CN104081580A - 天线设备和天线的配置方法 - Google Patents

天线设备和天线的配置方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104081580A
CN104081580A CN201280062028.7A CN201280062028A CN104081580A CN 104081580 A CN104081580 A CN 104081580A CN 201280062028 A CN201280062028 A CN 201280062028A CN 104081580 A CN104081580 A CN 104081580A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
microcontroller
equipment
max
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280062028.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104081580B (zh
Inventor
S·凯斯勒
M·谢克
A·塔卡斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Continental Automotive France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH, Continental Automotive France SAS filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of CN104081580A publication Critical patent/CN104081580A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104081580B publication Critical patent/CN104081580B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • G06K7/10356Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers using a plurality of antennas, e.g. configurations including means to resolve interference between the plurality of antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2216Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10237Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the reader and the record carrier being capable of selectively switching between reader and record carrier appearance, e.g. in near field communication [NFC] devices where the NFC device may function as an RFID reader or as an RFID tag
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49016Antenna or wave energy "plumbing" making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

本发明提出一种通信天线设备(D),其车载在机动车辆中,用于与便携设备的天线相通信,所述天线设备(D)包括:包括第一部分(A1)和第二部分(A2)的通信天线(A),第一部分(A1)包括最大数量的初级绕组(E1MAX),第二部分(A2)包括最大数量的次级绕组(E2MAX),微控制器(10)被电连接到所述天线(A),根据本发明,所述设备(D)还包括:使得能够将第一部分和/或第二部分连接到微控制器(10)的第一转换装置(M1)、使得能够将第一部分的确定数量的初级绕组(E1i)连接到微控制器(10)的第二转换装置(M2)、以及使得能够将第二部分的确定数量的次级绕组(E2j)连接到微控制器(10)的第三转换装置(M3)、所述第一、第二和第三转换装置的控制装置(20)。

Description

天线设备和天线的配置方法
发明领域
本发明涉及一种天线设备和天线的配置方法。更具体地,本发明适用于机动车辆中车载的NFC(英语为“Near Field Communication”)类型即“近场通信”类型的射频(RF)天线。
背景技术
机动车辆中车载的NFC天线具有多种应用:某些NFC天线被布置在车辆的车门中并构成免提访问车辆的设备的部分。这些NFC天线与诸如标签(badge)、钥匙或便携电话之类的便携设备相通信,所述便携设备还装备有NFC通信装置,其由车辆的用户持有。这些NFC天线通过与便携设备交换标识符来允许认证便携设备,以便触发车辆车门的解锁/锁定。
其它NFC天线位于车辆的载客空间中,并且例如被集成在例如是便携电话的便携设备的充电器中,其被布置在车辆载客空间内部、例如位于车辆的仪表板上。NFC天线使得能够在被安置在充电器上的便携电话和车辆的与充电器相连的车载电子系统之间交换信息。自便携电话的用户简档下载或仪表板个性化、广播台预调于是可以通过车辆的车载系统实现。
NFC天线使得能够在约为从0cm直到10cm的短距离上进行通信,0cm也就是说便携设备与包含NFC天线的接收器相接触。根据车辆中车载的NFC天线与之相通信的位于便携设备(标签或便携电话)中的NFC天线的尺寸和根据将车辆中车载的NFC天线与便携设备的NFC天线分隔开的通信距离,确定车辆中车载的NFC天线的特征、其尺寸、其阻抗(即其电感和其电阻)。
事实上,为了确保良好质量的通信,根据车辆的NFC天线与之相通信的便携设备的NFC天线的尺寸来校准车辆的NFC天线的尺寸是重要的。理解的是,小尺寸的车辆NFC天线发射强的和本地化的电磁场。位于便携设备中的较大NFC天线将难以探测或接收强的和本地化的该场。于是对于用户有直到建立通信为止的等待时间和/或对于数据交换的延长通信时间。
在应当配置NFC天线时出现了第一问题,即选择其尺寸和其阻抗,以便NFC天线适合于与多个便携装置相通信,这些便携装置具有不同的NFC天线尺寸。这是当NFC天线应当能够不论是与标签、钥匙还是与由用户持有的便携电话相通信以用于授权对车辆的访问时的情况。在这些情况中,确保与这些不同类型便携设备的相同通信质量是不可能的。
同样,根据车辆中车载的NFC天线与便携设备的NFC天线之间的通信距离来选择车辆中车载的NFC天线的阻抗。如果阻抗过高,那么产生便携设备的NFC天线的不匹配,即两个NFC天线以相同频率谐振以及通信受到干扰。该现象对于本领域技术人员是已知的并不将在此处更详细描述。然而,通常希望大阻抗以便具有尽可能最大的车辆NFC天线辐射场,以及于是能够尽可能最远地与便携设备相通信。因此,在便携设备与强阻抗的NFC天线非常接近时存在问题。这是这样的情况,例如当NFC天线具有其被配置的阻抗时,即阻抗被选择用于探测距车辆某一距离上便携设备的存在,以及用户在与车辆的NFC天线相对的较短距离上呈现便携设备,或将便携设备安置在NFC天线位于其中的充电器上。
反之,如果NFC天线的阻抗被选择用于确保在短距离上的良好通信,即如果阻抗值不太高,那么存在NFC天线不能超过该距离而进行通信的风险。这对用户是不利的,因为他必须在车辆的紧邻处以便进行便携设备的标识。
在装备有包括NFC天线的免提访问设备和包括另一NFC天线的便携电话充电器的机动车辆中,因此有成本益处的是对于这两种使用能够设计同一NFC天线,即使访问设备的NFC天线被设计用于远程通信,并且便携电话的充电器的NFC天线被设计用于当便携电话被安置在充电器上、即紧邻NFC天线甚至与其接触时的通信。
发明内容
本发明的目的在于一种天线设备,其使得车辆中车载的NFC天线以优化方式与便携设备相通信,而无论位于该便携设备中的NFC天线的尺寸如何以及无论将其与该天线分隔开的距离如何。
本发明提出一种通信天线设备,车载在机动车辆中,用于与便携设备的天线相通信,所述天线设备包括:
·包括至少两个部分的通信天线,包括最大数量的初级绕组的第一部分,以及包括最大数量的次级绕组的第二部分,
·被电连接到所述天线的微控制器,
根据本发明,所述天线设备还包括:
·至少一个第一转换装置,其位于微控制器、第一部分和第二部分之间,以及使得所述第一部分和/或第二部分能够连接到微控制器,
·至少一个第二转换装置,其位于微控制器和所述第一部分的各个初级绕组之间,使得所述第一部分的确定数量的初级绕组能够连接到微控制器,以及
·至少一个第三转换装置,其位于微控制器和所述第二部分的各个次级绕组之间,使得所述第二部分的确定数量的次级绕组能够连接到微控制器,
·所述第一、第二和第三转换装置的控制装置。
于是根据本发明,所述三个转换装置使得能够在尺寸和阻抗上配置天线。
在本发明的优选实施例中,所述第一转换装置包括位于天线的第一部分和所述微控制器之间的第一开关组件以及位于天线的第二部分和所述微控制器之间的第二开关组件,以便分别将所述第一部分和/或第二部分连接到微控制器。
并且更具体地,所述两个开关组件被各自电连接到适配元件,以便将通信频率适配于第一部分和第二部分。
所述适配元件例如为电容器。
合理地,所述第二转换装置和所述第三转换装置各自包括多个开关,各个开关位于所述微控制器和相应地初级绕组和次级绕组之间,以便将所述初级绕组和/或所述次级绕组连接到微控制器。
本发明适用于NFC类型的近场通信天线。
本发明同样涉及包括根据以上列举的特征中之一的天线设备的免提访问车辆的任何设备或便携装置的充电设备。
本发明涉及包括根据以上列举特征中之一的天线设备的任何机动车辆。
本发明同样提出一种通信天线的配置方法,其利用以上所述的天线设备,包括如下步骤:
·步骤90:通过所述微控制器来确定要连接到所述微控制器的一个或多个天线部分,
·步骤100:
-通过第一转换装置和控制装置,将在前一步骤期间确定的一个和/或多个天线部分连接到微控制器,
-通过第二转换装置和/或第三转换装置和控制装置,将在前一步骤期间被连接的一个和/或多个天线部分的初始数量的绕组连接到微控制器,
·步骤110:尝试在天线和便携设备的天线之间进行通信,如果通信成功:
-步骤300:配置天线,
否则如果通信失败,并且
-步骤120:如果绕组的数量小于绕组的最大数量,那么,
·步骤130:使通过第二和第三转换装置以及控制装置被连接到微控制器的绕组的数量递增,并重复步骤110到130,
-否则,如果被连接到微控制器的绕组的数量等于初级和/或次级绕组的最大数量,那么:
·以没有被连接到微控制器的天线部分来重复步骤90到130,
-如果在步骤90期间,天线的所有部分均被连接,那么,
·步骤200:配置方法结束。
附图说明
从随后作为非限制性实施示例的、参照示意性附图而进行的描述,本发明的其它目的、特征和优点将变得更加明显,附图中:
·图1表示出根据本发明的天线设备的示意图,
·图2表示出根据本发明的天线设备的第一、第二、和第三转换装置的示意图,
·图3表示出根据本发明的第一转换装置的实施例的示意图,
·图4表示出根据本发明的第二或第三转换装置的实施例的示意图,
·图5表示出根据本发明的天线配置方法的逻辑图。
具体实施方式
图1中表示出天线设备D,其包括NFC天线类型的近场通信天线A。所述天线设备D还包括被电连接到所述天线A的微控制器10。该天线设备D可以被布置在车辆的车门中和被集成于免提访问车辆的设备,或其还可以被布置在位于载客空间中、例如在车辆的仪表板上的为便携装置充电的设备中,便携装置例如为便携电话的类型。
天线A由多个部分组成,在该非限制性示例中,天线A包括两个部分,第一部分A1和尺寸不同的、例如比第一部分A1小的第二部分A2。在图1中,第一部分A1为矩形形式,其位于天线设备D的内周缘上。该第一部分A1以矩形形式表示,但是其可以为六边形、方形、椭圆形、圆形等形式。当然,第一部分A1的形式取决于在天线设备D中给予天线A的地方。天线A的第一部分A1沿设备D的内周缘包括为铜线(或通常被用于天线的任何其它导电材料)的多个初级绕组E11、E12、E1i...。
在图1中,天线A的第二部分A2位于天线设备D的中央,其通过第一转换装置M1而被连至第一部分A1并由环路以及呈圆形形式且位于天线设备D的中心处的多个铜线次级绕组E21、E22、E2i...构成。该第二部件A2的实施例以及优点已被描述于由申请人提交的专利申请(FR 1103107)中。以相似的方式,天线A的第二部分A2可以为矩形、椭圆形、方形、六边形形式。
图1中给出的第一部分A1和第二部分A2的图示决非限制性。两个部分A1、A2可以并排地位于天线设备D中,和/或可以呈不同的尺寸和/或图案。
天线A还可以包括多于两个的部分。
根据本发明,天线设备包括(参照图1和2):
·第一转换装置M1,其位于微控制器10、天线A的第一部分A1和第二部分A2之间,使得能够将天线A的第一部分A1和/或第二部分A2连接到微控制器10,
·第二转换装置M2,其位于微控制器10和天线A的第一部分A1的各个初级绕组E11、E12、E1i...之间,使得能够将天线A的所述第一部分A1的确定数量的初级绕组E1i连接到微控制器10,
·第三转换装置M3,其位于微控制器10和天线A的第二部分A2的各个次级绕组E21、E22、E2i...之间,使得能够将天线A的所述第二部分A2的确定数量的次级绕组E2j连接到微控制器10,
·所述第一、第二和第三转换装置的控制装置20。
所述第一、第二和第三转换装置M1 M2、M3由控制装置20操纵,所述控制装置20可以被集成在微控制器10中(参照图1和2)。可以以软件形式呈现控制装置20。
第一转换装置M1包括两个开关组件SA1、SA2(参照图3)。
所述第一开关组件SA1位于所述微控制器10和天线的第一部分A1之间。其包括位于微控制器10和天线A1的两个端子之间的第一开关K1a和第二开关K1b,以及适配元件,例如被连到第二开关K1b和天线A1的电容器C1。第一和第二开关K1a和K1b被电连接。适配元件C1使得能够根据天线的尺寸来适配其使用频率。事实上,根据所选天线(A1、A2或A1和A2)的尺寸,通信频率改变,因此需要根据所选的天线部分来适配该频率并选择适当的电容器。通过闭合第一开关组件SA1,即通过同时闭合第一和第二开关K1a和K1b,天线的第一部分A1被连接到微控制器10,即以电容C1通电(闭合第二开关K1b)并且其于是可以接收来自微控制器10的信息(闭合第一开关K1a)。这些信息例如为要与位于便携设备中的NFC天线交换的数据。
通过闭合第一开关组件SA1,天线的第一部分A1被连接到微控制器10并且是功能性的,因此其被激活。其可以向位于便携设备中的NFC天线(未示出)发送数据。
以相似的方式,第二开关组件SA2位于微控制器10和天线的第二部分A2之间。其包括第三开关K2a和第四开关K2b,以及适配元件,即例如电容C2。第三和第四开关K2a和K2b被电连接。通过闭合第二开关组件SA2,天线的第二部分A2以电容C2被连接到微控制器10(闭合第四开关K2b)并且其接收来自微控制器10的信息(闭合第三开关K2a)。
通过闭合第二开关组件SA2,天线的第二部分A2因此通电并是功能性的,其于是被激活。其可以向位于便携设备中的NFC天线发送数据。
被包括在微控制器10中的转换装置的控制装置20于是可以分别或同时闭合两个开关组件SA1和SA2,并于是对有源天线A的尺寸进行配置,天线A因此要么由第一A1要么由第二部分A2要么由被连接在一起的第一和第二部分A1、A2的组合构成。
因此第一转换装置M1使得能够确定天线A的尺寸。通过闭合/断开构成该第一转换装置M1的两个开关组件SA1和SA2,控制装置20通过将第一部分A1或者第二天线部分A2、或者组合的两个部分连接到微控制器10来如此调整天线A的尺寸。如此连接的部分可以与便携设备的NFC天线(图1中未示出)交换信息。
一旦由于第一转换装置M1而确定了天线A的尺寸,第二和第三转换装置M2、M3使得能够通过将确定数量的绕组E1i、E2j连接到微控制器10来调节天线A的阻抗。事实上,天线的阻抗除其它外尤其是该天线的铜线绕组数量的函数。
因此,如果天线A的第一部分A1被连接到微控制器10,则通过将该第一部分A1的确定数量的初级绕组E1i连接到微控制器10,第二转换装置M2(参照图4)使得能够调节其阻抗。
为此,第二转换装置M2包括多个开关S11,S12,...S1i,...S1MAX,其各自位于微控制器10(更确切地在控制装置20)和初级绕组E11,E12,...E1i,...E1MAX之间,即被连到天线A的第一部分A1的铜线。控制装置20操纵第二转换装置M2的各个开关S11,S12,...S1i,...S1MAX的断开和闭合,并因此将确定数量的初级绕组连接到微控制器10,以便得到所述第一天线部分A1的希望的阻抗。
以相似的方式,第三转换装置M3(未示出)调整天线A的第二部分A2的阻抗且为此包括多个开关S21,S22,...S2i,...S2MAX,其各自位于微控制器10(更确切地在控制装置20)和第二部分A2的次级绕组E21,E22,...E2i,...E2MAX之间。控制装置20操纵第三转换装置M3的各个开关S21,S22,...S2i,...S2MAX的断开和闭合,以便将确定数量的次级绕组E21,E22,...E2i,...E2MAX连接到微控制器10,以便得到所述第二天线部分A2的希望的阻抗。
因此,如果天线A的第二部分A2被连接到微控制器10,那么通过将多个次级绕组E2j连接到微控制器10,第三转换装置M3使得能够调节其阻抗。
如此选择的初级和次级绕组E1i和E2j的数量将物理存在于天线A的各个部分A1、A2上的铜线从一个绕组变化到最大数量的初级和次级绕组(分别为E1MAX和E2MAX)。
根据以下描述的天线配置方法,所述第一、第二和第三转换装置M1、M2、M3由位于微控制器10中的控制装置20操纵。
微控制器10管理在车辆的NFC天线和天线A以及其与之相通信的便携设备(未示出)的NFC天线之间的通信。
作为非限制性的给出转换装置M1、M2、M3以及开关K1a、K1b、K2a、K2b、S11,S12,...S1i...S1MAX、S21,S22,...S2i...S2MAX的表示,并且可以通过本领域技术人员已知的任何等同转换装置来实现这些开关。
根据本发明的天线配置方法被图示于图5中。
在第一步骤90期间,微控制器10确定哪一个或哪些为要连接到微控制器10的天线部分。可以以软件的方式实现该步骤。
在步骤100期间,初始化天线A的配置。在我们的示例中,在默认情况下通过第一转换装置M1将第一天线部分A1连接到微控制器10来初始化所述方法。这是通过闭合第一开关组件SA1的控制装置20实现的。然后,通过第二转换装置M2(通过闭合适当数量的开关S11,S12,...S1i...S1MAX),控制装置20将小于所述第一部分A1的最大数量的初级绕组E1MAX的初始化数量的初级绕组E1i连接到微控制器10。在配置的初始化期间,首先选择较大的天线部分(A1)是合理的,以便得到较大的辐射和探测位于车辆周围的任何NFC天线。
在步骤110期间,在尺寸和阻抗上被如此初始配置的天线A接收微控制器10的消息,所述天线A将所述消息发送到便携设备的天线。如果通信成功,即如果车辆的天线A接收到自便携设备的天线返回的消息,(步骤110),那么方法停止(步骤300)并且天线A被配置,即其尺寸和其阻抗已被选择以便使得能够与便携设备的NFC天线相通信。
如果在两个天线之间没有通信或者如果该通信失败(步骤110)和如果初级绕组E1i的数量小于第一部分A1的初级绕组的最大数量E1MAX(步骤120),那么所述方法提出在步骤130期间,使被连接到微控制器10的初级绕组E1i的数量递增,例如通过添加初级绕组E1i+1’,即通过第二转换装置M2闭合附加开关S11,S12,...S1i...S1MAX。然后,所述方法返回到步骤110并在用附加初级绕组E1i+1如此配置的天线A(即A1)与便携设备的天线之间实现通信尝试。所述方法于是重复步骤110到130,只要尚未建立通信和被连接到微控制器10(通过闭合相关联的开关)的第一天线部分A1的初级绕组E1i的数量小于初级绕组的最大数量E1MAX
如果在步骤110处利用被连接到微控制器10的某个数量的初级绕组(例如E1i+1)而使通信成功了,那么所述方法停止(步骤300)并终止天线A的配置。
然而,在步骤120时,已达到第一天线部分A1的初级绕组的最大数量E1MAX,并且在前一步骤110中总是不能建立通信,那么所述方法回到步骤90,并且微控制器109确定哪一个或哪些是尚未连接到微控制器10的一个或多个天线部分。在我们的示例中,这涉及第二天线部分A2。
在步骤100期间,借助于第一转换装置M1,控制装置20对具有尚未被连接的一个或多个天线部分的天线A进行配置,在这种情况下,在该示例中,天线A的第二部分A2因此被连接到微控制器10。为此,控制装置20首先断开第一开关组件SA1,以便从微控制器10断开第一天线部分A1,然后闭合第二开关组件SA,以便将第二天线部分A2连接到微控制器10。接下来,借助于第三转换装置M3,通过闭合适当数量的开关S21,S22,...S2i...S2MAX,控制装置20将天线的该第二部分A2的初始数量的次级绕组E2j连接到微控制器10。
因此,以第二天线部分A2和次级绕组E2j的数量来重复步骤110到130。
如果在多个次级绕组E2k的情况下使通信成功了(步骤110),那么所述方法停止并终止天线A的配置(步骤300)。天线的尺寸和其阻抗于是被配置,天线准备好用于与所确定的便携设备进行有效通信。
否则,只要通信失败(步骤110),并且次级绕组E2j的数量小于第二天线部分A2的次级绕组的最大数量E2MAX(步骤120),那么在步骤130期间,通过一个接一个地闭合开关S21,S22,...S2i...S2MAX,控制装置20使被连接到微控制器10的次级绕组的数量递增,且所述方法返回到步骤110以便试图与便携设备的天线进行通信。
如果一旦达到天线的第二部分A2的次级绕组的最大数量E2MAX时还不能实现通信,那么所述方法回到步骤90。如果天线A的第一A1和第二部分A2尚未同时连接到微控制器10(步骤90),那么借助于第一转换装置M1,通过闭合两个开关组件SA1和SA2,控制装置20同时将两个天线部分A1、A2连接到所述微控制器10(步骤100)。然后借助于第二和第三转换装置M2和M3,控制装置20针对这些部分中的每一个而将初始数量的绕组E1i、E2j连接到微控制器10。接下来对这两个部分A1和A2同时重复步骤110到130,直到与便携设备的天线建立了通信以及只要初级和次级绕组的数量(E1i,E2j)小于各个部分(A1,A2)各自的初级和次级绕组的最大数量(E1MAX,E2MAX)。
事实上,由相互连接的两个部分A1和A2构成的天线A的配置的技术特征与分别所取的两个部分A1、A2不同。该第三配置(A1和A2)拥有不同的辐射场质量,在这种情况下,发射的场比由分别所取的天线部分(A1,A2)发射的更加均匀,且可以使得能够建立与便携设备的通信,这是分别激活的两个部分A1和A2不能实现的。
在步骤120中,如果对于各个天线部分(A1和A2)达到了初级和次级绕组的最大数量(E1MAX,E2MAX),那么所述方法返回到步骤90。
在步骤90中,如果证实了所有配置(即在我们的示例中的三个配置,A1或A2分别地或同时已连接到微控制器10)各自具有最大数量的初级和/或次级绕组(E1MAX,E2MAX),那么所述方法停止(步骤200),并且不能配置天线A,即不可能找到允许其能够与便携设备的NFC天线相通信的尺寸和阻抗。
因此,根据本发明的配置方法在于:
-初始选择通信天线A的尺寸和阻抗,
-在如此配置的通信天线和便携设备的NFC天线之间进行通信尝试,
-更改所述通信天线的尺寸和阻抗,直到建立通信。
要注意到,即使三个天线配置(第一部分A1、第二部分A2以及处于同时的第一A1和第二A2部分)被接连测试以及各自具有绕组增量,但是天线的配置方法是非常快速的,且仅仅持续几毫秒。事实上,为了在步骤110中验证通信,对于天线A发送一毫秒的射频信号和在随后的几毫秒内等待响应就足够了。该类型的RF发送对本领域技术人员来说是已知的且被称为“ping(声脉冲)”。
当然,本发明既不限于两个天线部分A1、A2,也不限于三个转换装置M1、M2、M3。天线设备D可以包括由多个部分A1...Ai构成的天线,所述部分全部通过多个第一转换装置M1...Mi彼此相连,各个部分具有其自身的转换装置,专用于将该部分的某一数量的绕组连接到微控制器10。
因此本发明使得能够配置NFC类型的通信天线,以便其可以快速和有效地与便携设备相通信,而无论将其与该设备分隔开的距离如何(当然是在NFC通信限制之内),并且无论位于该设备中的通信天线的尺寸如何。
而且,根据本发明的天线设备是不太昂贵的,其包括具有开关和转换装置的电路以及被集成在微控制器中的软件(转换装置的控制装置20)。
本发明还使得能够在车辆上配置同一NFC天线以用于不同的应用,并因此使得能够在车辆上使用一般天线,所述一般天线能够与装备了包括NFC天线的通信装置的不同便携电话相通信,所述NFC天线为市场上可得到的任何尺寸和任何特征(阻抗),这还使得能够减少研发和制造这种天线的成本。
本发明不限于NFC天线且适用于所有的射频天线。

Claims (10)

1.一种通信天线设备(D),车载在机动车辆中,用于与便携设备的天线相通信,所述天线设备(D)包括:
·通信天线(A),其包括至少两个部分,包括最大数量的初级绕组(E1MAX)的第一部分(A1)和包括最大数量的次级绕组(E2MAX)的第二部分(A2),
·被电连接到所述天线(A)的微控制器(10),
所述天线设备(D)的特征在于,其还包括:
·至少一个第一转换装置(M1),其位于微控制器(10)、第一部分(A1)和第二部分(A2)之间,并且使得能够将所述第一部分(A1)和/或第二部分(A2)连接到微控制器(10),
·至少一个第二转换装置(M2),其位于微控制器(10)和所述第一部分(A1)的各个初级绕组(E1i)之间,使得能够将所述第一部分(A1)的确定数量的初级绕组(E1i)连接到微控制器(10),以及
·至少一个第三转换装置(M3),其位于微控制器(10)和所述第二部分(A2)的各个次级绕组(E2j)之间,使得能够将所述第二部分(A2)的确定数量的次级绕组(E2j)连接到微控制器(10),
·所述第一、第二和第三转换装置(M1、M2、M3)的控制装置(20)。
2.根据前一项权利要求所述的天线设备(D),其特征在于,所述第一转换装置(M1)包括位于第一天线部分(A1)和微控制器(10)之间的第一开关组件(SA1)以及位于第二天线部分(A2)和微控制器(10)之间的第二开关组件(SA2),以便分别将所述第一部分(A1)和/或第二部分(A2)连接到微控制器(10)。
3.根据前一项权利要求所述的天线设备(D),其特征在于,所述两个开关组件(SA1,SA2)被各自电连接到适配元件,以便将通信频率适配于第一部分(A1)和第二部分(A2)。
4.根据前一项权利要求所述的天线设备(D),其特征在于,所述适配元件为电容器(C1,C2)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的天线设备(D),其特征在于,所述第二转换装置(M2)和所述第三转换装置(M3)各自包括多个开关(S11,S12,...S1i,,...S1MAX、S21,S22,...S2i,...S2MAX),各个开关位于微控制器(10)和相应的初级绕组和次级绕组(E11,E12,...E1i,...E1MAX、E21,E22,...E2i,...E2MAX)之间,以便将所述初级绕组和/或所述次级绕组(E11,E12,...E1i,...E1MAX,E21,E22,...E2i,...E2MAX)连接到微控制器(10)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的天线设备(D),其特征在于,所述天线(A)为NFC类型的近场通信天线。
7.一种免提访问车辆的设备,其特征在于,所述设备包括根据前述权利要求中任一项所述的天线设备(D)。
8.一种便携装置的充电设备,其特征在于,所述设备包括根据权利要求1到6中之一所述的天线设备(D)。
9.一种通信天线(A)的配置方法,所述方法利用根据前述权利要求中任一项所述的天线设备(D),其特征在于,所述方法包括如下步骤:
·步骤90:通过微控制器(10)确定要连接到所述微控制器(10)的一个或多个天线部分(A1,A2),
·步骤100:
-通过第一转换装置(M1)和控制装置(20),将在前一步骤期间所确定的天线(A)的一个和/或多个部分(A1,A2)连接到微控制器(10),
-通过第二转换装置(M2)和/或第三转换装置(M3)和控制装置(20),将在前一步骤期间被连接的天线(A)的一个和/或多个部分(A1,A2)的初始数量的绕组(E1i,E2j)连接到微控制器(10),
·步骤110:尝试在天线(A)和便携设备的天线之间进行通信,如果通信成功:
-步骤300:配置所述天线,
否则如果通信失败,并且
-步骤120:如果绕组(E1,E2j)的数量小于绕组的最大数量(E1MAX,E2MAX),那么,
·步骤130:通过第二和第三转换装置(M2,M3)和控制装置(20),使被连接到微控制器(10)的绕组的数量递增(E1i+1,E2j+1),并重复步骤110到130,
-否则,如果被连接到微控制器(10)的绕组(E1i+1,E2j+1)的数量等于初级和/或次级绕组的最大数量(E1MAX,E2MAX),那么:
·以尚未连接到微控制器(10)的天线部分(A1,A2)来重复步骤90到130,
·如果在步骤90期间,天线的所有部分均被连接,那么,
·步骤200:配置方法结束。
10.一种机动车辆,其包括根据权利要求1到8中任一项所述的天线设备(D)。
CN201280062028.7A 2011-12-13 2012-12-12 天线设备和天线的配置方法 Active CN104081580B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1103813 2011-12-13
FR1103813A FR2984020B1 (fr) 2011-12-13 2011-12-13 Dispositif et procede de configuration d'antenne
PCT/EP2012/005134 WO2013087198A1 (fr) 2011-12-13 2012-12-12 Dispositif d'antenne et procédé de configuration d'antenne

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104081580A true CN104081580A (zh) 2014-10-01
CN104081580B CN104081580B (zh) 2016-08-24

Family

ID=47458851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280062028.7A Active CN104081580B (zh) 2011-12-13 2012-12-12 天线设备和天线的配置方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9252484B2 (zh)
EP (1) EP2792017B1 (zh)
CN (1) CN104081580B (zh)
FR (1) FR2984020B1 (zh)
WO (1) WO2013087198A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108476039A (zh) * 2015-11-05 2018-08-31 法国大陆汽车公司 针对用于免提式接入车辆的便携设备的接近的双向检测装置和相关联的检测方法
CN109004333A (zh) * 2015-07-06 2018-12-14 Lg伊诺特有限公司 用于无线充电和nfc通信的无线天线
CN112534730A (zh) * 2018-08-20 2021-03-19 法国大陆汽车公司 具有两个近场通信天线的用于检测电子设备并通信的装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014216539B4 (de) 2014-08-20 2024-02-15 Conti Temic Microelectronic Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben von mindestens zwei Antennen für ein Kraftfahrzeug
FR3030902B1 (fr) 2014-12-17 2018-04-13 Continental Automotive France Dispositif portable de communication radiofrequence a gain reglable et procede de reglage de gain associe
FR3041167B1 (fr) * 2015-09-11 2019-05-31 Valeo Comfort And Driving Assistance Unite electronique de commande de vehicule automobile et procede de controle de fonctionnalites du vehicule automobile au moyen d'un terminal mobile

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000306054A (ja) * 1999-04-23 2000-11-02 Matsushita Electric Works Ltd 非接触識別データ通信用スキャナ
US20030156069A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antenna system
US20080252423A1 (en) * 2005-09-12 2008-10-16 Graham Alexander Munro Murdoch Antenna Design and Interrogator System
CN101377808A (zh) * 2007-08-31 2009-03-04 天时电子股份有限公司 射频辨识定位装置及其方法
CN101459439A (zh) * 2007-12-12 2009-06-17 美国博通公司 用于集成电路封装中变压器的方法和系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1103107A (fr) 1954-04-15 1955-10-31 Dispositif protecteur pour cyclomoteurs et analogues
US7421321B2 (en) * 1995-06-07 2008-09-02 Automotive Technologies International, Inc. System for obtaining vehicular information
JP2002252521A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Aisin Seiki Co Ltd ループアンテナ装置
JP4181067B2 (ja) * 2003-09-18 2008-11-12 Dxアンテナ株式会社 多周波数帯アンテナ
US7205896B2 (en) * 2005-02-23 2007-04-17 G-Time Electronic Co., Ltd. RFID reader having multi-dimensional antenna array
JP4120652B2 (ja) * 2005-03-24 2008-07-16 オムロン株式会社 空中線故障検出装置
US7692602B2 (en) * 2006-02-06 2010-04-06 G-Time Electronic Co., Ltd. Control system of antenna array of RFID reader applications
WO2008041652A1 (fr) * 2006-09-28 2008-04-10 Kyocera Corporation Dispositif radio mobile
WO2009115115A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Nokia Corporation Controlling the output voltage of an antenna in a near filed communication device
JP5602484B2 (ja) * 2010-04-26 2014-10-08 京セラ株式会社 携帯電子機器
FR2981519B1 (fr) 2011-10-12 2015-04-03 Continental Automotive France Dispositif de chargement inductif d'un appareil portable integrant une antenne de communication en champ proche

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000306054A (ja) * 1999-04-23 2000-11-02 Matsushita Electric Works Ltd 非接触識別データ通信用スキャナ
US20030156069A1 (en) * 2002-02-15 2003-08-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Antenna system
US20080252423A1 (en) * 2005-09-12 2008-10-16 Graham Alexander Munro Murdoch Antenna Design and Interrogator System
CN101377808A (zh) * 2007-08-31 2009-03-04 天时电子股份有限公司 射频辨识定位装置及其方法
CN101459439A (zh) * 2007-12-12 2009-06-17 美国博通公司 用于集成电路封装中变压器的方法和系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109004333A (zh) * 2015-07-06 2018-12-14 Lg伊诺特有限公司 用于无线充电和nfc通信的无线天线
CN109037900A (zh) * 2015-07-06 2018-12-18 Lg伊诺特有限公司 用于无线充电和nfc通信的无线天线
US10727592B2 (en) 2015-07-06 2020-07-28 Lg Innotek Co., Ltd. Wireless antenna for wireless charging and NFC communication and wireless terminal to which same is applied
CN108476039A (zh) * 2015-11-05 2018-08-31 法国大陆汽车公司 针对用于免提式接入车辆的便携设备的接近的双向检测装置和相关联的检测方法
CN108476039B (zh) * 2015-11-05 2021-09-14 法国大陆汽车公司 针对用于免提式接入车辆的便携设备的接近的双向检测装置和相关联的检测方法
CN112534730A (zh) * 2018-08-20 2021-03-19 法国大陆汽车公司 具有两个近场通信天线的用于检测电子设备并通信的装置
CN112534730B (zh) * 2018-08-20 2021-11-23 法国大陆汽车公司 具有两个近场通信天线的用于检测电子设备并通信的装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR2984020B1 (fr) 2014-02-14
EP2792017A1 (fr) 2014-10-22
US20140320375A1 (en) 2014-10-30
FR2984020A1 (fr) 2013-06-14
CN104081580B (zh) 2016-08-24
WO2013087198A1 (fr) 2013-06-20
US9252484B2 (en) 2016-02-02
EP2792017B1 (fr) 2017-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104081580A (zh) 天线设备和天线的配置方法
US9533654B2 (en) Vehicle data services enabled by low power FM transmission
US20160292560A1 (en) Antenna apparatus and wireless communication system
EP1721785B1 (en) Apparatus and method for remote control of an electronic device
US9932014B2 (en) Cellular phone for remotely controlling a function of a security device of a motor vehicle
CN112534730B (zh) 具有两个近场通信天线的用于检测电子设备并通信的装置
KR20150072138A (ko) 차량의 무선충전 송신 모듈
CN104704585A (zh) 用于电能采集和/或无线通信的装置和方法
CN104813368A (zh) 用于车辆的无线电钥匙
US20130017781A1 (en) Communication apparatus
US20200381178A1 (en) Wireless power transmission apparatus for vehicle
CN107453787B (zh) 包括两个nfc区域的近场通信设备
KR101703157B1 (ko) 무선전력송신장치 및 이를 이용한 휴대 단말기 거치장치
CN110612652B (zh) 近场通信和接近检测设备
CN104053581A (zh) 通过机动车辆中车载的天线来表征便携设备的方法
KR101922530B1 (ko) 무선 충전과 nfc 통신을 위한 무선 안테나 및 이를 적용한 무선 단말기
US7532608B2 (en) Electronic anti-theft system with correlated transmit/receive antennas
EP3576220B1 (en) Detection device and detection system
JP2019062373A (ja) 複合アンテナ装置
CN111630711B (zh) 近场以及特高频通信装置
US20160165444A1 (en) Terminal cover and wireless communication device including wireless authentication module
CN110525378B (zh) 提供无线充电器资源的peps装置及操作该装置的方法
KR101972053B1 (ko) 무선 충전과 nfc 통신을 위한 무선 안테나 및 이를 적용한 무선 단말기
EP3301821B1 (en) Antenna for an nfc device and nfc device
CN112368947B (zh) 用于非接触数据传输的车辆用装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240929

Address after: Hannover

Patentee after: Continental Automotive Technology Co.,Ltd.

Country or region after: Germany

Address before: Toulouse, France

Patentee before: CONTINENTAL AUTOMOTIVE FRANCE

Country or region before: France

Patentee before: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GmbH

Country or region before: Germany