CN113890571A - 近场通信装置 - Google Patents
近场通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113890571A CN113890571A CN202110754352.6A CN202110754352A CN113890571A CN 113890571 A CN113890571 A CN 113890571A CN 202110754352 A CN202110754352 A CN 202110754352A CN 113890571 A CN113890571 A CN 113890571A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coupled
- conductive
- point
- conductive housing
- reference potential
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 1
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- -1 robots Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
- H04B5/48—Transceivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/24—Inductive coupling
- H04B5/26—Inductive coupling using coils
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
- H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
- H04B5/22—Capacitive coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
一个例子公开一种近场装置，包括：导电外壳，所述导电外壳物理地耦合到所述近场装置；近场天线，所述近场天线具有第一馈电点和第二馈电点，并且包括具有耦合到所述第一馈电点的第一端、耦合到所述第二馈电点的第二端和连接点的第一感应线圈以及电容性地耦合到所述导电外壳并且耦合到所述第一感应线圈的所述第一端的导电板；调谐电路；基准电位；其中所述电容组中的每一个的另一端和所述电阻组中的每一个的另一端耦合到所述基准电位；其中所述连接点电流地耦合到所述基准电位；并且其中所述导电外壳电流地耦合到所述基准电位。
Description
技术领域
本说明书涉及用于近场装置的系统、方法、设备、装置、制品和指令。
背景技术
本文中论述的是用户身体上的一个或多个近场装置或导电表面的主体(即，体上装置)与其它导电表面和/或其它无线装置(即，离体装置)之间的近场交互，所述近场交互基于以下各项中的任一项：近场电磁感应(NFEMI)，其中发射器和接收器通过磁(H)场和电(E)场耦合；近场电感应(NFEI)，其中发射器和接收器通过电(E)场耦合；以及近场磁感应(NFMI/NFC)，其中发射器和接收器通过磁(H)场耦合。尽管RF无线通信是通过穿过自由空间传播RF平面波来实现的，但NFEMI、NFEI、NFMI和NFC使用非传播的准静态E场和/或H场信号来进行通信。
发明内容
根据示例实施例，一种近场装置包括：导电外壳，所述导电外壳物理地耦合到所述近场装置；近场天线，所述近场天线具有第一馈电点和第二馈电点，并且包括具有耦合到所述第一馈电点的第一端、耦合到所述第二馈电点的第二端和连接点的第一感应线圈以及电容性地耦合到所述导电外壳并且耦合到所述第一感应线圈的所述第一端的导电板；调谐电路，所述调谐电路耦合到所述第一馈电点和所述第二馈电点，并且包括第一电容组、第二电容组、第一电阻组和第二电阻组；其中所述电容组中的每一个的一端和所述电阻组中的每一个的一端耦合到所述第一馈电点或所述第二馈电点；基准电位；其中所述电容组中的每一个的另一端和所述电阻组中的每一个的另一端耦合到所述基准电位；其中所述连接点电流地耦合到所述基准电位；并且其中所述导电外壳电流地耦合到所述基准电位；其中所述第一感应线圈被配置成接收或发射近场磁信号；并且其中所述导电板和所述导电外壳被配置成接收或发射近场电信号。
在另一示例实施例中，所述连接点处的电压为零伏。
在另一示例实施例中，所述连接点处的电压与所述基准电位处的电压相同。
在另一示例实施例中，所述基准电位是接地电位。
在另一示例实施例中，所述近场装置仅包括一个导电板。
在另一示例实施例中，所述第一感应线圈缠绕所述导电外壳。
在另一示例实施例中，所述第一感应线圈完全缠绕所述导电外壳的外部。
在另一示例实施例中，另外包括在第一感应线圈与所述导电外壳之间的铁氧体薄片。
在另一示例实施例中，另外包括收发器，所述收发器耦合到所述调谐电路、所述第一馈电点和所述第二馈电点；并且其中所述收发器仅包括连接到第一馈电点和第二馈送点的一个低噪声放大器(LNA)和/或功率放大器。
在另一示例实施例中，所述导电板与所述导电外壳相隔距离D1，从而产生电容Cal；所述导电外壳被配置成与用户相隔距离D2；并且其中D2小于D1。
在另一示例实施例中，以法拉为单位的Ca1＝(A1∈o∈r1)/D1，式中：A1＝所述导电板的有效表面积；D1＝所述导电板与所述导电外壳之间的距离；
并且
并且其中所述材料是非铁氧体衬底。
在另一示例实施例中，所述第一电容组具有电容C1；所述第二电容组具有电容C2；V是所述第一馈电点和所述第二馈电点上的电压；并且V＝Ve Q Ce/(Ce+CT)，式中：Ve＝以伏为单位的电容Ce中感应的等效电压；Q＝天线系统的品质因数；Ce＝通过电容Ca1形成的所述第一馈电点和所述第二馈电点上的等效电容；并且CT＝电容C1和C2的串联总和。
在另一示例实施例中，所述用户是以下各项中的至少一项：人的身体、动物的身体、活生物体的身体、无生命对象的身体结构、机器人、车辆、对接系统、物理耦合系统和/或装配线上的站。
在另一示例实施例中，另外包括控制器；其中所述第一电容组和所述第二电容组可由所述控制器可变地调谐；并且其中所述第一电阻组和所述第二电阻组可由所述控制器可变地调谐。
在另一示例实施例中，另外包括第二感应线圈，所述第二感应线圈具有电耦合到所述第一感应线圈的任一端的第一端，并且具有电耦合到所述导电板的第二端。
在另一示例实施例中，所述第一感应线圈具有平面几何形状。
在另一示例实施例中，所述第二感应线圈的平面几何形状形成为包括圆形、矩形、多边形、椭圆形或菱形的形状。
在另一示例实施例中，所述导电板被配置成具有相对于所述基准电位180度异相的电压。
在另一示例实施例中，所述装置嵌入在以下各项中的至少一项中：葡萄糖传感器、可穿戴装置、智能手表、智能手表外壳、无线移动装置、耳塞、助听器、头戴式耳机、活动跟踪器或心率监测仪。
以上论述并不意在呈现在当前或将来权利要求集的范围内的每一示例实施例或每一实施方案。附图和具体实施方式还举例说明了各种示例实施例。
结合附图考虑以下具体实施方式可以更全面地理解各种示例实施例。
附图说明
图1是近场无线装置的例子。
图2是示例双线圈NFEMI天线。
图3是近场无线装置的示例电路图。
图4A是定位在用户附近的近场装置的示例侧视图。
图4B是近场装置的示例前视图。
虽然本公开容许各种修改和替代形式，但其细节已经借助于例子在附图中示出且将详细地描述。然而，应理解，也可能存在除所描述的特定实施例以外的其它实施例。也涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。
具体实施方式
在各种示例实施例中，第一近场天线包括近场电感应天线(例如，NFEI或NFEMI天线)，并且被配置成用于体上通信。第二近场天线包括近场磁感应天线(例如，NFC天线)，并且被配置成用于离体通信。
例如，第一近场无线装置中的体上传感器可以被配置成将传感器的读数传送到第二体上近场无线装置，所述第二体上近场无线装置收集传感器的读数以及可能的其它用户信息。第三离体无线装置可以是给收集传感器的读数的第二体上近场无线装置供能的智能手机/NFC读取器，并且由此促使第二体上近场无线装置将所收集的传感器的读数发射到智能手机/NFC读取器。
注意，虽然本文中论述的示例实施例是指用户的身体、体上和离体，但在近场装置100的替代实施例中，身体在本文中被广泛地定义成至少包括：人的身体、动物的身体、活生物体的身体、无生命对象的身体结构、机器人、车辆、对接系统、物理耦合系统、装配线上的站等。
H场天线(即，磁天线)主要对磁场敏感和/或在由电流驱动时主要引发磁场。来自H场天线的任何E场分量极大地减小(例如，减小-20dB到-60dB，因数是0.1到0.0008(10％到0.08％)，这取决于天线设计)。
小型环形天线是示例H场天线，并且包括尺寸比其使用的波长小得多的环形天线。小型环形天线不会在NFEMI载波频率下谐振，而是替代地通过外部电抗调谐到谐振状态。在一些示例实施例中，小型环形天线中的电流在环路的各个位置中具有相同值。
E场天线(即，电天线)主要对电场敏感和/或在由电压驱动时主要引发电场。来自E场天线的任何H场分量极大地减小(例如，减小-20dB到-60dB，因数是0.1到0.0008(10％到0.08％)，这取决于天线设计)。
短加载偶极子天线是示例E场天线并包括尺寸比NFEMI载波频率小得多的短偶极子，并且在一些示例实施例中在两端均具有额外电容表面。
这些场的准静态特性是NFEMI天线尺寸与其载波频率组合的结果。大部分近场能量以磁场和电场的形式存储，而少量RF能量不可避免地在自由空间中传播。小型天线几何结构最大程度地减少自由空间中的辐射波。
在一些应用中，近场装置的各个部分可以包封在导电外壳中或由导电外壳电阻挡，所述导电外壳可以减少正常的近场通信，这是因为导电外壳会形成法拉第笼。
现在论述的是近场装置的示例实施例，所述近场装置具有这样的部分，所述部分由此类导电外壳包封或将以其它方式由此类导电外壳电阻挡，但使用下文的教示仍可以使用近场通信来有效地通信。在一些示例实施例中，外壳可以具有用以允许更好的远场(例如，WiFi、蓝牙等)通信和/或磁近场通信的窗口。
图1是近场无线装置100的例子。示例近场无线装置100包括近场天线102、调谐电路104、控制器108和收发器电路112。
控制器108被配置成监测和维持装置100的操作谐振频率和近场天线携载的近场信号(例如，NFEI或NFEMI)的操作带宽/品质因数。控制器108被配置成在操作谐振频率不同于预选谐振频率和/或操作带宽不同于预选带宽的情况下调整调谐参数。
调谐电路104被配置成响应于来自控制器108的信号而使用电容组(C组)调整装置100的谐振频率，并使用电阻组(R组)调整带宽。在一些例子中，C组和R组分立元件分别为约130pF和5000欧姆，以支持所需谐振频率(例如，10.6MHz)和带宽(例如，400KHz)。控制器108被配置成使用调谐电路104来调整(例如，递增/递减)C组和R组值。
在一些示例实施例中，收发器电路112被配置成将测试信号(例如，三个测试信号)注入到调谐电路104和天线102中。然后，控制器108被配置成：首先监测近场天线102的加载，并在加载不同于预选加载的情况下调整调谐参数。
图2是包括在近场无线装置100的近场天线102内的示例双线圈NFEMI天线200。天线200包括具有导电加载板230的短加载偶极子部分220和小型环形天线205。
小型环形天线包括至少两个耦合线圈215和217。第一线圈215具有电感L1，且第二线圈217具有电感L2。线圈215和217均可以在连接点250处连接，使得形成比第一线圈215和第二线圈217的电感更大的电感。
线圈215、217均可以是缠绕铁氧体芯210的空心线圈，或者它们可以呈平面结构的形式。在铁氧体芯210形式中，线圈215和217可以用交错方式缠绕芯210，或彼此缠绕在一起，即第二线圈217先缠绕芯210，然后第一线圈215紧接第二线圈217缠绕所述芯210。下文论述这些线圈215、217的额外实施例。
连接点245将第一线圈215的一端耦合到第一馈电点235。连接点250将第一线圈215的另一端耦合到第二线圈217的一端且耦合到第二馈电点240。连接点255将第二线圈217的另一端耦合到小型加载偶极子220的导电加载板230。
图3是近场无线装置100的示例电路图300。示例电路300示出了双线圈近场天线200、调谐电路104、控制器108和收发器电路112的理想化电当量。
近场天线102包括具有电阻(R3)且包括电感(L1)215和电感(L2)217的线圈(H场)天线205。在一些示例实施例中，近场天线102仅包括一个电感(L1)215。
电感215、217可以是螺旋形或平面的，并且包围或附接到铁氧体材料或在另一携载材料上。当相同电感附接到铁氧体材料时，所述相同电感需要较少的环形导体。当处于发射模式时，电感(L2)217提供与收发器电路112中的功率放大器的输出电压相比的发射电压的增加。
在一些示例实施例中，仅存在一个电感(L1)215。并且，在一些示例实施例中，线圈215、217缠绕导电外壳302的外部，其中铁氧体薄片在线圈215、217与导电外壳302之间。这种缠绕的实施例产生非常独特的磁(H)场通量。
将磁(H场)天线205放置在导电外壳302的外部具有消除例如近场装置102中的导电部分(例如印刷电路板、机电组件和可能产生涡流其它导电结构，所述涡流响应于磁(H场)天线205产生与H场信号通量相反的磁场通量)对近场磁场线的各种阻挡的优点。
如图所示的是具有电阻(R4)(未示出)且包括导电加载板230的短加载偶极子(E场)天线220。在一些示例实施例中，电天线仅包括一个导电板。短加载偶极子(E场)天线220另外耦合到导电外壳302，这产生扩展的电(E场)天线304。还示出了馈电点235、240。
电容(Ca1)形成于分隔开距离D1的导电加载板230与导电外壳302之间。
以法拉为单位的Ca1＝(A1∈o∈r1)/D1，式中：A1＝面向外壳302的板230的以平方米为单位的有效表面积；D1＝板230与导电外壳302之间的以米为单位的距离；
并且
导电外壳302被配置成定位在与用户306相隔距离D2处。“用户”在本文中被广泛地定义成包括：人、生物材料、机器人、车辆、对接系统、物理耦合系统、装配线上的站以及其它导电结构。
在一些示例实施例中，与导电板230与导电外壳302之间的距离(D1)相比，距离(D2)处的导电板230更接近用户306。导电外壳302和导电板230均电容性地耦合到用户306。
调谐电路104耦合到第一馈电点235和第二馈电点240。调谐电路104包括第一可变调谐电容组(C1)、第二可变调谐电容组(C2)、第一可变调谐电阻组(R1)以及第二可变调谐电阻组(R2)。电容组通过控制线310耦合到控制器108，并且电阻组通过控制线312耦合到控制器108。
电容组和电阻组耦合到基准电位308(例如，接地电位)。导电外壳302以及电感(L1)215的连接点216电流地耦合到基准电位308。
在一些示例实施例中，连接点216在电感(L1)215的中心点处。如果基准电位308处的电压为零伏，则通过将连接点216放置在中心点处，电感(L1)215使得从馈电点235、240接收和/或发射到馈电点235、240的近场信号能够被平衡，即使在电(E场)天线220中只有一个导电板230也是如此。
当只有一个导电板230时，和/或在具有超过一个导电板的其它示例实施例中，连接点216使得仅需要一个LNA和/或功率放大器连接到馈电点235和240的更简单的收发器112成为可能。
没有连接点216，收发器112将需要两个LNA和/或功率放大器。一个连接以接入馈电点235与基准电位308之间的电压，而另一个连接以接入基准电位308与馈电点240之间的电压。
控制器108调整第一电容组(C1)和第二电容组(C2)，以调整磁天线205和电天线220以及扩展的电天线304的谐振频率(例如，调整到10.6MHz)。控制器108调整第一电阻组(R1)和第二电阻组(R2)，以调整磁天线205和电天线220以及扩展的电天线304的带宽(例如，调整到400KHz)，使得所述带宽足以允许从天线205、220、304接收非传播的准静态近场信号。
在一些示例实施例中，利用控制器108使用控制线310均等地调谐电容组(C1)、(C2)，并且利用控制器108使用控制线312均等地调谐电阻组(R1)、(R2)，但在其它示例实施例中，它们可以进行可变的调谐。
当收发器电路112处于接收模式时，接收到的近场磁信号在电感L1215中感应电压，并且接收到的近场电信号在电容器Ca1中感应电压，所述电压随后由L2217和调谐电路104转换成收发器电路112中的低噪声放大器(LNA)输入处的电压。LNA又连接到其它基带接收器电路系统。
仅由于加强型近场电天线而产生的收发器电路112中的LNA输入处的电压(V)为：V＝Ve Q Ce/(Ce+CT)，式中：Ve＝在电容Ce中感应的以伏为单位的等效电压；Q＝天线系统104、200、304的品质因数；Ce＝调谐电路104、点235和240处存在的且由电容Ca1形成的以法拉为单位的等效电容；并且CT＝电容C1和C2的以法拉为单位的串联总和。
当收发器电路112处于发射模式时，收发器电路112中的输出放大器处的电压将电压发送到电感L1215，由此产生发射的近场磁信号，并且将由L2217升高的电压发送到电容器Ca1，由此产生发射的近场电信号。
图4A是定位在用户306附近的近场装置100的示例侧视图400。例子400示出导电外壳302、铁氧体层402、衬底404、导电板230距离D1和D2，以及用户306。在一些示例实施例中，装置的所有必需的电子器件(例如，调谐电路104、控制器108、收发器电路112)集成在导电外壳302内部。
在一些示例实施例中，衬底404是厚度为4mm且电容率为4.4的电介质。电感(L1)215和(L2)217的导电材料(例如，导线)的厚度可以为0.15mm。电感(L1)215和(L2)217附接到铁氧体层402。
铁氧体层402的厚度可以为0.1mm且磁导率为150。铁氧体层402附接到导电(例如金属)外壳302。导电板230附接到衬底404。在一些示例实施例中，衬底404的目的是增加导电外壳302与用户306之间的距离D1+D2，以便改善近场电(E场)天线220信号强度。
线圈215、217可以螺旋地缠绕导电外壳302和铁氧体材料402，或者在导电外壳302的一个或多个侧面上的铁氧体材料402上以Z形图案缠绕。
图4B是近场装置100的示例前视图408。这里，衬底404和导电板230位于导电外壳302的相对侧，因此导电板230如虚线所示。
在示例实施例中，其中线圈215、217中的一个或两个螺旋地缠绕导电外壳302和铁氧体材料402，如图所示，近场磁(H)天线205的H场通量线410在导电外壳302的两侧相等。
在各种示例实施例中，近场装置100可以嵌入定位在人体上的医疗装置中。例如，作为定期校正身体的葡萄糖含量且还可以通过身体与另一葡萄糖含量测量近场装置通信的胰岛素泵的一部分。近场装置100还可以嵌入用于无线体上网络的需要小型外观尺寸的各种可穿戴装置(例如，耳塞、智能手表、衣物传感器等)。
除非明确地陈述具体次序，否则可按任何次序执行在以上图中所论述的各种指令和/或操作性步骤。另外，本领域的技术人员将认识到，虽然已经讨论了一些示例指令集/步骤，但是在本说明书中的材料可以各种方式组合以同样产生其它例子，并且应在由此详细描述提供的上下文内来进行理解。
在一些示例实施例中，这些指令/步骤实施为功能和软件指令。在其它实施例中，指令可以使用逻辑门、专用芯片、固件以及其它硬件形式实施。
当指令实施为非暂时性计算机可读或计算机可用介质中的可执行指令集时，这些指令在编程有所述可执行指令且受所述可执行指令控制的计算机或机器上实现。所述指令被加载用于在处理器(例如，一个或多个CPU)上执行。所述处理器包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统(包括一个或多个微处理器或微控制器)、或其它控制或计算装置。处理器可指代单个组件或多个组件。所述计算机可读或计算机可用存储介质被视为物品(或制品)的部分。物品或制品可以指任何所制造出的单个组件或多个组件。如本文所定义的非暂时性机器或计算机可用介质不包括信号，但此类介质能够接收并处理来自信号和/或其它暂时性介质的信息。
容易理解的是，如本文中大体描述且在附图中示出的实施例的组成部分可以用各种各样不同的配置来布置和设计。因此，如图所表示的各种实施例的详细描述并不意在限制本公开的范围，而仅仅是表示各种实施例。尽管在附图中呈现了实施例的各个方面，但是除非特别地说明，否则附图未必按比例绘制。
在不脱离本发明精神或基本特征的情况下，可以其它特定形式实施本发明。所描述的实施例被视为在所有方面均仅为说明性而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是由此详细描述来指示。在权利要求书等效物的含义和范围内的所有变化均被涵盖在权利要求书的范围内。
贯穿本说明书对特征、优点或类似语言的涉及并不暗示可以本发明实现的所有特征和优点都应该在或在本发明的任何单一实施例中。相反地，涉及特征和优点的语言应理解成意指结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对特征、优点的论述和类似语言可以是但不一定必须是参考同一实施例。
此外，本发明的所描述的特征、优点和特性可以任何合适方式在一个或多个实施例中组合。相关领域的技术人员将认识到，鉴于本文的描述，本发明可以在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个具体特征或优点的情况下实践。在其它情况下，在某些实施例中可以认识到可能不是存在于本发明的所有实施例中的另外的特征和优点。
贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意味着结合所指示实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书通篇的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但未必全部参考同一个实施例。
Claims (10)
1.一种近场装置，其特征在于，包括：
导电外壳，所述导电外壳物理地耦合到所述近场装置；
近场天线，所述近场天线具有第一馈电点和第二馈电点，并且包括：
第一感应线圈，所述第一感应线圈具有耦合到所述第一馈电点的第一端、耦合到所述第二馈电点的第二端，以及连接点；
导电板，所述导电板电容性地耦合到所述导电外壳，并且耦合到所述第一感应线圈的所述第一端；
调谐电路，所述调谐电路耦合到所述第一馈电点和所述第二馈电点，并且包括：
第一电容组、第二电容组、第一电阻组以及第二电阻组；
其中所述电容组中的每一个的一端和所述电阻组中的每一个的一端耦合到所述第一馈电点或所述第二馈电点；
基准电位；
其中所述电容组中的每一个的另一端和所述电阻组中的每一个的另一端耦合到所述基准电位；
其中所述连接点电流地耦合到所述基准电位；并且
其中所述导电外壳电流地耦合到所述基准电位；
其中所述第一感应线圈被配置成接收或发射近场磁信号；并且
其中所述导电板和所述导电外壳被配置成接收或发射近场电信号。
2.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述连接点处的电压为零伏。
3.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述连接点处的电压与所述基准电位处的电压相同。
4.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述基准电位是接地电位。
5.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述第一感应线圈缠绕所述导电外壳。
6.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，另外包括在第一感应线圈与所述导电外壳之间的铁氧体薄片。
7.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，另外包括收发器，所述收发器耦合到所述调谐电路、所述第一馈电点和所述第二馈电点；并且
其中所述收发器仅包括连接到第一馈电点和第二馈送点的一个低噪声放大器LNA和/或功率放大器。
8.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述导电板与所述导电外壳相隔距离D1，从而产生电容Ca1；
其中所述导电外壳被配置成与用户相隔距离D2；并且
其中D2小于D1。
9.根据权利要求8所述的装置：
其特征在于，以法拉为单位的Ca1＝(A1∈o∈r1)/D1，式中：A1＝所述导电板的有效表面积；D1＝所述导电板与所述导电外壳之间的距离；∈o＝自由空间的电容率；并且∈r1＝所述导电板与所述导电外壳之间的材料的相对电容率；并且
其中所述材料是非铁氧体衬底。
10.根据权利要求8所述的装置：
其特征在于，所述第一电容组具有电容C1；
其中所述第二电容组具有电容C2；
其中V是所述第一馈电点和所述第二馈电点上的电压；并且
其中V＝Ve Q Ce/(Ce+CT)，式中：Ve＝以伏为单位的电容Ce中感应的等效电压；Q＝天线系统的品质因数；Ce＝通过电容Ca1形成的所述第一馈电点和所述第二馈电点上的等效电容；并且CT＝电容C1和C2的串联总和。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16/919,815 | 2020-07-02 | ||
| US16/919,815 US11108437B1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Near-field communications device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113890571A true CN113890571A (zh) | 2022-01-04 |
Family
ID=76623855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110754352.6A Pending CN113890571A (zh) | 2020-07-02 | 2021-07-02 | 近场通信装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11108437B1 (zh) |
| EP (1) | EP3934116B1 (zh) |
| CN (1) | CN113890571A (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11677151B2 (en) * | 2020-09-11 | 2023-06-13 | Nxp B.V. | Near-field communications device |
| US11894885B2 (en) * | 2022-05-23 | 2024-02-06 | Qualcomm Incorporated | Near ultra low energy field transducer design |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005032058B4 (de) * | 2005-07-08 | 2016-12-29 | Epcos Ag | HF-Filter mit verbesserter Gegenbandunterdrückung |
| US8633809B2 (en) * | 2007-12-20 | 2014-01-21 | Koninklijke Philips N.V. | Electrode diversity for body-coupled communication systems |
| KR101239608B1 (ko) * | 2011-03-10 | 2013-03-11 | 주식회사 아모텍 | Ｎｆｃ 안테나 모듈 |
| EP3203581A1 (en) | 2012-03-30 | 2017-08-09 | Intel Corporation | Near field communications (nfc) coil with embedded wireless antenna |
| US9356661B2 (en) | 2014-04-23 | 2016-05-31 | Apple Inc. | Electronic device with near-field antenna operating through display |
| US10015604B2 (en) | 2014-05-05 | 2018-07-03 | Nxp B.V. | Electromagnetic induction field communication |
| US9197986B1 (en) | 2014-06-12 | 2015-11-24 | Nxp, B.V. | Electromagnetic induction radio |
| US9819075B2 (en) | 2014-05-05 | 2017-11-14 | Nxp B.V. | Body communication antenna |
| US9520648B2 (en) | 2014-07-23 | 2016-12-13 | Mediatek Inc. | Polygon near field communication antenna |
| CN107005267B (zh) | 2014-12-08 | 2020-03-06 | 索尼公司 | 天线和通信装置 |
| US9829522B2 (en) * | 2015-01-27 | 2017-11-28 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for tuning a resistance and reactance of a wireless power transmitter testing unit |
| US9819097B2 (en) | 2015-08-26 | 2017-11-14 | Nxp B.V. | Antenna system |
| US10320086B2 (en) | 2016-05-04 | 2019-06-11 | Nxp B.V. | Near-field electromagnetic induction (NFEMI) antenna |
| FR3055760B1 (fr) * | 2016-09-02 | 2019-07-12 | Sigfox | Appareil electronique comportant une structure d’antenne pour l’emission et/ou la reception de signaux radioelectriques et une sangle servant d’attache de l’appareil |
| KR102376211B1 (ko) | 2017-08-30 | 2022-03-21 | 삼성전자주식회사 | 그립 센서 및 안테나를 포함하는 전자 장치 |
| TW201914095A (zh) | 2017-09-12 | 2019-04-01 | 華碩電腦股份有限公司 | 天線模組以及包含其之電子裝置 |
| US11777216B2 (en) | 2018-03-26 | 2023-10-03 | Nxp B.V. | Near-field communications device |
| EP3550731A1 (en) | 2018-04-03 | 2019-10-09 | STMicroelectronics Austria GmbH | Nfc antenna in a mobile device |
| US10622729B2 (en) | 2018-05-25 | 2020-04-14 | Nxp B.V. | Near-field antenna |
| US10992392B2 (en) | 2018-09-06 | 2021-04-27 | Nxp B.V. | Near-field electromagnetic induction (NFEMI) ratio control |
| US10277284B1 (en) * | 2018-11-20 | 2019-04-30 | Nxp B.V. | Near-field device |
-
2020
- 2020-07-02 US US16/919,815 patent/US11108437B1/en active Active
-
2021
- 2021-06-16 EP EP21179881.4A patent/EP3934116B1/en active Active
- 2021-07-02 CN CN202110754352.6A patent/CN113890571A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3934116B1 (en) | 2024-01-17 |
| US11108437B1 (en) | 2021-08-31 |
| EP3934116A1 (en) | 2022-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107453037B (zh) | 近场电磁感应(nfemi)天线 | |
| EP3579439B1 (en) | Near-field antenna | |
| US11011826B2 (en) | Near-field electromagnetic induction (NFEMI) device | |
| EP3930206A1 (en) | Near-field communications device | |
| EP3588790B1 (en) | Near-field electromagnetic induction (nfemi) antenna and devices | |
| CN108695593B (zh) | 近场电磁感应(nfemi)天线 | |
| EP3934116B1 (en) | Near-field communications device | |
| EP3910803B1 (en) | Near-field wireless device | |
| CN110994140A (zh) | 近场电磁感应（nfemi）天线 | |
| CN111030734B (zh) | 近场感应升压电路和近场装置 | |
| CN113224534A (zh) | 近场电磁感应nfemi天线 | |
| US10819024B1 (en) | Combination near-field and far-field antenna | |
| EP3917022B1 (en) | Near-field wireless device | |
| EP3866345B1 (en) | Near-field electromagnetic induction (nfemi) antenna | |
| EP3968531A1 (en) | Near-field communications device | |
| CN112202475B (zh) | 近场无线装置 | |
| CN114257273A (zh) | 具有可变路径损耗的近场通信装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |