RFID应答器和用于对其供应能量的方法技术

本发明专利技术涉及一种RFID应答器，所述RFID应答器包括有源负载调制单元和耦合到所述有源负载调制单元的能量采集单元。所述有源负载调制单元对所传输的信号执行有源负载调制。所述能量采集单元从周围环境采集RF能量，将所述RF能量转换为DC能量，存储所述DC能量，且将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元。

【技术实现步骤摘要】
RFID应答器和用于对其供应能量的方法
本专利技术涉及一种RFID应答器，且更具体地说，涉及一种具有有源负载调制单元的RFID应答器和一种用于将能量供应到所述RFID应答器的方法。
技术介绍
ISO/IEC14443非接触智能卡基础结构是针对相对大的天线尺寸进行优化的(ISO卡ID1)。然而，越来越多的装置(如可佩戴装置)需要较小的天线几何结构，这导致相比于使用智能卡尺寸的天线的情况，读取器天线的耦合系数低得多。这种较低的耦合系数限制了被传输到小的应答器的功率，且更重要的是，还限制了从应答器到读取器的返回链路信号的强度。通常，无源应答器的返回链路信号通过负载读取器的磁场(负载调制，也被称为无源负载调制)来产生。这种无源负载调制可使用负载磁场的数据信号所开关的一个或多个电阻器或一个或多个电容器来实现。所述无源负载调制也可使用充当电阻器的晶体管来实现。然而，如果由读取器所接收到的信号低于读取器的灵敏度，那么应答器无法被读取器检测、读取或写入。为了克服这种弱信号问题，使用“有源负载调制”，使得代替通过开关电阻器或电容器改变芯片输入阻抗，应答器将信号以有源方式传输回到读取器。这种有源传输必须与读取器载波信号频率同步且相位同步，只有在这种情况下，返回信号才看起来如到读取器的负载经调制信号，这极其重要，因此可使用现有基础结构。由于使用有源负载调制的应答器比使用无源负载调制的应答器消耗更多功率，因此应答器需要足够的能量以执行有源负载调制。然而，使用小的天线的无源应答器无法为有源负载调制供应足够的能量。因此，使用电池存储执行有源负载调制所需的能量。然而，将电池内嵌于应答器中增加了应答器的尺寸，这使得无法减小应答器的尺寸，尤其是对于可佩戴的具有小的形状因数的应答器来说。另外，对于具有辅助电池但不使用电池为有源负载调制供应能量的半无源应答器来说，使用电池为有源负载调制供应能量将需要更大的电池，因此增加了应答器的尺寸和成本。因此，希望存在用于小的形状因数的无源应答器或半无源应答器的能量供应解决方案。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种RFID应答器，包括：有源负载调制单元，所述有源负载调制单元对所传输的信号执行有源负载调制；以及耦合到所述有源负载调制单元的能量采集单元，所述能量采集单元从周围环境采集RF能量，将所述RF能量转换为DC能量，存储所述DC能量，且将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元。在一个或多个实施例中，所述能量采集单元包括RF-DC转换器和能量存储单元，其中：所述RF-DC转换器将所述RF能量转换为所述DC能量且将所述DC能量存储于所述能量存储单元中；且所述能量存储单元将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元。在一个或多个实施例中，所述能量存储单元进一步将所述DC能量供应到所述RFID应答器的一个或多个其它组件。在一个或多个实施例中，所述能量存储单元基于预设能量供应规则将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元和所述一个或多个其它组件。在一个或多个实施例中，根据所述预设能量供应规则，(i)所述有源负载调制单元和所述一个或多个其它组件并行地充电，或(ii)对所述能量存储单元使用优先次序，以将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元和所述一个或多个其它组件。在一个或多个实施例中，所述能量存储单元包括将所述DC能量分别供应到所述有源负载调制单元和所述一个或多个其它组件的多个能量存储元件。在一个或多个实施例中，所述RF-DC转换器基于预设能量存储规则将所述DC能量存储于多个能量存储元件中。在一个或多个实施例中，所述预设能量存储规则限定(i)所述RF-DC转换器将所述DC能量并行地存储于多个能量存储元件中，或(ii)所述RF-DC转换器的优先次序，以将所述DC能量存储于多个能量存储元件中。在一个或多个实施例中，所述RFID应答器进一步包括无源负载调制单元，所述无源负载调制单元对由读取器产生的场执行无源负载调制。在一个或多个实施例中，所述RFID应答器进一步包括能量检测单元，所述能量检测单元检测所述RF能量是否超出预定阈值，且(i)如果所述RF能量超出所述预定阈值，则无源负载调制单元执行所述无源负载调制，且(ii)如果所述RF能量等于或小于所述预定阈值，则所述有源调制单元执行所述有源负载调制。在一个或多个实施例中，所述RFID应答器进一步包括：天线，所述天线耦合到有源负载调制单元以用于传输所述信号，其中，如果所述天线的尺寸大于预定尺寸，则无源负载调制单元执行所述无源负载调制，且如果所述天线的所述尺寸等于或小于所述预定尺寸，则所述有源负载调制单元执行所述有源负载调制。在一个或多个实施例中，所述RFID应答器进一步包括天线耦合单元，所述天线耦合单元耦合于所述天线与所述有源负载调制单元之间，其中所述天线耦合单元执行阻抗和相位的匹配和调谐，且其中：当所述RFID应答器在接收相位中操作时，所述天线耦合单元以并联谐振模式配合所述天线工作；且当所述RFID应答器在有源传输相位中操作时，所述天线耦合单元以串联谐振模式配合所述天线工作。在一个或多个实施例中，所述天线耦合单元包括传输端、接收端、开关，以及第一电容器和第二电容器，且其中：当所述RFID应答器处于接收相位时，所述开关闭合，以使得所述第一电容器、所述第二电容器和所述天线并联连接，且当所述RFID应答器处于有源传输相位时，所述开关断开，以使得所述第二电容器和所述天线并联连接，且所述第一电容器与所述第二电容器和所述天线串联连接。在一个或多个实施例中，所述能量采集单元从接收自读取器的磁场采集所述RF能量。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于将能量供应到RFID应答器的方法，所述RFID应答器具有对所传输的信号执行有源负载调制的有源负载调制单元，所述方法包括以下步骤：从周围环境采集RF能量；将所述RF能量转换为DC能量；存储所述DC能量；以及将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元。在一个或多个实施例中，进一步包括将所述DC能量供应到所述RFID应答器的一个或多个额外组件。在一个或多个实施例中，将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元和所述一个或多个额外组件是基于预设能量供应规则。在一个或多个实施例中，所述预设能量供应规则限定(i)所述有源负载调制单元和所述一个或多个额外组件并行地充电，或(ii)使用优先次序将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元和所述一个或多个额外组件。在一个或多个实施例中，所述RFID应答器进一步包括无源负载调制单元，所述无源负载调制单元对由读取器产生的场执行无源负载调制，所述方法进一步包括：检测所述RF能量是否超出预定阈值；如果所述RF能量超出所述预定阈值，则执行所述无源负载调制；且如果所述RF能量等于或小于所述预定阈值，则执行所述有源负载调制。在一个或多个实施例中，所述RFID应答器进一步包括对由读取器产生的场执行无源负载调制的无源负载调制单元，和耦合到所述有源负载调制单元和无源负载调制单元的天线，所述方法进一步包括：如果所述天线的尺寸大于预定尺寸，则执行所述无源负载调制；且如果所述天线的所述尺寸等于或小于所述预定尺寸，则执行所述有源负载调制。上述特征和其它特征和优势当结合随附图式获取时将从以下详细描述中轻易地显而易见。附图说明本专利技术借助于例子示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RFID应答器，其特征在于，包括：有源负载调制单元，所述有源负载调制单元对所传输的信号执行有源负载调制；以及耦合到所述有源负载调制单元的能量采集单元，所述能量采集单元从周围环境采集RF能量，将所述RF能量转换为DC能量，存储所述DC能量，且将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元。

【技术特征摘要】
2016.09.01 US 15/255,0201.一种RFID应答器，其特征在于，包括：有源负载调制单元，所述有源负载调制单元对所传输的信号执行有源负载调制；以及耦合到所述有源负载调制单元的能量采集单元，所述能量采集单元从周围环境采集RF能量，将所述RF能量转换为DC能量，存储所述DC能量，且将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元。2.根据权利要求1所述的RFID应答器，其特征在于，所述能量采集单元包括RF-DC转换器和能量存储单元，其中：所述RF-DC转换器将所述RF能量转换为所述DC能量且将所述DC能量存储于所述能量存储单元中；且所述能量存储单元将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元。3.根据权利要求2所述的RFID应答器，其特征在于，所述能量存储单元进一步将所述DC能量供应到所述RFID应答器的一个或多个其它组件。4.根据权利要求3所述的RFID应答器，其特征在于，所述能量存储单元基于预设能量供应规则将所述DC能量供应到所述有源负载调制单元和所述一个或多个其它组件。5.根据权利要求4所述的RFID应答器，其特征在于，根据所述预设能量供应规则，(i)所述有源负载调制单元和所述一个或多个其...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮特·蒂林格，弗朗茨·阿姆特曼，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL