CN106025497B - Fm天线、nfc天线、多功能天线和照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种的FM天线、NFC天线、多功能天线和照明设备，包括变压器的次级线圈，次级线圈的与高通滤波器的第一端相连接，高通滤波器的第二端与天线匹配网络连接，天线匹配网络可与FM电路或NFC电路连接。本发明提供的FM天线、NFC天线、多功能天线和照明设备将变压器的次级线圈作为天线，因此不需要在照明设备内部增加专门安装天线的空间，降低了照明设备的制作成本。

Description

FM天线、NFC天线、多功能天线和照明设备
技术领域
本发明涉及智能家居技术，尤其涉及一种频率调制(Frequency Modulation，简称：FM)天线、近距离无线通信技术(Near Field Communication，简称：NFC)天线和照明设备。
背景技术
随着智能家居技术的发展，一种家用电器可以实现多种功能，例如能够播放音乐的照明设备等。
现有技术中，为了使家用电器能够接收信号并实现相关功能，在家用电器内部增加空间，用来安装接收信号的天线。
采用现有技术，根据天线理论，天线需要达到足够长度，才能保证接收到信号的质量，因此需要在家用电器内部专门增加较大的空间安装天线，使得家用电器的成本较高。
发明内容
本发明提供一种FM天线、NFC天线、多功能天线和照明设备，不需要在照明设备内部增加专门安装天线的空间，从而降低了照明设备的成本。
本发明提供的FM天线，包括：变压器的次级线圈，所述次级线圈的输出端与第一高通滤波器的第一端连接，所述第一高通滤波器的第二端与第一天线匹配网络连接，所述第一天线匹配网络与FM电路连接。
本发明提供的NFC天线，包括：变压器的次级线圈，所述次级线圈的输出端与所述第二高通滤波器的第一端连接，所述第二高通滤波器的第二端与第二天线匹配网络连接，所述第二天线匹配网络与NFC电路连接。
本发明提供的多功能天线，包括：变压器的次级线圈，所述次级线圈的输出端与第一高通滤波器的第一端连接，所述第一高通滤波器的第二端与第一天线匹配网络连接，所述第一天线匹配网络与FM电路连接；
所述次级线圈的输出端与第二高通滤波器的第一端连接，所述第二高通滤波器的第二端与第二天线匹配网络连接，所述第二天线匹配网络与NFC电路连接。
本发明提供的照明设备包括灯源和上述FM天线、NFC天线和多功能天线。
本发明提供的FM天线、NFC天线、多功能天线和照明设备，包括变压器的次级线圈，次级线圈的与高通滤波器的第一端相连接，高通滤波器的第二端与天线匹配网络连接，天线匹配网络可与FM电路或NFC电路连接。本发明提供的FM天线、NFC天线、多功能天线和照明设备将变压器的次级线圈作为天线，因此不需要在照明设备内部增加专门安装天线的空间，降低了照明设备的制作成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明FM天线实施例的结构示意图；
图2为本发明FM天线电路实施例的结构示意图；
图3为本发明NFC天线实施例的结构示意图；
图4为本发明NFC天线电路实施例的结构示意图；
图5为本发明多功能天线实施例的结构示意图；
图6为本发明多功能天线电路实施例的结构示意图；
图7为本发明照明设备实施例一的结构示意图；
图8为本发明照明设备实施例二的结构示意图；
图9为本发明照明设备实施例三的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明FM天线实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例中FM天线包括：变压器11的次级线圈12，次级线圈12的输出端与第一高通滤波器13的第一端连接，第一高通滤波器的第二端与第一天线匹配网络14连接，第一天线匹配网络与FM电路15连接。
其中，变压器11是交流-直流电路中必须的装置，利用电磁感应的原理来改变交流电压，并且其次级线圈12由金属线绕制而成，长度可以满足FM天线所需长度。变压器11的次级线圈12的输出端与第一高通滤波器13的第一端连接，第一高通滤波器13将次级线圈12输出的交流电信号阻隔，将交流电信号直接导通到参考地，并将次级线圈12接收到的FM信号通过第一高通滤波器13的第二端送入第一天线匹配网络14。第一天线匹配网络14用于将次级线圈12所充当的FM天线的谐振频率调谐至FM所需的频率。FM电路15用于处理经过次级线圈12接收，经过第一高通滤波器13和第一天线匹配网络14处理后的FM信号。
可选地，本实施例中的次级线圈12的输出端还连接第一低通滤波器16的第一端。第一低通滤波器16将次级线圈12接收到的FM信号阻隔，将次级线圈12的交流电信号通过第一低通滤波器16的第二段送入整流/滤波电路17，并经过整流/滤波电路17的处理将交流电信号转化为直流输出18。
本实施例提供的FM天线，包括变压器的次级线圈，次级线圈的与高通滤波器的第一端相连接，高通滤波器的第二端与天线匹配网络连接，天线匹配网络与FM电路连接。本实施例提供的FM天线，将大部分用电器都包括的变压器的次级线圈作为FM天线，不需要在用电器内部增加专门安装FM天线的空间，降低了用电器的制作成本，同时由于天线位于用电器内部，不受外部影响，提高了天线的稳定性。
进一步地，图2为本发明FM天线电路实施例的结构示意图。上述实施例中FM天线电路一种可能的实现方式如图2所示。图中网络AC+与AC-为市电交流输入，DC_OUTPUT为直流输出，变压器21的次级线圈22与第一低通滤波器26、整流电路27和滤波电路28组成常规的交流-直流电路。第一高通滤波器23、第一天线匹配网络24与FM电路25接收FM信号。其中：第一高通滤波器23包括：第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，其中，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4与次级线圈22的输出端和第一天线匹配网络24并联，第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3与次级线圈22的输出端和第一天线匹配网络24串联。由于次级线圈22的交流电电压最高可达100V左右，第一电感L1与第一电容C1需要具备足够的耐压值。由于FM信号灵敏度可低至-107dBm(即1uV)，远低于交流电的电压，因此，第一高通滤波器23需要具有足够的带外抑制比，从而避免交流信号干扰FM信号。第一天线匹配网络为π型匹配网络，包括：第五电感L5、第四电容C4和第五电容C5，第四电容C4和第五电容C5与第一高通滤波器23的输出端和FM电路25并联，第五电感L5与第一高通滤波器23的输出端和FM电路25串联，第一天线匹配网络24不限于π型匹配，可根据实际阻抗匹配调试为任意形式的LC匹配电路。第一低通滤波器26包括：电容C6、电容C7、电容C8、电感L6和电感L7。
图3为本发明NFC天线实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例中NFC天线包括：变压器31的次级线圈32，次级线圈32的输出端与第二高通滤波器33的第一端连接，第二高通滤波器33的第二端与第二天线匹配网络34连接，第二天线匹配网络34与NFC电路35连接。
其中，变压器31是交流-直流电路中必须的装置，利用电磁感应的原理来改变交流电压，并且其次级线圈32由金属线绕制而成，长度可以满足NFC天线所需长度。变压器31的次级线圈32的输出端与第二高通滤波器33的第一端连接，第二高通滤波器33将次级线圈32输出的交流电信号阻隔，将交流电信号直接导通到参考地，并将次级线圈32接收到的NFC信号通过第二高通滤波器33的第二端送入第二天线匹配网络34。第二天线匹配网络34用于将次级线圈32所充当的NFC天线的谐振频率调谐至NFC所需的频率。NFC电路35用于处理经过次级线圈32接收，经过第二高通滤波器33和第二天线匹配网络34处理后的NFC信号。
可选地，本实施例中的次级线圈32的输出端还连接第一低通滤波器36的第一端。第一低通滤波器36将次级线圈32接收到的NFC信号阻隔，将次级线圈32的交流电信号通过第一低通滤波器36的第二段送入整流/滤波电路37，并经过整流/滤波电路37的处理将交流电信号转化为直流输出38。
本实施例提供的NFC天线，包括变压器的次级线圈，次级线圈的与高通滤波器的第一端相连接，高通滤波器的第二端与天线匹配网络连接，天线匹配网络与NFC电路连接。本实施例提供的NFC天线，将大部分用电器都包括的变压器的次级线圈作为NFC天线，不需要在用电器内部增加专门安装NFC天线的空间，降低了用电器的制作成本，同时由于天线位于用电器内部，不受外部影响，提高了天线的稳定性。
进一步地，图4为本发明NFC天线电路实施例的结构示意图。上述实施例中NFC天线电路一种可能的实现方式如图4所示。图中网络AC+与AC-为市电交流输入，DC_OUTPUT为直流输出，变压器41的次级线圈42与第一低通滤波器46、整流电路47和滤波电路48组成常规的交流-直流电路。第二高通滤波器43、第二天线匹配网络44与NFC电路45发送与接收NFC信号。其中：第二高通滤波器43包括：第六电感L8、第七电感L9、第八电感L10、第九电感L11、第六电容C9、第七电容C10和第八电容C11，其中，第六电感L8、第七电感L9、第八电感L10和第九电感L11与次级线圈42的输出端和第二天线匹配网络44并联，第六电容C9、第七电容C10和第八电容C11与次级线圈42的输出端和第二天线匹配网络44串联。由于次级线圈42的交流电电压最高可达100V左右，第六电感L8与第六电容C9需要具备足够的耐压值。由于NFC信号灵敏度远低于交流电的电压，因此，第二高通滤波器43需要具有足够的带外抑制比，从而避免交流信号干扰NFC信号。第二天线匹配网络44为π型匹配网络，包括：第十电感L12、第九电容C12和第十电容C13，其中，第九电容C12和第十电容C13与第二高通滤波器43的输出端和NFC电路45并联，第十电感L12与第二高通滤波器43的输出端和NFC电路45串联，第二天线匹配网络44不限于π型匹配，可根据实际阻抗匹配调试为任意形式的LC匹配电路。第一低通滤波器46包括：电容C6、电容C7、电容C8、电感L6和电感L7。
图5为本发明多功能天线实施例的结构示意图。如图5所示，本实施例中多功能天线包括：变压器的次级线圈51，次级线圈51的输出端与第一高通滤波器53的第一端连接，第一高通滤波器53的第二端与第一天线匹配网络54连接，第一天线匹配网络与FM电路55连接。次级线圈53的输出端与第二高通滤波器56的第一端连接，第二高通滤波器56的第二端与第二天线匹配网络57连接，第二天线匹配网络57与NFC电路58连接。其中，第一高通滤波器53、第一天线匹配网络54与FM电路55接收FM信号，第二高通滤波器56、第二天线匹配网络57与NFC电路58发送与接收NFC信号，实现了FM天线与NFC天线共用变压器。图5的实施例中各部分的连接关系与实现的功能同图2和图4，此处不再赘述。
可选地，本实施例中的次级线圈52的输出端还连接第一低通滤波器59的第一端。第一低通滤波器59将次级线圈52交流电信号通过第一低通滤波器59的第二段送入整流/滤波电路510，并经过整流/滤波电路510的处理将交流电信号转化为直流输出511。
进一步地，图6为本发明多功能天线电路实施例的结构示意图。上述实施例中多功能天线电路一种可能的实现方式如图6所示。图中网络AC+与AC-为市电交流输入，DC_OUTPUT为直流输出，变压器61的次级线圈62与第一低通滤波器69、整流电路610和滤波电路611组成常规的交流-直流电路。第一高通滤波器63、第一天线匹配网络64与FM电路65接收FM信号，第二高通滤波器66、第二天线匹配网络67与NFC电路68发送与接收NFC信号。实现了FM天线与NFC天线共用变压器。图6中第一高通滤波器63、第一天线匹配网络64、第二高通滤波器66、第二天线匹配网络67与第一低通滤波器69的具体电路实现方式同图2与图4，此处不再赘述。
可选地，在上述实施例中，多功能天线还包括：射频切换开关。射频切换开关的两端为固定端与选择端，选择端包括第一选择端和第二选择端，通过操作射频切换开关选择固定端连接第一选择端或固定端连接第二选择端。例如：在图6所示的实施例中，射频切换开关613的固定端与次级线圈62的输出端连接，射频切换开关613的第一选择端与第一高通滤波器63的第一端连接，射频切换开关613的第二选择端与第二高通滤波器66的第一端连接。第三高通滤波器612的电路包括电感L13和电容C14，第三高通滤波器612用于将次级线圈62的交流电信号导通至参考地，避免交流电信号损坏射频切换开关613。射频切换开关613选择由第一高通滤波器63、第一天线匹配网络64与FM电路65接收FM信号或由第二高通滤波器66、第二天线匹配网络67与NFC电路68发送与接收NFC信号。
可选地，射频切换开关613切换选择端的控制指令GPIO1与GPIO2由系统主控芯片产生，例如：表1为射频切换开关逻辑表。
表1
GPIO1 GPIO2 OUT-IN1 OUT-IN2
高电平 低电平 导通 断路
低电平 高电平 断路 导通
如表1所示，当GPIO1处于高电平且GPIO2处于低电平时，固定端OUT与第一选择端IN1为导通关系，固定端OUT与第二选择端IN2为断路关系；当GPIO1处于低电平且GPIO2处于高电平时，固定端OUT与第一选择端IN1为断路关系，固定端OUT与第二选择端IN2为导通关系。
本实施例提供的多功能天线，包括变压器的次级线圈，次级线圈的与第一高通滤波器的第一端相连接，第一高通滤波器的第二端与第一天线匹配网络连接，第一天线匹配网络与FM电路连接；次级线圈的与第二高通滤波器的第一端相连接，第二高通滤波器的第二端与第二天线匹配网络连接，第二天线匹配网络与NFC电路连接。本实施例提供的多功能天线，将大部分用电器都包括的变压器的次级线圈作为天线，并且通过射频切换开关实现了不同天线功能的选择，不需要在用电器内部增加专门安装天线的空间，降低了用电器的制作成本，同时由于天线位于用电器内部，不受外部影响，提高了天线的稳定性。
需要指出的是，图2、图4和图6只是具体举例一种形式的高通滤波器、低通滤波器、射频切换开关以及天线匹配网络拓扑等。在上述图中的天线设计时，可以根据变压器电路的实际情况做任意形式的调整。并且未列出的整流电路及滤波电路的实现方式为本领域技术人员的公知技术。
图7为本发明照明设备实施例一的结构示意图。如图7所示，本实施例的照明设备包括FM天线71。其中，FM天线71可以采用图1所示实施例所述的FM天线。
本实施例提供的照明设备，包括FM天线，FM天线包括：变压器的次级线圈，次级线圈的与高通滤波器的第一端相连接，高通滤波器的第二端与天线匹配网络连接，天线匹配网络与FM电路连接。本实施例提供的照明设备，将照明设备中变压器的次级线圈作为FM天线，不需要在照明设备内部增加专门安装FM天线的空间，降低了照明设备的制作成本，同时由于天线位于照明设备内部，不受外部影响，提高了天线的稳定性。
图8为本发明照明设备实施例二的结构示意图。如图8所示，本实施例提供的照明设备包括NFC天线81。其中，NFC天线81可以采用图3所示实施例所述的NFC天线。
本实施例提供的照明设备，包括NFC天线，NFC天线包括变压器的次级线圈，次级线圈的与高通滤波器的第一端相连接，高通滤波器的第二端与天线匹配网络连接，天线匹配网络与NFC电路连接。本实施例提供的照明设备，将大部分照明设备的次级线圈作为NFC天线，不需要在照明设备内部增加专门安装NFC天线的空间，降低了照明设备的制作成本，同时由于天线位于照明设备内部，不受外部影响，提高了天线的稳定性。
图9为本发明照明设备实施例三的结构示意图。如图9所示，本实施例提供的照明设备包括多功能天线91。其中，多功能天线91可以采用图5所示实施例所述的多功能天线。
本实施例提供的多功能天线，包括多功能天线，多功能天线包括变压器的次级线圈，次级线圈的与第一高通滤波器的第一端相连接，第一高通滤波器的第二端与第一天线匹配网络连接，第一天线匹配网络与FM电路连接；次级线圈的与第二高通滤波器的第一端相连接，第二高通滤波器的第二端与第二天线匹配网络连接，第二天线匹配网络与NFC电路连接。本实施例提供的照明设备，将照明设备的变压器的次级线圈作为天线，并且通过射频切换开关实现了不同天线功能的选择，不需要在照明设备内部增加专门安装天线的空间，降低了照明设备的制作成本，同时由于天线位于照明设备内部，不受外部影响，提高了天线的稳定性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种频率调制FM天线，其特征在于，包括：
变压器的次级线圈，所述次级线圈的输出端与第一高通滤波器的第一端连接，所述第一高通滤波器的第二端与第一天线匹配网络连接，所述第一天线匹配网络与FM电路连接。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一高通滤波器包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一电容、第二电容和第三电容，其中，第一电感、第二电感、第三电感、第四电感与次级线圈的输出端和第一天线匹配网络并联，第一电容、第二电容和第三电容与次级线圈的输出端和第一天线匹配网络串联。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一天线匹配网络包括第五电感、第四电容和第五电容，其中，第四电容和第五电容与第一高通滤波器的输出端和FM电路并联，第五电感与第一高通滤波器的输出端和FM电路串联。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括：
第一低通滤波器，所述次级线圈的输出端与所述第一低通滤波器的第一端连接，所述第一低通滤波器的第二端与整流/滤波电路连接。
5.一种近距离无线通信技术NFC天线，其特征在于，包括：
变压器的次级线圈，所述次级线圈的输出端与第二高通滤波器的第一端连接，所述第二高通滤波器的第二端与第二天线匹配网络连接，所述第二天线匹配网络与NFC电路连接。
6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述第二高通滤波器包括第六电感、第七电感、第八电感、第九电感、第六电容、第七电容和第八电容，其中，第六电感、第七电感、第八电感和第九电感与次级线圈的输出端和第二天线匹配网络并联，第六电容、第七电容和第八电容与次级线圈的输出端和第二天线匹配网络串联。
7.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述第二天线匹配网络包括第十电感、第九电容和第十电容，其中，第九电容和第十电容与第二高通滤波器的输出端和NFC电路并联，第十电感与第二高通滤波器的输出端和NFC电路串联。
8.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，还包括：
第一低通滤波器，所述次级线圈的输出端与所述第一低通滤波器的第一端连接，所述第一低通滤波器的第二端与整流/滤波电路连接。
9.一种多功能天线，其特征在于，包括：
变压器的次级线圈，所述次级线圈的输出端与第一高通滤波器的第一端连接，所述第一高通滤波器的第二端与第一天线匹配网络连接，所述第一天线匹配网络与频率调制FM电路连接；
所述次级线圈的输出端与第二高通滤波器的第一端连接，所述第二高通滤波器的第二端与第二天线匹配网络连接，所述第二天线匹配网络与近距离无线通信技术NFC电路连接。
10.根据权利要求9所述的多功能天线，其特征在于，还包括：
射频切换开关，所述射频切换开关的固定端与所述次级线圈的输出端连接，所述射频切换开关的第一选择端与所述第一高通滤波器的第一端连接，所述射频切换开关的第二选择端与所述第二高通滤波器的第一端连接。
11.一种照明设备，其特征在于，包括灯源和如权利要求1所述的FM天线。
12.一种照明设备，其特征在于，包括灯源和如权利要求5所述的NFC天线。
13.一种照明设备，其特征在于，包括灯源和如权利要求9或10所述的多功能天线。
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Denomination of invention: FM antenna, NFC antenna, multi-function antenna and lighting equipment

Effective date of registration: 20230302

Granted publication date: 20190806

Pledgee: Tongxiang Yunbei Investment Construction Co.,Ltd.

Pledgor: ZHEJIANG SHENGHUI LIGHTING Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980033495

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