近場通信天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種近場通信(Near Field Communicat1n,NFC)天線,特別涉及一種全向性(Isotropic)及高效率的近場通信天線。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動通信技術(shù)的發(fā)達(dá)，移動裝置在近年日益普遍，常見的例如:手提式計(jì)算機(jī)、移動電話、多媒體播放器以及其他混合功能的攜帶型電子裝置。為了滿足人們的需求，移動裝置通常具有無線通信的功能。有些涵蓋長距離的無線通信范圍，例如:移動電話使用 2G、3G、LTE (Long Term Evolut1n，長期演進(jìn))系統(tǒng)及其使用 700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進(jìn)行通信，而有些則涵蓋短距離的無線通信范圍，例如:Wi_F1、Bluetooth(藍(lán)牙)以及 WiMAX(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access,微波存取全球互通)系統(tǒng)使用 2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz 和 5.8GHz 的頻帶進(jìn)行通信。
[0003]以具有近場通信功能的移動裝置為例，由于其近場通信天線通常須設(shè)置于一矩形卡片中并與之形狀一致，這種設(shè)計(jì)方式將導(dǎo)致相關(guān)的讀取器無法在各種角度皆能取得良好的接收效果。舉例來說，當(dāng)讀取器與近場通信天線的長邊之間的夾角為90度或270度時(shí)，此讀取器所接收到的電場強(qiáng)度將會相對較微弱，因而降低了近場通信天線的通信質(zhì)量。
[0004]從而，需要提供一種近場通信天線來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決先前技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種近場通信天線，該近場通信天線包括:一介質(zhì)基板；一線圈，該線圈設(shè)置于該介質(zhì)基板上；以及一耦合結(jié)構(gòu)，該耦合結(jié)構(gòu)包括至少一耦合支路，其中該耦合支路的二末端分別連接至該線圈上的不同的二連接點(diǎn)。該耦合結(jié)構(gòu)用于改善該近場通信天線的全向性。
[0006]本發(fā)明的耦合結(jié)構(gòu)可平均近場通信天線的耦合電流，進(jìn)而有效地提升近場通信天線的整體全向性。
【附圖說明】
[0007]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的近場通信天線的俯視圖；
[0008]圖2A為顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的近場通信天線的立體圖；
[0009]圖2B為顯示根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例所述的近場通信天線的立體圖；
[0010]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述的近場通信天線的立體圖；
[0011]圖4A為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的耦合結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0012]圖4B為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的耦合結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0013]圖4C為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的耦合結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0014]圖5A為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的耦合結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0015]圖5B為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的耦合結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0016]圖5C為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的耦合結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0017]圖為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的耦合結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0018]圖6A為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的近場通信天線與量測裝置的相對方位圖；
[0019]圖6B為顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例所述的近場通信天線與量測裝置的相對方位圖；以及
[0020]圖7為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的近場通信天線的電場強(qiáng)度與測試角度的關(guān)系圖。
[0021]主要組件符號說明:
[0022]100、200、250、300近場通信天線
[0023]110介質(zhì)基板
[0024]111左方區(qū)域
[0025]112中央?yún)^(qū)域
[0026]113右方區(qū)域
[0027]120、320線圈
[0028]121、122、321、322線圈的末端
[0029]130、230、235、330、410、420、430、510、 耦合結(jié)構(gòu)
[0030]520、530、540
[0031]131、231、232、331、531、532、533、534 耦合支路
[0032]241、242、243、244、340導(dǎo)電貫孔
[0033]325線圈的中心凈空區(qū)域
[0034]610量測裝置
[0035]CCO、CC1、CC2、CC3、CC4曲線
[0036]Dl相鄰二耦合支路的間距
[0037]E1、E2介質(zhì)基板的表面
[0038]Hl介質(zhì)基板的厚度
[0039]L1、L2長度
[0040]P1、P2、P3、P4連接點(diǎn)
【具體實(shí)施方式】
[0041]為讓本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出本發(fā)明的具體實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0042]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例所述的近場通信天線100的俯視圖。近場通信天線100可以設(shè)置于一移動裝置中，例如:一智能型手機(jī)(Smart Phone)、一平板計(jì)算機(jī)(Tablet Computer),或是一筆記本型計(jì)算機(jī)(Notebook Computer)。如圖1所示，近場通信天線100包括:一介質(zhì)基板110、一線圈120以及一I禹合結(jié)構(gòu)130。介質(zhì)基板110可以是一FR4 (Flame Retard4)基板。線圈120和耦合結(jié)構(gòu)130可以用導(dǎo)體制成，例如:銅、銀、鋁、鐵或是其合金。線圈120設(shè)置于介質(zhì)基板110上。在一些實(shí)施例中，線圈120作為近場通信天線100的一主輻射部，而線圈120的二末端121、122分別連接至一信號源(未顯示)的一正極和一負(fù)極。該信號源可為一射頻(Rad1 Frequency, RF)模塊,并用于激發(fā)近場通信天線100。線圈120的總匝數(shù)可以是1、2、3、4或是更多。在一些實(shí)施例中，線圈120的任一末端還可連接至一匹配電路(未顯示)，以調(diào)整其共振長度。在此設(shè)計(jì)下，線圈120可工作于13.56MHz的近場通信頻率點(diǎn)。耦合結(jié)構(gòu)130包括至少一耦合支路131，其中耦合支路131的二末端分別連接至線圈120上的不同二連接點(diǎn)P1、P2。在一些實(shí)施例中，線圈120大致為一矩形，該矩形具有二長邊和二短邊，而該等連接點(diǎn)P1、P2分別大致位于該矩形的該等長邊上。在另一些實(shí)施例中，該等連接點(diǎn)P1、P2亦可分別大致位于該矩形的一長邊和一短邊上。耦合結(jié)構(gòu)130的耦合支路131可視為串聯(lián)的一電阻器和一電容器。當(dāng)耦合支路131連接至線圈120時(shí)，其阻抗特性可增強(qiáng)近場通信天線100的耦合能量，進(jìn)而改善近場通信天線100的全向性。
[0043]在圖1的實(shí)施例中，線圈120和耦合結(jié)構(gòu)130可以皆設(shè)置于介質(zhì)基板110的同一表面El上。然而，本發(fā)明并不僅限于此。圖2A為顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的近場通信天線200的立體圖。在圖2A的實(shí)施例中，近場通信天線200的線圈120和一耦合結(jié)構(gòu)230分別設(shè)置于介質(zhì)基板110的相對二表面E1、E2上。近場通信天線200還包括形成于介質(zhì)基板110中的二導(dǎo)電貫孔241、242，其中耦合結(jié)構(gòu)230的至少一耦合支路231的二末端分別經(jīng)由該等導(dǎo)電貫孔241、242連接至線圈120上的二連接點(diǎn)P1、P2。
[0044]圖2B為顯示根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例所述的近場通信天線250的立體圖。圖2B與圖2A相似。在圖2B的實(shí)施例中，近場通信天線250的線圈120和一耦合結(jié)構(gòu)235亦分別設(shè)置于介質(zhì)基板110的相對二表面E1、E2上。近場通信天線250還包括形成于介質(zhì)基板110中的四導(dǎo)電貫孔241、242、243、244。耦合結(jié)構(gòu)235的一耦合支路231的二末端分別經(jīng)由該等導(dǎo)電貫孔241、242連接至線圈120上的二連接點(diǎn)P1、P2，而耦合結(jié)構(gòu)235的另一耦合支路232的二末端分別經(jīng)由該等導(dǎo)電貫孔243、244連接至線圈120上的另外二連接點(diǎn)P3、P4。與圖2A相比，圖2B所示的近場通信天線250呈現(xiàn)較佳的對稱性，因此其可提供更高的全向性。必須注意的是，前述的耦合支路的形狀在本發(fā)明中并不特別作限制。舉例來說，前述的每一耦合支路可以大致為一直條形、一中括號形、一折線形、一半圓弧形或是一平滑曲形。
[0045]圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述的近場通信天線300的立體圖。如圖3所示，近場通信天線300包括:一介質(zhì)基板110、一線圈320以及一耦合結(jié)構(gòu)330。線圈320和耦合結(jié)構(gòu)330分別設(shè)置于介質(zhì)基板110的相對二表面El、E2上。與前述的實(shí)施例相比，近場通信天線300的耦合結(jié)構(gòu)330包括更多耦合支路331，而近場通信天線300的線圈320的總匝數(shù)亦較多。在一些實(shí)施例中，該等耦合支路331的總數(shù)量可以恰為線圈320的總匝數(shù)的兩倍，以利于其互相對稱地連接。舉例來說，該等耦合支路331的總數(shù)量可為8，而線圈320的總匝數(shù)可為4，但不僅限于此。近場通信天線300還可包括形成于介質(zhì)基板110中的多個(gè)導(dǎo)電貫孔340 (例如:彼此分離的十六個(gè)導(dǎo)電貫孔340)，其中每一耦合支路331的二末端可分別經(jīng)由各自的二導(dǎo)電貫孔340連接至線圈320上各自的二連接點(diǎn)。更詳細(xì)地說，線圈320可以包括不同尺寸的多個(gè)回路，而耦合結(jié)構(gòu)330可以包括不同長度的多個(gè)耦合支路331，其中較長的耦合支路331連接至較大的回路，而較短的耦合支路331連接至較小的回路，依此類推。在此設(shè)計(jì)下，線圈320的每一回路恰可連接至長度相等的各自的二耦合支路331。
[0046]介質(zhì)基板110的表面E2可以再劃分為一左方區(qū)域111、一中央?yún)^(qū)域112以及一右方區(qū)域113，其中中央?yún)^(qū)域112可以將左方區(qū)域111與右方區(qū)域113完全地分離。在一些實(shí)施例中，耦合結(jié)構(gòu)330的該等耦合支路