用于无线充电和近场通信的共用天线解决方案制造技术

本发明专利技术涉及一种用于无线充电和近场通信的共用天线解决方案。一种将单个天线(100)的第一端口(115)耦合到第一耦合电路(120)和将单个天线(100)的第二端口(130)耦合到第二耦合电路(135)的方法。该方法包括将无线充电单元(125)耦合到第一耦合电路(120)和将NFC收发器模块(140)耦合到第二耦合电路(135)。该方法进一步包括在NFC收发器模块(140)操作时的时间间隔期间使单个天线(100)从无线充电单元(125)隔离，以及在无线充电单元(125)操作时的时间间隔期间使单个天线(100)从NFC收发器模块(140)隔离。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于无线充电和近场通信的共用天线解决方案。一种将单个天线(100)的第一端口(115)耦合到第一耦合电路(120)和将单个天线(100)的第二端口(130)耦合到第二耦合电路(135)的方法。该方法包括将无线充电单元(125)耦合到第一耦合电路(120)和将NFC收发器模块(140)耦合到第二耦合电路(135)。该方法进一步包括在NFC收发器模块(140)操作时的时间间隔期间使单个天线(100)从无线充电单元(125)隔离，以及在无线充电单元(125)操作时的时间间隔期间使单个天线(100)从NFC收发器模块(140)隔离。【专利说明】用于无线充电和近场通信的共用天线解决方案
本公开的实施例涉及通信天线，并更具体地涉及用于无线设备中无线充电和近场通信的天线解决方案。
技术介绍
蜂窝通信系统持续流行并已经成为个人和企业通信的组成部分。随着窝蜂通信设备(诸如移动设备、智能电话、PDA等)的功能不断增加，用户更加容易和更方便携带的更小设备的需求也在增加。然而，由于安装部件的必需数目的增加，朝多功能设备发展使小型化更加困难。实际上，典型蜂窝通信设备包括若干天线，例如，近场通信天线、W1-Fi天线、全球定位天线，和无线充电天线。近场通信(NFC)为在13.65MHZ下操作的用于短距离无线通信的新兴技术。因为NFC设备的工作原理为电感耦合，其中由于另一个线圈中电压/电流改变引起电压/电流在一个线圈中产生，因此NFC设备所使用的天线为大尺寸。对于典型的NFC设备，天线尺寸约为30mm*50mm。无线充电基于磁感应的原理来传送用于充电的电力。无线充电在低至120KHZ的频率下工作。因此，用于无线充电的所需天线尺寸相当大。 设计用于NFC和无线充电的单个天线会给蜂窝通信设备制造商巨大的优势。然而，设计这种天线存在固有的问题。首先，NFC要求天线阻抗匹配到蜂窝设备。用于蜂窝设备的无线充电的天线具有高电感值，这使其难以阻抗匹配和用于NFC。其次，无线充电的电压极限会远远高于NFC设备的电压容许极限。这能够在无线充电操作期间损坏NFC设备。另外，NFC设备在无线充电操作期间趋向于加载充电线圈，这导致效率损失。
技术实现思路
所提供的本
技术实现思路
符合37C.F.R.§ 1.73，其要求
技术实现思路
简要地说明本专利技术的本质和实质。该
技术实现思路
被提交理解为不用于解释或限制权利要求的范围或意义。 一个实施例提供一种天线装置。天线装置包括采用具有NI匝扁平线圈形式的外部天线结构和采用具有N2匝扁平线圈形式的内部天线结构。NI和N2为整数。外部天线结构和内部天线结构间隔距离D。 另一个示例实施例提供一种计算设备。该计算设备包括耦合到天线装置的无线充电单元和耦合到天线装置的NFC收发器模块。天线装置包括外部天线结构和内部天线结构。内部天线结构与外部天线结构共面并被设置在外部天线结构内。外部天线结构和内部天线结构间隔距离D，以减少提供到NFC收发器模块的有效电感。 另一个实施例提供一种将单个天线的第一端口耦合到第一耦合电路以及将单个天线的第二端口耦合到第二耦合电路的方法。无线充电单元耦合到第一耦合单元且NFC收发器模块耦合到第二耦合电路。在NFC收发器模块操作时的时间间隔期间，单个天线从无线充电单元隔离，并且在无线充电单元操作时的时间间隔期间，单个天线从NFC收发器模块隔离。 附图和随后的【具体实施方式】中提供了其他方面和示例实施例。 【专利附图】【附图说明】 图1示出根据一个实施例的能够使用用于近场通信(NFC)和无线充电的单个天线的电路系统； 图2示出根据一个实施例的提供到图1中所示电路系统的电感的示意图； 图3示出根据一个实施例的使用用于近场通信(NFC)和无线充电的单个天线的计算设备。 【具体实施方式】 图1示出根据一个实施例的能够使用用于近场通信(NFC)和无线充电的单个天线的电路系统。天线装置100包括外部天线结构105和内部天线结构110。外部天线结构105为扁平线圈的形式并具有匝数NI，其中NI为整数。外部天线结构105中的NI匝彼此间隔距离dl。内部天线结构110为扁平线圈的形式并具有匝数N2，其中N2为整数。内部天线结构110中的N2匝彼此间隔距离d2。外部天线结构105和内部天线结构110共面且内部天线结构110设置在外部天线结构105内。外部天线结构105和内部天线结构110间隔距离D。如图1所示，外部天线结构105和内部天线结构110为矩形形状。然而，在一个实施例中，外部天线结构105和内部天线结构110能够为任何几何形状，其能够为下面的一种，但不限于，三角形、正方形、圆形、多边形等。在一个实施例中，外部天线结构105和内部天线结构110为不规则形状。距离D大于dl和d2。在一个实施例中，距离D独立于dl和d2。外部天线结构105和内部天线结构110间隔距离D，以减少外部天线结构105中NI匝和内部天线结构110中N2匝之间的互耦。天线装置100的第一端口 115经差分路径117a和117b耦合到第一耦合电路120。在一个实施例中，连接到天线装置100的信号路径被设计为单端信号路径。第一耦合电路120耦合到无线充电单元125。天线装置100的第二端口 130经差分路径132a和132b耦合到第二耦合电路135。第二耦合电路135耦合到NFC收发器模块140。在一个实施例中，第二耦合电路135耦合到RFID (射频识别)收发器模块。天线装置100与NFC标签和RFID标签两者都兼容。 现在解释图1所示的天线装置100的操作。该电路以无线充电模式和通信模式工作。在无线充电模式中，天线装置100用于对无线充电单元125充电。结合的外部天线结构105和内部天线结构110用于对无线充电单元125充电。第二耦合电路135在无线充电模式期间充当开路，因此NFC收发器模块140不会受到用于对无线充电单元125充电的高电压摆幅的影响。因此，在无线充电单元操作时的时间间隔期间，无线充电单元125从NFC收发器模块140隔离。无线能量传输技术基于所嵌入的发射天线(例如，“充电”垫中)和将被充电的接收天线(天线100)之间的电感耦合。辐射场通过天线100接收且能量经过第一端口 115被稱合到第一稱合电路120。在一个实施例中,第一稱合电路包括整流器、电容器和放大器。整流器根据所接收的信号产生DC信号且电容器暂时存储所产生的信号。放大器放大所存储的信号。所放大的信号存储在无线充电单元125中。在通信模式中，在NFC收发器模块140操作时的时间间隔期间，天线装置100将无线充电单元125从NFC收发器模块140隔离。具有匝数为N2的内部天线结构110用于NFC通信。差分形式的NFC信号在第二端口 130上接收或传输并经过差分路径132a和132b将其提供到NFC收发器模块140。在一个实施例中，天线装置100支持无线充电模式和通信模式两者的同时作用。 天线装置100具有广泛的应用。许多应用领域中的一个是具有高隔离要求的工业应用。在一个实施例中，具有天线装置100的集成电路(IC)用于与工业机械设备(例如设置在恶劣环境中的电动机)通信。在不使用直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线装置，其包括：具有N1匝扁平线圈形式的外部天线结构，其中N1为整数；具有N2匝扁平线圈形式的内部天线结构，其中N2为整数；以及所述外部天线结构和所述内部天线结构间隔距离D。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·玛克赫吉，Y·达瓦赫卡，G·拉金德兰，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US