CN117321854A - 具有nfc天线和无线充电天线的nfc读取器 - Google Patents

具有nfc天线和无线充电天线的nfc读取器 Download PDF

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CN117321854A CN202180098117.6A CN202180098117A CN117321854A CN 117321854 A CN117321854 A CN 117321854A CN 202180098117 A CN202180098117 A CN 202180098117A CN 117321854 A CN117321854 A CN 117321854A
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Abstract

一种近场通信(NFC)读取器包括NFC天线和无线充电天线。NFC天线除了在NFC天线的向内的弯曲部处之外，大体上横向地包围无线充电天线。NFC天线在弯曲部处与无线充电天线重叠。

Description

具有NFC天线和无线充电天线的NFC读取器
技术领域
本公开涉及近场通信(NFC)的领域。本公开更具体地涉及包括无线充电功能的近场通信读取器。
背景技术
NFC技术利用射频信号来使得设备能够在近距离内彼此通信。NFC技术的许多应用均利用NFC读取器来查询和接收来自NFC设备的数据。NFC读取器通常输出询问信号。如果NFC设备在询问信号的范围内，则NFC设备通过提供标识NFC设备的标识信号来响应。在NFC设备已经标识自身之后，NFC读取器和NFC设备可以进一步交换信息。
一些NFC读取器还可以包括通过单独的无线充电电路装置(circuitry)对NFC设备的电池进行充电的功能。然而，NFC电路装置和无线充电电路装置两者的存在可能导致降低NFC通信的有效性的各种复杂情况。
发明内容
本公开的实施例提供了NFC读取器，该NFC读取器能够有效且高效地提供NFC通信功能和无线充电功能两者。NFC读取器包括NFC天线和无线充电天线。NFC天线除了在NFC天线向内弯曲并且与无线充电天线重叠的选定位置处之外，横向地包围无线充电天线。该配置使得NFC通信信号和无线充电信号两者的信号强度非常高。
附图说明
图1是根据一个实施例的NFC系统的框图。
图2是根据一个实施例的NFC读取器的电路板的俯视图，该NFC读取器包括NFC天线和无线充电天线。
图3是根据一个实施例的NFC读取器的电路板的俯视图，该NFC读取器包括NFC天线和无线充电天线。
图4是根据一个实施例的NFC读取器的电路板的俯视图，该NFC读取器包括NFC天线和无线充电天线。
图5是根据一个实施例的图3中的电路板的截面图。
图6是根据一个实施例的NFC读取器的框图。
图7是根据一个实施例的NFC系统的图示。
具体实施方式
图1是根据一个实施例的NFC系统100的框图。NFC系统100包括NFC读取器102和NFC设备103。NFC读取器102和NFC设备103利用NFC技术彼此通信。NFC读取器102包括无线充电天线104和NFC天线106。如下文将更详细地阐述的，NFC天线106和无线充电天线104以重叠的方式被布置，以促进NFC信号和无线充电信号两者的高信号强度。
在NFC通信期间，NFC读取器102经由NFC天线106来输出载波信号。载波信号是促进NFC通信的射频信号。NFC读取器102通过调制载波信号来输出询问信号。询问信号被配置为诱导来自与NFC读取器102处于通信范围内的NFC设备103的响应。如果NFC设备103在NFC读取器102的范围内，则NFC设备103可以对询问信号做出响应。
在一个实施例中，NFC读取器102根据一个或多个NFC协议来输出询问信号。NFC协议定义了询问信号的结构。协议可以定义询问信号的频率、询问信号中包括的数据类型、询问信号中包括的数据量以及询问信号的持续时间。一些常见的NFC协议针对载波信号定义了13.56MHz的标准频率，但是根据NFC协议或未来对NFC协议的更新，其他标准频率也是可能的。
如果NFC设备103使用与询问信号相同的协议进行操作，则NFC设备103将对询问信号做出响应。协议还定义了NFC设备103对来自NFC读取器102的询问信号的初始响应的结构。
NFC设备103可以是无源负载调制(PLM)NFC设备或有源负载调制(ALM)NFC设备。无源负载调制NFC设备没有它们自己的电源。相反，PLM NFC设备由从NFC读取器102输出的载波信号供电。因此，PLM NFC设备包括能量富集电路装置，该能量富集电路装置从由NFC读取器102输出的载波信号中富集能量。如本文所使用的，术语“无源NFC设备”可以与术语“PLMNFC设备”互换使用。
ALM设备由独立于NFC读取器102的电源供电。因此，当ALM NFC设备接收到询问信号时，ALM NFC设备通过输出射频信号并在与NFC读取器102分离的电源的功率下调制射频信号来响应。通过调制由NFC设备103输出的射频信号，数据从NFC设备103发射。如本文所使用的，术语“有源NFC设备”可以与术语“ALM NFC设备”互换使用。ALM可以在不脱离本公开的范围的情况下通过其他方式来实现。
在一些情况下，NFC读取器102可能需要确定NFC设备103是ALM设备还是PLM设备，以决定是否激活无线充电信号。为了做出该确定，如果NFC读取器102能够与NFC设备104建立强且清晰的NFC通信，则这是有益的。如果NFC信号受到干扰或以其他方式减弱，则NFC读取器102可能无法准确地区分ALM设备和PLM设备。这可能会有问题，如下文将更详细地阐述的。
可能影响NFC通信的强度和清晰度的一个因素是NFC天线106相对于无线充电天线104的布置。无线充电天线104和NFC天线106可以被安置在同一电路板上，或者被安置在竖直地间隔开小距离的不同的电路板上。在任一情况下，无线充电天线104和NFC天线106的相对横向位置均可能影响NFC信号强度。
一个可能的配置是布置NFC天线106，使得NFC天线106横向地包围无线充电天线104。但是，这可能会导致NFC信号大幅衰减。衰减可能导致无法与NFC设备正确地建立NFC通信。此外，在一些情况下，衰减可能导致NFC读取器102将PLM设备错误地标识为ALM设备。这样的错误标识可能导致PLM设备损坏。
如本文所使用的，术语“横向地包围”对应于天线环路的横向位置。NFC天线106可以被认为横向地包围无线充电天线104，即使NFC天线106从无线充电天线104竖直地偏移。在一个示例中，横向坐标可以对应于X-Y坐标，而竖直坐标可以对应于Z坐标。
在一个实施例中，NFC天线106和无线充电天线104被布置为使得NFC天线106在选定位置处与无线充电天线104重叠。NFC天线106在大多数位置处横向地包围无线充电天线104。然而，作为选定位置，NFC天线106横向地向内弯曲，使得NFC天线106在选定位置处被定位在无线充电天线104的正上方或正下方。对于NFC天线106在所有位置处横向地包围无线充电天线104的一些配置，选定位置处的该重叠导致NFC信号强度明显高于NFC信号强度。
如本文所使用的，术语“重叠”对应于NFC天线106在选定位置处共享与无线充电天线104相同的横向坐标。以X-Y坐标对应于横向坐标并且Z坐标对应于竖直坐标为例，当NFC天线106的各部分具有与无线充电天线104的各部分相同的X-Y坐标时，NFC天线106与无线充电天线104重叠，但是它们可以被竖直地偏移。
在一个实施例中，无线充电天线104包括围绕中心竖直轴的多个横向环路或绕组。NFC天线106可以具有围绕中心竖直轴的一个或多个环路或绕组。NFC天线106的环路除了在NFC天线106的环路向内朝向中心轴的选定位置处之外，将比无线充电天线104的环路更远离中心竖直轴。在选定位置处，NFC天线106的环路将与无线充电天线104的一些环路具有相同的与中心竖直轴的距离。
无线充电天线104与NFC天线106的重叠配置导致NFC读取器102与NFC设备103之间的更清晰且更强的通信。NFC读取器102可以利用各种过程来确定NFC设备103是ALM设备还是PLM设备。这些过程可以利用严格的NFC信号定时。无线充电天线104与NFC天线106的重叠配置能够实现NFC读取器102与NFC设备103之间的清晰且强的NFC通信。如下文更详细地阐述的，这导致NFC读取器102能够更好地区分ALM设备和PLM设备。
ALM NFC设备和PLM NFC设备通常根据特定协议来操作。具体而言，PLM NFC设备通常根据与ALM NFC设备不同的NFC协议子集来操作。在大多数情况下，NFC读取器102可以基于NFC设备103对NFC读取器102做出响应的协议来准确地确定NFC设备103是有源NFC设备还是无源NFC设备。
然而，存在NFC设备103可能根据与其真实本质不对应的协议来操作的情况。在一些情况下，NFC设备103可以是根据通常为有源NFC设备保留的协议进行操作的无源NFC设备。在其它情况下，NFC设备103可以是根据通常为无源NFC设备保留的协议进行操作的有源NFC设备。如果NFC读取器无法正确地标识NFC设备的类型，则NFC设备可能会被损坏。
例如，许多移动电话充当NFC设备。移动电话是有源NFC设备。在许多情况下，用户将信用卡或ID卡物理地附接到他们的移动电话。这些信用卡和ID卡通常是无源NFC设备。移动电话还可以包括软件应用，该软件应用使得信用卡能够被“克隆”到移动电话的NFC应用。克隆信用卡对应于利用NFC应用来存储与信用卡有关的信息，诸如信用卡号、到期日期和账单ZIP码。当移动电话被放置在NFC读取器的范围内时，移动电话与NFC读取器通信，就好像移动电话是信用卡一样。基于这样的交互，传统的NFC读取器可以假设仅存在无源NFC设备(信用卡)。在其他情况下，由于信用卡或ID卡被物理地耦合到移动电话，因此传统的NFC读取器可以与移动电话通信，并且可能无法标识一个或多个无源NFC设备的附加存在。
如果NFC设备103是有源NFC设备，则NFC读取器102的无线充电天线104具有对NFC设备103的电池进行充电的能力。具体地，无线充电电路装置能够输出充电场。有源NFC设备可以从充电场富集能量。以这种方式，无线充电电路装置能够对有源NFC设备的电池进行充电。
在一个实施例中，无线充电电路装置根据Qi无线充电标准来操作。Qi无线充电电路装置输出50kHz与400kHz之间的范围内的充电场。NFC信号通常以13.56MHz的频率进行通信。因此，Qi充电场超出了NFC通信信号的频率范围。
无源NFC设备可能会被由无线充电电路装置输出的充电场损坏。如果NFC读取器将无源NFC设备错误地标识为有源NFC设备，则NFC读取器可能会使无线充电电路装置输出可能损坏无源NFC设备的充电场。
NFC读取器102能够可靠地标识NFC设备103是有源NFC设备还是无源NFC设备。如以上阐述的，在一些情况下，无源NFC设备可以利用通常与有源NFC设备相关联的协议，反之亦然。因此，在NFC读取器102已经初始地建立了与NFC设备103的通信之后，NFC读取器102执行进一步的测试以确定NFC设备103是有源NFC设备还是无源NFC设备。因此，NFC读取器102不是仅仅基于NFC设备103操作的NFC协议来确定NFC设备103是有源的还是无源的。
当NFC天线106输出询问信号时，NFC天线106还输出载波信号。NFC设备103通过提供标识信号或另一类型的响应信号来响应。
NFC读取器102能够基于NFC设备103是ALM NFC设备还是PLM NFC设备来选择性地使无线充电天线104输出充电信号。如果NFC读取器102确定NFC设备103是ALM NFC设备，则NFC读取器102可以使无线充电天线104输出充电场以对NFC设备103的电池进行充电。如果NFC读取器102确定NFC设备103是无源NFC设备，则NFC读取器102不会使无线充电电路装置输出充电场。以这样的方式，NFC读取器102将防止了无线充电电路装置通过输出无源NFC设备无法安全地承受的充电场而损坏PLM NFC设备。由于NFC天线106与无线充电天线104的重叠配置，NFC读取器102能够更好地区分ALM设备和PLM。
图2是根据一个实施例的NFC读取器102的电路板108的图示。图2的NFC读取器102是图1的NFC读取器102的一个示例。
无线充电天线104被定位在电路板108上。无线充电天线104包括多个天线绕组或环路。无线充电天线104可以对应于盘绕导线(coiled wire)。盘绕导线可以被覆盖在绝缘材料中，以防止短路。虽然在图2中未示出，但是无线充电天线104包括能够与电路板的端子连接的引线，使得NFC设备102的无线充电电路装置能够控制无线充电天线104发射无线充电信号。虽然图2将无线充电天线104图示为多个分立环路，但是实际上无线充电天线104包括被缠绕在多个环路中的单段导线。图2中的无线充电天线104是图1中的无线充电天线104的一个示例。
NFC天线106也被定位在电路板108上。NFC天线106包括多个天线绕组或环路。NFC天线106可以对应于盘绕导线。盘绕导线可以被覆盖在绝缘材料中，以防止短路。虽然在图2中未示出，但是NFC天线106包括能够与电路板的端子连接的引线，使得NFC收发器电路装置能够控制NFC天线106发射和接收NFC信号。虽然图2将NFC天线106示出为分立环路，但是实际上NFC天线106是具有多个环路的单段导线。图2的NFC天线106是图1的NFC天线106的一个示例。
电路板108包括在X方向上延伸的第一边缘111。电路板108还包括与第一边缘相对并且在X方向上延伸的第二边缘113。电路板108包括在第一边缘111与第二边缘113之间在Y方向上延伸的第三边缘115。X方向垂直于Y方向。电路板108包括与第三边缘115相对并且在第一边缘111与第二边缘113之间在Y方向上延伸的第四边缘117。第一边缘111在第三边缘115与第四边缘117之间延伸。第二边缘113在第三边缘115与第四边缘117之间延伸。电路板108是矩形的，但是可以在不脱离本公开的范围的情况下利用其他形状。
NFC天线106包括第一区段110。第一区段110可以对应于NFC天线106的最内的环路或绕组的第一区段。NFC天线106的第一区段110在X方向上延伸，与第一边缘111相邻且大体上平行。NFC天线106包括第二区段112。第二区段112可以对应于NFC天线106的最内的环路或绕组的第二区段。第二区段112在X方向上延伸，与第一区段相对并且与电路板108的第二边缘113相邻且大体上平行。NFC天线106包括在第一区段110与第二区段112之间延伸的第三区段114。第三区段114的大部分与电路板108的第三边缘115相邻延伸。NFC天线106包括在第一区段110与第二区段112之间延伸的第四区段116。第四区段116的大部分与电路板108的第四边缘117相邻延伸。
NFC天线106的第三区段114包括向内的弯曲部120。第三区段114的一部分与无线充电天线104重叠。弯曲部120向内朝向无线充电天线104的中心竖直轴延伸。NFC天线106的第四区段116包括向内的弯曲部118。第四区段116的一部分与无线充电天线104重叠。弯曲部118向内朝向无线充电天线104的中心竖直轴延伸。
第一弯曲部118和第二弯曲部120形成NFC天线106的腰部。腰部对应于第三区段114与第四区段116之间的间隙的缩窄。如本文所使用的，“腰部”是指天线环路的窄部分。环路的宽度在腰部122处最小并且在任一方向上远离腰部122时变宽。NFC天线106的第三区段114和第四区段116在腰部122处与无线充电天线104重叠。换句话说，NFC天线106的第三区段114和第四区段116在弯曲部118和120的一部分处与无线充电天线重叠。
NFC天线106包括第一尺寸D1。第一尺寸D1对应于NFC天线106的第一区段110与第二区段112之间的距离。第一尺寸D1在Y方向上延伸。第一尺寸D1可以对应于第一区段110和第二区段112上的点之间在Y方向上的最大距离。尺寸D1可以在7cm与16cm之间，但是可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其他距离。
NFC天线106包括第二尺寸D2。第二尺寸D2对应于第三区段114和第四区段116之间在X方向上的最大距离。尺寸D2出现在弯曲部118和弯曲部120的外部。尺寸D2可以在5cm与8cm之间，但是可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其他距离。
NFC天线106包括第三尺寸D3。第三尺寸D3在X方向上延伸。第三尺寸D3对应于第三区段114和第四区段116上的点之间在X方向上的最短距离。第三尺寸D3出现在腰部122处。第三尺寸D3可以在3cm与6cm之间，但是可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其他距离。第三尺寸D3小于第二尺寸D2。
NFC天线106大体上横向地包围无线充电天线104。例如，除了在弯曲部118和120处之外，无线充电天线104的横向或X-Y坐标落在第一区段110、第二区段112、第三区段114和第四区段116的横向或X-Y坐标之间。弯曲部118和120的各部分与无线充电天线104的各部分重叠。换句话说，弯曲部118和120的各部分具有与无线充电天线104的各部分相同的X-Y坐标，但是重叠的部分可以在竖直或Z方向上间隔开(参见图5)。
NFC天线106与无线充电天线104在选定位置处重叠导致NFC信号的良好的信号强度。这使得NFC读取器102能够与NFC设备103建立有效的NFC通信。
尽管图2和对应的描述指示无线充电天线104和NFC天线106在同一电路板108上，但是实际上电路板108可以包括彼此竖直分离的两个部分。电路板108的被定位有NFC天线106的部分可以被支撑在电路板108的被定位有无线充电天线108的部分上方。图5图示了该配置的一个示例。另选地，NFC天线106和无线充电天线104可以被定位在电路板108的同一部分上。
图3是根据一个实施例的NFC读取器102的电路板108的图示。图3的NFC读取器102是图1的NFC读取器102的一个示例。
无线充电天线104被定位在电路板108上。无线充电天线104包括多个天线绕组或环路。无线充电天线104可以对应于盘绕导线。盘绕导线可以被覆盖在绝缘材料中，以防止短路。虽然在图3中未示出，但是无线充电天线104包括能够与电路板的端子连接的引线，使得NFC设备102的无线充电电路装置能够控制无线充电天线104发射无线充电信号。虽然图3将无线充电天线104图示为多个分立环路，但是实际上无线充电天线104包括被缠绕在多个环路或绕组中的单段导线。图3中的无线充电天线104是图1中的无线充电天线104的一个示例。
NFC天线106也被定位在电路板108上。NFC天线106包括多个天线绕组或环路。NFC天线106可以对应于盘绕导线。盘绕导线可以被覆盖在绝缘材料中，以防止短路。虽然在图2中未示出，但是NFC天线106包括能够与电路板的端子连接的引线，使得NFC收发器电路装置能够控制NFC天线106发射和接收NFC信号。虽然图3将NFC天线106示出为分立环路，但是实际上，NFC天线106是具有多个环路的单段导线。图3的NFC天线106是图1的NFC天线106的一个示例。
图3的电路板108、NFC天线106和无线充电天线104与图2的电路板108、NFC天线106和无线充电天线104类似。NFC天线106包括如关于图2所描述的第一区段110、第二区段112、第三区段114和第四区段116。NFC天线106包括弯曲部118和120以及腰部122。NFC天线106在弯曲部118和122的各部分处与无线充电天线104重叠。NFC天线106包括可以大体上如关于图2描述那样的尺寸D1、D2和D3。
图3中的无线充电天线104和NFC天线106也与关于图2描述的天线存在不同。例如，弯曲部118和120具有不同的形状并且与无线充电天线104重叠更长的范围。腰部122相对于图2的腰部122在Y方向上伸长。第一区段110、第二区段112、第三区段114和第四区段116不像图2中那样笔直。另外，无线充电天线104的绕组具有与图2中不同的形状。在图2中，无线充电天线104的绕组是大体上矩形的。然而，图3的无线充电天线104的绕组具有一些“+”形状，这在观察无线充电天线104的最内的绕组时最明显。
图4是根据一个实施例的NFC读取器102的电路板108的图示。图4的NFC读取器102是图1的NFC读取器102的一个示例。
无线充电天线104被定位在电路板108上。无线充电天线104包括多个天线绕组或环路。无线充电天线104包括三组绕组或环路：上绕组、下绕组、以及被安置在无线充电天线104的上绕组与下绕组之间及其上方的中心绕组。
NFC天线106也被定位在电路板108上。NFC天线106包括多个天线绕组或环路。NFC天线106可以对应于盘绕导线。盘绕导线可以被覆盖在绝缘材料中，以防止短路。虽然在图2中未示出，但是NFC天线106包括能够与电路板的端子连接的引线，使得NFC收发器电路装置能够控制NFC天线106发射和接收NFC信号。虽然图4将NFC天线106示出为分立环路，但是实际上，NFC天线106是具有多个环路的单段导线。图4的NFC天线106是图1的NFC天线106的一个示例。
图3的电路板108、NFC天线106和无线充电天线104与图2的电路板108、NFC天线106和无线充电天线104类似。NFC天线106包括如关于图2所描述的第一区段110、第二区段112、第三区段114和第四区段116。NFC天线106包括弯曲部118和120以及腰部122。NFC天线106在弯曲部118和122的各部分处与无线充电天线104重叠。NFC天线106包括可以大体上如关于图2描述那样的尺寸D1、D2和D3。
图4的无线充电天线104和NFC天线106也与关于图2中描述的天线存在不同。例如，弯曲部118和120具有不同的形状。弯曲部118和120以及腰部122仅与无线充电天线104的中心线圈重叠。另外，无线充电天线104的绕组具有与图2中不同的形状。在图2中，无线充电天线104的绕组是大体上矩形的。然而，图4中的无线充电天线104的绕组是大体上圆形的。
图5是根据一个实施例的图3的电路板108的截面图。截面图沿着图3的切割线5被截取。电路板包括上电路板部分146和下电路板部分148。上电路板部分146在竖直或Z方向上与下电路板部分148分离。无线充电天线104被定位在下电路板部分148上。NFC天线106被定位在上电路板部分146上。由于切割线的位置，NFC天线106的与无线充电天线104重叠的部分在图5的视图中不可见。
上电路板部分146与下电路板部分148间隔开尺寸D4。尺寸D4在与X方向和Y方向相互垂直的Z方向上延伸。尺寸D4可以在0.5mm与15mm之间，但是可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其他距离。上电路板部分146和下电路板部分148可以具有相同的尺寸。另选地，上电路板部分146和下电路板部分148可以具有彼此不同的尺寸。支撑柱可以支撑上电路板部分146并且在下电路板部分148上方。
虽然图5图示了NFC天线106在上电路板部分146上并且无线充电天线104在下电路板部分148上，但是NFC天线106可以在下电路板部分148上并且无线充电天线104可以在上电路板部分146上。
图6是根据一个实施例的NFC读取器102的框图。NFC读取器102包括RF收发器134、读取器控制系统136、电源130、充电湾(bay)138和无线充电电路装置132。读取器控制系统136包括控制逻辑140。NFC读取器102的组件一起协同工作以提供NFC通信和单独的无线充电。
RF收发器134使得NFC读取器102能够发射信号和接收信号。RF收发器134可以包括用于发射NFC信号以及用于接收NFC信号的NFC天线106。RF收发器134可以包括附加电路装置，该附加电路装置用于使得RF收发器134能够发射信号，该信号包括询问信号、载波信号以及其它类型的信号。RF收发器134可以包括附加电路装置，该附加电路装置用于使得RF收发器134能够接收和处理信号，该信号包括来自NFC设备103的询问信号和其他类型的信号。
读取器控制系统136包括用于控制NFC读取器102的功能的控制电路装置。读取器控制系统136控制RF收发器134的操作。读取器控制系统136控制利用RF收发器134发射信号。读取器控制系统136还控制利用RF收发器134接收信号。读取器控制系统136可以包括处理资源、存储器资源和数据传输资源。
控制系统136包括控制逻辑140。控制逻辑140可以包括针对控制系统136的操作的指令。控制逻辑140可以包括用于执行由NFC读取器102执行的操作、过程和方法的指令协议，包括本文中描述的协议。控制逻辑140可以对应于在NFC读取器102的存储器中存储的软件指令。
电源130为NFC读取器102提供电力。电源130可以包括一个或多个内部电池、与外部电源的有线电源连接、以及与外部电源的无线电源连接。
无线充电电路装置132基于由NFC读取器102确定的NFC设备类型来选择性地提供无线充电场。无线充电电路装置132包括无线充电天线104，无线充电天线104可以不根据NFC通信频率和协议来操作。因此，NFC读取器102可以是包括NFC通信电路装置和单独的无线充电电路装置两者的设备。
在一个实施例中，无线充电电路装置132根据Qi无线充电标准来操作。Qi无线充电电路装置输出50kHz与400kHz之间的范围内的充电场。NFC信号通常以13.56MHz的频率进行通信。因此，Qi充电场超出了NFC通信信号的范围。无线充电电路装置132还可以在不脱离本公开的范围的情况下根据除了Qi以外的充电协议或标准来操作。
NFC读取器102的无线充电电路装置132可以由其自身的控制逻辑、由读取器控制系统136的控制逻辑140或者由其它控制系统来控制。无线充电电路装置基于读取器控制系统136检测到的NFC设备类型来选择性地输出无线充电场。
充电湾138包括物理区域，NFC设备103可以被定位在物理区域上，以接收来自NFC读取器102的无线充电信号。当ALM NFC设备103被定位在充电湾138上时，NFC读取器102检测到NFC设备103是ALM NFC设备，并且使无线充电电路装置132开始输出无线充电场。
图7是根据一个实施例的NFC通信系统700的图示。NFC通信系统700包括NFC读取器102、PLM NFC设备103A和有源NFC设备103B。NFC读取器102与有源NFC设备103B和无源NFC设备103A通信。
在图7的示例中，有源NFC设备103B是具有有源NFC电路装置的智能电话。在图7的示例中，无源NFC设备103A是具有无源NFC电路装置的信用卡。智能电话包括保护壳702。保护壳702包括用于容纳各种类型的卡的数个插槽。信用卡被定位在保护壳702的一个插槽中。这是使得人们能够利用他们的智能电话携带他们的身份证和信用卡的常见的配置。
NFC读取器102包括充电湾138。用户可以将智能电话103B放置在充电湾上。NFC读取器102可以经由NFC协议与智能电话104通信。当智能电话被定位在充电湾138上时，NFC读取器102能够对智能电话的电池进行充电。
由于信用卡103A是包括无源NFC电路装置的无源NFC设备，因此完全供电的充电场可能会损坏信用卡103A的NFC电路装置。因此，当信用卡103A被定位在智能电话103B的保护壳702中并且智能电话103B被定位在充电湾138上时，完全供电的充电场可能会损坏信用卡103A的NFC电路装置。
当智能电话103B被定位在充电湾138上时，NFC读取器102输出询问信号并且监听关于各种NFC协议的响应。以这种方式，NFC读取器102建立与智能电话103B和信用卡103A两者的通信。
图7图示了有源NFC设备是智能电话并且无源NFC设备是支持NFC的信用卡的实施例。然而，可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其他类型的有源NFC设备和无源NFC设备。
在一个实施例中，设备包括无线充电天线和近场通信天线，该近场通信天线包括天线环路。天线环路具有沿着第一方向的第一尺寸、沿着与第一方向垂直的第二方向的第二尺寸以及沿着第二方向的第三尺寸，其中第三尺寸小于第二尺寸。天线环路在第二尺寸处被定位在无线充电天线上方。
在一个实施例中，设备包括无线充电天线和近场通信天线，近场通信天线包括具有腰部的天线环路。天线环路在腰部处与无线充电天线重叠。
在一个实施例中，近场通信读取器包括电路板、电路板上的无线充电天线、以及在电路板上并且包括天线环路的近场通信天线。天线环路具有第一区段、与第一区段相对的第二区段、在第一区段与第二区段之间延伸并且包括朝向无线充电天线的中心的第一弯曲部的第三区段、以及与第三区段相对的第四区段，第四区段在第一区段与第二区段之间延伸并且包括朝向无线充电天线的中心的第二弯曲部。第一弯曲部和第二弯曲部与无线充电天线重叠。
在一个实施例中，方法包括：将无线充电天线安置在电路板上并且将近场通信天线安置在电路板上。近场通信天线除了在近场通信天线的腰部区域处之外，被横向地定位在无线充电天线的外部。
在一个实施例中，方法包括：将无线充电天线附接到电路板并且将近场通信天线附接到电路板，近场通信天线包括天线环路。天线环路包括沿着第一方向的第一尺寸、沿着与第一方向垂直的第二方向的第二尺寸、以及沿着第二方向的第三尺寸，其中第三尺寸小于第二尺寸。天线环路在第二尺寸处被定位在无线充电天线上方。
在一个实施例中，方法包括：经由近场通信读取器的无线充电天线对近场通信设备的电池进行充电，并且经由近场通信读取器的近场通信天线建立近场通信读取器与近场通信设备之间的近场通信。近场通信天线包括天线环路，该天线环路除了在天线环路的腰部区域处之外，横向地包围无线充电天线。
在一个实施例中，方法包括：经由近场通信读取器的无线充电天线对近场通信设备的电池进行充电，并且经由近场通信读取器的近场通信天线建立近场通信读取器与近场通信设备之间的近场通信。近场通信天线包括天线环路。天线环路包括沿着第一方向的第一尺寸、沿着与第一方向垂直的第二方向的第二尺寸、以及沿着第二方向的第三尺寸，其中第三尺寸小于第二尺寸。天线环路在第二尺寸处被定位在无线充电天线上方。
在一个实施例中，方法包括：经由近场通信读取器的无线充电天线对近场通信设备的电池进行充电，并且经由近场通信读取器的近场通信天线建立近场通信读取器与近场通信设备之间的近场通信。包括天线环路的近场通信天线具有第一区段、与第一区段相对的第二区段、在第一区段与第二区段之间延伸并且包括朝向无线充电天线的中心的第一弯曲部的第三区段、以及与第三区段相对的第四区段，第四区段在第一区段与第二区段之间延伸并且包括朝向无线充电天线的中心的第二弯曲部。第一弯曲部和第二弯曲部与无线充电天线重叠。
上述各种实施例可以被组合以提供进一步的实施例。可以根据上述详细描述对实施例进行这些和其它改变。一般而言，在所附的权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限于在说明书和权利要求中所公开的具体实施例，而应被解释为包括所有可能的实施例以及这样的权利要求所享有的全部等同物的范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (38)

1.一种设备，包括：
无线充电天线；以及
近场通信天线，包括天线环路，所述天线环路具有：
沿着第一方向的第一尺寸；
沿着第二方向的第二尺寸，所述第二方向与所述第一方向垂直；以及
沿着所述第二方向的第三尺寸，其中所述第三尺寸小于所述第二尺寸，其中所述天线环路在所述第三尺寸处被定位在所述无线充电天线上方。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括控制电路装置，所述控制电路装置被配置为控制所述无线充电天线和所述近场通信天线的操作。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制电路装置被配置为利用Qi协议来操作所述无线充电天线。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二尺寸比所述第三尺寸大至少1cm。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第三尺寸在3cm与6cm之间。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第二尺寸在5cm与8cm之间。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一尺寸在7cm与16cm之间。
8.根据权利要求4所述的设备，其中所述近场通信天线在与所述第二尺寸相对应的位置处未被定位在所述无线充电天线上方。
9.一种设备，包括：
无线充电天线；以及
近场通信天线，包括具有腰部的天线环路，其中所述天线环路在所述腰部处与所述无线充电天线重叠。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述天线环路在所述腰部的外部不与所述无线充电天线重叠。
11.根据权利要求9所述的设备，进一步包括电路板，其中所述无线充电天线和所述近场通信天线被定位在所述电路板上。
12.根据权利要求9所述的设备，进一步包括：
第一电路板部分；
第二电路板部分，在所述第一电路板部分上方，其中所述无线充电天线在所述第二电路板部分上并且所述近场通信天线在所述第一电路板部分上。
13.根据权利要求9所述的设备，进一步包括：
第一电路板部分；
第二电路板部分，在所述第一电路板部分下方，其中所述无线充电天线在所述第二电路板部分上并且所述近场通信天线在所述第一电路板部分上。
14.根据权利要求9所述的设备，其中所述天线环路包括：
第一区段；
第二区段，与所述第一区段相对；
第三区段，连接所述第一区段和所述第二区段；以及
第四区段，与所述第三区段相对并且连接所述第一区段和所述第二区段，其中所述腰部在所述第三区段和所述第四区段中。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一区段和所述第二区段不与所述无线充电天线重叠。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述第三区段和所述第四区段在所述腰部的外部在第一方向上间隔开第一距离，并且所述第三区段和所述第四区段在所述腰部处在所述第一方向上间隔开第二距离，所述第二距离小于所述第一距离。
17.根据权利要求15所述的设备，其中所述第一区段和所述第二区段在与所述第一方向垂直的第二方向上间隔开第三距离，其中所述第三距离大于所述第一距离。
18.一种近场通信读取器，包括：
电路板；
无线充电天线，在所述电路板上；以及
近场通信天线，在所述电路板上并且包括所述天线环路，所述天线环路具有：
第一区段；
第二区段，与所述第一区段相对；
第三区段，在所述第一区段与所述第二区段之间延伸并且包括朝向所述无线充电天线的中心的第一弯曲部；以及
第四区段，与所述第三区段相对，在所述第一区段与所述第二区段之间延伸，并且包括朝向所述无线充电天线的所述中心的第二弯曲部，其中所述第一弯曲部和所述第二弯曲部与所述无线充电天线重叠。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述无线充电天线被定位在所述第一区段与所述第二区段之间。
20.根据权利要求18所述的设备，其中所述第一区段和所述第二区段不与所述无线充电天线重叠。
21.根据权利要求20所述的设备，其中所述第三区段仅在所述第一弯曲部处与所述无线充电天线重叠，其中所述第四区段仅在所述第二弯曲部处与所述无线充电天线重叠。
22.根据权利要求18所述的设备，其中所述第一弯曲部和所述第二弯曲部限定所述天线环路中的腰部。
23.一种方法，包括：
在电路板上安置无线充电天线；以及
在所述电路板上安置近场通信天线，其中所述近场通信天线的环路除了在所述天线环路的腰部区域处之外，被横向地定位在所述无线充电天线的外部。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述天线环路的所述腰部区域被定位在所述无线充电天线上方。
25.根据权利要求23所述的方法，进一步包括：
经由所述近场通信天线建立与近场通信设备的近场通信；以及
经由所述无线充电天线对所述近场通信设备的电池进行充电。
26.一种方法，包括：
将无线充电天线附接到电路板；以及
将近场通信天线附接到所述电路板，所述近场通信天线包括天线环路，其中所述天线环路包括：
沿着第一方向的第一尺寸；
沿着第二方向的第二尺寸，所述第二方向与所述第一方向垂直；以及
沿着所述第二方向的第三尺寸，其中所述第三尺寸小于所述第二尺寸，其中所述天线环路在所述第二尺寸处被定位在所述无线充电天线上方。
27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括：将所述电路板安装在近场通信读取器中。
28.根据权利要求26所述的方法，进一步包括：
经由所述近场通信天线建立所述近场通信读取器与近场通信设备之间的近场通信；以及
经由所述无线充电天线对所述近场通信设备的电池进行充电。
29.一种方法，包括：
经由近场通信读取器的无线充电天线对近场通信设备的电池进行充电；以及
经由所述近场通信读取器的近场通信天线建立所述近场通信读取器与所述近场通信设备之间的近场通信，所述近场通信天线包括天线环路，所述天线环路除了在所述天线环路的腰部区域处之外，横向地包围无线充电天线。
30.根据权利要求29所述的方法，其中建立近场通信包括输出载波信号。
31.根据权利要求29所述的方法，进一步包括：利用所述载波信号来输出询问信号。
32.一种方法，包括：
经由近场通信读取器的无线充电天线对近场通信设备的电池进行充电；以及
经由所述近场通信读取器的近场通信天线建立所述近场通信读取器与所述近场通信设备之间的近场通信，所述近场通信天线包括天线环路，所述天线环路具有：
沿着第一方向的第一尺寸；
沿着第二方向的第二尺寸，所述第二方向与所述第一方向垂直；以及
沿着所述第二方向的第三尺寸，其中所述第三尺寸小于所述第二尺寸，其中所述天线环路在所述第二尺寸处被定位在所述无线充电天线上方。
33.根据权利要求32所述的方法，其中建立近场通信包括输出载波信号。
34.根据权利要求33所述的方法，进一步包括：利用所述载波信号来输出询问信号。
35.一种方法，包括：
经由近场通信读取器的无线充电天线对近场通信设备的电池进行充电；以及
经由所述近场通信读取器的近场通信天线建立所述近场通信读取器与所述近场通信设备之间的近场通信，所述近场通信天线包括天线环路，所述天线环路具有：
第一区段；
第二区段，与所述第一区段相对；
第三区段，在所述第一区段与所述第二区段之间延伸并且包括朝向所述无线充电天线的中心的第一弯曲部；
第四区段，与所述第三区段相对，在所述第一区段与所述第二区段之间延伸，并且包括朝向所述无线充电天线的中心的第二弯曲部，其中所述第一弯曲部和所述第二弯曲部与所述无线充电天线重叠。
36.根据权利要求35所述的方法，其中建立近场通信包括输出载波信号。
37.根据权利要求36所述的方法，进一步包括：利用所述载波信号来输出询问信号。
38.根据权利要求36所述的近场通信读取器，其中所述无线充电场具有在50KHz与400kHz之间的频率，其中所述射频收发器在5MHz与25MHz之间通信。
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