本發(fā)明涉及通訊領域，尤其涉及一種近場通訊天線裝置與電子設備。

背景技術：

近年來，隨著RFID系統(tǒng)和NFC系統(tǒng)的不斷推廣使用，以及移動支付進一步的推廣，為了移動電子設備間或者移動電子設備與基礎讀卡設備間進行通訊，在各設備中，尤其是手持移動電子設備裝載有NFC系統(tǒng)用的通訊天線?，F(xiàn)有的RFID或NFC天線多裝配于移動設備外殼內(nèi)部，且設備外殼多為塑膠外殼。

隨著裝配有金屬外殼移動電子設備的出現(xiàn)，大幅提高了移動電子設備的使用壽命及設備外殼的耐磨性，為用戶提供了更好的體驗。但是，金屬外殼作為一種良導體，對電磁波有屏蔽作用。在移動電子設備(例如手機)外殼頂部邊緣位置，如圖1中的區(qū)域8，往往裝配有移動電子設備的通訊天線，為了使移動電子設備可以通訊，所以移動電子設備外殼不能全部由導體層組成，在設備的通訊天線附近，將采用透波材料覆蓋，即移動電子設備外殼非導體部分，或采用非導體材料對金屬外殼金屬進行分割，以減少金屬對天線的影響。而由于美觀的要求及現(xiàn)代加工工藝的逐步提升，預留給外殼非導體部分的空間越來越小，將出現(xiàn)大部分天線擠占小空間的情況，而NFC天線因為其工作頻率最低，所以其占據(jù)最大的空間，將擠占該空間較大的面積，最終導致各類天線的互相干擾，使移動電子設備通訊效果變差。

較早的NFC天線為多匝環(huán)繞螺旋天線，長寬約30mm左右，在擠占金屬外殼透波部分的區(qū)域時，NFC天線靠近其他通訊天線，對其他通訊天線的通訊效果造成不利影響。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決以上提到的問題，本發(fā)明提供了一種近場通訊天線裝置，包括電子設備的金屬外殼，以及設于所述金屬外殼內(nèi)側的天線模組，所述金屬外殼包括導體部和連接于所述導體部的鏤空部，所述導體部和鏤空部間形成有鏤空區(qū)域，所述鏤空部邊緣導通接入電子設備的內(nèi)部電路，所述天線模組至少包括磁性材料層和線圈導體，所述磁性材料層分別與所述鏤空區(qū)域和導體部重疊，所述線圈導體的區(qū)域與所述導體部重疊或分別與所述鏤空區(qū)域和導體部重疊。

可選的，所述天線模組還包括柔性基板和絕緣板，所述線圈導體和磁性材料層分別設于所述柔性基板的兩側面，所述絕緣板設于所述線圈導體上。

可選的，所述磁性材料層與所述鏤空區(qū)域的重疊區(qū)域至少延伸至所述鏤空區(qū)域的靠近所述鏤空部的邊緣位置。

可選的，所述磁性材料層與所述鏤空部、鏤空區(qū)域和鏤空部重疊。

可選的，所述鏤空部與導體部的連接處具有開隙。

可選的，所述鏤空部的邊緣通過導體彈片接入電子設備的內(nèi)部電路。

可選的，所述鏤空區(qū)域填充有非導體材料。

本發(fā)明還提供了一種電子設備，包括本發(fā)明可選方案提供的近場通訊天線裝置。

本發(fā)明將利用金屬外殼做為NFC天線一部分，使原NFC天線與金屬外殼共同組成NFC天線，并使原NFC天線遠離其他通訊天線，在保證NFC通訊效果的同時，使原NFC天線的不影響其他通訊天線的通訊效果。使NFC天線不再擠占其他通訊天線的設計空間，減少其他通訊天線的設計難度。

可見，本發(fā)明的有益效果為：

1、線圈導體遠離其他通訊天線，減小對其他通訊天線的影響。

2、巧妙的運用金屬外殼導體，使外殼導體層對NFC天線產(chǎn)生的輻射場進行中繼，增加NFC天線輻射場的輻射范圍，達到遠距離通訊的效果。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術中電子設備外殼及天線分布示意圖；

圖2是本發(fā)明一可選實施例中近場通訊天線裝置的示意圖；

圖3是圖2中XX’剖面的示意圖；

圖4是本發(fā)明另一可選實施例中近場通訊天線裝置的示意圖；

圖中，1-天線模組；2-鏤空部；3-開隙；4-觸點處；5-導體部；6-磁性材料層；7-線圈導體；9-鏤空區(qū)域。

具體實施方式

以下將結合圖1至圖4對本發(fā)明提供的近場通訊天線裝置與電子設備進行詳細的描述，其為本發(fā)明可選的實施例，可以認為，本領域技術人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M行修改和潤色。

請參考圖1至圖4，本發(fā)明提供了一種近場通訊天線裝置，包括電子設備的金屬外殼，以及設于所述金屬外殼內(nèi)側的天線模組，所述金屬外殼包括導體部5和連接于所述導體部5的鏤空部2，所述導體部5和鏤空部2間形成有鏤空區(qū)域9，所述鏤空部2邊緣導通接入電子設備的內(nèi)部電路，所述天線模組至少包括磁性材料層6和線圈導體7，所述磁性材料層6分別與所述鏤空區(qū)域9和導體部5重疊，所述線圈導體7的區(qū)域與所述導體部5重疊或分別與所述鏤空區(qū)域9和導體部5重疊?？梢岳斫鉃?，天線模組中的線圈導體7大部分被外殼金屬部分5所覆蓋，可以小部分漏出在鏤空區(qū)域9中。天線模組中的磁性材料層6覆蓋導體5與鏤空部2。

有關所述天線模組，所述天線模組還包括柔性基板和絕緣板，所述線圈導體7和磁性材料層6分別設于所述柔性基板的兩側面，所述絕緣板設于所述線圈導體7上。

其中，線圈導體7，為將卷繞中心部作為線圈開口部的環(huán)狀或螺旋狀線圈，線圈導體外圍組成多邊形結構；所述線圈導體7與外部電路接觸點可以由其末端自然形成或跳線形式向外引出形成。

絕緣層，形成于所述線圈導體7表面，避免線圈導體7與外部導體導通；

柔性基板，支撐線圈導體的基板材料，線圈導體7形成于柔性基板之上，線圈導體7、柔性基板、絕緣層共同組成NFC天線的主體部分；

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述磁性材料層6與所述鏤空區(qū)域9的重疊區(qū)域延伸至所述鏤空區(qū)域9的靠近所述鏤空部2的邊緣位置。也可描述為，磁性材料層6所在區(qū)域由外殼導體層非鏤空區(qū)域延伸至外殼導體層靠近邊緣的鏤空區(qū)域；

進一步可選方案中，所述磁性材料層6與所述鏤空部2、鏤空區(qū)域9和鏤空部2重疊。即，其沿如圖2和4所示的長度方向上延伸，從而在這一方向上，磁性材料層6同時覆蓋導體部5與鏤空部2，并可延伸至金屬外殼邊緣；

本發(fā)明優(yōu)選的實施例中，所述鏤空部2與導體部5的連接處具有開隙3。

本發(fā)明可選的實施例中，被天線模組的磁性材料層6覆蓋的鏤空區(qū)域邊緣的鏤空部2通過電抗元件接入移動設備內(nèi)部電路，并組成諧振電路；具體來說，所述鏤空部2的邊緣通過導體彈片接入電子設備的內(nèi)部電路。與內(nèi)部電路組成諧振電路，其諧振目的包括在NFC射頻頻段增強NFC天線的輻射場，并且可以形成低通濾波器效果，減小對高頻特性的影響。

本發(fā)明可選的實施例中，所述鏤空區(qū)域填充有非導體材料。

將圖2中的結構按XX’虛線剖開，取側視圖，如圖3所示。圖3中，線圈導體7只有較小部分置于不阻擋電磁波的鏤空區(qū)域9，所以該天線的輻射效果必然會下降很多。但通過鏤空區(qū)域2的邊緣導體部分，即鏤空部2通過導體彈片接入移動設備內(nèi)部電路，組成諧振電路與濾波電路，諧振點調(diào)制在13.56MHz附近，線圈導體7通過磁性材料層6將線圈發(fā)出的磁場延伸至鏤空部2的外殼邊緣，導體外殼通過諧振將線圈導體7發(fā)出磁場向外延伸，使天線產(chǎn)生的輻射場的輻射范圍大幅增加，如圖3中磁場MF所示。這樣可以使線圈導體不擠占較大鏤空區(qū)域9的凈空空間，但可大幅提高NFC系統(tǒng)的通訊距離。

以下再舉兩個可選具體實施例的數(shù)據(jù)進行詳細列舉闡述：

實施例1

如圖2所示的天線結構，制作30mm×30mm面積的四邊形結構天線，命名為本發(fā)明天線裝置，3匝設計，線寬0.8mm，線間距0.5mm，四邊形頂部的線圈有兩圈露出到金屬外殼的鏤空區(qū)域。磁性材料面積32mm×40mm，厚度0.1mm，磁性材料磁導率實部150@13.56MHz，磁導率虛部2@13.56MHz，磁性材料延伸到鏤空區(qū)域，延伸至靠近外殼邊緣的部分。外殼導體鏤空部分邊緣，如圖2中觸點處4的部分，通過彈片接入設備內(nèi)部電路，組成諧振，諧振點調(diào)制14MHz。

如圖2所示的外殼導體結構，制作30mm×30mm面積的四邊形結構天線，命名為對照天線裝置1，3匝設計，線寬0.8mm，線間距0.5mm，四邊形頂部的線圈有兩圈露出到金屬外殼的鏤空區(qū)域。磁性材料面積30mm×30mm，厚度0.1mm，磁性材料磁導率實部150@13.56MHz，磁導率虛部2@13.56MHz，磁性材料延伸到鏤空的部分，但并不延伸至靠近外殼邊緣的部分，僅覆蓋線圈導體面積。外殼導體鏤空部分邊緣，如圖2中4的部分，通過彈片接入設備內(nèi)部電路，組成諧振，諧振點調(diào)制14MHz。

如圖2所示的外殼導體結構，制作30mm×30mm面積的四邊形結構天線，命名為對照天線裝置2，3匝設計，線寬0.8mm，線間距0.5mm，四邊形頂部的線圈有兩圈露出到金屬外殼的鏤空的部分。磁性材料面積30mm×30mm，厚度0.1mm，磁性材料磁導率實部150@13.56MHz，磁導率虛部2@13.56MHz，磁性材料延伸到鏤空的部分，但并不延伸至靠近外殼邊緣的部分，僅覆蓋線圈導體面積。外殼導體鏤空部分邊緣，如圖2中4的部分，不接入設備內(nèi)部電路。

由測試結果可知，該發(fā)明天線裝置借助磁性材料將磁場向外延伸，并通過諧振外框，大幅提高了天線裝置的讀寫距離。

實施例2

如圖4所示的天線結構，制作30mm×30mm面積的四邊形結構天線，命名為本發(fā)明天線裝置，3匝設計，線寬0.8mm，線間距0.5mm，四邊形頂部的線圈有不露出到金屬外殼的鏤空區(qū)域。磁性材料面積32mm×42mm，厚度0.1mm，磁性材料磁導率實部150@13.56MHz，磁導率虛部2@13.56MHz，磁性材料延伸到鏤空區(qū)域，延伸至靠近外殼邊緣的部分。外殼導體鏤空部分邊緣，如圖4中觸點處4的部分，通過彈片接入設備內(nèi)部電路，組成諧振，諧振點調(diào)制14MHz。

如圖4所示的外殼導體結構，制作30mm×30mm面積的四邊形結構天線，命名為對照天線裝置1，3匝設計，線寬0.8mm，線間距0.5mm，四邊形頂部的線圈不露出到金屬外殼的鏤空區(qū)域。磁性材料面積30mm×30mm，厚度0.1mm，磁性材料磁導率實部150@13.56MHz，磁導率虛部2@13.56MHz，磁性材料僅覆蓋線圈導體面積。外殼導體鏤空部分邊緣，如圖4中4的部分，通過彈片接入設備內(nèi)部電路，組成諧振，諧振點調(diào)制14MHz。

如圖4所示的外殼導體結構，制作30mm×30mm面積的四邊形結構天線，命名為對照天線裝置2，3匝設計，線寬0.8mm，線間距0.5mm，四邊形頂部的線圈不露出到金屬外殼的鏤空區(qū)域。磁性材料面積30mm×30mm，厚度0.1mm，磁性材料磁導率實部150@13.56MHz，磁導率虛部2@13.56MHz，磁性材料僅覆蓋線圈導體面積。外殼導體鏤空部分邊緣，如圖4中4的部分，不接入設備內(nèi)部電路。

由測試結果可知，該發(fā)明天線裝置借助磁性材料將磁場向外延伸，并通過諧振外框，大幅提高了天線裝置的讀寫距離。

綜上所述，本發(fā)明將利用金屬外殼做為NFC天線一部分，使原NFC天線與金屬外殼共同組成NFC天線，并使原NFC天線遠離其他通訊天線，在保證NFC通訊效果的同時，使原NFC天線的不影響其他通訊天線的通訊效果。使NFC天線不再擠占其他通訊天線的設計空間，減少其他通訊天線的設計難度。

可見，本發(fā)明的有益效果為：

1、線圈導體遠離其他通訊天線，減小對其他通訊天線的影響。

2、巧妙的運用金屬外殼導體，使外殼導體層對NFC天線產(chǎn)生的輻射場進行中繼，增加NFC天線輻射場的輻射范圍，達到遠距離通訊的效果。