有源微型近距無線通訊天線系統的製作方法

2023-09-23 14:56:50 1

專利名稱：有源微型近距無線通訊天線系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於近場通信系統，具體涉及一種有源微型近距無線通訊天線系統。
背景技術：
目前，在現有技術的近距無線通訊中，無源天線系統常採用天線與讀卡器之間進行無線通訊，系統靠調製天線的阻抗來得到天線的反射有改變而達到傳輸的效果。現有的無線通訊裡NFC卡是無源的，讀卡器需要檢測NFC卡的天線的阻抗的變化。天線把載波反映回讀卡器系統，通過改變其阻抗，數據被調製到的反射信號，但因為反射的能量效小，天線需比較大。如果天線太小，讀卡器就無法檢測這變化，此外有些卡還需要通過天線來接收讀卡器發出的載波的能量，來提供內部通信模塊的供電，所以在現有技術中無線通訊通常使用大天線。其缺點在於，採用大天線由於結構較大，難於集成到微型系統中。

發明內容
本發明提供了一種有源微型近距無線通訊天線系統，使通信系統的範圍擴大的同時，使用更小的天線尺寸，擴大系統探測範圍。為實現上述目的，本發明提供了一種有源微型近距無線通訊天線系統，該系統包含天線，以及分別與該天線電路連接的接收機，以及發射器；其特點是，上述的發射器包含與天線電路連接的有源傳輸電路，與有源傳輸電路通過電路連接的調製解調系統，以及與調製解調系統電路連接的數字傳輸系統。上述接收機包含分別與天線電路連接的增益調節系統、校準電路、信號幅度檢測系統和相位同步電路。上述的天線的長和寬小於3釐米。本發明一種有源微型近距無線通訊天線系統和現有技術相比，其優點在於，本發明的發射器設有有源傳輸電路，天線系統採用有源的傳輸方式，實現本天線系統可以採用小尺寸的天線來製造出像大天線反射的效果，從而為減小天線的結構大小提供了可行性， 實現天線尺寸的縮小化，使天線系統便於集成於體積小的系統中。


圖1為本發明有源微型近距無線通訊天線系統的電路模塊圖。
具體實施例方式以下結合

本發明的具體實施方式
。如圖1所示，公開了一種有源微型近距無線通訊天線系統的實施例，其採用外部電源驅動代替現有技術的無源系統由天線驅動，實現天線系統採用小尺寸的天線進行信息傳輸。
本實施例的天線系統為設置在近場通信的讀卡器中的天線系統。該讀卡器通過本天線系統與NFC卡之間進行通信。該天線系統包含天線1，以及分別與該天線1電路連接的一個NFC系統兼容的接收機2和有源的發射器3。天線1的長和寬都小於3釐米，其為一種近場耦合天線，由於13. 56Mhz波長很長， 且讀寫距離很短，合適的耦合方式是磁場耦合，線圈是合適的耦合方式。業界在手機中通常採用磁性薄膜(如TDK等公司生產)貼合FPC方式來做天線。該天線1的兩個埠同時分別與接收機2和發射器3電路連接。發射器3包含與天線1電路連接的有源傳輸電路33，與該有源傳輸電路33電路連接的調製解調系統32，以及與該調製解調系統32電路連接的數字傳輸系統31。有源傳輸電路33為低阻抗的驅動電路，可採用任何一款有源傳輸電路，其用於驅動天線1。本發明採用的有源天線系統裡，尺寸小的天線1不能反映足夠的能量進行檢測。然而，納入有源傳輸電路7提供的驅動電路和能源消耗，就可以傳輸相當於無源大尺寸天線反射的波形。在本系統配置在讀卡器或主機上的時候，有源傳輸電路33用來產生 13. 56MHz或者近似頻率的載波波形通過天線1無線發射給NFC卡。調製解調系統32用於在本系統配置在主機或者閱讀器上時，探測其他類似客戶設備或者被調製信號。阻抗是與閱讀器近場傳輸的器件(本實施例中即為NFC卡)的天線系統反射回給閱讀器的能量的體現，客戶設備通過調製天線1的阻抗來進行通信，該客戶設備指NFC設備本實施例中為NFC功能的SD卡或NFC功能的SIM卡。數字傳輸系統31用於探測接收到的信號並轉換為S2C格式或者其他等效的信息編碼表達形式。該數字傳輸系統31的輸入端電路連接前端裝置的電路，該前端裝置可以為主機、閱讀器或NFC卡。其接收前端裝置傳輸至數字傳輸系統31的信號，並將其轉換為S2C 格式或者其他等效的信息編碼表達形式，並發送至調製解調系統32。接收機2包含分別與天線1電路連接的增益調節系統21、校準電路22、信號幅度檢測系統23和相位同步電路M。增益調節系統21用於根據信號幅度檢測系統23探測獲得的信號強度來控制發射信號的大小，如果信號強度比較大，說明讀卡器與NFC卡之間比較靠近，發射信號可以較校準系統22用於優化波形達到最好的傳輸效果，檢測發射的電流與電壓，計算阻抗，最大化阻抗的變化。信號幅度檢測系統23用於探測接收信號的強度。相位同步電路M用於得到讀卡器發射的載波的相位。本發明的有源微型近距無線通訊天線系統使用載波恢復(相位同步)控制有源傳輸電路33，通過該有源傳輸電路33實現現有技術中大天線的阻抗調製的效果，使小尺寸的天線1可實現製造出像大天線反射的效果。儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種有源微型近距無線通訊天線系統，該系統包含天線(1)，以及分別與所述的天線(1)電路連接的接收機(2)，以及發射器(3)；其特徵在於，所述的發射器(3)包含與所述的天線(1)電路連接的有源傳輸電路(33)，與所述的有源傳輸電路(33)電路連接的調製解調系統(32)，以及與所述的調製解調系統(32)電路連接的數字傳輸系統(31)。
2.如權利要求1所述的有源微型近距無線通訊天線系統，其特徵在於，所述接收機(2) 包含分別與所述的天線(1)電路連接的增益調節系統(21)、校準電路(22)、信號幅度檢測系統(23)和相位同步電路(24)。
3.如權利要求1所述的有源微型近距無線通訊天線系統，其特徵在於，所述的天線(1) 的長和寬小於3釐米。
全文摘要
本發明公開了一種有源微型近距無線通訊天線系統，該系統包含天線，以及分別與該天線電路連接的接收機，以及發射器；發射器包含與天線電路連接的有源傳輸電路，與有源傳輸電路通過電路連接的調製解調系統，以及與調製解調系統電路連接的數字傳輸系統。本發明的發射器設有有源傳輸電路，天線系統採用有源的傳輸方式，實現本天線系統可以採用小尺寸的天線來製造出像大天線反射的效果，從而為減小天線的結構大小提供了可行性，實現天線尺寸的縮小化，使天線系統便於集成於體積小的系統中。
文檔編號H04B1/04GK102523022SQ201110380889
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者張瑞安 申請人:樂鑫信息科技(上海)有限公司