近場通信天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發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】
[0002]隨著移動通信技術的發達，移動裝置在近年日益普遍，常見的例如:手提式計算機、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)系統及其使用 700MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2100MHz、2300MHz以及2500MHz的頻帶進行通信，而有些則涵蓋短距離的無線通信范圍，例如:Wi_F1、Bluetooth(藍牙)以及 WiMAX(Worldwide Interoperabilityfor Microwave Access,微波存取全球互通)系統使用 2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz 和 5.8GHz 的頻帶進行通信。
[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置于一矩形卡片中并與之形狀一致，這種設計方式將導致相關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，此讀取器所接收到的電場強度將會相對較微弱，因而降低了近場通信天線的通信質量。
[0004]從而，需要提供一種近場通信天線來解決上述問題。
【發明內容】
[0005]為了解決先前技術的問題，本發明提供一種近場通信天線，該近場通信天線包括:一介質基板；一線圈，該線圈設置于該介質基板上；以及一耦合結構，該耦合結構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。該耦合結構用于改善該近場通信天線的全向性。
[0006]本發明的耦合結構可平均近場通信天線的耦合電流，進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為顯示根據本發明的一實施例所述的近場通信天線的俯視圖；
[0008]圖2A為顯示根據本發明的另一實施例所述的近場通信天線的立體圖；
[0009]圖2B為顯示根據本發明的再一實施例所述的近場通信天線的立體圖；
[0010]圖3為顯示根據本發明的較佳實施例所述的近場通信天線的立體圖；
[0011]圖4A為顯示根據本發明的一實施例所述的耦合結構的立體圖；
[0012]圖4B為顯示根據本發明的一實施例所述的耦合結構的立體圖；
[0013]圖4C為顯示根據本發明的一實施例所述的耦合結構的立體圖；
[0014]圖5A為顯示根據本發明的一實施例所述的耦合結構的立體圖；
[0015]圖5B為顯示根據本發明的一實施例所述的耦合結構的立體圖；
[0016]圖5C為顯示根據本發明的一實施例所述的耦合結構的立體圖；
[0017]圖為顯示根據本發明的一實施例所述的耦合結構的立體圖；
[0018]圖6A為顯示根據本發明的一實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為顯示根據本發明的另一實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為顯示根據本發明的一實施例所述的近場通信天線的電場強度與測試角度的關系圖。
[0021]主要組件符號說明:
[0022]100、200、250、300近場通信天線
[0023]110介質基板
[0024]111左方區域
[0025]112中央區域
[0026]113右方區域
[0027]120、320線圈
[0028]121、122、321、322線圈的末端
[0029]130、230、235、330、410、420、430、510、 耦合結構
[0030]520、530、540
[0031]131、231、232、331、531、532、533、534 耦合支路
[0032]241、242、243、244、340導電貫孔
[0033]325線圈的中心凈空區域
[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介質基板的表面
[0038]Hl介質基板的厚度
[0039]L1、L2長度
[0040]P1、P2、P3、P4連接點
【具體實施方式】
[0041]為讓本發明的目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明的具體實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
[0042]圖1為顯示根據本發明的一實施例所述的近場通信天線100的俯視圖。近場通信天線100可以設置于一移動裝置中，例如:一智能型手機(Smart Phone)、一平板計算機(Tablet Computer),或是一筆記本型計算機(Notebook Computer)。如圖1所示，近場通信天線100包括:一介質基板110、一線圈120以及一I禹合結構130。介質基板110可以是一FR4 (Flame Retard4)基板。線圈120和耦合結構130可以用導體制成，例如:銅、銀、鋁、鐵或是其合金。線圈120設置于介質基板110上。在一些實施例中，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)的一正極和一負極。該信號源可為一射頻(Rad1 Frequency, RF)模塊,并用于激發近場通信天線100。線圈120的總匝數可以是1、2、3、4或是更多。在一些實施例中，線圈120的任一末端還可連接至一匹配電路(未顯示)，以調整其共振長度。在此設計下，線圈120可工作于13.56MHz的近場通信頻率點。耦合結構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P1、P2。在一些實施例中，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P1、P2分別大致位于該矩形的該等長邊上。在另一些實施例中，該等連接點P1、P2亦可分別大致位于該矩形的一長邊和一短邊上。耦合結構130的耦合支路131可視為串聯的一電阻器和一電容器。當耦合支路131連接至線圈120時，其阻抗特性可增強近場通信天線100的耦合能量，進而改善近場通信天線100的全向性。
[0043]在圖1的實施例中，線圈120和耦合結構130可以皆設置于介質基板110的同一表面El上。然而，本發明并不僅限于此。圖2A為顯示根據本發明另一實施例所述的近場通信天線200的立體圖。在圖2A的實施例中，近場通信天線200的線圈120和一耦合結構230分別設置于介質基板110的相對二表面E1、E2上。近場通信天線200還包括形成于介質基板110中的二導電貫孔241、242，其中耦合結構230的至少一耦合支路231的二末端分別經由該等導電貫孔241、242連接至線圈120上的二連接點P1、P2。
[0044]圖2B為顯示根據本發明的再一實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的實施例中，近場通信天線250的線圈120和一耦合結構235亦分別設置于介質基板110的相對二表面E1、E2上。近場通信天線250還包括形成于介質基板110中的四導電貫孔241、242、243、244。耦合結構235的一耦合支路231的二末端分別經由該等導電貫孔241、242連接至線圈120上的二連接點P1、P2，而耦合結構235的另一耦合支路232的二末端分別經由該等導電貫孔243、244連接至線圈120上的另外二連接點P3、P4。與圖2A相比，圖2B所示的近場通信天線250呈現較佳的對稱性，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為顯示根據本發明的較佳實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:一介質基板110、一線圈320以及一耦合結構330。線圈320和耦合結構330分別設置于介質基板110的相對二表面El、E2上。與前述的實施例相比，近場通信天線300的耦合結構330包括更多耦合支路331，而近場通信天線300的線圈320的總匝數亦較多。在一些實施例中，該等耦合支路331的總數量可以恰為線圈320的總匝數的兩倍，以利于其互相對稱地連接。舉例來說，該等耦合支路331的總數量可為8，而線圈320的總匝數可為4，但不僅限于此。近場通信天線300還可包括形成于介質基板110中的多個導電貫孔340 (例如:彼此分離的十六個導電貫孔340)，其中每一耦合支路331的二末端可分別經由各自的二導電貫孔340連接至線圈320上各自的二連接點。更詳細地說，線圈320可以包括不同尺寸的多個回路，而耦合結構330可以包括不同長度的多個耦合支路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。在此設計下，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]介質基板110的表面E2可以再劃分為一左方區域111、一中央區域112以及一右方區域113，其中中央區域112可以將左方區域111與右方區域113完全地分離。在一些實施例中，耦合結構330的該等耦合支路