JP2015084510A - 近距離無線通信システム及び自動で最適化する近距離無線通信結合方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来技術の欠点を改善する近距離無線通信システム及び自動で最適化する近距離無線通信結合方法を提供する。【解決手段】近距離無線通信システム100は、複数のコイル10、マルチプレクサ20及び少なくとも1つの適応性ネットワーク30を備える。コイル10は、ポータブル機器50のアンテナ51と結合され、互いに隣接した2つのコイル10の一部が重なる。マルチプレクサ20は、コイル10と電気的に接続されるとともに、複数のコイル10のうちの少なくとも1つのコイル10を選択してイネーブルし、アンテナ51と通信し、マルチプレクサ20によりイネーブルされたコイル10とアンテナ51との間の結合効果を最適化し、イネーブルされたコイル10と組み合わせて有効アンテナ11を構築する。適応性ネットワーク30は、マルチプレクサ20と電気的に接続されて有効アンテナ11の入力及び出力を調整する。【選択図】図4
Description
本発明は、近距離無線通信(Near Field Communication:NFC)システムに関し、特に、データ通信が安定した近距離無線通信システムに関する。
近距離無線通信システム(Near Field Communication:NFC)は、無線かつ非接触式の通信技術であり、それは様々な電子機器及び装置(例えば、スマートカード、スマートフォン、タブレット型パソコンなど)に広く応用される。近距離無線通信システムとは、非常に短い距離で磁気誘起によりデータを1つのアンテナからもう1つのアンテナへ伝送させるが、この距離は通常数インチを超えない。より詳細には、イニシエータデバイスは、アンテナを用いて電磁場(Electro−Magnetic(EM) field)を発生させ、電磁場が発生する「近距離」領域にターゲットデバイスが位置するとき、ターゲットデバイスのアンテナ(例えば、コイル)とイニシエータデバイスのアンテナとが結合され、データ伝送を行う。そのため、イニシエータデバイスとターゲットデバイスとを近づけ、近距離無線通信によりデータの伝送を便利に行うことができる。今日、近距離無線通信アンテナが装備されて近距離無線通信機能を備えた電子機器が次第に増えてきている。例えば、ユーザは、近距離無線通信アンテナを備えたスマートフォンをターゲットデバイス上へ載置するか、あるいはターゲットデバイスに近づけると、ターゲットデバイスの情報が近距離通信を介して伝送され、スマートフォンのスクリーン上に表示される。
近距離無線通信システムでは、イニシエータ近距離無線通信装置内のアンテナをターゲット近距離無線通信装置のアンテナへ真向きにしなければ、電磁界結合を適宜確保し、2つの装置間で行うデータ伝送を安定させることができなかった。しかし、各製造メーカは、近距離無線装置中に設置する近距離無線アンテナの位置は標準化されておらずそれぞれ異なることが一般的である。そのため、近距離無線通信装置へランダムに設置してもデータを安定的に伝送する技術が求められていた。
従来の解決方式では、大面積のアンテナを使用することによりターゲット近距離無線通信装置をカバーし、イニシエータ近距離無線通信装置との結合を適宜保持する方式が採用されていた。しかし、2つの近距離無線通信アンテナのサイズの差異が大きすぎて、結合効率を低下させるため、このような解決方式は理想的でなかった。従来のもう一つの解決方式では、マルチコイルアンテナにより前述の大面積アンテナを代替する方式が採用されていた。図1に示すように、複数のコイル310は、互いに一部が重なるように設置されて1つのマルチコイルアンテナが形成される。各コイル310は、マルチプレクサ320に接続される。マルチプレクサ320は、複数のコイル310のうち最も優れた結合効率を有するコイルを選択してイネーブルを行う。図1に示すように、中央部のコイルは、イニシエータ近距離無線通信機器330のアンテナ331と最も好ましい結合効率を有するため、マルチプレクサ320によりイネーブルされてイニシエータ近距離無線通信機器330と結合される。イネーブルのアンテナは、図1の太点線により表示されている。しかし、このような解決方式には依然として欠点があった。即ち、イニシエータ近距離無線通信機器330のアンテナ331が複数のコイル310のうちの1つ以上のコイル間に設置されるが、マルチプレクサ320は、依然としてそのうちの1つのコイルだけをイネーブルし、イニシエータ近距離無線通信機器330と通信を行うため、イニシエータ近距離無線通信機器330のアンテナ331は、イネーブルされたコイルからパワーを完全に受けることはできない。つまり、イネーブルコイルとイニシエータ近距離無線通信機器330のアンテナ331との結合効果が低く、通信品質を安定させるには充分でなかった。また、イネーブルされたコイルが発生させた電磁力と、周辺のその他の金属製品又はイネーブルされていないコイルにより結合効果に干渉が発生し、このような結合効果の干渉は、イニシエータ近距離無線通信機器330のアンテナ331と複数のコイル310中のイネーブルコイルとの結合効果を低下させてしまう虞があった。
そのため、2つの近距離無線通信アンテナ間のデータ伝送を安定させ、データ伝送の品質がアンテナとの相対位置の要素による干渉を受けなくさせるような、改善が求められていた。
そのため、本発明の目的は、従来技術の問題点を改善する近距離無線通信システム及び自動で最適化する近距離無線通信結合方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態によれば、複数のコイル、マルチプレクサ及び少なくとも1つの適応性ネットワークを備えた近距離無線通信システムであって、前記コイルは、ポータブル機器のアンテナと結合され、互いに隣接した2つの前記コイルの一部が重なり、前記マルチプレクサは、前記コイルと電気的に接続されるとともに、前記複数のコイルのうちの少なくとも1つのコイルを選択してイネーブルし、前記アンテナと通信し、前記マルチプレクサによりイネーブルされたコイルと前記アンテナとの間の結合効果を最適化し、前記イネーブルされたコイルと組み合わせて有効アンテナを構築し、前記適応性ネットワークは、前記マルチプレクサと電気的に接続されて前記有効アンテナの入力及び出力を調整することを特徴とする近距離無線通信システムが提供される。
前記有効アンテナの寸法は、前記ポータブル機器の前記アンテナに等しいか略等しいことが好ましい。
前記最適な結合効果は、前記コイルと前記ポータブル機器の前記アンテナとの結合により誘起されたRF場の強度に基づいて評価されることが好ましい。
前記最適な結合効果は、前記コイルを介して前記ポータブル機器の前記アンテナに対してパケット情報を伝送して通信チャネルを測定し、受信した前記パケット情報の応答の正確度を検出して評価することが好ましい。
前記マルチプレクサは、2つ以上で互いに平行に配置されるが互いに重なっていない前記コイルをイネーブルすることが好ましい。
前記マルチプレクサは、前記適応性ネットワークと前記コイルとの間に電気的に接続されることが好ましい。
前記適応性ネットワークは、前記マルチプレクサと前記コイルとの間にそれぞれ電気的に接続されることが好ましい。
前記コイルに全領域を覆われ、前記ポータブル機器を載置する平面を備えることが好ましい。
前記ポータブル機器の前記アンテナと結合して前記ポータブル機器に対して無線充電を行う少なくとも1つの充電コイルを有する無線充電ユニットをさらに備えることが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の第2の形態によれば、ポータブル機器のアンテナと、複数のコイルを有する設備とに適用し、互いに隣接した2つのコイルの一部が重なる、自動で最適化する近距離無線通信結合方法であって、コイル構成を決定し、前記コイルと前記ポータブル機器の前記アンテナとの結合を最適化するステップと、前記コイル構成に基づき、マルチプレクサにより少なくとも1つのコイルをイネーブルして有効アンテナを構成するステップと、適応性ネットワークにより前記有効アンテナの入力又は出力を調整するステップと、を含むことを特徴とする自動で最適化する近距離無線通信結合方法が提供される。
前記最適な結合効果は、前記コイルと前記ポータブル機器の前記アンテナとの結合により誘起されたRF場の強度を測定するステップと、最強のRF場の強度に基づいて前記コイル構成を決定するステップと、により決定されることが好ましい。
前記最適な結合効果は、前記コイルを介してパケット情報を前記ポータブル機器の前記アンテナへ伝送するステップと、前記ポータブル機器の前記アンテナから発信された前記パケット情報の応答を受信するステップと、受信した前記応答の正確度を検知するステップと、前記正確度が最高である組み合わせにより前記コイル構成を決定するステップと、により決定されることが好ましい。
前記マルチプレクサは、2つ以上で互いに平行に配置されるが互いに重なっていないコイルをイネーブルすることが好ましい。
前記マルチプレクサは、前記適応性ネットワークと前記コイルとの間に電気的に接続されることが好ましい。
前記適応性ネットワークは、前記マルチプレクサと前記コイルとの間に電気的に接続されることが好ましい。
前記有効アンテナの寸法は、前記ポータブル機器の前記アンテナに等しいか略等しいことが好ましい。
本発明の近距離無線通信システム及び自動で最適化する近距離無線通信結合方法は、コイルでカバーされる位置へポータブル機器を設置し、かつ、少なくとも1つのコイルをマルチプレクサにより選択的にイネーブルして有効アンテナを形成し、適応性ネットワークによりその入力及び出力を調整し、有効アンテナとポータブル機器のアンテナとの間で行う通信を向上させる。また、アンテナと最適な結合効果を有するコイルをマルチプレクサによりイネーブルする。2つのアンテナの寸法が略同じときに結合効果が最適となるため、理論上、イネーブルされたコイル(有効アンテナ)は、ポータブル機器のアンテナと略等しい寸法を有する。即ち、マルチプレクサが選択したコイルの位置は、ポータブル機器のアンテナに対応し、かつ、有効アンテナの寸法がポータブル機器のアンテナと同じか略同じであり、適応性ネットワークは、相違するアンテナの配置及びその他の金属製品が発生させる干渉性結合効果を補償することができる。そのため、本発明の近距離無線通信システム及び自動で最適化する近距離無線通信結合方法は、ポータブル機器のアンテナが如何なる位置にある場合でも、有効アンテナの結合効果を安定させることができる。
以下、本発明の実施例について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
図2及び図3を参照する。図2は、本発明の一実施形態に係る近距離無線通信システム100を示す斜視図である。図3は、図2の近距離無線通信システム100を示すブロック図である。図2及び図3に示すように、本発明の一実施形態に係る近距離無線通信システムの近距離無線通信システム100は、通信機器110及びポータブル機器50を含む。通信機器110は、複数のコイル10、マルチプレクサ20、プロセッサ40及び少なくとも1つの適応性ネットワーク(adaptation network)30を含む。
本実施形態のポータブル機器50は、通信機器110の複数のコイル10のうちの少なくとも1つのコイル10と結合するために用いるアンテナ51を有し、これらの間で行う近距離無線通信を介してデータの送受信を行う。このデータは、電子マネー(e−cash)取引情報、製品コンテンツに対する質問信号、MP3音声ストリーム又はその他の種類のデータであってもよい。通信機器110は、データを搬送波と混ぜてRF信号を合成するために用いるか、受信したRF信号を濾過してデータに還元するRFモジュール(図示せず)をさらに含んでいる。データはプロセッサ40により提供されたものであり、RFモジュールは、プロセッサ40の後ろに取り付けられるか、もう一つのデータ源の後ろに取り付けられるが(例えば、通信機器110中に含まれる記憶ユニット)、これらだけに限定されるわけではない。RFモジュールは、ミキサー、フィルター、増幅器などを含み、RFモジュールの構造及び構成については、当業者であれば分かるため、ここでは詳しく述べない。
本実施形態の通信機器110は、ポータブル機器50を載置する通信平面80をさらに含み、これら複数のコイル10により形成された面積は、通信平面80の全領域を覆うことができる。本実施形態の複数のコイル10のうちの互いに隣接するコイル10は互いに一部が重なっている。本実施形態のコイル10の幾何学的配置(例えば、図形、数、形状など)は、説明及び解釈のみに用いられ、本発明の特許請求の範囲を何ら制限するものではない。例えば、他の実施形態では、複数のコイル10を他の方向へ配列させてもよい。
本発明の応用方式が提供する近距離無線通信システム100は、通信機器110とポータブル機器50との結合効果を自動的に最適化することができる。ここで「結合を自動的に最適化する」とは、近距離無線通信システム100が自ら適応する能力を有し、異なる条件下でも最適な伝送効率を得ることができるという意味である。上述の条件とは、例えば、ポータブル機器50中のアンテナ51の設置位置、アンテナ51の寸法及び/又はアンテナ51とコイル10との結合効果などである。本実施形態のアンテナ51は、ポータブル機器50中の正確な位置がどこであろうと、ポータブル機器50は、特定位置を特に指定する必要はなく、通信平面80の何れかの箇所に設置してもよい。本実施形態の近距離無線通信システム100は、マルチプレクサ20及び適応性ネットワーク30の制御及び設計により、アンテナ51とコイル10との結合効果を自動的に高め、データ転送の安定性を高めることができる。
図4を参照する。図4は、本発明の近距離無線通信システムの通信機器110の第1の実施形態を示す模式図である。本実施形態の通信機器110は、マルチプレクサ20とプロセッサ40との間に電気的に接続された1つの適応性ネットワーク30を含む。以下、このような実施形態により本発明の近距離無線通信システム100の動作を説明する。
ポータブル機器50が通信機器110の通信平面80上に設置されると、ポータブル機器50中のアンテナ51と少なくとも1つのコイル10との間に電磁場52が形成される。電磁場52の強度/密度分布は、アンテナ51に応じて相違する。この概念下、少なくとも1つのコイル10が結合されて、有効アンテナ11が構成され、かつ、ポータブル機器50中のアンテナ51が同じ又は略同じ寸法を有する場合、好ましい結合効果を得ることができる。
本実施形態のマルチプレクサ20は、多数のパッセージを有してコイル10と電気的に接続される。これら複数のパッセージは、アクセス禁止及びアクセス可能の2種類の状態を含む。パッセージがアクセス禁止状態にあるとき、コイル10とアンテナ51との結合を遮断する。反対に、パッセージがアクセス可能状態にあるとき、コイル10とアンテナ51とを結合し、RFモジュールによりデータを変換した後にRF信号をコイル10へ通過させ、コイル10とポータブル機器50中のアンテナ51とにより構築された電磁場により伝送する。
前述のマルチプレクサ20のパッセージ状態は、プロセッサ40により制御され、プロセッサ40は、ポータブル機器50のアンテナ51との最適な結合効果を有するコイル構成を決定し、このコイル構成に基づいて対応した制御信号をマルチプレクサ20へ供給し、マルチプレクサ20によりコイル構成に対応したコイル10をイネーブルさせる。制御信号は、独立したワイヤを介し、プロセッサ40からマルチプレクサ20へ伝送されるか、マルチプレクサ20も多数本の制御線(I/O)又はI2C(Inter−Integrated Circuit)、SPI(Serial Peripheral Interface Bus)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)などの通信インタフェース規格によりプロセッサ40に接続されるが、これだけに限定されるわけではない。
本実施形態のプロセッサ40は、結合効果が最適なコイル構成を決定し、各コイル10とアンテナ51との間に生じる誘起が発生させるRF場の強さにより、結合効果が最適となるコイル10の組み合わせを決定し、上述したコイル構成を設定する。他の実施形態において、プロセッサ40は、各コイル10を介してパケット情報をアンテナ51へ伝送し、受信した応答が正確か否かにより、結合効果が最適となるコイル10の組合せを決定し、上述のコイル構成を設定する。より詳細には、各コイル10によりパケット情報を伝送して通信チャネル(communication channel)を測定し、ポータブル機器50のアンテナ51から送られてきた応答を受取り、受信した応答の正確度をプロセッサ40により評価し、最適な結合効果が得られるコイル構成を決定し、対応した制御信号を生成させる。上述した2種類の実施形態において、RF場の強度に基づいてコイル構成を決定する方法は、通信チャネルの測定方法より短い時間で行うことができるが、通信チャネルの測定方法は、最適な結合効果を有するコイル構成の正確度が高い。当業者であれば分かるように、その他の方式により結合効果を評価してもよく、本発明は上述した方法のみに限定されるわけではない。
図4の例に示すように、プロセッサ40は、アンテナ51との間で最適な結合効果を有するコイル10を検出した後、第4のコイルと第6のコイルとの結合により形成されるコイル構成が最も優れた送受信能力を有すると決定し、生成した制御信号をマルチプレクサ20へ供給し、第4のコイル及び第6のコイルをイネーブルし、第1のコイル、第2のコイル、第3のコイル、第5のコイル及び第7のコイルをディスエーブルする。そのため、第4のコイル及び第6のコイルは、有効アンテナ11を形成してアンテナ51と通信を行う。図4に示すように、第4のコイルと第6のコイルとは平行に設置され、互いに重ねられていない。図4に示すように、第5のコイル及び第6のコイルを選択して構成する有効アンテナ11も、アンテナ51の寸法と同じ又は略同じ有効アンテナ11を構成するが、有効アンテナ11の磁場は、2つのコイルを互いに重ねる状況下で互いに打ち消し合う状況が発生するため、有効アンテナ11は、互いに重なっていないコイルにより構成されることが好ましい。
また、有効アンテナ11は、周囲の金属製品による干渉を受ける。例えば、イネーブルされていないコイル10、又はその他ポータブル機器50の回路の干渉を受け、有効アンテナ11の通信周波数に周波数のずれが発生するため、結合効果が低下する。また、1つ以上のコイルにより有効アンテナ11を構成する場合、イネーブルされたコイルも互いに電磁場が発生し、有効アンテナ11と、ポータブル機器50のアンテナ51との間で行う通信が干渉される。本実施形態の通信機器110は、上述した各種干渉要因を減らす適応性ネットワーク30を含む。適応性ネットワーク30は、様々な回路で構成され、有効アンテナ11と通信機器110との間のインピーダンスを整合するが、適応性ネットワーク30は、コイル10の入力及び出力に基づいてコイル10の特性(例えば、給電、入力インピーダンス、出力インピーダンスなど)を調整するために用いる。適応性ネットワーク30の主な目的は、相違するコイル組成の配置を補償するために用い、イネーブルコイル10の互いの結合効果の相違を平衡化し、周囲のその他の金属製品に発生した干渉を補償する。そのため、有効アンテナ11は、適応性ネットワーク30によりその構成を動的に調整する。例えば、適応性ネットワーク30は、信号を調整することにより、有効アンテナ11の電流及び電圧の出力/入力を最適化するため、有効アンテナ11のインピーダンスを動的に制御することもできる。
図5を参照する。図5は、本発明の近距離無線通信システムの通信機器110の第2の実施形態を示す模式図である。
本発明の一実施形態に係る近距離無線通信システムの適応性ネットワーク30の数は必要に応じて変えることができる。図4の実施形態の通信機器110は、マルチプレクサ20と電気的に接続された1つの適応性ネットワーク30を含む。適応性ネットワーク30は、マルチプレクサ20によりイネーブルされた有効アンテナ11の調整を行う。言い換えると、適応性ネットワーク30は、マルチプレクサ20とプロセッサ40との間に接続される。図5の実施形態に示すように、通信機器110は、多数の適応性ネットワーク30を含む。各コイル10は適応性ネットワーク30とそれぞれ電気的に接続される。即ち、適応性ネットワーク30は、マルチプレクサ20と各コイル10との間に接続される。図5の設置方式によると、適応性ネットワーク30は、各コイル10に対して優れた調整能力を有する。
再び図3を参照する。通信機器110は、ポータブル機器50の充電に用いる無線充電ユニット60をさらに含み、少なくとも1つの無線充電コイル61をポータブル機器50のアンテナ51に結合して電磁力を送り、無線充電コイル61はコイル10と交差させられるか、あるいはコイル10下に設置される。本実施形態のポータブル機器50は、互いに分離された近距離無線通信コイル及び無線充電コイルを有する。その他の応用上、通信機器110は、モバイル通信モジュール70をさらに含んでもよい。モバイル通信モジュール70は、モバイル通信アンテナ71と、補償器及び/又は増幅器72と、補償器及び/又は増幅器72を介してモバイル通信アンテナ71と結合された遠方界アンテナ73と、を含む。モバイル通信アンテナ71は、GSM(Global System for Mobile Communications:登録商標)、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)、LTE(Long Term Evolution)又はGPS(Global Positioning System)などの周波数で動作する。モバイル通信アンテナ71は、コイル10の横、上端又は周囲に設置される。遠方界アンテナ73は、乗り物上に設置された自動車用アンテナ、又は建物の上に設置されたディッシュアンテナでもよいが、これらだけに限定されるわけではない。そのため、RF信号は、ポータブル機器50によりモバイル通信アンテナ71のアンテナ結合を介してその他のRF受信機へ送信され、モバイル通信アンテナ71と遠方界アンテナ73との間に設けた補償器及び/又は増幅器72により充分な電力を供給し、RF信号を大き目の範囲に至るまで送信する。
図6〜図8を参照する。図6は、本発明の近距離無線通信システムの操作方法200を示す流れ図である。図7は、本発明の最適な結合効果を有するコイル構成の方法を示す流れ図である。図8は、本発明の他の実施形態が最適な結合効果を有するコイル構成の方法を示す流れ図である。
図6に示すように、操作方法200では、ポータブル機器のアンテナと複数のコイルを含む通信機器との間の近距離無線通信の結合を自動的に最適化し、互いに隣接したコイル間が互いに部分的に重なる。まず、ステップ210において、ポータブル機器を通信機器に近づけると結合されて検出される。ステップ210の結合は、次のステップをトリガする。ステップ220において、プロセッサ40は、コイルとポータブル機器のアンテナとの間の結合効果が最適なコイル構成を決定する。ステップ230において、プロセッサ40は、コイル構成に基づいて制御信号を生成する。ステップ240において、制御信号を生成した後、この制御信号をマルチプレクサへ伝送し、コイル構成に基づいて少なくとも1つのコイルをイネーブルする。マルチプレクサによりイネーブルされたコイルにより有効アンテナを形成し、その寸法はポータブル機器のアンテナに等しいか略等しい。続いて、ステップ250において、少なくとも1つの適応性ネットワークは、有効アンテナの入力又は出力を調整する。そのため、通信機器は、ポータブル機器のアンテナと上述のステップにより通信を行う。
ステップ220において、本実施形態は、2種類の方式により、最適な結合効果を有するコイル構成を決定する。図7に示すように、最適な結合効果を有するコイル構成を決定するステップは、各コイルと、ポータブル機器のアンテナとの結合により誘起を発生させてRF場強度を測定し(ステップ221A)、最強のRF場の強度に基づいてコイル構成を決定する(ステップ222A)。
図8を参照する。図8に示すように、もう一つの方式には、各コイルを介してパケット情報をポータブル機器のアンテナへ伝送するステップ(ステップ221B)と、ポータブル機器のアンテナから発信された、パケット情報の応答を受取るステップ(ステップ222B)と、受け取った応答の正確度を検知するステップ(ステップ223B)と、正確度が最高な組み合わせに基づいてコイル構成を決定するステップ(ステップ224B)と、を含む。
上述したことから分かるように、本発明の近距離無線通信システム及び自動で最適化する近距離無線通信結合方法は、マルチプレクサにより少なくとも1つのコイルを選択して自動的にイネーブルし、ポータブル機器のアンテナに最適な結合効果を発生させ、また、適応性ネットワークは、有効アンテナの入力及び出力を調整して、有効アンテナとポータブル機器のアンテナとの間の連結を調整する。そのため、マルチプレクサ及び適応性ネットワークの配置を介し、ポータブル機器を通信機器の平面上の何れかの箇所へ設置しても、ポータブル機器内のアンテナの位置による影響を受けることがない。即ち、異なるポータブル機器に異なる寸法、異なる位置のアンテナを取り付けても、ポータブル機器との通信を安定させることができる。
本発明の方法は、例えば、自動車産業、消費者用電子製品、家庭用品などの様々な産業へ応用することができる。例えば、近距離無線通信システムを自動車へ取り付け、ポータブル機器を制限されたエリア(例えば、携帯電話のスロット)中へ設置し、ターゲット機器に対して近距離無線通信を行い、本発明の近距離無線通信システムを使用することにより、携帯電話が車体の移動に伴って位置が変化しても通信品質を安定させることができる。
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
10 コイル、11 有効アンテナ、20 マルチプレクサ、30 適応性ネットワーク、40 プロセッサ、50 ポータブル機器、51 アンテナ、52 電磁場、60 無線充電ユニット、61 無線充電コイル、70 モバイル通信モジュール、71 モバイル通信アンテナ、72 補償器及び/又は増幅器、73 遠方界アンテナ、80 通信平面、100 近距離無線通信システム、110 通信機器、200 操作方法、210〜230 ステップ、221A〜222A ステップ、221B〜224B ステップ、310 コイル、320 マルチプレクサ、330 イニシエータ近距離無線通信機器、331 アンテナ。
Claims (15)
- 複数のコイル、マルチプレクサ及び少なくとも1つの適応性ネットワークを備えた近距離無線通信システムであって、
前記コイルは、ポータブル機器のアンテナと結合され、互いに隣接した2つの前記コイルの一部が重なり、
前記マルチプレクサは、前記コイルと電気的に接続されるとともに、前記複数のコイルのうちの少なくとも1つのコイルを選択してイネーブルし、前記アンテナと通信し、前記マルチプレクサによりイネーブルされたコイルと前記アンテナとの間の結合効果を最適化し、前記イネーブルされたコイルと組み合わせて有効アンテナを構築し、
前記適応性ネットワークは、前記マルチプレクサと電気的に接続されて前記有効アンテナの入力及び出力を調整することを特徴とする近距離無線通信システム。 - 前記有効アンテナの寸法は、前記ポータブル機器の前記アンテナに等しいか略等しいことを特徴とする請求項1に記載の近距離無線通信システム。
- 前記最適な結合効果は、前記コイルと前記ポータブル機器の前記アンテナとの結合により誘起されたRF場の強度に基づいて評価されることを特徴とする請求項1に記載の近距離無線通信システム。
- 前記最適な結合効果は、前記コイルを介して前記ポータブル機器の前記アンテナに対してパケット情報を伝送して通信チャネルを測定し、受信した前記パケット情報の応答の正確度を検出して評価することを特徴とする請求項1に記載の近距離無線通信システム。
- 前記マルチプレクサは、2つ以上で互いに平行に配置されるが互いに重なっていない前記コイルをイネーブルすることを特徴とする請求項1に記載の近距離無線通信システム。
- 前記マルチプレクサは、前記適応性ネットワークと前記コイルとの間に電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の近距離無線通信システム。
- 前記適応性ネットワークは、前記マルチプレクサと前記コイルとの間にそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の近距離無線通信システム。
- 前記ポータブル機器の前記アンテナと結合して前記ポータブル機器に対して無線充電を行う少なくとも1つの充電コイルを有する無線充電ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の近距離無線通信システム。
- ポータブル機器のアンテナと、複数のコイルを有する設備とに適用し、互いに隣接した2つのコイルの一部が重なる、自動で最適化する近距離無線通信結合方法であって、
コイル構成を決定し、前記コイルと前記ポータブル機器の前記アンテナとの結合を最適化するステップと、
前記コイル構成に基づき、マルチプレクサにより少なくとも1つのコイルをイネーブルして有効アンテナを構成するステップと、
適応性ネットワークにより前記有効アンテナの入力又は出力を調整するステップと、を含むことを特徴とする自動で最適化する近距離無線通信結合方法。 - 前記最適な結合効果は、
前記コイルと前記ポータブル機器の前記アンテナとの結合により誘起されたRF場の強度を測定するステップと、
最強のRF場の強度に基づいて前記コイル構成を決定するステップと、により決定されることを特徴とする請求項9に記載の自動で最適化する近距離無線通信結合方法。 - 前記最適な結合効果は、
前記コイルを介してパケット情報を前記ポータブル機器の前記アンテナへ伝送するステップと、
前記ポータブル機器の前記アンテナから発信された前記パケット情報の応答を受信するステップと、
受信した前記応答の正確度を検知するステップと、
前記正確度が最高である組み合わせにより前記コイル構成を決定するステップと、により決定されることを特徴とする請求項9に記載の自動で最適化する近距離無線通信結合方法。 - 前記マルチプレクサは、2つ以上で互いに平行に配置されるが互いに重なっていないコイルをイネーブルすることを特徴とする請求項9に記載の自動で最適化する近距離無線通信結合方法。
- 前記マルチプレクサは、前記適応性ネットワークと前記コイルとの間に電気的に接続されることを特徴とする請求項9に記載の自動で最適化する近距離無線通信結合方法。
- 前記適応性ネットワークは、前記マルチプレクサと前記コイルとの間にそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項9に記載の自動で最適化する近距離無線通信結合方法。
- 前記有効アンテナの寸法は、前記ポータブル機器の前記アンテナに等しいか略等しいことを特徴とする請求項9に記載の自動で最適化する近距離無線通信結合方法。
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