[發(fā)明專利]磁通信被動接口以及NFC通信設(shè)備

在審

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113132956A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周若谷
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州啟緯科技有限公司
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04B5/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;張冉

本發(fā)明公開了一種磁通信被動接口以及NFC通信設(shè)備，所述磁通信被動接口與磁通信主動接口通信，所述磁通信被動接口包括通信天線、多個能量采集天線以及與所述能量采集天線對應(yīng)的能量采集匹配與整流單元，所述能量采集匹配與整流單元用于設(shè)置所述能量采集天線的輸出阻抗至一預(yù)先設(shè)置值；每個所述能量采集天線設(shè)定不同的工作位置，并通過設(shè)置所述能量采集天線的輸出阻抗，使得在所述工作位置上所述能量采集天線與所述磁通信主動接口的天線達成諧振，所述工作位置為所述磁通信被動接口相對于所述磁通信主動接口的位置。本發(fā)明技術(shù)方案中的磁通信被動接口在不同工作位置都可以有效接收能量，提高了在不同應(yīng)用場景下的適應(yīng)性，增強了用戶體驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種磁通信被動接口以及NFC通信設(shè)備。

背景技術(shù)

磁通信技術(shù)，尤其是NFC(近場通信)技術(shù)，由于使用了磁場作為信息載體，實現(xiàn)了比傳統(tǒng)無線通信短得多的通信距離(例如幾厘米)，具有安全性高、使用方便等優(yōu)點。磁通信技術(shù)的一個重要特點在于，磁通信接口在傳遞信息的同時，允許較高的能量通過磁通信接口從一個設(shè)備傳遞到另一個設(shè)備，即無線能量傳輸。如圖1所示，磁通信接口A發(fā)送的射頻信號101給磁通信接口B。通過射頻信號101，磁通信接口A與磁通信接口B可實現(xiàn)雙向半雙工通信103，以及單向無線能量傳輸102。磁通信接口B接收來自磁通信接口A的射頻能量為自身或外部裝置供電，以維持設(shè)備內(nèi)部運算及外部通信。此項特性在NFC技術(shù)上被大量使用，廣泛應(yīng)用于無線支付、藍牙配對、點對點傳輸、無源標簽等應(yīng)用，并在未來物聯(lián)網(wǎng)有著廣泛的應(yīng)用前景。

隨著磁通信技術(shù)的迅速發(fā)展，近幾年出現(xiàn)了一些專門為能量傳輸優(yōu)化的磁通信被動接口的設(shè)計，在不影響通信性能的同時，大大提高了能量獲取的效率。如圖2所示，由于采用了能量采集天線201與通信天線202分離的設(shè)計，使得單獨為能量采集過程或者通信過程進行天線優(yōu)化成為了可能，被動接口可以取得大量能量用于向系統(tǒng)供電。在圖2中，通信天線202與通信天線匹配電路204配合構(gòu)成為通信優(yōu)化的低Q值(品質(zhì)因數(shù))天線環(huán)路，具有較高帶寬，適合進行NFC數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。能量采集天線201與能量采集匹配與整流電路203配合構(gòu)成為能量采集優(yōu)化的高Q值天線環(huán)路，在通信頻率(如用于NFC的13.56Mhz)左右具有極低損耗，適合進行能量采集。能量采集匹配與整流電路203同時將射頻信號轉(zhuǎn)化為直流信號。由于能量采集天線的高Q值，被動接口對于通信的兩個磁接口的相對位置與距離非常敏感，只能在一個很窄的范圍和距離達到理想的能量采集性能。然而，大部分磁通信的使用方式要求用戶只需要在一個合理的范圍內(nèi)放置設(shè)備就可以完成通信。因此，即便此類磁通信接口在特定的場合下達到很高的能量采集效能，能量采集范圍的狹窄嚴重影響了接口性能和用戶體驗。

現(xiàn)有解決方案通過動態(tài)調(diào)整匹配電路的參數(shù)，以求達到可以適配各個距離以保證能量采集效能的目的。然而，此類方案要求可調(diào)匹配電路具有極低的損耗以保證天線較高的Q值，這通常帶來可調(diào)器件較大的體積(如低損耗射頻開關(guān)、低損耗可調(diào)電容、微型繼電器等)以及昂貴的價格，影響了磁通信設(shè)備的市場推廣和用戶對性價比的體驗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中通過改進磁通信接口相關(guān)的電子器件的結(jié)構(gòu)和工作方式來提高被動接口的能量接收強度和效率，造成磁通信接口的制造成本較高的缺陷，提供一種磁通信被動接口以及NFC通信設(shè)備。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明提供一種磁通信被動接口，所述磁通信被動接口與磁通信主動接口通信，所述磁通信被動接口包括多個天線，所述天線包括僅用于通信的通信天線以及僅用于能量采集的多個能量采集天線；

所述磁通信被動接口包括多個與所述能量采集天線對應(yīng)的能量采集匹配與整流單元，每個所述能量采集匹配與整流單元的輸入端與對應(yīng)的所述能量采集天線的端口連接，所述能量采集匹配與整流單元用于設(shè)置所述能量采集天線的輸出阻抗至預(yù)先設(shè)定值；