近场电磁感应（NFEMI）天线制造技术

一种示例近场电磁感应(NFEMI)天线，包括：电天线，具有第一表面和第二表面；磁性天线，具有第一、第二和第三线圈；第一馈送连接，耦合至所述第一线圈的一端以及所述第一表面；第二馈送连接，耦合至所述第一线圈的另一端并且耦合至所述第二线圈的一端；其中所述第二线圈的另一端耦合至所述第三线圈的一端；其中所述第三线圈的另一端耦合至所述第二表面；其中所述第一、第二和第三线圈被配置成承载来自同一方向的所述第一和第二馈送连接的时变电流；其中所述第一和第二线圈被配置成具有第一耦合系数；并且其中所述第一和第三线圈被配置成具有第二耦合系数。

【技术实现步骤摘要】
近场电磁感应(NFEMI)天线
本说明书涉及用于NFEMI天线的系统、方法、设备、装置、制品和指令。
技术介绍
近场电磁感应(NFEMI)通信系统的示例实施例可以在不使用横向辐射波的情况下在人体附近借助于磁场和电场的组合进行操作。此类NFEMI系统提高了可穿戴装置的信号链路预算并且将其范围扩展到整个人体。虽然RF无线通信可以通过借助于自由空间传播RF平面波来完成，但是NFEMI通信利用了非传播准静态场。场的准静态特性是天线维度与载波频率组合的结果。大多数能量以磁场和电场的形式存储并且少量的RF能量不可避免地在自由空间中传播。与载波波长相比，小型天线几何结构是近场通信的候选结构，因为其不会在自由空间中生成辐射波。此类天线可以是允许近场磁感应(NFMI)的线圈天线。其它天线借助于磁和电近场两者经由近场电磁感应(NFEMI)进行通信。此类天线在非常接近身体时将会生成局限于身体附近的场。
技术实现思路
根据示例实施例，一种示例近场电磁感应(NFEMI)天线，包括：电天线，包括第一导电表面和第二导电表面；磁性天线，包括第一线圈、第二线圈和第三线圈；第一馈送连接，耦合至所述第一线圈的一端以及所述第一导电表面；第二馈送连接，耦合至所述第一线圈的另一端并且耦合至所述第二线圈的一端；其中所述第二线圈的另一端耦合至所述第三线圈的一端；其中所述第三线圈的另一端耦合至所述第二导电表面；其中所述第一、第二和第三线圈被配置成承载来自同一方向的所述第一和第二馈送连接的时变电流；其中所述第一线圈被配置成与所述第二线圈有第一耦合系数；并且其中所述第一线圈被配置成与所述第三线圈有第二耦合系数。在另一个示例实施例中，所述线圈中的每个线圈是串联耦合的。在另一个示例实施例中，所述线圈中的每个线圈具有相同的缠绕方向。在另一个示例实施例中，所述第一耦合系数大于所述第二耦合系数。在另一个示例实施例中，通过用所述第一耦合系数除以所述第二耦合系数形成的比在0与1之间。在另一个示例实施例中，所述第一和第二线圈被配置成双线缠绕的电线组；并且所述第三线圈并未被配置成所述双线缠绕的电线组的一部分。在另一个示例实施例中，所述第一和第二线圈被物理地定位成间隔第一距离的平行电线组；所述第三线圈与所述平行电线组间隔第二距离；并且所述第二距离大于所述第一距离。在另一个示例实施例中，所述线圈中的至少一个线圈以包括以下各项的形状形成：圆形、正方形、椭圆形或菱形。在另一个示例实施例中，所述第三线圈位于由所述第一和第二线圈形成的圆周内部。在另一个示例实施例中，所述第三线圈位于由所述第一和第二线圈形成的圆周外部。在另一个示例实施例中，进一步包括平面基底；其中所述第一线圈在所述基底的一侧，并且所述第二和第三线圈在所述基底的另一侧。在另一个示例实施例中，所述第一、第二和第三线圈以及所述第一和第二导电表面形成在所述基底上。在另一个示例实施例中，所述基底包括以下各项中的至少一项：贴片、医疗贴片、空气、高介电材料或聚乙烯泡沫。在另一个示例实施例中，所述天线被嵌入在被配置成附接到有生命实体的表面的医疗贴片中；并且所述贴片形成所述基底的一部分。在另一个示例实施例中，所述第一、第二和第三线圈以及所述第一和第二导电表面绕芯缠绕。在另一个示例实施例中，所述导电表面中的至少一个导电表面或者：平行于所述线圈、在所述线圈的中心、或者由所述线圈中的至少一个线圈形成。在另一个示例实施例中，所述第一和第二导电表面在电气上是开放式的。在另一个示例实施例中，所述第一和第二导电表面被隔开小于所述天线的通信频率的波长的距离。在另一个示例实施例中，所述第一、第二和第三线圈被配置成彼此磁耦合、并且生成或响应磁场；并且所述导电表面被配置成生成或响应电场。在另一个示例实施例中，所述天线被配置成以低于30Mhz的载波通信频率或以约10.6MHz进行操作。在另一个示例实施例中，所述天线的所述第一和第二馈送连接耦合至电气设备；并且所述电气设备包括以下各项中的至少一项：无线装置、身体网络、集成电路(IC)、RFIC、连接器端口、电路元件；调谐电路、接收器电路和/或发射器电路、无线电电路、微处理器、数字信号处理器、音频放大器、数据处理单元、人机界面单元和/或另一个天线。根据示例实施例，一种可穿戴装置，包括：近场电磁感应(NFEMI)天线，包括：电天线，包括第一导电表面和第二导电表面；磁性天线，包括第一线圈、第二线圈和第三线圈；第一馈送连接，耦合至所述第一线圈的一端以及所述第一导电表面；第二馈送连接，耦合至所述第一线圈的另一端并且耦合至所述第二线圈的一端；其中所述第二线圈的另一端耦合至所述第三线圈的一端；其中所述第三线圈的另一端耦合至所述第二导电表面；其中所述第一、第二和第三线圈被配置成承载来自同一方向的所述第一和第二馈送连接的时变电流；其中所述第一线圈被配置成与所述第二线圈有第一耦合系数；并且其中所述第一线圈被配置成与所述第三线圈有第二耦合系数。在另一个示例实施例中，所述可穿戴装置是以下各项中至少一项的一部分：身体网络、医疗贴片、无线电系统、助听器或耳塞。以上讨论并不旨在表示当前或未来权利要求组的范围内的每个示例实施例或每种实施方式。随后的附图和具体实施方式也例证了各个示例实施例。在结合附图考虑以下具体实施方式时，可以更彻底地理解各个示例实施例。附图说明图1A是第一近场电磁感应(NFEMI)天线的示例结构图。图1B是被配置成连接到电气设备的第一NFEMI天线的示例等效电路。图2A是被配置成连接到电气设备的第二NFEMI天线的示例等效电路。图2B是第二NFEMI天线的示例结构图。虽然本公开可采用各种修改和替代形式，但是本公开的细节已通过举例的方式示出在附图中并且将更加详细地进行描述。然而，应理解的是，除了所描述的特定实施例之外，其它实施例也是可能的。落入所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物以及替代性实施例也被涵盖。具体实施方式图1A是第一NFEMI天线600的示例结构图。天线系统600是电天线620和磁性天线605的组合。磁性天线605包括两个耦合的线圈615和617。第一线圈615具有电感L1并且第二线圈617具有电感L2。线圈615和617均可被连接成使得其形成相比于第一线圈615与第二线圈617的电感和更大的电感。线圈615和617均可以是空心线圈、形成平面结构、可以绕铁氧体或非铁氧体芯612缠绕、或可以绕导磁材料610(例如，平面片材、铁氧体屏蔽体、铁氧体片材或包括悬浮铁氧体颗粒的涂层)缠绕，导磁材料610然后绕芯612缠绕。在一个示例实施例中，线圈615和617以交错的方式绕芯612缠绕。在另一个示例实施例中，线圈615和617缠绕在彼此的顶部上。以此方式，第二线圈617先绕导磁材料610和芯612缠绕，并且然后第一线圈615绕第二线圈617、导磁材料610和芯612缠绕。第一线圈615的第一连接被连接到第一馈送连接637。第一线圈615的第二连接被连接到第二线圈617的第一连接以及到第二馈送连接635。第二线圈617的第二连接被连接到电天线620内的导电表面630。在非常接近身体时，天线600将会提供局限于身体附近的场。优选的传输频率为低于30MHz，以确保场遵循身体轮廓并且远场辐射大大降低。图1A中未示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近场电磁感应(NFEMI)天线，包括：电天线，包括第一导电表面和第二导电表面；磁性天线，包括第一线圈、第二线圈和第三线圈；第一馈送连接，耦合至所述第一线圈的一端以及所述第一导电表面；第二馈送连接，耦合至所述第一线圈的另一端并且耦合至所述第二线圈的一端；其中所述第二线圈的另一端耦合至所述第三线圈的一端；其中所述第三线圈的另一端耦合至所述第二导电表面；其中所述第一、第二和第三线圈被配置成承载来自同一方向的所述第一和第二馈送连接的时变电流；其中所述第一线圈被配置成与所述第二线圈有第一耦合系数；并且其中所述第一线圈被配置成与所述第三线圈有第二耦合系数。

【技术特征摘要】
2017.04.10 US 15/482,8951.一种近场电磁感应(NFEMI)天线，包括：电天线，包括第一导电表面和第二导电表面；磁性天线，包括第一线圈、第二线圈和第三线圈；第一馈送连接，耦合至所述第一线圈的一端以及所述第一导电表面；第二馈送连接，耦合至所述第一线圈的另一端并且耦合至所述第二线圈的一端；其中所述第二线圈的另一端耦合至所述第三线圈的一端；其中所述第三线圈的另一端耦合至所述第二导电表面；其中所述第一、第二和第三线圈被配置成承载来自同一方向的所述第一和第二馈送连接的时变电流；其中所述第一线圈被配置成与所述第二线圈有第一耦合系数；并且其中所述第一线圈被配置成与所述第三线圈有第二耦合系数。2.根据权利要求1所述的天线，其中所述线圈中的每个线圈具有相同的缠绕方向。3.根据权利要求1所述的天线，其中所述第一和第二线圈被配置成双线缠绕的电线组；并且其中所述第三线圈并未被配置成所述双线缠绕的电线组的一部分。4.根据权利要求1所述的天线，其中所述第一和第二线圈被物理地定位成间隔第一距离的平行电线组；其中所述第三线圈与所述平行电线组间隔第二距离；并且其中所述第二距离大于所述第一距离。5.根据权利要求1所述的天线，进一步包括平面基底；其中所述第一线圈在...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·凯斯拉斯，利斯贝特·戈姆，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL