CN113964485A - 天线调整电路、谐振频率调整方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种天线调整电路、谐振频率调整方法和电子设备。该天线调整电路包括驱动控制模块、天线匹配电路、天线、第一可调电容和第二可调电容；驱动控制模块通过天线匹配电路分别与天线的第一端口和第二端口电连接；天线的第一端口通过第一可调电容接地电连接；天线的第二端口通过第二可调电容接地电连接；第一可调电容的调节端和第二可调电容的调节端分别与驱动控制模块电连接；其中，在驱动控制模块接收到至少两个目标载波的情况下，调整第一可调电容和第二可调电容的电容值，以使得天线对应的谐振频率为目标谐振频率，目标谐振频率为负载调制深度最大的目标载波对应的载波频率。

Description

天线调整电路、谐振频率调整方法和电子设备

技术领域

本申请属于天线技术领域，具体涉及一种天线调整电路、谐振频率调整方法和电子设备。

背景技术

随着近场通信(Near Field Communication，NFC)的应用逐步扩展，越来越多的电子设备支持NFC技术。

在电子设备的NFC读卡场景中，电子设备的NFC天线向外部设备的NFC卡片发送载波，NFC卡片接收载波传递的能量，驱动卡片内部电路工作。然而，在上述过程中，若NFC天线发送的载波频率大幅偏离NFC卡片支持的载波频率，将导致电子设备不能读取到外部设备的NFC卡片，造成读卡失败，这降低了读卡成功率。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种天线调整电路、谐振频率调整方法和电子设备，能够解决读卡成功率低的技术问题。

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天线调整电路，其特征在于，包括驱动控制模块、天线匹配电路、天线、第一可调电容和第二可调电容；

所述驱动控制模块通过所述天线匹配电路分别与所述天线的第一端口和第二端口电连接；

所述天线的第一端口通过所述第一可调电容接地电连接；

所述天线的第二端口通过所述第二可调电容接地电连接；

所述第一可调电容的调节端和所述第二可调电容的调节端分别与所述驱动控制模块电连接；

其中，在所述驱动控制模块接收到至少两个目标载波的情况下，调整所述第一可调电容和第二可调电容的电容值，以使得所述天线对应的谐振频率为目标谐振频率，所述目标谐振频率为负载调制深度最大的目标载波对应的载波频率。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括如第一方面所述的天线调整电路。

第三方面，本申请实施例提供了一种谐振频率调整方法，应用于第一方面所述的天线调整电路，所述方法包括：

在驱动控制模块接收到至少两个目标载波的情况下，调整第一可调电容和第二可调电容的电容值，以使得天线对应的谐振频率为目标谐振频率，所述目标谐振频率为调制深度最大的目标载波对应的载波频率。

第四方面，本申请实施例提供了可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第三方面所述的谐振频率调整方法的步骤。

本申请实施例中的天线调整电路包括驱动控制模块、天线匹配电路、天线、第一可调电容和第二可调电容；驱动控制模块通过天线匹配电路分别与天线的第一端口和第二端口电连接；天线的第一端口通过第一可调电容接地电连接；天线的第二端口通过第二可调电容接地电连接；第一可调电容的调节端和第二可调电容的调节端分别与驱动控制模块电连接。本申请实施例中，天线调整电路中的驱动控制模块接收到至少两个目标载波的情况下，通过调整第一可调电容和第二可调电容的电容值，动态的调整天线对应的谐振频率，进而使得电子设备天线发送载波的载波频率与卡片支持的载波频率相匹配，提高读卡成功率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的天线调整电路的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的负载调制示意图之一；

图3是本申请实施例提供的负载调制示意图之二；

图4是本申请实施例提供的谐振频率调整方法的流程图。

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。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的天线调整电路的结构示意图。如图1所示，天线调整电路包括驱动控制模块100、天线匹配电路200、天线300、第一可调电容CA1和第二可调电容CA2；

所述驱动控制模块100通过所述天线匹配电路200分别与所述天线300的第一端口和第二端口电连接；

所述天线300的第一端口通过所述第一可调电容CA1接地电连接；

所述天线300的第二端口通过所述第二可调电容CA2接地电连接；

所述第一可调电容CA1的调节端和所述第二可调电容CA2的调节端分别与所述驱动控制模块100电连接。

上述天线调整电路可以设置在电子设备中，在电子设备进行读卡操作时，通过天线调整电路中的天线300向NFC卡片发送载波，NFC卡片在接收到载波后，对载波进行负载调制，形成目标载波，上述目标载波为经过负载调制的载波，且目标载波可以驱动卡片内部电路工作。其中，上述天线300可以是NFC天线300。

天线调整电路中的天线300接收目标载波，并通过天线匹配电路200将目标载波发送至驱动控制模块100，驱动控制模块100检测目标载波对应的调制深度，将该调制深度作为该目标载波对应的调制深度。

进一步的，可以通过调整第一可调电容CA1和第二可调电容CA2的电容值的方式，动态的调整天线300的谐振频率，使得天线300对应的谐振频率为调制深度最大的目标载波对应的载波频率。具体的技术方案，请参阅后续实施例。

本实施例中，天线调整电路基于NFC卡片发送的载波对应的调制深度，调整天线300的谐振频率和天线300发送载波的载波频率，这种动态调整天线300谐振频率的方式，可以有效应用在电子设备进行读卡操作的应用场景。

应理解，在整个读卡操作的过程中，天线300会向NFC卡片发送至少两个载波频率不同的载波，示例性的，天线300可以先向NFC卡片发送载波频率为13.26MHz的载波，进而确定13.26MHz的载波对应的调制深度；再向NFC卡片发送载波频率为12MHz的载波，进而确定12MHz的载波对应的调制深度；最后向NFC卡片发送载波频率为17MHz的载波，进而确定17MHz的载波对应的调制深度。以此，确定调制深度最大的载波，将天线300的谐振频率调整为该调制深度最大的载波对应的载波频率。

应理解，天线调整电路中的天线300向NFC卡片发送载波的同时，调整天线300的谐振频率与发送载波的载波频率一致，以此保证天线调整电路的正常工作。

应理解，NFC卡片在接收到载波后，可能存在以下几种情况：

第一种情况：NFC卡片可以基于接收到的载波的能量驱动卡片内部电路工作，这种情况下，卡片对接收到的载波进行负载调制处理。

为便于理解，请参阅图2，图2是本申请实施例提供的负载调制示意图之一，图2示出的波形为NFC卡片正常工作下的经过负载调制的载波波形，其中，图2中的横坐标表示驱动控制模块100接收到载波的时间，纵坐标表示载波的电压。

第二种情况：NFC卡片不可以基于接收到的载波的能量驱动卡片内部电路工作，这种情况下，卡片不对接收到的载波进行负载调制处理。

第三种情况：NFC卡片接收到的载波的能量不足，这种情况下，NFC卡片对接收到的载波进行负载调制处理时，可能出现调制深度不够的情况，这样，容易导致传输错误。

为便于理解，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的负载调制示意图之二，图3包括具备正常调制深度的载波波形和调制深度不够的载波的波形。

应理解，以上仅以本实施例提供的天线调整电路应用于NFC工作场景为例，进行技术方案的阐述。实际上，本实施例提供的天线调整电路也可以调整无线充电设备发送端天线300的谐振频率，提高无线充电设备发送端与无线充电设备接收端之间的通信质量；本实施例提供的天线调整电路也可以调整门禁读卡器天线300的谐振频率，提供门禁读卡器对门禁卡的识别成功率；或者应用于其他场景，在此不做任何限制。

本申请实施例中的天线调整电路包括驱动控制模块100、天线匹配电路200、天线300、第一可调电容CA1和第二可调电容CA2；驱动控制模块100通过天线匹配电路200与天线300的第一端口和第二端口电连接；天线300的第一端口通过第一可调电容CA1接地电连接，天线300的第二端口通过第二可调电容CA2接地电连接；第一可调电容CA1的调节端和第二可调电容CA2的调节端分别与驱动控制模块100电连接。本申请实施例中，天线调整电路中的驱动控制模块100接收到至少一个目标载波的情况下，通过调整第一可调电容CA1和第二可调电容CA2的电容值，动态的调整天线300对应的谐振频率，进而使得电子设备天线300发送载波的载波频率与卡片支持的载波频率相匹配，提高读卡成功率。

可选地，所述驱动控制模块100包括驱动电路110和应用处理器120；

所述驱动电路110的第一输出端与所述天线匹配电路200的第一输入端电连接，所述驱动电路110的第二输出端与所述天线匹配电路200的第二输入端电连接，所述驱动电路110的第一输入端与所述天线匹配电路200的第一输出端电连接，所述驱动电路110的第二输入端与所述天线匹配电路200的第二输出端电连接；

所述应用处理器120的第一输出端与所述第一可调电容CA1的调节端电连接，所述应用处理器120的第二输出端与所述第二可调电容CA2的调节端电连接，所述应用处理器120与所述驱动电路110电连接。

本实施例中，驱动控制模块100包括驱动电路110和应用处理器120，可选地，上述驱动电路110可以是NFC驱动电路110，上述驱动电路110用于驱动天线匹配电路200和天线300工作；上述应用处理器120是在低功耗处理器的基础上扩展音视频功能和专用接口的超大规模集成电路，上述应用处理器120用于调节第一可调电容CA1的电容值和第二可调电容CA2的电容值。

如图1所示，驱动电路110的第一输出端又称为TX1，驱动电路110的第二输出端又称为TX2，驱动电路110的第一输入端又称为RX1，驱动电路110的第二输入端又称为RX2。

可选地，所述天线匹配电路200包括滤波子电路210和频率调整子电路220；

所述滤波子电路210的第一输入端与所述驱动电路110的第一输出端电连接，所述滤波子电路210的第二输入端与所述驱动电路110的第二输出端电连接，所述滤波子电路210的第一输出端与所述频率调整子电路220的第一输入端电连接，所述滤波子电路210的第二输出端与所述频率调整子电路220的第二输入端电连接；

所述频率调整子电路220的第一输出端与所述天线300的第一端口电连接，所述频率调整子电路220的第二输出端与所述天线300的第二端口电连接。

本实施例中，上述天线匹配电路200包括滤波子电路210和频率调整子电路220。其中，上述滤波子电路210又称选频网络，用于滤除驱动电路110发送的除载波频率之外的其他频率；上述频率调整子电路220，用于调整天线300的谐振频率。

可选地，所述滤波子电路210包括第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1和第二电容C2；

所述第一电感L1的第一端与所述驱动电路110的第一输出端电连接，所述第一电感L1的第二端与所述第一电容C1的第一端电连接；

所述第二电感L2的第一端与所述驱动电路110的第二输出端电连接，所述第二电感L2的第二端与所述第二电容C2的第一端电连接；

所述第一电容C1的第一端还与所述频率调整子电路220的第一输入端电连接，所述第二电容C2的第一端还与所述频率调整子电路220的第一输入端电连接，所述第二电容C2的第二端与所述第一电容C1的第二端接地电连接。

本实施例中，上述第一电感L1的第一端作为滤波子电路210的第一输入端，上述第二电感L2的第一端作为滤波子电路210的第二输入端；上述第一电感L1的第二端和第一电容C1的第一端之间的节点作为滤波子电路210的第一输出端，上述第二电感L2的第二端和第二电容C2的第一端之间的节点作为滤波子电路210的第二输出端。

可选地，所述频率调整子电路220包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电容C3和第四电容C4；

所述第一电阻R1的第一端与所述滤波子电路210的第一输出端电连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第三电容C3的第一端电连接，所述第一电阻R1的第二端还与所述天线300的第一端口电连接；

所述第二电阻R2的第一端与所述滤波子电路210的第二输出端电连接，所述第二电阻R2的第二端与所述第四电容C4的第一端电连接，所述第二电阻R2的第二端还与所述天线300的第二端口电连接；

所述第三电容C3的第二端与所述第四电容C4的第二端电连接。

本实施例中，上述第一电阻R1的第一端作为频率调整子电路220的第一输入端，上述第二电阻R2的第一端作为频率调整子电路220的第二输入端，上述第一电阻R1的第二端和第三电容C3的第一端之间的节点作为频率调整子电路220的第一输出端，上述第二电阻R2的第二端和第四电容C4的第一端之间的节点作为频率调整子电路220的第二输出端。

在其他实施例中，可以将上述第一电阻R1和第二电阻R2替换为电容，由4个电容构成的频率调整子电路220同样可以调整天线300的谐振频率。

可选地，所述第一可调电容CA1的第一端与所述第三电容C3的第一端电连接，所述第二可调电容CA2的第一端与所述第四电容C4的第一端电连接，所述第一可调电容CA1的第二端与所述第二可调电容CA2的第二端电连接。

本实施例中，应用处理器120可以向第一可调电容CA1和第二可调电容CA2发送不同的电压，以此调节第一可调电容CA1和第二可调电容CA2的电容值。具体而言，可以通过以下公式调整天线300的谐振频率：

其中，F为天线300的谐振频率，L为天线300的电感值，C为第一可调电容CA1、第二可调电容CA2、第三电容C3和第四电容C4之间的电容和值。

应理解，调整后的第一可调电容CA1的电容值和调整后的第二可调电容CA2的电容值相同。

可选地，所述天线匹配电路200还包括第五电容C5和第六电容C6；

所述第五电容C5的第一端与所述驱动电路110的第一输入端电连接，所述第五电容C5的第二端与所述天线300的第一端口电连接；

所述第六电容C6的第一端与所述驱动电路110的第二输入端电连接，所述第六电容C6的第二端与所述天线300的第二端口电连接。

本实施例中，第五电容C5的第一端作为天线匹配电路200的第一输出端，第六电容C6的第一端作为天线匹配电路200的第二输入端。

其中，上述第五电容C5可以理解为是驱动电路110第一输入端的接收匹配电容，上述第六电容C6可以理解为是驱动电路110第二输入端的接收匹配电容。

本申请实施例还提供了一种谐振频率调整方法，请参阅图4，图4是本申请实施例提供的谐振频率调整方法的流程图。本申请实施例提供的谐振频率调整方法应用于天线调整电路，该天线调整电路包括驱动控制模块、天线匹配电路、天线、第一可调电容和第二可调电容。

本申请实施例提供的谐振频率调整方法包括：

S101，在驱动控制模块接收到至少两个目标载波的情况下，调整第一可调电容和第二可调电容的电容值，以使得天线对应的谐振频率为目标谐振频率，所述目标谐振频率为调制深度最大的目标载波对应的载波频率。

上述目标载波为NFC卡片发送的经过负载调制的载波。本实施例中，在驱动控制模块接收到至少两个目标载波的情况下，确定目标载波中调制深度最大的目标载波，并将该目标载波对应的载波频率确定为目标谐振频率。

进一步的，调整第一可调电容和第二可调电容的电容值，以调整天线的谐振频率，使得天线对应的谐振频率为目标谐振频率。

本申请实施例中，天线调整电路中的驱动控制模块接收到至少一个目标载波的情况下，通过调整第一可调电容和第二可调电容的电容值，动态的调整天线对应的谐振频率，进而使得电子设备天线发送载波的载波频率与卡片支持的载波频率相匹配，提高读卡成功率。

本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述实施例提供的天线调整电路。其中，天线调整电路的具体实施方式可以参照上述说明，并能够达到相同的技术效果，为避免重复，对此不作赘述。

本申请实施例中，上述电子设备可为计算机(Computer)、手机、平板电脑(TabletPersonal Computer)、膝上型电脑(Laptop Computer)、个人数字助理(personal digitalassistant，简称PDA)、移动上网电子设备(Mobile Internet Device，MID)、可穿戴式设备(Wearable Device)、电子阅读器、导航仪、数码相机等。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述谐振频率调整方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

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 (10)

1.一种天线调整电路，其特征在于，包括驱动控制模块、天线匹配电路、天线、第一可调电容和第二可调电容；

所述驱动控制模块通过所述天线匹配电路分别与所述天线的第一端口和第二端口电连接；

所述天线的第一端口通过所述第一可调电容接地电连接；

所述天线的第二端口通过所述第二可调电容接地电连接；

所述第一可调电容的调节端和所述第二可调电容的调节端分别与所述驱动控制模块电连接；

其中，在所述驱动控制模块接收到至少两个目标载波的情况下，调整所述第一可调电容和所述第二可调电容的电容值，以使得所述天线对应的谐振频率为目标谐振频率，所述目标谐振频率为负载调制深度最大的目标载波对应的载波频率。

2.根据权利要求1所述的天线调整电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括驱动电路和应用处理器；

所述驱动电路的第一输出端与所述天线匹配电路的第一输入端电连接，所述驱动电路的第二输出端与所述天线匹配电路的第二输入端电连接，所述驱动电路的第一输入端与所述天线匹配电路的第一输出端电连接，所述驱动电路的第二输入端与所述天线匹配电路的第二输出端电连接；

所述应用处理器的第一输出端与所述第一可调电容的调节端电连接，所述应用处理器的第二输出端与所述第二可调电容的调节端电连接，所述应用处理器与所述驱动电路电连接。

3.根据权利要求2所述的天线调整电路，其特征在于，所述天线匹配电路包括滤波子电路和频率调整子电路；

所述滤波子电路的第一输入端与所述驱动电路的第一输出端电连接，所述滤波子电路的第二输入端与所述驱动电路的第二输出端电连接，所述滤波子电路的第一输出端与所述频率调整子电路的第一输入端电连接，所述滤波子电路的第二输出端与所述频率调整子电路的第二输入端电连接；

所述频率调整子电路的第一输出端与所述天线的第一端口电连接，所述频率调整子电路的第二输出端与所述天线的第二端口电连接。

4.根据权利要求3所述的天线调整电路，其特征在于，所述滤波子电路包括第一电感、第二电感、第一电容和第二电容；

所述第一电感的第一端与所述驱动电路的第一输出端电连接，所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端电连接；

所述第二电感的第一端与所述驱动电路的第二输出端电连接，所述第二电感的第二端与所述第二电容的第一端电连接；

所述第一电容的第一端还与所述频率调整子电路的第一输入端电连接，所述第二电容的第一端还与所述频率调整子电路的第一输入端电连接，所述第二电容的第二端与所述第一电容的第二端接地电连接。

5.根据权利要求3所述的天线调整电路，其特征在于，所述频率调整子电路包括第一电阻、第二电阻、第三电容和第四电容；

所述第一电阻的第一端与所述滤波子电路的第一输出端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第三电容的第一端电连接，所述第一电阻的第二端还与所述天线的第一端口电连接；

所述第二电阻的第一端与所述滤波子电路的第二输出端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第四电容的第一端电连接，所述第二电阻的第二端还与所述天线的第二端口电连接；

所述第三电容的第二端与所述第四电容的第二端电连接。

6.根据权利要求5所述的天线调整电路，其特征在于，所述第一可调电容的第一端与所述第三电容的第一端电连接，所述第二可调电容的第一端与所述第四电容的第一端电连接，所述第一可调电容的第二端与所述第二可调电容的第二端电连接。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的天线调整电路，其特征在于，所述天线匹配电路还包括第五电容和第六电容；

所述第五电容的第一端与所述驱动电路的第一输入端电连接，所述第五电容的第二端与所述天线的第一端口电连接；

所述第六电容的第一端与所述驱动电路的第二输入端电连接，所述第六电容的第二端与所述天线的第二端口电连接。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-7中任一权利要求所述的天线调整电路。

9.一种谐振频率调整方法，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述的天线调整电路，所述天线调整电路包括驱动控制模块、天线匹配电路、天线、第一可调电容和第二可调电容；

所述方法包括：

在所述驱动控制模块接收到至少两个目标载波的情况下，调整所述第一可调电容和所述第二可调电容的电容值，以使得所述天线对应的谐振频率为目标谐振频率，所述目标谐振频率为调制深度最大的目标载波对应的载波频率。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求9所述的谐振频率调整方法的步骤。

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