CN111630711B - 近场以及特高频通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于一种近场及特高频通信装置(D'),该装置包括:•近场通信天线(A2');•特高频天线(A3');•控制单元(M1'),其包括用于控制特高频天线的控制部件(M4)和用于控制近场通信天线的控制部件(M2),•NFC天线位于其上的第一载体(PCB1'),•控制单元位于其上的第二载体(PCB2'),第一和第二载体一者位于另一者上方,并通过机械支撑销(I、I')而连接,本发明提出了,特高频天线位于第一载体上,并借助于以下各项而连接到控制单元(M1'):•位于第一载体上的第一连接(c1、v1),•由传导金属制成的至少一个销(I、I'),•以及位于第二载体上的第二连接(c2、v2),以形成双向特高频天线(A30')。
Description
技术领域
本发明涉及用于与便携式用户设备进行近场和特高频通信的装置。
更具体地但非排他性地,本发明适用于便携式装置的感应充电器,感应充电器旨在车载在机动车辆中并且包括近场通信装置,以便一将便携式设备置于感应充电器的安置表面上就与所述设备进行通信,并且感应充电器还包括特高频(即,远场)通信装置,例如蓝牙®或BLE(英语为“Blue tooth Low Energy(蓝牙低能耗)”)®类型的装置,以便与便携式设备通信,即便在便携式设备位于车辆外部时。
背景技术
近场通信意指在大约13.56 MHz的频率上的通信。远场通信意指针对BLE®在大约2.4 GHz的频率上的通信,或针对Wifi®在大约2.4 GHz至5 GHz之间的频率上的通信。
在后一种情况下的感应充电器,当其配备有诸如BLE®之类的远场通信部件时,于是可以充当用于“免提式(main libre)”进入车辆的系统的收发器,并且可以授权随身携带有该车辆预先认证了的便携式设备(智能电话或徽章(badge))的任何用户进入车辆和/或起动车辆。
使得能够对便携式设备(便携式电话、便携式电脑、触摸平板电脑、数码相机等)进行无线充电的磁耦合充电装置目前正迅猛发展。
传统上,磁耦合充电装置包括称为“初级天线”的传导线圈,其连接到充电模块。在便携式设备的充电期间,充电模块形成充电信号,该信号使得能够使电流在初级天线中流动,所述电流的强度随时间而变化。被这样馈电的初级天线形成可变磁场。
便携式设备包括接收模块,该接收模块包括传导线圈,称为“次级天线”。当所述次级天线被放置在由初级天线形成的可变磁场中时,在所述次级天线中感生电流。该电流使得能够对连接到次级天线的蓄电池进行充电,从而向便携式设备馈电。
已知将其便携式设备放置在充电装置上,以便对便携式设备进行感应充电,并且以便使其在充电期间的同时或在此之后通过近场通信或NFC(英语为“Near FieldCommunication”)与车辆中车载的电子系统进行通信。这种短距离(通常约为几毫米)无线通信尤其使得车辆能够下载包含在便携式设备中的特定用户的配置文件,从而根据该配置文件来调整车辆的元件,例如,调节车辆驾驶员座椅的位置、制订偏爱的广播电台、改变仪表板的外观、或激活“E-call”(英语的Emergency call,或者说紧急呼叫)功能、等等。
为此,众所周知,这些充电装置包括:专用于感应充电的射频天线,称为充电天线,它是WPC型天线(WPC即英语的“Wireless Power Consortium(无线充电联盟)”,亦即根据该联盟的标准的无线感应充电天线),其使得能够在100到200 kHz的频率中进行感应充电;以及另一具有更高频率的天线,该更高频率一般约为13.56 MHz,其专用于该近场通信。其也可以是使得能够实现便携式设备与连接到车辆上车载的电子系统的充电装置之间的短距离耦合通信的任何其他射频天线。
以已知的方式,用于WPC充电的初级天线在充电装置的中央居中,以便处于与便携式设备的次级天线面对面地对准,该次级天线通常也位于所述设备的中心。NFC天线通常围绕WPC天线设置,一直沿着充电装置的外周。类似地,便携式设备的NFC天线也位于便携式设备的背面的外周,因此当便携式设备被安置在充电装置上时,便携式设备的NFC天线处于充电装置的NFC天线的对面,这使得能够实现有效的NFC通信。
在这种配备有WPC充电天线和NFC通信天线的充电装置中,另外的天线的集成导致了一些问题,在这种情况下该另外的天线是特高频(ultra haute fréquence,UHF)天线,例如BLE型天线。在这种情况下,所导致的一个问题是BLE天线的定位,因为通常在充电装置中给予的空间是有限的。
因此,优选地,将这三个天线设置在充电装置中的两个不同的载体上,优选地,所述两个载体位于彼此相对。
在图1中图示了这种情况。
在位于充电装置D的安置表面S(未示出)下方的印刷电路类型的第一载体PCB1上有:NFC通信天线A2和WPC充电天线A1。
在位于第一载体PCB1(相对于安置表面S)下方并且与第一载体PCB1相对的印刷电路类型的第二载体PCB2上有:用于控制NFC通信天线的部件和用于控制WPC充电天线的部件、以及UHF通信天线A3和用于控制所述天线的部件。
可以将用于所述天线的各种控制部件重组在集成到微控制器中的控制单元M1中。
位于第二印刷电路PCB2上的NFC通信天线的控制部件通过有线连接J而连接到位于第一印刷电路PCB1上的所述NFC天线A2。
类似地,位于第二印刷电路PCB2上的WPC充电天线A1的控制部件通过有线连接(图1中未示出)而连接到位于第一印刷电路PCB1上的所述WPC天线A1。
由于UHF通信天线A3呈“线”形天线的形状,因此UHF通信天线A3通过位于第二载体PCB2上的至少一个连接T1而连接到控制部件M1。
然而,UHF天线A3在第二载体PCB2上的集成导致了其他问题:
• 实际上,第二印刷电路PCB2上的若干区域应没有任何组件,以维持可接受的机械强度,于是减少了留给UHF天线A3的空间,并且
• 为了遵守CEM(电磁兼容性)要求,控制单元M1中的功率电子器件的存在需要存在电磁屏蔽元件,并且这些电磁屏蔽元件会干扰在同一平面上的、位于附近的UHF天线A3的工作。
于是,在第二载体PCB2上留下的可用于UHF天线A3的空间通常非常有限。于是相比于最佳尺寸减小了UHF天线A3的尺寸,这无法确保所述天线的有效工作和有效的BLE通信的效率。另外,由于UHF天线A3远离安置表面S,因此,无论便携式设备是否位于安置表面S上,便携式装置所感知到的UHF天线A3的电磁辐射都大幅降低。
因此,期望改善当将UHF通信天线A3集成到没有足够空间用于其集成的装置中时的所述天线的性能,无论该装置是包括WPC充电天线和NFC天线的充电装置、还是没设置有足够的空间来集成UHF天线的近场通信装置。
发明内容
为此,本发明提出了一种近场及特高频通信装置,该装置包括:
• NFC类型的近场通信天线,
• BLE类型的特高频天线,
• 控制单元,其包括用于控制特高频天线的控制部件和用于控制近场通信天线的控制部件,
• NFC天线位于其上的第一载体,
• 控制单元位于其上的第二载体,
第一载体和第二载体一者位于另一者上方,并通过机械支撑销而连接,该装置的特征在于,特高频天线位于第一载体上,并借助于以下各项而连接到控制单元:
• 位于第一载体上的第一连接,
• 由传导金属制成的至少一个销,
• 以及位于第二载体上的第二连接,
从而形成在特高频工作的双向天线。
明智地,特高频双向天线的总长度等于:
L TOT = L + H1 + Lc2 + Lc1
并且被包括在下面的范围之间:
其中:
LTOT:双向天线的总长度,
H1:销的高度,
λ:特高频波长,
Lc1:第一连接的长度,
Lc2:第二连接的长度,
L:特高频天线的长度。
有利地,第一连接和第二连接由通孔构成,并且双向天线的总长度等于:
L TOT = L + H1
H1:销的高度,
λ:特高频波长,
L:特高频天线的长度。
在一个特定实施例中,近场通信天线和特高频天线通过共用销并且通过第一和第二共用通孔而连接到控制单元,并且该装置还包括频率过滤部件。
在另一特定实施例中,特高频天线被集成到近场通信天线中,并且通过频率过滤部件在两侧连接到近场通信天线。
过滤部件例如由电感和/或电容构成。
并且,第一载体和/或第二载体由印刷电路构成。
本发明还适用于包括根据前文列举的特征中的任一个的通信装置的任何便携式用户设备、用于便携式用户设备的任何感应充电器、或任何机动车辆。
附图说明
通过阅读下面的描述,本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见,该描述是作为非限制性示例并且参照附图,在附图中:
• 图1示出了如上所述的根据现有技术的近场及特高频通信装置D,
• 图2a示出了根据本发明的第一实施例的近场及特高频通信装置D',
• 图2b示出了双向UHF天线A30',其包括第一UHF天线部A3'、第一载体PCB1上的第一连接c1、销I'、和第二载体PCB2上的第二连接c2,
• 图3示出了根据本发明第二实施例的近场及特高频通信装置D'',
• 图4示出了根据本发明第三实施例的近场及特高频通信装置D''',
• 图5示意性地示出了根据图3所示的第二实施例的控制单元M1'',
• 图6示意性地示出了根据图6所示的第三实施例的控制单元M1'''。
具体实施方式
在图2a至图6中示出了根据本发明的近场及特高频通信装置D'。
在图2a中,通信装置D'包括WPC充电天线A1,假设通信装置D'例如被集成到用于便携式设备的感应充电器(未示出)中。
然而,本发明适用于至少包括近场通信天线(将称为NFC天线A2')和BLE类型的特高频通信天线(将称为UHF天线A3)、并且具有因缺乏空间而造成的UHF天线A3'的集成问题的任何通信装置,无论该通信装置是否集成到感应充电器中。
在这种情况下,本发明还适用于至少包括近场通信天线A2'和特高频通信天线的便携式用户设备。
NFC天线A2'意指使得能够实现大约13.56 MHz的频率的近场通信的任何天线。
装置D'还包括UHF天线A3',该UHF天线A3'以第二通信频率、例如以2.4 GHz的BLE(蓝牙低能耗®)频率进行发射。
在图2a中,通信装置D'的NFC天线A2'位于第一载体的外周上,例如位于第一印刷电路PCB1'的外周上。
在第一载体PCB1'上还有WPC充电天线A1,并且其位于第一载体PCB1'的中央。
在感应充电器的示例中,第一载体PCB1'位于安置表面S的下方,用户将其便携式设备置于安置表面S上,以便借助于WPC充电天线A1来对其进行感应充电。
装置D'还包括第二载体,例如相对于充电表面S位于第一印刷电路PCB1'下方的第二印刷电路PCB2',并且在其上有用于控制所述三个天线A1、A2、A3'的控制单元M1'。
两个载体PCB1'、PCB2'一者位于另一者上方,优选地但并非排他性地,彼此相对,并且通过销I而彼此连接,销I位于例如(但并非限制性地)所述两个载体PCB1'、PCB2'的四个角上(参见图1)。所述销I使得能够实现两个载体PCB1'、PCB2'相互之间的机械支撑,并且例如是塑料杆。
用于控制所述三个天线的控制单元M1'意指例如微控制器,其还包括:
- NFC天线A2'的控制部件M2,还包括:
• 以NFC频率的数据收发器10,其连接到
- 阻抗匹配部件20,
- NFC收发控制部件(未示出),
- WPC感应充电天线A1的控制部件M3(未示出),还包括:
• 充电控制部件,
• 充电数据收发器,其连接到
• 阻抗匹配部件,
- 特高频UHF天线A3'的控制部件M4,还包括:
• 特高频数据收发器30,其连接到
• 阻抗匹配部件40,
• BLE收发控制部件(未示出)。
用于控制所述三个天线A2'、A1、A3'的控制部件M2、M3和M4是本领域技术人员已知的,并且在此将不再详细描述。
优选地,所述控制部件M2、M3、M4采用软件和电子组件的形式,其被包括在控制单元M1'中,即在微控制器中。
NFC天线A2'和WPC充电天线A2例如通过有线连接J(参见图2a)分别连接到它们各自的控制部件M2、M3。
如上所述,由于在第一载体PCB1'或第二载体PCB2'上缺少空间,因此难以集成另外的天线,在这种情况下该另外的天线为UHF天线A3'。
与现有技术不同,本发明提出UHF天线A3'位于第一载体PCB1'上,并且所述UHF天线A3'借助于两个连接v1、v2(参见图2a和2b)和由传导金属制成的销I'而连接到位于第二载体PCB2上的控制部件M4(即,控制单元M1')。
因此,UHF天线A3'通过以下各项而连接到控制单元M1'(参见图2b):
• 由传导金属制成的第一连接c1,位于第一载体PCB1'上,其一侧连接到所述UHF天线A3',并且另一侧连接到由传导金属制成的销I',
• 由传导金属制成的销I',
• 由传导金属制成的第二连接c2,位于第二载体PCB2'上,其一侧连接到销I',并且另一侧连接到控制单元M1。
因此,由UHF天线A3'、第一连接c1、销I'和第二连接c2构成的布置的总长度LTOT等于:
L TOT = L + H1 + Lc2 + Lc1
其中:
LTOT:该布置的总长度(mm),
H1:第一载体PCB1'和第二载体PCB2'之间的销I'的高度(mm),
λ:对应于特高频的波长(mm),
Lc1:位于第一载体PCB1'上的在UHF天线A3'与销I'之间的第一连接c1的长度(mm),
Lc2:位于第二载体PCB2'上的在销I'与控制单元M1'之间的第二连接c2的长度(mm),
L:UHF天线A3'的长度。
根据本发明,所述布置的总长度LTOT被包括在下面的范围之间:
其中,优选地:
其中:
λ:BLE频率下的波长(mm)。
这样,包括第一连接和第二连接c1、c2、销I'和BLE UHF天线A3'——它们彼此相连并且由传导金属制成——的布置构成了谐振长度为LTOT的双向UHF天线A30',即它以特高频工作,并且尤其是以BLE频率工作。
优选地,本发明提出,第一连接和第二连接c1、c2具有非常小的长度,甚至具有零长度,例如,第一连接和第二连接c1、c2仅由传导金属(例如,铜)制成的通孔v1、v2构成,通孔v1、v2穿透第一印刷电路PCB1'和第二印刷电路PCB2',这样,上面的数学公式可以简化为:
L TOT = L + H1
其中:
LTOT:双向BLE天线A30'的总长度(mm),
H1:第一载体PCB1'和第二载体PCB2'之间的销I'的高度(mm),
L:UHF天线A3'的长度(mm)。
当然,第一连接和第二连接也可以采用包括导电的通孔和铜线印刷的组合的形式。
这样,本发明使得能够显著减小将UHF天线A3'集成在第一载体PCB1'上所需的尺寸,如后文描述的那样。
因此,长度为L的UHF天线A3'被高度为H1的销I'所延长,销I'垂直于第一载体PCB1',从而形成双向BLE天线A30',该BLE天线A30'以与所述UHF天线A3'相同的工作频率发射电磁场,该电磁场具有两个分量,垂直于第一载体PCB1'的第一分量B1和平行于第一载体PCB1'的第二分量B2(参见图2b)。
实际上,由于连接到UHF天线A3'的销I'垂直于第一载体PCB1',因此它发射的电磁场B2垂直于UHF天线A3'所发射的电磁场B1。由所述两个垂直的场B1、B2产生的场拓宽了特高频通信区域,并改善了特高频通信的有效性。
巧妙地,使用销I'作为UHF天线A3'的延伸使得能够减小第一载体PCB1'上的所述UHF天线A3'的长度,同时保证了对于有效的BLE通信来说最佳的双向BLE天线A30的总长度LTOT。
这样,即使在第一载体PCB1'上给予UHF天线A3'的空间受到限制,通过用销I'延长UHF天线A3',也可以降低第一载体PCB1'上的UHF天线A3'的长度L。
另外,由于UHF天线A3'位于第一载体PCB1'上,即,在安置表面S下方并且不像现有技术那样距安置表面S那么远,因此相比于现有技术改善了UHF天线A3'与便携式设备之间的UHF通信的有效性,无论便携式设备是否被置于充电表面S上。
当然,通孔v1、v2也可以通过有线连接c1、c2得到增补。
在图3所示的根据本发明的装置D''的第二实施例中,NFC天线A2''和UHF天线A3''通过由传导金属制成的共用销I1'并且通过两个天线A2''、A3''所共用的第一通孔v1'和第二通孔v2'而连接到控制单元M1''。
类似地并且根据本发明,UHF天线A3''、位于第一载体PBC1''上的第一通孔v1'、销I1'、和位于第二载体PCB2''上的第二通孔v2'构成了UHF双向天线A30''。
当然,类似地,通孔v1、v2也可以通过有线连接c1、c2(图3中未示出)而得到增补。
在图3所示的示例中,特高频天线A3''位于由NFC天线A2''界定的周界内。
该实施例使得能够节省有线连接J。
在该实施例中,由于两个天线NFC天线A2''和UHF天线A3''彼此电连接,因此控制单元M1''(参见图5)还包括第一和第二频率过滤部件F1、F2,以便:
• 防止电流从UHF天线A3''的控制部件M4流动到NFC天线A2''的控制部件M2中,
• 防止电流从NFC天线A2''的第二控制部件M2流动到UHF天线A3''的控制部件M4中。
这样,两个天线NFC天线A2''和UHF天线A3''可以同时以它们各自的频率发射数据。
在图5中图示了这种情况。在图5中,NFC收发器10连接到NFC频率匹配电路20,该NFC频率匹配电路20又通过由传导金属制成的两个销I1'和I2'连接到NFC天线A2''。
BLE收发器30连接到BLE匹配电路40,该BLE匹配电路40又通过两个销中的与NFC天线A2''共有的I1'而连接到所述UHF天线A3''。
第一过滤部件F1由电感L3构成,电感L3连接在控制部件M2与接合点P之间,接合点P将控制部件M4连接到销I1'。
例如,L3=47nH。
第二过滤部件F2由连接在控制部件M4与接合点P之间的电容Cp构成。
例如,Cp=10pF。
在图4所示的充电装置D'''的第三实施例中,UHF天线A3'''被集成到NFC天线A2'''中。换言之,NFC天线A2'''的一部分被UHF天线A3'''取代,并且所述UHF天线A3'''在两侧通过第三和第四频率过滤部件F3、F4而连接到NFC天线A2'''。所述第三和第四频率过滤部件F3、F4分别由电感L1和LC电路构成,LC电路即包括电感和电容的电路(参见图6)。
第三过滤部件F3由电感L1构成,电感L1的一侧连接到UHF天线A3''',并且另一侧连接到NFC天线A2'''的控制部件M2。
第四过滤部件M4由连接到电容Cp的电感L2构成,它们在一侧借助于共用销I3'以及穿透第一和第二载体PCB1'''和PCB2'''的两个通孔v1''和v2''而连接到控制部件M4,并且另一侧连接到NFC天线A2'''的控制部件M2。
UHF天线A3'''的第四控制部件M4在位于所述UHF天线A3'''与电感L2之间的接合点P''处通过销I3''连接到所述天线。
过滤部件F3、F4防止寄生电流从控制部件M4流动到控制部件M2中,并且反之亦然。
例如,L1=L2=47nH。
Cp=10pF。
类似地并且根据本发明,UHF天线A3'''、位于第一载体PCB1'''上的第一通孔v1''、销I3'、和位于第二载体PCB2'''上的第二通孔v2''构成了双向BLE天线A30'''。
同样,过滤部件F3、F4使得两个天线NFC天线A2'''、UHF天线A3'''能够在它们各自的频率上同时发射而没有干扰。
在图6中图示了这种情况。
该第三实施例还使得能够空出由NFC天线A3'''所限定的周界内部的空间,并且可以在此设置例如WPC天线A1。
在根据本发明描述的三个实施例中,NFC天线A2'、A2''、A2'''和UHF天线A30'、A30''、A30'''可以同时以它们各自的频率发射数据。
当然,也可以用开关来代替每个过滤部件F1、F2、F3、F4。这样,NFC和UHF天线可以接续地而不再同时地发射数据。
因此,本发明通过以下方式而巧妙地使得不仅能够将特高频天线集成到已经包括充电天线和近场通信天线的充电装置中,而且还能够改善特高频通信的有效性:将UHF天线设置在安置表面下方,这在现有技术中是不可能的,并通过使用充电装置的两个载体之间的支撑销来产生双向天线。
本发明的更加明智之处在于,所展示的实施例通过使用共用销和合适的过滤部件而使得天线能够同时发射,同时降低了装置的成本。
Claims (14)
1.一种近场及特高频通信装置(D'、D''、D'''),该装置包括:
• NFC类型的近场通信天线(A2'、A2''、A2'''),
• BLE类型的特高频天线(A3'、A3''、A3'''),
• 控制单元(M1'、M1''、M1'''),其包括用于控制特高频天线的控制部件(M4)和用于控制近场通信天线的控制部件(M2),
• 近场通信天线(A2'、A2''、A2''')位于其上的第一载体(PCB1'、PCB1''、PCB1'''),
• 控制单元(M1'、M1''、M1''')位于其上的第二载体(PCB2'、PCB2''、PCB2'''),
第一载体(PCB1'、PCB1''、PCB1''')和第二载体(PCB2'、PCB2''、PCB2''')一者位于另一者上方,并通过机械支撑销(I、I'、I1'、I2'、I3')而连接,
该通信装置(D'、D''、D''')的特征在于,特高频天线(A3'、A3''、A3''')位于第一载体(PCB1'、PCB1''、PCB1''')上,并借助于以下各项而连接到控制单元(M1'):
• 位于第一载体(PCB1'、PCB1''、PCB1''')上的第一连接(c1、v1、v1'、v1''),
• 由传导金属制成的机械支撑销(I'、I1'、I2'、I3'),
• 以及位于第二载体(PCB2'、PCB2''、PCB2''')上的第二连接(c2、v2、v2'、v2''),
第一和第二连接(c1、c2)、销(I';I1'、I2'、I3')和特高频天线(A3'、A3''、A3''')彼此连接并且由传导金属制成,它们构成了以与所述特高频天线(A3'、A3''、A3''')相同的工作频率发射电磁场的特高频的双向天线(A30'、A30''、A30'''),所述电磁场具有两个分量,垂直于第一载体(PCB1'、PCB1''、PCB1''')的第一分量(B1)和平行于第一载体(PCB1'、PCB1''、PCB1''')的第二分量(B2)。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,第一连接(c1、v1、v1'、v1'')和第二连接(c2、v2、v2'、v2'')由通孔构成,并且双向天线(A30'、A30''、A30''')的总长度等于:
L TOT = L + H1
H1:销(I、I'、I1'、I2'、I3')的高度,
λ:特高频波长,
L:特高频天线(A3'、A3''、A3''')的长度。
4.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,近场通信天线(A2'、A2''、A2''')和特高频天线(A3'、A3''、A3''')通过共用销(I1'、I3')并且通过第一和第二共用通孔(v1'、v2')而连接到控制单元(M1'、M1''、M1'''),并且该装置还包括频率过滤部件(F1、F2、F3、F4)。
5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,近场通信天线(A2'、A2''、A2''')和特高频天线(A3'、A3''、A3''')通过共用销(I1'、I3')并且通过第一和第二共用通孔(v1'、v2')而连接到控制单元(M1'、M1''、M1'''),并且该装置还包括频率过滤部件(F1、F2、F3、F4)。
6.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,特高频天线(A3'、A3''、A3''')被集成到近场通信天线(A2'、A2''、A2''')中,并且通过频率过滤部件(F3、F4)在两侧连接到近场通信天线。
7.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,特高频天线(A3'、A3''、A3''')被集成到近场通信天线(A2'、A2''、A2''')中,并且通过频率过滤部件(F3、F4)在两侧连接到近场通信天线。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,特高频天线(A3'、A3''、A3''')被集成到近场通信天线(A2'、A2''、A2''')中,并且通过频率过滤部件(F3、F4)在两侧连接到近场通信天线。
9.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,过滤部件由电感(F1、F3)和/或电容(F2、F4)构成。
10.根据权利要求5至8中的任一项所述的装置,其特征在于,过滤部件由电感(F1、F3)和/或电容(F2、F4)构成。
11.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,第一载体(PCB1'、PCB1''、PCB1''')和/或第二载体(PCB2'、PCB2''、PCB2''')由印刷电路构成。
12.便携式用户设备,其包括根据权利要求1至11中的任一项所述的通信装置(D'、D''、D''')。
13.用于便携式用户设备的感应充电器,其包括根据权利要求1至11中的任一项所述的通信装置(D'、D''、D''')。
14.机动车辆,其包括根据权利要求1至11中的任一项所述的通信装置(D'、D''、D''')。
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---|---|---|---|---|
US20210376881A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | Shure Acquisition Holdings, Inc. | Wearable Device With Conductive Coil for Wireless Charging and Communicating |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102377012A (zh) * | 2010-08-06 | 2012-03-14 | 三星电机株式会社 | 天线图案嵌入在外壳中的电子装置及其制造方法 |
WO2013115147A1 (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置および通信端末装置 |
CN104205491A (zh) * | 2012-03-30 | 2014-12-10 | 英特尔公司 | 具有嵌入式无线天线的近场通信(nfc)线圈 |
CN204333283U (zh) * | 2014-11-29 | 2015-05-13 | 青岛歌尔声学科技有限公司 | 一种多合一天线及一种多功能通讯设备 |
CN204596946U (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-26 | 速码波科技股份有限公司 | 天线模块 |
CN105375106A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-03-02 | 维瓦灵克有限公司(开曼群岛) | 可拉伸多层无线通信的可穿戴贴片 |
CN105940554A (zh) * | 2014-03-03 | 2016-09-14 | 苹果公司 | 具有近场天线的电子设备 |
WO2017117945A1 (zh) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 乐视控股(北京)有限公司 | 移动终端 |
WO2017188628A1 (ko) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | 엘지이노텍(주) | 회로 기판 일체형 다중 모드 안테나 및 그를 이용한 장치 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI349473B (en) * | 2003-07-11 | 2011-09-21 | Sk Telecom Co Ltd | Apparatus for reducing ground effects in a folder-type communications handset device |
TWI281764B (en) | 2005-10-04 | 2007-05-21 | Quanta Comp Inc | Hidden multi-band antenna used for portable devices |
US20080081631A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | Ahmadreza Rofougaran | Method And System For Integrating An NFC Antenna And A BT/WLAN Antenna |
US9052263B2 (en) * | 2009-04-15 | 2015-06-09 | General Electric Company | Methods for analyte detection |
US10141770B2 (en) * | 2011-01-18 | 2018-11-27 | Mojo Mobility, Inc. | Powering and/or charging with a plurality of protocols |
WO2012144482A1 (ja) * | 2011-04-18 | 2012-10-26 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置および通信端末装置 |
US9042822B2 (en) | 2012-02-24 | 2015-05-26 | Htc Corporation | Communication device and near field communication circuit thereof |
US9654952B2 (en) | 2013-08-12 | 2017-05-16 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Personal emergency message framework |
FR3024594B1 (fr) | 2014-07-31 | 2017-12-01 | Continental Automotive France | Dispositif de communication radiofrequence en champ proche avec un element portable embarque dans un vehicule automobile |
DE102015102600A1 (de) * | 2015-02-24 | 2016-08-25 | Infineon Technologies Ag | Kommunikationsvorrichtung und Verfahren zum Kalibrieren eines Oszillators |
CN205451141U (zh) | 2015-12-30 | 2016-08-10 | 深圳爱正品科技有限公司 | 抗金属高频电子标签 |
FR3071988B1 (fr) * | 2017-10-03 | 2020-11-06 | Continental Automotive France | Dispositif de communication en champ proche |
-
2018
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-
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102377012A (zh) * | 2010-08-06 | 2012-03-14 | 三星电机株式会社 | 天线图案嵌入在外壳中的电子装置及其制造方法 |
WO2013115147A1 (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | 株式会社村田製作所 | アンテナ装置および通信端末装置 |
CN104205491A (zh) * | 2012-03-30 | 2014-12-10 | 英特尔公司 | 具有嵌入式无线天线的近场通信(nfc)线圈 |
CN104205491B (zh) * | 2012-03-30 | 2017-07-11 | 英特尔公司 | 具有嵌入式无线天线的近场通信(nfc)线圈 |
CN105940554A (zh) * | 2014-03-03 | 2016-09-14 | 苹果公司 | 具有近场天线的电子设备 |
CN105375106A (zh) * | 2014-08-07 | 2016-03-02 | 维瓦灵克有限公司(开曼群岛) | 可拉伸多层无线通信的可穿戴贴片 |
CN204333283U (zh) * | 2014-11-29 | 2015-05-13 | 青岛歌尔声学科技有限公司 | 一种多合一天线及一种多功能通讯设备 |
CN204596946U (zh) * | 2015-05-29 | 2015-08-26 | 速码波科技股份有限公司 | 天线模块 |
WO2017117945A1 (zh) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 乐视控股(北京)有限公司 | 移动终端 |
WO2017188628A1 (ko) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | 엘지이노텍(주) | 회로 기판 일체형 다중 모드 안테나 및 그를 이용한 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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