CN201898506U

CN201898506U - 一种带nfc功能的手机及其nfc天线

Info

Publication number: CN201898506U
Application number: CN2010206018523U
Authority: CN
Inventors: 周志刚; 方春冬; 张伟
Original assignee: Yulong Computer Telecommunication Scientific Shenzhen Co Ltd; Dongguan Yulong Telecommunication Technology Co Ltd
Current assignee: Yulong Computer Telecommunication Scientific Shenzhen Co Ltd; Dongguan Yulong Telecommunication Technology Co Ltd
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2020-11-11

Abstract

本实用新型涉及一种带NFC功能的手机及其NFC天线，在该NFC天线中，射频单元的第一发射端连接第四可控开关的第一动触头，第四可控开关的静触头连接天线线圈的第一端，第二发射端连接第一可控开关的静触头，第一可控开关的第一动触头连接第二可控开关的第一动触头，第一可控开关的第二动触头连接第二可控开关的第二动触头，第二可控开关的静触头连接天线线圈的第二端，射频单元的接地端连接第三可控开关的静触头，第三可控开关的第一动触头连接天线线圈的中点，第三可控开关的第二动触头连接第四可控开关的第二动触头。实施本实用新型的技术方案，使得同一个带NFC功能的手机的卡模拟功能和读写器功能的性能同时最优化，以提升用户体验。

Description

一种带NFC功能的手机及其NFC天线

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，更具体地说，涉及一种带NFC功能的手机及其NFC天线。

背景技术

目前，随着银行网络服务系统的推广，银行卡在消费结算中已得到了越来越广泛的应用，消费者只需使用银行卡就能在安装有银行终端的商场进行购物结算，为用户消费结算提供了极大的方便。然而，使用这种银行卡支付方式存在着很大的安全隐患，消费者在结算过程中，有可能出现银行卡号和密码被盗的现象。

随着电子与通讯技术的快速发展，利用手机进行电子支付已成为可能。这种可电子支付的手机带有NFC(Near Field Communication，近距离无线通讯)天线。目前，带NFC功能的手机中的NFC天线的天线设计有以下两种方式：一种是单端连接，一种是差分连接。图1和图2分别是天线单端连接和天线差分连接时的NFC天线的电路图，在图1和图2中，NFC天线包括射频单元、接收单元、滤波单元、匹配网络单元和天线线圈。在现有的这两种天线设计方案中，通常一个手机只用一种天线连接方式，但是在调试的过程中发现：当NFC天线用作卡模拟功能时，天线单端连接的性能比较好；当NFC天线用作读写器功能时，天线差分连接的性能比较好。因此，如何才能使得同一个带NFC功能的手机的卡模拟功能和读写器功能的性能同时最优化，以提升用户体验，成为一个迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述一个带NFC功能的手机只有一种天线连接方式的缺陷，提供一种有两种天线连接方式的带NFC功能的手机的NFC天线，能使其卡模拟功能和读写器功能的性能同时最优化。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带NFC功能的手机的NFC天线，包括射频单元、接收单元、滤波单元、匹配网络单元、天线线圈，所述NFC天线还包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关及用于根据用户输入的工作状态信号控制第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关的开关状态的控制器，所述工作状态包括读写器状态、卡模拟状态，其中，

所述滤波单元包括第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元，所述匹配网络单元包括第一匹配网络子单元、第二匹配网络子单元、第三匹配网络子单元；

射频单元的第一发射端依次通过第一滤波子单元、第一匹配网络子单元连接第四可控开关的第一动触头，第四可控开关的静触头连接天线线圈的第一端，射频单元的第二发射端连接第一可控开关的静触头，第一可控开关的第一动触头依次通过第二滤波子单元、第二网络匹配子单元连接第二可控开关的第一动触头，第一可控开关的第二动触头依次通过第三滤波子单元、第三网络匹配子单元连接第二可控开关的第二动触头，第二可控开关的静触头连接天线线圈的第二端，射频单元的接地端连接第三可控开关的静触头，第三可控开关的第一动触头连接天线线圈的中点，第三可控开关的第二动触头连接第四可控开关的第二动触头，射频单元的接收端通过接收单元连接第四可控开关的第一动触头。

在本实用新型所述的带NFC功能的手机的NFC天线中，第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元分别为EMI滤波器。

在本实用新型所述的带NFC功能的手机的NFC天线中，第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元分别为RC滤波器。

在本实用新型所述的带NFC功能的手机的NFC天线中，所述第一网络匹配单元包括电容C11、电容C21、可调电阻RP01，所述第二网络匹配单元包括电容C12、电容C22、可调电阻RP02，其中，电容C11的第一端连接第一滤波子单元，电容C11的第二端分别连接电容C21的第一端、可调电阻RP01的第一端和第四可控开关的第一动触头，电容C21的第二端和可调电阻RP01的第二端分别连接射频单元的接地端；电容C12的第一端连接第二滤波子单元，电容C12的第二端分别连接电容C22的第一端、可调电阻RP02的第一端和第二可控开关的第一动触头，电容C22的第二端和可调电阻RP02的第二端分别连接射频单元的接地端。

在本实用新型所述的带NFC功能的手机的NFC天线中，所述第三网络匹配单元包括电容C4、电容C5、可调电阻RP1，其中，电容C4的第一端连接第三滤波子单元，电容C4的第二端分别连接电容C5的第一端、可调电阻RP1的第一端和第二可控开关的第二动触头，电容C5的第二端和可调电阻RP1的第二端分别连接射频单元的接地端。

在本实用新型所述的带NFC功能的手机的NFC天线中，所述接收单元包括电阻R和电容C，其中，射频单元的接收端依次通过串联的电阻R和电容C连接第四可控开关的第一动触头。

本发明还构造一种带NFC功能的手机，包括NFC天线，所述NFC天线包括射频单元、接收单元、滤波单元、匹配网络单元、天线线圈，所述NFC天线还包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关及用于根据用户输入的工作状态信号控制第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关的开关状态的控制器，所述工作状态包括读写器状态、卡模拟状态，其中，

在本实用新型所述的带NFC功能的手机中，第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元分别为EMI滤波器。

在本实用新型所述的带NFC功能的手机中，第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元分别为RC滤波器。

在本实用新型所述的带NFC功能的手机中，所述第一网络匹配单元包括电容C11、电容C21、可调电阻RP01，所述第二网络匹配单元包括电容C12、电容C22、可调电阻RP02，其中，电容C11的第一端连接第一滤波子单元，电容C11的第二端分别连接电容C21的第一端、可调电阻RP01的第一端和第四可控开关的第一动触头，电容C21的第二端和可调电阻RP01的第二端分别连接射频单元的接地端；电容C12的第一端连接第二滤波子单元，电容C12的第二端分别连接电容C22的第一端、可调电阻RP02的第一端和第二可控开关的第一动触头，电容C22的第二端和可调电阻RP02的第二端分别连接射频单元的接地端。

实施本实用新型的技术方案，使得该带NFC功能的手机的NFC天线在用作读写器功能时，可自动选择天线的差分连接方式，在用作卡模拟功能时，可自动选择天线的单端连接方式，从而使得同一个带NFC功能的手机的卡模拟功能和读写器功能的性能同时最优化，提升了用户体验。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有技术的一种带NFC功能的手机的NFC天线的电路图；

图2是现有技术的另一种带NFC功能的手机的NFC天线的电路图；

图3是本实用新型带NFC功能的手机的NFC天线实施例一的电路图；

图4A是图3在天线差分连接状态时的电路图；

图4B是图3在天线单端连接状态时的电路图。

具体实施方式

如图3所示，在本实用新型带NFC功能的手机的NFC天线实施例一的电路图中，该NFC天线包括射频单元100、接收单元200、滤波单元、匹配网络单元、天线线圈500、控制器600、第一可控开关SW1、第二可控开关SW2、第三可控开关SW3和第四可控开关SW4，其中，控制器600用于根据用户输入的工作状态信号控制第一可控开关SW1、第二可控开关SW2、第三可控开关SW3、第四可控开关SW4的开关状态，该工作状态包括读写器状态、卡模拟状态；滤波单元包括第一滤波子单元310、第二滤波子单元320和第三滤波子单元330；匹配网络单元包括第一匹配网络子单元410、第二匹配网络子单元420和第三匹配网络子单元430。在该NFC天线中，射频单元100的第一发射端ANT1依次通过第一滤波子单元310、第一匹配网络子单元410连接第四可控开关SW4的第一动触头4a，第四可控开关SW4的静触头连接天线线圈500的第一端，射频单元100的第二发射端ANT2连接第一可控开关SW1的静触头，第一可控开关SW1的第一动触头1a依次通过第二滤波子单元320、第二网络匹配子单元420连接第二可控开关SW2的第一动触头2a，第一可控开关SW1的第二动触头1b依次通过第三滤波子单元330、第三网络匹配子单元430连接第二可控开关SW2的第二动触头2b，第二可控开关SW2的静触头连接天线线圈500的第二端，射频单元100的接地端GND连接第三可控开关SW3的静触头，第三可控开关SW3的第一动触头3a连接天线线圈500的中点，第三可控开关SW3的第二动触头3b连接第四可控开关SW4的第二动触头4b，控制器600的输出端GPIO根据用户输入的工作状态信号输出控制信号，该控制信号分别控制第一可控开关SW1、第二可控开关SW2、第三可控开关SW3、第四可控开关SW4的静触头与对应的第一动触头连接或与对应的第二动触头连接，射频单元100的接收端REC通过接收单元100连接第四可控开关SW4的第一动触头4a。

另外，在该实施例中，第一滤波子单元310、第二滤波子单元320、第三滤波子单元330分别是EMI滤波器，具体为：在第一滤波子单元310中，电感L01的第一端连接射频单元100的第一发射端ANT1，其第二端连接第一匹配网络子单元410，电容C01连接在电感L01的第二端和射频单元100的接地端GND之间。同样地，在第二滤波子单元320中，电感L02的第一端连接第一可控开关SW1的第一动触头1a，其第二端连接第二匹配网络子单元420，电容C02连接在电感L02的第二端和射频单元100的接地端GND之间。在第三滤波子单元330中，电感L1的第一端连接第一可控开关SW1的第二动触头1b，其第二端连接第三匹配网络子单元430，电容C3连接在电感L1的第二端和射频单元100的接地端GND之间。应当说明的是，以上只是本申请的一个实施例，并不限定第一滤波子单元310、第二滤波子单元320、第三滤波子单元330为EMI滤波器，在另一个实施例中，第一滤波子单元310、第二滤波子单元320、第三滤波子单元330也可为RC滤波器，只需将上述实施例中的电感替换为相应的电阻即可。

另外，在该实施例中，第一匹配网络子单元410包括电容C11、电容C21和可调电阻RP01，其中，电容C11的第一端连接电感L01的第二端，电容C11的第二端分别连接电容C21的第一端、可调电阻RP01的第一端及第四可控开关SW4的第一动触头4a，电容C21的第二端和可调电阻RP01的第二端分别接射频单元100的接地端GND。同样地，第二匹配网络子单元420包括电容C12、电容C22和可调电阻RP02，其中，电容C12的第一端连接电感L02的第二端，电容C12的第二端分别连接电容C22的第一端、可调电阻RP02的第一端及第二可控开关SW2第一动触头2a，电容C22的第二端和可调电阻RP02的第二端分别接射频单元100的接地端GND。第三匹配网络子单元430包括电容C4、电容C5和可调电阻RP1，其中，电容C4的第一端连接电感L1的第二端，电容C4的第二端分别连接电容C5的第一端、可调电阻RP1的第一端及第二可控开关SW2的第二动触头2b，电容C5的第二端和可调电阻RP1的第二端分别接射频单元100的接地端GND。

图4A和图4B分别是图3在天线差分连接状态时和天线单端连接状态时的电路图，下面结合图4A和图4B说明该带NFC功能的手机的NFC天线的工作原理：若控制器600接收到用户输入的读写器工作状态信号，控制器600通过其输出端GPIO输出第一控制信号，该第一控制信号使第一可控开关SW1、第二可控开关SW2、第三可控开关SW3、第四可控开关SW4的静触头分别连接其对应的第一动触头，如图4A所示，第一可控开关SW1的静触头连接其第一动触头1a，第二可控开关SW2的静触头连接其第一动触头2a，第三可控开关SW3的静触头连接其第一动触头3a，第四可控开关SW4的静触头连接其第一动触头4a，此时，该NFC天线的电路结构等同于图2所示的电路结构，即该NFC天线的天线为差分连接，使该NFC天线用作读写器功能时，天线的性能较好。同样地，若控制器600接收到用户输入的卡模拟的工作状态信号，控制器600通过其输出端GPIO输出第二控制信号，该第二控制信号使第一可控开关SW1、第二可控开关SW2、第三可控开关SW3、第四可控开关SW4的静触头分别连接其对应的第二动触头，如图4B所示，第一可控开关SW1的静触头连接其第二动触头1b，第二可控开关SW2的静触头连接其第二动触头2b，第三可控开关SW3的静触头连接其第二动触头3b，第四可控开关SW4的静触头连接其第二动触头4b，此时，该NFC天线的电路结构等同于图1所示的电路结构，即该NFC天线的天线为单端连接，使该NFC天线用作卡模拟功能时，天线的性能较好。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1.一种带NFC功能的手机的NFC天线，包括射频单元、接收单元、滤波单元、匹配网络单元、天线线圈，其特征在于，所述NFC天线还包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关及用于根据用户输入的工作状态信号控制第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关的开关状态的控制器，所述工作状态包括读写器状态、卡模拟状态，其中，

2.根据权利要求1所述的带NFC功能的手机的NFC天线，其特征在于，第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元分别为EMI滤波器。

3.根据权利要求1所述的带NFC功能的手机的NFC天线，其特征在于，第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元分别为RC滤波器。

4.根据权利要求1所述的带NFC功能的手机的NFC天线，其特征在于，所述第一网络匹配单元包括电容C11、电容C21、可调电阻RP01，所述第二网络匹配单元包括电容C12、电容C22、可调电阻RP02，其中，电容C11的第一端连接第一滤波子单元，电容C11的第二端分别连接电容C21的第一端、可调电阻RP01的第一端和第四可控开关的第一动触头，电容C21的第二端和可调电阻RP01的第二端分别连接射频单元的接地端；电容C12的第一端连接第二滤波子单元，电容C12的第二端分别连接电容C22的第一端、可调电阻RP02的第一端和第二可控开关的第一动触头，电容C22的第二端和可调电阻RP02的第二端分别连接射频单元的接地端。

5.根据权利要求1所述的带NFC功能的手机的NFC天线，其特征在于，所述第三网络匹配单元包括电容C4、电容C5、可调电阻RP1，其中，电容C4的第一端连接第三滤波子单元，电容C4的第二端分别连接电容C5的第一端、可调电阻RP1的第一端和第二可控开关的第二动触头，电容C5的第二端和可调电阻RP1的第二端分别连接射频单元的接地端。

6.根据权利要求1所述的带NFC功能的手机的NFC天线，其特征在于，所述接收单元包括电阻R和电容C，其中，射频单元的接收端依次通过串联的电阻R和电容C连接第四可控开关的第一动触头。

7.一种带NFC功能的手机，包括NFC天线，所述NFC天线包括射频单元、接收单元、滤波单元、匹配网络单元、天线线圈，其特征在于，所述NFC天线还包括第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关及用于根据用户输入的工作状态信号控制第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关的开关状态的控制器，所述工作状态包括读写器状态、卡模拟状态，其中，

8.根据权利要求7所述的带NFC功能的手机，其特征在于，第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元分别为EMI滤波器。

9.根据权利要求7所述的带NFC功能的手机，其特征在于，第一滤波子单元、第二滤波子单元、第三滤波子单元分别为RC滤波器。

10.根据权利要求7所述的带NFC功能的手机，其特征在于，所述第一网络匹配单元包括电容C11、电容C21、可调电阻RP01，所述第二网络匹配单元包括电容C12、电容C22、可调电阻RP02，其中，电容C11的第一端连接第一滤波子单元，电容C11的第二端分别连接电容C21的第一端、可调电阻RP01的第一端和第四可控开关的第一动触头，电容C21的第二端和可调电阻RP01的第二端分别连接射频单元的接地端；电容C12的第一端连接第二滤波子单元，电容C12的第二端分别连接电容C22的第一端、可调电阻RP02的第一端和第二可控开关的第一动触头，电容C22的第二端和可调电阻RP02的第二端分别连接射频单元的接地端。