[發明專利]具有動態功率控制的近場通信讀取器

在審

• 申請號: 202010053592.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111464986A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 黃海宇;C-H·洪
• 申請（專利權）人: 馬克西姆綜合產品公司
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04B5/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜

一種近場通信讀取器包括：接收器、發射器、匹配網絡、耦合到該匹配網絡的讀取器天線；微控制器，該微控制器耦合到該接收器和該發射器；以及非暫態計算機可讀介質，該非暫態計算機可讀介質耦合到該微控制器并且包括可在該微控制器上執行以基于例如由場檢測器輸出和RF驅動器設置確定的負載等級來控制該發射器的RF驅動器的代碼段和數據。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年1月19日申請的USSN 62/794,614的權益，該USSN通過引用并入本文。

背景技術

近場通信(NFC)是一組通信協議，這組通信協議使得能夠通過使兩個電子設備彼此相距約4cm(1.6英寸)以內從而使這兩個電子設備建立通信。與用于信用卡和電子客票智能卡中的設備類似，NFC設備用于例如非接觸式支付系統中并且允許移動支付替代或補充這些系統。這有時被稱為NFC/CTLS(非接觸式)或者CTLS NFC。

NFC或“非接觸式”支付系統包括讀取器和目標(該目標可以是信用卡、借記卡、智能電話等)。讀取器和目標兩者的天線在其定位成彼此充分接近時(例如，當它們相距0cm至4cm時)形成讀取器-目標天線對。當這兩個天線彼此更加靠近時，讀取器-目標天線對的互耦系數增加，從而增大了目標上的感應電流。

目標包括電路系統，該電路系統包括使用必須在期望范圍內的感應電流向標簽供電的整流器、調節器等?？梢韵蜃x取器提供動態功率控制(DCP)以調整讀取器的發射功率，從而降低感應電流來節省功率并保護目標中的電路。這對于電池供電的移動讀取器尤其重要。

DCP的挑戰是如何檢測目標到讀取器的距離，尤其是當目標和讀取器彼此靠近(例如，1cm)時。例如，當目標更靠近讀取器或者甚至與該讀取器接觸時，由讀取器的發射器(TX)看到的阻抗會由于目標的負載效應而發生變化。這反過來會改變RF載波振幅，該振幅可以由讀取器的接收器(RX)上的場檢測器來檢測。然而，振幅變化的方向部分地由讀取器的天線和匹配網絡如何設計來確定，這會影響操作期間由讀取器的發射器看到的阻抗。

在利用對稱阻抗匹配的情況下，越來越靠近讀取器的目標的負載效應增加了由讀取器的發射器看到的射頻(RF)場振幅。在這類實例中，可以通過將由發射器看到的RF場保持在期望范圍內(例如，通過減小到發射器的RF驅動器電流)來使用負反饋控制。

然而，在利用非對稱阻抗匹配的情況下，因為目標和讀取器發射器處的RF場的變化沿相反的方向移動，因此負反饋控制不起作用。也就是說，當目標朝向讀取器移動時，由讀取器的發射器看到的RF場減小，而不是像在對稱阻抗匹配情況下那樣增大。也就是說，在利用負反饋系統的情況下，當使目標朝向讀取器時，減小到發射器的RF驅動器電流將進一步減小RX場振幅，從而使發射器混亂。

由于前述問題，先前實施DPC的讀取器限于對稱阻抗匹配的系統，這存在許多問題。例如，對稱阻抗匹配系統要求匹配網絡的EMC濾波器具有約14.5MHz的低截止頻率，這也會影響NFC通信的期望性能。而且，與非對稱匹配相比，對稱阻抗還具有較高的初始匹配阻抗，因為RF場本質上對于長目標距離而言較低。

在閱讀以下描述并研究附圖中的若干圖之后，現有技術的這些限制和其他限制將對本領域的技術人員變得顯而易見。

附圖說明

現在將參考附圖描述若干示例實施例，其中，相同的部件具有相同的附圖標記。示例實施例旨在說明而不是限制本發明。這些附圖包括以下圖：

圖1是包括讀取器和目標的示例近場通信系統的框圖；

圖2是用于動態地控制近場通信讀取器的功率的示例過程的流程圖；

圖3是針對正反饋DPC的示例DL/LL RF場等級表；并且