一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，所述金屬后蓋包括金屬邊框和金屬后殼，所述金屬邊框上、下端和金屬后殼的連接處開設(shè)縫隙，形成由金屬邊框上端組成的作為輻射體的第一段、由金屬邊框中部和金屬后殼組成的第二段以及由金屬邊框下端組成的第三段，還包括都饋電連接于第一段的近場(chǎng)天線和射頻天線，所述近場(chǎng)天線和射頻天線不共地設(shè)置。摒棄了供電線圈加鐵氧體的傳統(tǒng)方式，價(jià)格更省，且終端外形無需額外開縫設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品更佳美觀，避免耦合饋電帶來的耦合損耗等。同時(shí)針對(duì)于一種特殊的三段式金屬后蓋結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的天線結(jié)構(gòu)，使得天線在不同形式的通訊終端中都有其高效的結(jié)構(gòu)形式。
【專利說明】
一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無線通訊領(lǐng)域，更具體地，涉及三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來金屬背蓋通訊終端的普及，常規(guī)NFC天線貼附于塑料手機(jī)后蓋的解決方案已經(jīng)逐漸變得不再適用，然而在高端手持終端中普遍采用的全金屬背蓋設(shè)計(jì)，對(duì)傳統(tǒng)NFC性能存在較大的抑制，甚至到NFC功能的完全喪失。籍此，在金屬背蓋方式上實(shí)現(xiàn)NFC功能成為業(yè)界需要解決的一個(gè)重要難題。目前，大部分解決方案是采用終端后部攝像頭孔開縫處理的方式，或者后部攝像頭與指紋識(shí)別孔之間開縫方式，近場(chǎng)天線的供電線圈環(huán)繞后部攝像頭或者指紋識(shí)別孔放置。這種方式占用空間大，成本高，且多處開縫處理破壞了金屬后殼的整體性。
[0003]金屬后蓋包括金屬邊框和金屬后殼的開縫形式一般有兩種，其中一種是對(duì)整個(gè)金屬后蓋上下段分別橫切形成直縫隙的三段式金屬后蓋，另一種是沿上下兩端金屬邊框和金屬后殼的連接處開槽，即分離出上下兩段的金屬邊框，保留金屬后殼的完整性。
[0004]對(duì)于近場(chǎng)天線和射頻天線的共存問題，如何減少天線占用空間，減少多天線之間的性能影響成為了目前需要解決的一大問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供針對(duì)沿上下兩端金屬邊框和金屬后殼的連接處開槽，即分離出上下兩段的金屬邊框的三段式金屬后蓋近場(chǎng)天線和射頻天線不共地的天線裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，所述金屬后蓋包括金屬邊框和金屬后殼，所述金屬邊框上、下端和金屬后殼的連接處開設(shè)縫隙，形成由金屬邊框上端組成的作為輻射體的第一段、由金屬邊框中部和金屬后殼組成的第二段以及由金屬邊框下端組成的第三段，其特征在于:還包括都饋電連接于第一段的近場(chǎng)天線和射頻天線，所述近場(chǎng)天線和射頻天線不共地設(shè)置。
[0007]所述近場(chǎng)天線通過第一段連接電感L2后接地。
[0008]本發(fā)明共用金屬背蓋一部分作為輻射體的近場(chǎng)天線以及射頻天線功能，用于在金屬邊框上、下兩端和金屬后殼連接處開縫的三段式金屬后蓋結(jié)構(gòu)中，并采用直接饋電的方式將近場(chǎng)天線和射頻天線都饋電連接到輻射體第一段中，摒棄了供電線圈加鐵氧體的傳統(tǒng)方式，價(jià)格更省，且終端外形無需額外開縫設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品更佳美觀，同時(shí)直接連接到金屬背蓋輻射體，避免耦合饋電帶來的耦合損耗等。同時(shí)針對(duì)于一種特殊的三段式金屬后蓋結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的天線結(jié)構(gòu)，使得天線在不同形式的通訊終端中都有其高效的結(jié)構(gòu)形式。
[0009]所述近場(chǎng)天線包括RFID模塊，所述RFID模塊通過第一電抗元件接入第一段中的第一饋電點(diǎn)，阻高頻通低頻，有效地達(dá)到抗干擾效果;所述射頻天線包括射頻模塊，所述射頻模塊通過第二電抗元件接入第一段中的第二饋電點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)饋電點(diǎn)左右兩端不同的輻射體達(dá)到不同頻段電場(chǎng)輻射的效果。
[0010]所述第一饋電點(diǎn)和第二饋電點(diǎn)重合，作為本申請(qǐng)的另一優(yōu)化方案，在無需另外加線圈和鐵氧體，也無需在金屬后蓋上另外設(shè)置縫隙的情況下實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)通訊和射頻通訊互不干擾且滿足輻射要求的效果。
[0011]所述第一電抗元件為高Q值電感，第二電抗元件為電容。
[0012]所述近場(chǎng)天線包括NFC通訊天線。
[0013]本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)供電線圈的實(shí)現(xiàn)方式，且無需在金屬背蓋上做特定的開縫設(shè)計(jì)。近場(chǎng)天線通過第一高Q值電感LI連接到一段金屬背蓋輻射體，再通過第二高Q值電感L2連接到地，形成環(huán)形輻射體，該輻射體主要是磁場(chǎng)輻射作用。射頻天線通過電抗元件(電容Cl)連接到金屬背蓋輻射體，再通過接地導(dǎo)體連接到地，天線饋電兩端不同長度的金屬背蓋輻射體實(shí)現(xiàn)了射頻天線不同的頻段，金屬背蓋輻射體起到電場(chǎng)輻射作用。通常近場(chǎng)天線頻段比射頻通訊領(lǐng)域低。另外本發(fā)明采用直接饋電形式應(yīng)用于在金屬邊框上、下兩端和金屬后殼連接處開縫的三段式金屬后蓋結(jié)構(gòu)中，避免了因?yàn)轳詈橡侂妿淼膿p耗的同時(shí)保證了直接饋電的低干擾。采用第一高Q值電感LI和第二高Q值電感L2連接到近場(chǎng)天線中，解決了近場(chǎng)天線和遠(yuǎn)場(chǎng)天線相互影響的問題，低干擾，性能更佳。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明無需采用供電線圈加鐵氧體的傳統(tǒng)方式，有更好的成本優(yōu)勢(shì)和空間優(yōu)勢(shì)。
[0015]2.本發(fā)明射頻天線以及近場(chǎng)天線共用金屬背蓋，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化
3.本發(fā)明無需采用金屬背蓋的開縫，外形設(shè)計(jì)的自由度更高，且更美觀。
[0016]4.本發(fā)明無需采用親合饋電，損耗相對(duì)較小。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1共饋電點(diǎn)近場(chǎng)天線的等效電路圖。
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的一種集總元件電氣連接方式。
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1共饋電點(diǎn)近場(chǎng)天線的電流分布圖。
[0021]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的另一種集總元件電氣連接方式。
[0022]圖6為本發(fā)明實(shí)施例2三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖7為分饋電點(diǎn)RFID環(huán)形電流分布圖。
[0024]其中，I為第一段，2為RFID模塊，3為第一段的接地連接點(diǎn)，4為第二段，5為射頻模塊，6為縫隙。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]實(shí)施例1
如圖1-4所示，一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，用于在金屬邊框上下兩端與金屬后殼連接處開縫形成三段式結(jié)構(gòu)的金屬背蓋的通訊設(shè)備中，在不增加線圈等其它裝置及不另外開縫的情況下實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)通訊，并與遠(yuǎn)場(chǎng)射頻通訊互不影響，且最低限度地控制了信號(hào)干擾，該金屬背蓋包括由金屬邊框上端組成的第一段1、由金屬邊框中部和金屬后殼組成的第二段2、以及由金屬邊框下端組成的第三段3，本實(shí)施例雙天線方案設(shè)置于第一段I和第二段2上。
[0027]如圖1所示，該天線裝置主要是由金屬邊框I段作為射頻天線輻射體，金屬殼體4作為接地層、屏蔽層和散熱層，還包括近場(chǎng)天線和射頻天線，其中近場(chǎng)天線包括NFC天線，近場(chǎng)天線部分包括RFID模塊2，RFID模塊2通過第一高Q值電感LI連接第一段上的饋電點(diǎn)A，射頻天線包括主天線，分集天線，以及GPS、WIFI共用天線等，射頻天線部分包括射頻模塊5，射頻模塊5通過電容Cl連接于饋電點(diǎn)A，本實(shí)施例中的近場(chǎng)天線和射頻天線共用同一饋電點(diǎn)，SP權(quán)利要求書中所描述的第一饋電點(diǎn)和第二饋電點(diǎn)都是饋電點(diǎn)A，所述第一段的一端還通過第二高Q值電感L2接地，通過連接第一段I的第一高Q值電感LI和L2，能隔離輻射部件I上的高頻信號(hào)；用于調(diào)制和傳輸信號(hào)的近場(chǎng)通信模塊，在第一段I和第二段4之間的縫隙6填充塑膠，縫隙寬度一般在1.2mm到2.0mm。
[0028]該天線裝置的兩種不同的天線分別采用不同模塊進(jìn)行饋電，從第一段的A點(diǎn)饋入。射頻模塊的芯片對(duì)射頻天線進(jìn)行饋電，RFID模塊的芯片對(duì)RFID天線進(jìn)行饋電，兩組模塊前端分別加載不同的電抗元件。
[0029]RFID模塊通過電抗元件第一高Q值電感LI連接到金屬邊框第一段I。射頻模塊通過電抗元件電容Cl連接到金屬邊框第一段I。金屬邊框第一段通過連接第二高Q值電感L2到金屬殼體第二段4，從而連接到地。
[0030]圖2為共饋近場(chǎng)天線等效電路圖，在RFID模塊工作時(shí)，第一高Q值電感LI和第二高Q值電感L2在RFID頻帶下為導(dǎo)通狀態(tài)，表現(xiàn)為電感特性，電容Cl表現(xiàn)為高阻抗特性，為開路狀態(tài)，射頻模塊對(duì)RFID天線不會(huì)產(chǎn)生影響。射頻模塊工作時(shí)，電容Cl在射頻頻段下為低阻抗等效為短路狀態(tài)，第一高Q值電感LI和第二高Q值電感L2對(duì)射頻模塊表現(xiàn)為高阻抗特性，為開路狀態(tài)，不會(huì)對(duì)射頻天線產(chǎn)生影響。電抗元件LI，L2，Cl可以減小射頻模塊與RFID模塊之間的相互影響。
[0031]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的一種集總元件電氣連接方式。將主要輻射體即第一段I連接到第一高Q值電感LI的一端，其中第二高Q值電感L2接地，LI并聯(lián)接入用于調(diào)試匹配的并聯(lián)電容Cp，再串聯(lián)接入用于調(diào)試匹配的串聯(lián)電容Cs，串聯(lián)電容Cs接入到巴倫器件B中的其中個(gè)端口，與其相鄰的低阻抗端口接地。巴倫器件的剩余端口接入到差分的LC低通濾波器，完成非平衡-平衡的轉(zhuǎn)換，其中低通濾波器包括電感LO和電容CO，兩顆電感LO連接到RFID芯片的Tx端。
[0032]如圖5所示為另一種集總元件電氣連接方式，將主要輻射體即第一段I的一端連接到第一高Q值電感LI的一端，另一端直接接地，第一高Q值電感LI并聯(lián)接入用于調(diào)試匹配的并聯(lián)電容Cp，再串聯(lián)接入用于調(diào)試匹配的串聯(lián)電容Cs，串聯(lián)電容Cs接入到巴倫器件B中的其中個(gè)端口，與其相鄰的低阻抗端口接地。巴倫器件的剩余端口接入到差分的LC低通濾波器，完成非平衡-平衡的轉(zhuǎn)換，其中低通濾波器包括電感LO和電容CO，兩顆電感LO連接到RFID芯片的Tx端。
[0033]如圖4所示為近場(chǎng)天線等效電流分布圖。電流沿著金屬邊框第一段的Ia部分，從連接導(dǎo)體3到金屬殼體4段接地，再到RFID模塊接地端，形成環(huán)形電流分布，實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)輻射的環(huán)形天線。
[0034]實(shí)施例2
如圖6所示，作為本申請(qǐng)的另一實(shí)施例，與實(shí)施例1不同之處在于，本實(shí)施例公開一種共用金屬背蓋的近場(chǎng)天線以及射頻天線分饋電點(diǎn)裝置的結(jié)構(gòu)，射頻模塊通過B點(diǎn)進(jìn)行饋電，而RFID模塊通過A點(diǎn)進(jìn)行饋電。兩個(gè)模塊的前端都通過不同的電抗元件到金屬邊框I段。在RFID模塊工作時(shí)，Cl表現(xiàn)為高阻抗特性，為開路狀態(tài)，射頻模塊對(duì)RFID天線不會(huì)產(chǎn)生影響。射頻模塊工作時(shí)，LI，L2對(duì)射頻模塊表現(xiàn)為高阻抗特性，不會(huì)對(duì)射頻天線產(chǎn)生影響。
[0035]如圖7所示是分饋電點(diǎn)RFID環(huán)形電流分布圖，RFID模塊對(duì)RFID天線進(jìn)行饋電，通過第一高Q值電感LI到饋電點(diǎn)A，通過第一段的Ia部分，經(jīng)過連接導(dǎo)體3到金屬殼體第二段連接到地，再到RFID模塊接地端，形成電流回路，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)形磁場(chǎng)輻射功能。
[0036]同樣的，作為優(yōu)化方案，第一段接地是通過第二高Q值電感L2接地的。
[0037]以上為本發(fā)明的其中具體實(shí)現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些顯而易見的替換形式均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，所述金屬后蓋包括金屬邊框和金屬后殼，所述金屬邊框上、下端和金屬后殼的連接處開設(shè)縫隙(6)，形成由金屬邊框上端組成的作為輻射體的第一段(I)、由金屬邊框中部和金屬后殼組成的第二段(4)以及由金屬邊框下端組成的第三段，其特征在于:還包括都饋電連接于第一段的近場(chǎng)天線和射頻天線，所述近場(chǎng)天線和射頻天線不共地設(shè)置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，其特征在于:所述近場(chǎng)天線通過第一段連接第二高Q值電感L2后接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，其特征在于:所述近場(chǎng)天線包括RFID模塊，所述RFID模塊通過第一電抗元件接入第一段中的第一饋電點(diǎn)，所述射頻天線包括射頻模塊，所述射頻模塊通過第二電抗元件接入第一段中的第二饋電點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，其特征在于:所述第一饋電點(diǎn)和第二饋電點(diǎn)重合。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，其特征在于:所述第一電抗元件為第一高Q值電感LI，第二電抗元件為電容Cl。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三段式金屬后蓋的近場(chǎng)天線裝置，其特征在于:所述近場(chǎng)天線包括NFC通訊天線。
【文檔編號(hào)】H01Q1/24GK105826679SQ201610312007
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】蔣楓華, 龔斯樂, 俞斌
【申請(qǐng)人】惠州碩貝德無線科技股份有限公司