是，由于本案使用的是Z字形的繞線方式，所以NFC天線單體本身除了產(chǎn)生沿著-X方向的磁場分量A外，還將產(chǎn)生與磁場分量A垂直但與磁場分量Bi同向的磁場分量B2。顯然，同向的磁場分量B1和磁場分量B2的疊加將增強天線系統(tǒng)的性能。
[0059]為了證明村田的方案和本方案天線系統(tǒng)在+Z方向上產(chǎn)生的磁場強度的不同，我們將對基于(單個)村田單體NFC貼片天線系統(tǒng)與基于本案(單個)Z字形NFC貼片天線系統(tǒng)進行比較。圖7為基于村田NFC天線系統(tǒng)的示意圖，圖8為該天線系統(tǒng)在Y = O截面上的實際二維磁場分布圖，其中磁場分量沿著+Z方向的分布用虛線矩形框標出。圖9為基于本案Z字形NFC天線系統(tǒng)的示意圖，圖10為該天線系統(tǒng)在Y = O截面上的實際二維磁場分布圖，磁場沿著+Z方向的分布也同樣用虛線矩形框標出。在計算中，天線的鐵氧體磁導率為μ =150，鐵氧體大小為6mm X3mm x0.5mm，金屬板的大小為30mm x30mm。通過對圖8和圖10中磁場沿著+Z方向的分布進行比較可以看出，基于本案NFC天線系統(tǒng)的磁場強度遠遠大于基于村田NFC天線系統(tǒng)的磁場強度。因此，基于本案NFC的天線系統(tǒng)也將有更好的天線性能。
[0060]在其他實施例中，如圖11所示，天線系統(tǒng)也可以建立在基于多個相互串聯(lián)的Z字形貼片式NFC天線的情況，若干個相互串聯(lián)的Z字形貼片式NFC天線分別放置在金屬板60上，通過這種相互串聯(lián)的連接方式，可以保證由每個Z字形貼片式NFC天線在金屬板60上產(chǎn)生的渦流回路的方向一致，因此在金屬板60上產(chǎn)生的渦流回路的強度將隨著串聯(lián)Z字形貼片式NFC天線單體個數(shù)的增加而增加。由于Z字形貼片式NFC天線在金屬板60上產(chǎn)生的渦流回路b的大小與在金屬板60產(chǎn)生的沿著+Z方向磁場分量B1的大小成正比，因此天線系統(tǒng)的性能將隨著天線所包含的相互串聯(lián)的Z字形貼片式NFC天線單元的個數(shù)而增強。
[0061]圖12給出了基于一個天線單元的天線系統(tǒng)(即如圖9所示)在金屬板上方Z= 25mm處的磁場Hz分量分布圖；圖13給出了基于四個相互串聯(lián)的天線單元的天線系統(tǒng)(如圖11所示)在金屬板上方Z = 25mm處的磁場Hz分量分布圖。參照圖12和圖13的比較，可以看出基于四個天線單元的天線系統(tǒng)的Hz分量的大小明顯大于基于一個天線單元的天線系統(tǒng)的Hz分量的大小，因此我們可以說天線系統(tǒng)的性能將隨著串聯(lián)天線單元的個數(shù)的增加而增強。
[0062]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.Z字形貼片式NFC天線，其特征在于，包括鐵氧體芯體以及NFC天線線圈，所述NFC天線線圈呈Z字形環(huán)繞所述鐵氧體芯體的外表面上，所述鐵氧體芯體為沿X軸方向延伸的矩形條狀體，包括平行于Z軸方向的左側(cè)面和右側(cè)面，及平行于Y軸方向的上側(cè)面和下側(cè)面;所述NFC天線線圈包括分別位于所述左側(cè)面、右側(cè)面、上側(cè)面和下側(cè)面的左側(cè)部、右側(cè)部、上側(cè)部和下側(cè)部;所述NFC天線線圈的上側(cè)部、下側(cè)部分別與所述X軸垂直;所述NFC天線線圈的左側(cè)部、右側(cè)部分別與所述X軸呈一定的傾斜夾角Θ，以構(gòu)成所述NFC天線線圈在Y軸方向上的投影呈Z字形。2.如權(quán)利要求1所述的Z字形貼片式NFC天線，其特征在于，所述NFC天線線圈的左側(cè)部、右側(cè)部分別與所述X軸呈arctan(H/L) < Θ < arctan(H/(L/2))的傾斜夾角，其中H和L為鐵氧體芯體的高度和長度。3.如權(quán)利要求1或2所述的Z字形貼片式NFC天線，其特征在于，所述鐵氧體芯體的下端連接有天線絕緣層，所述天線絕緣層的下側(cè)面上連接有外部電極，所述外部電極與所述NFC天線線圈連接。4.如權(quán)利要求3所述的Z字形貼片式NFC天線，其特征在于，所述天線絕緣層上設有兩個用于連接所述NFC天線線圈與所述外部電極的過孔電極，所述過孔電極與所述NFC天線線圈連接，兩個所述過孔電極分別對應布置在所述第一外部電極與所述第二外部電極上。5.如權(quán)利要求1或2所述的Z字形貼片式NFC天線，其特征在于，所述NFC天線線圈的左側(cè)部、左側(cè)部、上側(cè)部和下側(cè)部均包括若干個平行的導線體，所述左側(cè)面、右側(cè)面、上側(cè)面和下側(cè)面的導線體依次連接，形成轉(zhuǎn)軸方向與沿鐵氧體芯體的X軸方向有(90+Θ)夾角的軸纏繞。6.如權(quán)利要求5所述的Z字形貼片式NFC天線，其特征在于，所述鐵氧體芯體的所述左側(cè)面、右側(cè)面、上側(cè)面和下側(cè)面設有用于容置所述導線體的若干個平行的線槽，各個側(cè)面的線槽依次連接，形成沿鐵氧體芯體的X軸方向有(90+Θ)夾角的軸纏繞的螺旋狀線槽體，以容置NFC天線線圈。7.天線系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至6任一項所述的Z字形貼片式NFC天線、基板以及金屬板，所述金屬板放置在所述基板上，所述Z字形貼片式NFC天線位于所述金屬板上。8.如權(quán)利要求7所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述天線系統(tǒng)包括多個相互串聯(lián)的Z字形貼片式NFC天線，多個相互串聯(lián)的所述Z字形貼片式NFC天線分別放置在所述金屬板上。9.如權(quán)利要求7或8所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，沿著長度方向，所述Z字形貼片式NFC天線的內(nèi)端設在所述金屬板的正上方，所述Z字形貼片式NFC天線的外端設在所述金屬板的外部。10.如權(quán)利要求7或9所述的天線系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬板為矩形，所述天線系統(tǒng)包括四個相互串聯(lián)的Z字形貼片式NFC天線，四個相互串聯(lián)的所述Z字形貼片式NFC天線分別放置在所述金屬板上的四個側(cè)邊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了Z字形貼片式NFC天線及天線系統(tǒng)；Z字形貼片式NFC天線包括鐵氧體芯體以及NFC天線線圈，NFC天線線圈呈Z字形環(huán)繞所述鐵氧體芯體的外表面上，鐵氧體芯體為沿X軸方向延伸的矩形條狀體，包括平行于Z軸方向的左側(cè)面和右側(cè)面，及平行于Y軸方向的上側(cè)面和下側(cè)面；NFC天線線圈包括左側(cè)部、右側(cè)部、上側(cè)部和下側(cè)部；NFC天線線圈的上側(cè)部、下側(cè)部分別與所述X軸垂直；NFC天線線圈的左側(cè)部、右側(cè)部分別與所述X軸呈一定的傾斜夾角θ。本發(fā)明Z字形貼片式NFC天線本身具有不同的磁場分布，鐵氧體芯體上表面(沒有繞行線圈的位置)將形成垂直于上表面的磁場分量，這個磁場分量將與金屬板上渦流產(chǎn)生的磁場進行同向的疊加，進而增強天線系統(tǒng)的性能，達到高性能的效果。
【IPC分類】H01Q1/36, H01Q7/06, H01Q21/00, H01Q1/38
【公開號】CN105552562
【申請?zhí)枴緾N201610074945
【發(fā)明人】趙安平, 陳浩, 尹鴻焰
【申請人】深圳市信維通信股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月3日