CN106252836A - 终端及其nfc天线的实现方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及了一种终端及其NFC天线的实现方法。所述终端包括摄像头和NFC天线，所述摄像头包括摄像头线圈和连接器，所述NFC天线包括发射端子和接收端子，所述发射端子和接收端子通过所述连接器与摄像头线圈的两个端子分别相连；其中，所述摄像头线圈对应的等效电路的等效参数符合所述NFC天线对应的等效电路的预设参数指标，该等效参数是通过调节所述摄像头线圈的长度获取的。采用本公开所提供的终端及其NFC天线的实现方法能够有效地降低生产成本。

Description

终端及其NFC天线的实现方法

技术领域

本公开涉及天线技术领域，尤其涉及一种终端及其NFC天线的实现方法。

背景技术

随着近距离无线通信技术的快速发展，例如NFC(Near Field Communication，近场无线通信)技术，各种终端(例如智能手机、平板电脑等)对NFC功能的需求也日益增加，例如，通过NFC技术建立终端与RFID读写器(例如POS机)之间的通信链接以实现移动支付。

现有的NFC技术通常采用被动负载调制技术，即以终端中NFC天线作为RFID读写器的负载，通过调节负载调制电路中的电参数，使得负载的阻抗和相位随之发生变化，从而完成负载调制实现NFC通信。为了能够更稳定地实现NFC通信，通常需要将NFC天线的线圈设计为大面积(1000mm²以上)，确保穿过线圈的磁通量足够大进而产生足够大的调制幅度，以满足NFC通信中对负载调制技术的规范要求。

随着终端中集成的功能越来越多，若要为NFC天线寻找一个可以实现大面积区域的合适空间，则需要增加终端整机的厚度，使得生产成本进一步地增加。

为了能够减小NFC天线的面积以降低生产成本，出现了一种采用主动负载调制技术的NFC技术，即通过终端中的本地振荡器电路，不断地修正本地时钟信号与NFC天线接收到的无线射频载波的差值，最终捕获到该无线射频载波，使得终端的本地时钟与RFID读卡器的时钟保持一致，从而通过对本地时钟信号进行的调制来模拟负载调制，以此实现NFC通信。

然而，由于终端中大多采用在PCB或者FPC上平面绕线的方式实现NFC天线的线圈制作，使得即使采用主动负载调制技术，NFC天线的面积减小的幅度仍然有限，而导致生产成本仍然比较高。

发明内容

基于此，本公开的一个目的在于提供一种终端，用于解决现有技术中因NFC天线的面积较大而导致生产成本较高的问题。

此外，本公开的另一个目的在于提供一种终端中NFC天线的实现方法，用于解决现有技术中因NFC天线的面积较大而导致生产成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本公开所采用的技术方案为：

一种终端，包括摄像头和NFC天线，所述摄像头包括摄像头线圈和连接器，所述NFC天线包括发射端子和接收端子，所述发射端子和接收端子通过所述连接器与摄像头线圈的两个端子分别相连；其中，所述摄像头线圈对应的等效电路的等效参数符合所述NFC天线对应的等效电路的预设参数指标，该等效参数是通过调节所述摄像头线圈的长度获取的。

一种终端中NFC天线的实现方法，包括：调节终端自身的摄像头线圈的长度；通过所述调节获取所述摄像头线圈对应的等效电路的等效参数；在所述等效参数符合NFC天线对应的等效电路的预设参数指标时，以所述摄像头线圈的两个端子分别作为所述NFC天线的发射端子和接收端子。

与现有技术相比，本公开具有以下有益效果：

根据摄像头线圈对应的等效电路与NFC天线对应的等效电路匹配的原则，通过调节摄像头线圈的长度，在摄像头线圈对应的等效电路的等效参数符合NFC天线对应的等效电路的预设参数指标时，以该摄像头线圈的两个端子分别作为NFC天线的发射端子和接收端子，以此利用终端中固有的摄像头线圈实现NFC天线的功能，不仅不必额外地再设置NFC天线，而且利用摄像头线圈的叠层绕线技术有效地减小了NFC天线的面积，从而有效地降低了生产成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据本公开所涉及的一种终端的硬件原理框图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种终端的框图；

图3是根据一示例性实施例示出的另一种终端的框图；

图4是图3对应实施例中阻抗匹配电路在一个实施例中的电路原理图；

图5是根据一示例性实施例示出的摄像头线圈的等效电路的电路原理图；

图6是图5对应实施例中摄像头线圈的等效电路在一个实施例中的电路原理图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种终端中NFC天线的实现方法的流程图；

图8是图7对应实施例中通过所述调节获取所述摄像头线圈对应的等效电路的等效参数步骤在一个实施例中的流程图；

图9是根据一示例性实施例示出的一种计算机的框图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1，图1是根据本公开所涉及的一种终端的硬件原理框图。需要说明的是，该终端100只是一个适配于本公开的示例，不能认为是提供了对本公开的使用范围的任何限制。该终端100也不能解释为需要依赖于或者必须具有图1中示出的示例性的终端100中的一个或者多个部件。

如图1所示，终端100包括存储器101、存储控制器103、一个或多个(图中仅示出一个)处理器105、外设接口107、射频模块109、定位模块111、摄像模块113、音频模块115、触控屏幕117以及按键模块119。这些组件通过一条或多条通讯总线/信号线121相互通讯。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，终端100还可包括比图1中所示更多或更少的组件，或者具有与图1所示不同的组件。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或者其组合来实现。

其中，存储器101可用于存储软件程序以及模块，处理器105通过运行存储在存储器101内的程序指令，从而执行各种功能以及数据处理。

存储器101作为资源存储的载体，可以是随机存储介质、例如高速随机存储器、非易失性存储器，如一个或多个磁性存储装置、闪存、或者其它固态存储器。存储方式可以是短暂存储或者永久存储。

外设接口107可以包括至少一有线或无线网络接口、至少一串并联转换接口、至少一输入输出接口以及至少一USB接口等等，用于将外部各种输入/输出装置耦合至存储器101以及处理器105，以实现与外部各种输入/输出装置的通信。

射频模块109用于收发电磁波，实现电磁波与电信号的相互转换，从而通过通讯网络与其他设备进行通讯。通信网络包括蜂窝式电话网、无线局域网或者城域网，上述通信网络可以使用各种通信标准、协议及技术。

定位模块111用于获取终端100的当前所在的地理位置。定位模块111的实例包括但不限于全球卫星定位系统(GPS)、基于无线局域网或者移动通信网的定位技术。

摄像模块113隶属于摄像头，用于拍摄图片或者视频。拍摄的图片或者视频可以存储至存储器101内，还可以通过射频模块109发送至上位机。

音频模块115向用户提供音频接口，其可包括一个或多个麦克风接口、一个或多个扬声器接口以及一个或多个耳机接口。通过音频接口与其它设备进行音频数据的交互。音频数据可以存储至存储器101内，还可以通过射频模块109发送。

触控屏幕117在终端100与用户之间提供一个输入输出界面。具体地，用户可通过触控屏幕117进行输入操作，例如点击、触摸、滑动等手势操作，以使电子设备对该输入操作进行响应。终端100则将文字、图片或者视频任意一种形式或者组合所形成的输出内容通过触控屏幕117向用户显示输出。

按键模块119包括至少一个按键，用以提供用户向终端100进行输入的接口，用户可以通过按下不同的按键使终端100执行不同的功能。例如，声音调节按键可供用户实现对终端100播放的声音音量的调节。

请参阅图2，在一示例性实施例中，一种终端100包括摄像头210和NFC天线230。其中，摄像头210包括摄像头线圈211和连接器213，NFC天线230包括发射端子和接收端子。

发射端子和接收端子通过连接器213与摄像头线圈211的两个端子分别相连。

其中，摄像头线圈211对应的等效电路的等效参数符合NFC天线230对应的等效电路的预设参数指标，该等效参数是通过调节摄像头线圈211的长度获取的。

应当理解，由于NFC天线230是由线圈制作而成的，因此，NFC天线230对应的等效电路实际上即为线圈对应的等效电路，是与摄像头线圈211对应的等效电路相匹配的。

基于此，在摄像头线圈211对应的等效电路的等效参数符合NFC天线230对应的等效电路的预设参数指标时，摄像头线圈211即可视为NFC天线230。

进一步地，摄像头线圈211对应的等效电路的等效参数与摄像头线圈211的匝数有关。可以理解，当摄像头210型号固定，其摄像头线圈211每一匝的直径也是固定的，因此，摄像头线圈211对应的等效电路的等效参数实际仅与摄像头线圈211的长度相关。通过调节摄像头线圈211的长度来改变摄像头线圈211的匝数，进而使得其所对应的等效电路的等效参数随之变化，直至满足NFC天线230对应的等效电路的预设参数指标。

其中，该预设参数指标可以由NFC天线生产商提供，也可以是由终端生产商提供，或者由二者协商决定。例如，预设参数指标包括电感0.3uH～3uH，电容3uF～30uF，电阻为0.1Ω～2Ω，NFC天线的自谐振频率25MHz以上。

更进一步地，在摄像头线圈211的匝数固定之后，即可通过摄像头210中的连接器213将摄像头线圈211的两个端子分别引导至NFC天线230的发射端子和接收端子处，使得NFC天线230的发射端子和接收端子与摄像头线圈211的两个端子分别相连。

通过如上所述的设置，实现以摄像头线圈作为NFC天线，利用摄像头线圈的叠层绕线技术，有效地减小了NFC天线的面积，降低了NFC天线在终端中所占用的空间，从而有效地降低了生产成本。

此外，利用终端中固有的摄像头线圈实现NFC天线的功能，避免终端中再额外的设置NFC天线，进一步节省了生产成本。

需要说明的是，由于摄像头线圈在摄像头中是用于驱动摄像头马达的，以实现摄像头的对焦功能，因此，摄像头线圈的长度改变对摄像头的对焦功能所产生的影响可以忽略不计。

请参阅图3，在一示例性实施例中，终端100还包括阻抗匹配电路250。

其中，阻抗匹配电路250连接在发射端子、接收端子与摄像头线圈211的两个端子之间，用于匹配NFC天线230的输入阻抗和输出阻抗，以此减小NFC天线进行信号传输时的能量损耗。

具体而言，如图4所示，阻抗匹配电路250包括接收端阻抗匹配电路和发射端阻抗匹配电路。

接收端阻抗匹配电路包括电阻R1309、电容C1324、电容C1326、电容C1327和稳压二极管D1302。其中，电阻R1309的一端与电容C1326、电容C1327所形成的并联电路的一端相互连接，电阻R1309的另一端则连接至NFC天线的接收端子NFC_ANTRDR_P，电阻R1309与并联电路连接的一端还连接电容C1324至地端，并联电路的另一端则与摄像头线圈的其中一端子29相连，同时还连接稳压二极管D1302至地端。

发射端阻抗匹配电路包括电阻R1308、电容C1325、电容C1328、电容C1329和稳压二极管D1303。其中，电阻R1308的一端与电容C1328、电容C1329所形成的并联电路的一端相互连接，电阻R1308的另一端则连接至NFC天线的接收端子NFC_ANTRDR_N，电阻R1308与并联电路连接的一端还连接电容C1325至地端，并联电路的另一端则与摄像头线圈的其中一端子30相连，同时还连接稳压二极管D1303至地端。

进一步地，接收端阻抗匹配电路与发射端阻抗匹配电路之间还连接有电容C1330和电容C1331。

上述电路中的各元器件所起的作用为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。

请参阅图5，在一示例性实施例中，摄像头线圈对应的等效电路包括寄生电容、NFC天线的工作频率下的等效电阻和预设频率下的等效电感。其中，寄生电容、等效电阻和等效电感形成闭环通路。

具体而言，如图5所示，NFC天线对应的等效电路是满足Q值的闭环通路，该闭环通路由电容Ca、NFC天线的工作频率下的电阻Ra和预设频率下的电感La组成。其中，NFC天线的工作频率为13.56MHz，预设频率为1MHz。

根据摄像头线圈对应的等效电路与NFC天线对应的等效电路匹配的原则，摄像头线圈对应的等效电路中的寄生电容即为电容Ca，等效电阻即为电阻Ra，等效电感即为电感La。

通过调节摄像头线圈的长度，即可获取到摄像头线圈对应的等效电路的寄生电容、等效电阻和等效电感。在寄生电容、等效电阻和等效电感满足NFC天线对应的等效电路的预设参数指标之后，以此时摄像头线圈的长度进行摄像头线圈的绕制，固定摄像头线圈的匝数，进而实现NFC天线的功能。

进一步地，请参阅图6，在一示例性实施例中，当NFC天线中发生自谐振时，等效电阻Ra包括自谐振频率下的第一等效电阻Rp和预设频率下的第二等效电阻Rs。其中，第一等效电阻Rp的两端并联于等效电感La和第二等效电阻Rs形成的串联电路。

具体而言，通过在测试仪中模拟NFC天线中发生自谐振时的等效电路，能够测试得到预设频率下的等效电感La、自谐振频率下的第一等效电阻Rp和预设频率下的第二等效电阻Rs。其中，NFC天线的工作频率为13.56MHz，预设频率为1MHz，自谐振频率在25MHz以上。

应当理解，当对摄像头线圈的长度进行调节，通过测试仪测试得到的等效电感La、第一等效电阻Rp和第二等效电阻Rs将随之发生变化。

进一步地，在得到等效电感La、第一等效电阻Rp和第二等效电阻Rs之后，即可根据计算公式(1)—(3)计算得到寄生电容Ca和等效电阻Ra，具体计算公式如下文所描述。

$Ca=\frac{1}{{(2\mathrm{\Ω}\×fra)}^2\×La}---\left(1\right),$

其中，Ca为寄生电容，La为预设频率下的等效电感，fra为自谐振频率(25MHz以上)，预设频率为1MHz。

优选地，自谐振频率fra为38.33MHz，以此保证等效电路中的寄生电容Ca尽量小，进而得到Q值较大的闭环通路，进一步地减小NFC天线进行信号传输时的能量损耗。

通过计算公式(1)，即得到寄生电容Ca。

$Rp\left(fop\right)=\frac{Rp\left(fra\right)}{\sqrt{\frac{fop}{fra}}}---\left(2\right),$

其中，fop为NFC天线的工作频率13.56MHz，fra为自谐振频率(25MHz以上)，Rp(fop)表示NFC天线的工作频率fop下的第一等效电阻Rp，Rp(fra)表示自谐振频率fra下的第一等效电阻Rp。

通过计算公式(2)，将自谐振频率fra下的第一等效电阻Rp转换为NFC天线的工作频率fop下的第一等效电阻Rp。

$Ra=Rs+\frac{{(2\mathrm{\π}\×fop\×La)}^2}{Rp\left(fop\right)}---\left(3\right),$

其中，Ra为等效电阻，Rs为预设频率下的第二等效电阻，La为预设频率下的等效电感，Rp(fop)表示NFC天线的工作频率fop下的第一等效电阻Rp，fop为NFC天线的工作频率13.56MHz，预设频率为1MHz。

通过计算公式(3)，即得到等效电阻Ra。

通过如上所述的过程，即获取到摄像头线圈所对应的等效电路中的寄生电容、等效电阻和等效电感，进而完成NFC天线的计算。

进一步地，当等效电感、第一等效电阻和第二等效电阻随着摄像头线圈的长度调节发生变化时，寄生电容、等效电阻和等效电感也随之变化。在寄生电容、等效电阻和等效电感变化至满足NFC天线对应的等效电路的预设参数指标之后，即以摄像头线圈的两个端子分别作为NFC天线的发射端子和接收端子，以此利用终端中固有的摄像头线圈实现NFC天线的功能。

下述为本公开方法实施例，可以适用于图1所示出的本公开所涉及的终端。对于本公开方法实施例中未披露的细节，请参照本公开所涉及的终端实施例。

请参阅图7，在一示例性实施例中，一种终端中NFC天线的实现方法，可以包括以下步骤：

步骤410，调节终端自身的摄像头线圈的长度。

步骤430，通过调节获取摄像头线圈对应的等效电路的等效参数。

步骤450，在等效参数符合NFC天线对应的等效电路的预设参数指标时，以摄像头线圈的两个端子分别作为NFC天线的发射端子和接收端子。

请参阅图8，在一示例性实施例中，等效参数包括寄生电容、NFC天线的工作频率下的等效电阻和预设频率下的等效电感。

相应地，步骤430可以包括以下步骤：

步骤431，通过测试仪测试得到预设频率下的等效电感、自谐振频率下的第一等效电阻和预设频率下的第二等效电阻，自谐振频率为NFC天线中发生自谐振时的频率。

步骤433，根据等效电感计算得到寄生电容，并根据第一等效电阻和第二等效电阻计算得到等效电阻。

上述实施例所提供的终端中NFC天线的实现方法可以由计算机执行，该计算机适用于图9中所示出的计算机。

图9所示出的计算机的硬件结构只是一个适用本公开的示例，不能认为是对本公开的使用范围的任何限制，也不能解释为本公开需要依赖于该计算机500。

该计算机500可因配置或者性能的不同而产生较大的差异，如图9所示，计算机500包括：电源510、接口530、至少一存储介质550、以及至少一中央处理器(CPU，CentralProcessing Units)570。

其中，电源510用于为计算机500上的各硬件设备提供工作电压。

接口530包括至少一有线或无线网络接口531、至少一串并转换接口533、至少一输入输出接口535以及至少一USB接口537等，用于与外部设备通信。

存储介质550作为资源存储的载体，可以是随机存储介质、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源包括操作系统551、应用程序553及数据555等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统551用于管理与控制计算机500上的各硬件设备以及应用程序553，以实现中央处理器570对海量数据555的计算与处理，其可以是Windows ServerTM、MacOS XTM、UnixTM、LinuxTM、FreeBSDTM等。应用程序553是基于操作系统551之上完成至少一项特定工作的计算机程序，其可以包括至少一模块(图示未示出)，每个模块都可以分别包含有对计算机500的一系列操作指令。数据555可以是存储于磁盘中的照片、图片等等。

中央处理器570可以包括一个或多个以上的处理器，并设置为通过总线与存储介质550通信，用于运算与处理存储介质550中的海量数据555。

如上面所详细描述的，适用本公开的计算机500将控制终端进行摄像头线圈的长度调节以及获取摄像头线圈对应的等效电路的等效参数，即通过中央处理器570读取存储介质550中存储的一系列操作指令的形式来完成终端中NFC天线的实现方法。

此外，通过硬件电路或者硬件电路结合软件指令也能同样实现本公开，因此，实现本公开并不限于任何特定硬件电路、软件以及两者的组合。

上述内容，仅为本公开的较佳示例性实施例，并非用于限制本公开的实施方案，本领域普通技术人员根据本公开的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本公开的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种终端，包括摄像头和NFC天线，所述摄像头包括摄像头线圈和连接器，所述NFC天线包括发射端子和接收端子，其特征在于，所述发射端子和接收端子通过所述连接器与摄像头线圈的两个端子分别相连；

其中，所述摄像头线圈对应的等效电路的等效参数符合所述NFC天线对应的等效电路的预设参数指标，该等效参数是通过调节所述摄像头线圈的长度获取的。

2.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述终端还包括阻抗匹配电路，连接在所述发射端子、接收端子与所述摄像头线圈的两个端子之间，用于匹配所述NFC天线的输入阻抗和输出阻抗。

3.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述摄像头线圈对应的等效电路包括寄生电容、所述NFC天线的工作频率下的等效电阻和预设频率下的等效电感，所述寄生电容、等效电阻和等效电感形成闭环通路。

4.如权利要求3所述的终端，其特征在于，所述NFC天线的工作频率为13.56MHz。

5.如权利要求3所述的终端，其特征在于，所述预设频率为1MHz。

6.如权利要求3所述的终端，其特征在于，当所述NFC天线中发生自谐振时，所述等效电阻包括自谐振频率下的第一等效电阻和预设频率下的第二等效电阻，所述第一等效电阻的两端并联于所述等效电感和第二等效电阻形成的串联电路。

7.如权利要求6所述的终端，其特征在于，所述自谐振频率为38.33MHz。

8.一种终端中NFC天线的实现方法，其特征在于，包括：

调节终端自身的摄像头线圈的长度；

通过所述调节获取所述摄像头线圈对应的等效电路的等效参数；

在所述等效参数符合NFC天线对应的等效电路的预设参数指标时，以所述摄像头线圈的两个端子分别作为所述NFC天线的发射端子和接收端子。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述等效参数包括寄生电容、所述NFC天线的工作频率下的等效电阻和预设频率下的等效电感，所述通过所述调节获取所述摄像头线圈对应的等效电路的等效参数的步骤包括：

通过测试仪测试得到预设频率下的等效电感、自谐振频率下的第一等效电阻和预设频率下的第二等效电阻，所述自谐振频率为所述NFC天线中发生自谐振时的频率；

根据所述等效电感计算得到所述寄生电容，并根据所述第一等效电阻和第二等效电阻计算得到所述等效电阻。