CN112928462B

CN112928462B - 电子设备

Info

Publication number: CN112928462B
Application number: CN202110123362.XA
Authority: CN
Inventors: 庄露
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2023-08-22
Anticipated expiration: 2041-01-28
Also published as: CN112928462A

Abstract

本申请公开了一种电子设备，属于近场通信技术领域。该电子设备包括：承载件；天线，所述天线位于所述承载件的顶部位置或者底部位置；电路板，所述天线与所述电路板连接，所述电路板设置在所述承载件上；近场通信模块，所述近场通信模块设置在所述电路板上，并与所述天线连接，用于使用预设频段通过所述天线进行NFC通信。该电子设备在进行NFC通信时，通过激励起天线的地板模态，可以在近场产生多电场极化方向，使得电子设备可以以任意姿态与射频标签进行NFC通信。

Description

电子设备

技术领域

本申请属于近场通信技术领域，具体涉及一种电子设备。

背景技术

近场通信(NFC，Near Field Communication)是由非接触式射频识别(RFID，RadioFrequency Identification)及互联互通技术整合演变而来，通过将该技术应用于近场支付、电子票务、门禁、身份识别、防伪等领域，可以极大的方便人们生活。

目前的电子设备在进行NFC通信时，一般是利用高频(HF，High Frequency)频段、通过磁耦合方式进行通信，例如，利用13.56MHz的信号激励设备端的线圈，线圈产生的磁通量耦合到射频标签(TAG)产生感应电流，当感应电流达到射频标签的开启电流后会与设备建立通信，其中，高频是指频率处于3MHz到30MHz的无线电波。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中的电子设备在以磁耦合方式进行NFC通信时，由于磁感应强度必须穿过射频标签线圈才会有大的磁通量，所以要求电子设备必须正对射频标签，否则可能存在不能进行有效通信的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种可以以任意姿态与射频标签进行NFC通信的电子设备。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：

承载件；

天线，所述天线位于所述承载件的顶部位置或者底部位置；

电路板，所述天线与所述电路板连接，所述电路板设置在所述承载件上；

近场通信模块，所述近场通信模块设置在所述电路板上，并与所述天线连接，用于使用预设频段通过所述天线进行NFC通信。

可选地，所述天线包括馈电点，所述馈电点设置在所述天线的末端高阻抗区，所述电子设备通过所述馈电点对所述天线馈电。

可选地，所述电子设备还包括：

控制模块；

远场通信模块；

开关组件，所述开关组件包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一触点与所述天线连接，所述第一开关的第二触点与所述近场通信模块连接，所述第二开关的第一触点与所述天线连接，所述第二开关的第二触点与所述远场通信模块连接，所述开关组件的控制端与所述控制模块连接；

其中，在所述电子设备处于第一使用状态下，所述控制模块控制所述第一开关闭合及控制所述第二开关断开；在第二使用状态下，所述控制模块控制所述第一开关断开及控制所述第二开关闭合。

可选地，所述第一开关的第一触点与所述第二开关的第一触点为同一触点。

可选地，所述第一使用状态为所述电子设备使用所述近场通信模块进行NFC通信的状态，和/或，所述第二使用状态为所述电子设备使用所述远场通信模块进行远场通信的状态。

可选地，所述电路板设置有电容器元件或电感器元件，所述近场通信模块通过所述电容器元件或所述电感器元件与所述天线连接。

可选地，所述预设频段处于902MHz-928MHz范围内。

可选地，所述远场通信模块使用处于902MHz-928MHz范围内的频段通过所述天线进行远场通信。

可选地，所述天线包括以下至少一种：倒F天线、T型天线。

在本申请实施例中，通过将天线设置在电子设备的承载件的顶部位置或者底部位置，并将该天线与使用预设频段通过所述天线进行NFC通信的近场通信模块连接，区别于现有技术中以磁耦合方式进行NFC通信的方式，在本申请中，电子设备在进行NFC通信时，通过使用预设频段激励起天线的地板模态，可以在近场(near field)产生多电场极化方向，使得电子设备以电场耦合的方式与射频标签连接通信，以使得电子设备可以以任意姿态与射频标签进行NFC通信。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的天线的近场电流分布示意图。

图3是本申请实施例提供的天线的近场电场分布示意图。

图4是本申请实施例提供的一种共用天线的电路示意图。

图5是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不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，以便本申请的实施例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，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的画面展示方法进行详细地说明。

请参看图1，其是本申请实施例提供的一种电子设备的第一结构示意图。该电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(NetworkAttached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等；在本实施例中，如无特殊说明，以该电子设备为手机进行举例说明。

如图1所示，本实施例提供的该电子设备100包括：承载件101；天线102，所述天线位于所述承载件的顶部位置或者底部位置；电路板(图中未示出)，所述天线102与所述电路板连接，所述电路板设置在所述承载件101上；近场通信模块103，所述近场通信模块103设置在所述电路板上，并与所述天线102连接，用于使用预设频段通过所述天线102进行NFC通信，其中，该近场通信模块103在图1中所示位置仅为示意性说明，本实施例不对该模块在电子设备100中的位置做特殊限定。

在实际中，电子设备在进行近场通信，即，NFC通信时，根据使用频段的不同，一般可以将其频段划分为低频(LF，Low Frequency)、高频(HF，High Frequency)、超高频(UHF，Ultra High Frequency)，例如，低频的频率可以为125KHz，高频的频率可以为13.56MHz，超高频的频率可以处于902MHz-928MHz范围内，例如，可以为915MHz,其中，近场是指临近电磁场的无线电波。

需要说明的是，在本实施例中，如无特殊说明，本实施例中所述近场通信一般是指NFC通信，即，基于近场通信协议的无线通信；当然，在具体实施时，近场通信也可以是基于其他协议的近场通信，例如，也可以是基于射频识别协议的无线通信。

正如背景技术中所述，现有技术的NFC通信技术一般是利用高频频段，以磁耦合方式进行无线通信，即，HF NFC通信，其要求电子设备必须正对射频标签，否则可能存在不能进行有效通信的问题，例如，用户在利用手机NFC通信技术通过地铁闸机时，要求手机必须正对刷卡设备才能刷开闸机，而当手机姿态不对时，则存在不能刷开闸机的可能性，影响用户体验。

在本实施例中，所述预设频段为超高频频段，即可以处于902MHz-928MHz范围内。

如图1所示，为解决上述问题，在本申请实施例中，通过将天线102设置在电子设备100的承载件101，例如，手机主上的的顶部位置或者底部位置，使得电子设备100的近场通信模块103在使用预设频段，即超高频频段通过天线102进行NFC通信时，由于超高频频段的频率较高，因此在使用该频段为天线102馈电时，更容易激励起天线102的地板模态，进而在近场产生多电场极化方向，即，在近场产生一个三维电场，从而使得电子设备100在近场可以以任意姿态与射频标签进行NFC通信，以提升电子设备100的读取范围。

也即是说，本申请实施例中电子设备实施的NFC通信，具体为超高频近场通信，即，UHF NFC通信。

在具体实施时，天线102包括馈电点(图中未示出)，所述馈电点设置在所述天线的末端高阻抗区，所述电子设备通过所述馈电点对所述天线馈电。

具体来讲，现有技术中的电子设备在通过天线进行NFC通信时，一般仅在天线本体中有电流分布，而在其对应的地板，例如，承载件中并无电流分布。而在本申请实施例中，电子设备100在进行NFC通信时，通过使用超高频频段进行无线通信，在通过天线102的馈电点对其馈电的过程中，天线102本体一般可以产生纵向，即Y向电流；另外，由于天线102设置在承载件101的顶部位置或者底部位置，因此，在通过天线102的末端高阻抗区的馈电点对该天线进行馈电时，还可以激励起该天线的地板(1，0)模态以产生横向，即X向电流；同时，由于实际中天线的近场相比远场(far field)通常会多一个介电常数，即Er分量，所以当近场的电流分布有两个方向，例如，上述横向电流、纵向电流时，近场电场分布将会覆盖横向、纵向以及竖向三个方向的极化，即，产生一个电流分布更广更均匀的三维电场，因此，使得本实施例提供的电子设备100可以在近场的三维电场中通过电场耦合方式与射频标签连接通信，从而使得电子设备100可以在近场以任意姿态与射频标签进行NFC通信，提升其读取范围，进而提升用户体验。

请参看图2，其是本申请实施例提供的天线的近场电流分布示意图。在图2中，将天线102设置在电子设备100的承载件101的顶部位置，该电子设备使用915MHz进行NFC通信，并通过设置在天线102的末端高阻抗区的馈电点对其馈电，如图2所示，由于天线102本身的电流，即Y向电流与激励起的地板模态产生的X向电流相互垂直，所以在电场近场会有X方向与Y方向的极化。同时由于实际中天线102的近场相比远场通常会多一个介电常数，即Er分量，所以当近场的电流分布有两个方向，在近场电场同时会产生Z方向的极化，从而在近场产生电流分布更广更均匀的三维电场，请参看图3，其是本申请实施例提供的天线102的近场电场分布示意图。如图3所示，其具体为距离天线102的30mm处的不同相位的电场分布，根据图3内容可知，通过上述方案，一方面可以使得电子设备100的近场电场呈现多极化分布；另一方面，由于地板模态产生的电流分布更广更均匀，所以其产生的近场电场也更均匀，使得近场读取范围更加宽广，即，使得电子设备100在近场可以基于NFC协议读到任意姿态的射频标签。

需要说明的是，在使用本申请实施例提供的电子设备100进行NFC通信时，由于是通过电场耦合方式进行NFC通信，因此，射频标签可以不必是线圈，而可以是线极化的偶极子(electric dipole)，以节省硬件成本。

在一个实施例中，该电子设备100的电路板上设置有电容器元件或电感器元件，所述近场通信模块103通过所述电容器元件或所述电感器元件与所述天线连接。

即，在本申请实施例中，电子设备100中的近场通信模块103可以通过电容器元件或者电感器元件与设置在天线102的末端高阻抗区的馈电点进行电连接。

在一个实施例中，天线102可以为倒F天线(IFA)、T型天线等天线，此处不做特殊限制。

请参看图4，其是本申请实施例提供的一种电子设备的第二结构示意图。如图4所示，本申请实施例提供的电子设备100还可以包括：控制模块(图中未示出)；远场通信模块104；开关组件105，所述开关组件105包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一触点与所述天线102连接，所述第一开关的第二触点与所述近场通信模块103连接，所述第二开关的第一触点与所述天线102连接，所述第二开关的第二触点与所述远场通信模块103连接，所述开关组件105的控制端与所述控制模块连接；其中，在所述电子设备100处于第一使用状态下，所述控制模块控制所述第一开关闭合及控制所述第二开关断开；在第二使用状态下，所述控制模块控制所述第一开关断开及控制所述第二开关闭合。

其中，所述第一使用状态为所述电子设备使用所述近场通信模块103进行NFC通信的状态，和/或，所述第二使用状态为所述电子设备使用所述远场通信模块104进行远场通信的状态。

在本实施例中，所述远场通信模块可以使用处于902MHz-928MHz范围内的频段通过所述天线进行远场通信。

具体来讲，由于本实施例中的NFC通信为超高频NFC通信，即，在进行NFC通信时所使用的频段为超高频，其频率所处的范围与远场通信，例如，GSM900通信时使用的频段相同，即，902MHz-928MHz，因此，为节省天线数量，可以在电子设备100中设置开关组件105，并根据电子设备的使用状态的不同，如上述所述的通过控制开关组件105中的第一开关、第二开关的闭合状态，实现对天线102的共用。

在该实施例中，所述第一开关的第一触点与所述第二开关的第一触点为同一触点，即，本申请实施例中的开关组件105可以为单刀双掷(SPDT，Single Pole DoubleThrow)开关。

综上所述，本申请实施例提供的电子设备，通过将天线设置在电子设备的承载件的顶部位置或底部位置，并将该天线与使用预设频段通过所述天线进行NFC通信的近场通信模块连接，区别于现有技术中以磁耦合方式进行NFC通信的方式，在本申请中，电子设备在进行NFC通信时，通过激励起天线的地板模态，可以在近场(near field)产生多电场极化方向，使得电子设备以电场耦合的方式与射频标签间进行NFC通信，从而实现以任意姿态与射频标签进行近场通信。

图5为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备5000包括但不限于：射频单元5001、网络模块5002、音频输出单元5003、输入单元5004、传感器5005、显示单元5006、用户输入单元5007、接口单元5008、存储器5009、以及处理器5010等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备5000还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器5010逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图5中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

承载件；

天线，所述天线位于所述承载件的顶部位置或者底部位置；

近场通信模块，所述近场通信模块设置在所述电路板上，并与所述天线连接，用于使用预设频段通过所述天线进行NFC通信，

其中，所述预设频段处于902MHz-928MHz范围内，所述天线包括馈电点，所述馈电点设置在所述天线的末端高阻抗区，所述电子设备通过所述馈电点对所述天线馈电，通过激励起所述天线的地板模态，使得在近场产生多电场极化方向。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：

控制模块；

远场通信模块；

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第一开关的第一触点与所述第二开关的第一触点为同一触点。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第一使用状态为所述电子设备使用所述近场通信模块进行NFC通信的状态，和/或，所述第二使用状态为所述电子设备使用所述远场通信模块进行远场通信的状态。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电路板设置有电容器元件或电感器元件，所述近场通信模块通过所述电容器元件或所述电感器元件与所述天线连接。

6.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述远场通信模块使用处于902MHz-928MHz范围内的频段通过所述天线进行远场通信。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述天线包括以下至少一种：倒F天线、T型天线。