[发明专利]用于NFC设备的天线电路

说明书

技术领域

本发明涉及近场或NFC通信设备，而且更特别涉及在这些设备中使用的天线电路。

背景技术

图1A至1C表示天线电路的各种已知的电气结构。这些天线电路可以使用在能建立磁场和检测它的调制（例如RFID标签读取器）的有源NFC设备中，而且可以使用在由磁场供电且配置成调制该磁场以传输数据的无源NFC设备（例如RFID标签）中。

图1A描述了最常用于NFC设备的结构。它包括与调谐电容器C并联连接的单线圈L1。例如将天线电路调谐到在NFC标准框架中有效（例如ISO14443，ISO15693）的13.56MHz。线圈的终端形成天线电路的访问终端A1，A2。

NFC设备的天线线圈的匝一般以在柔性印刷电路的单层中螺旋形蚀刻的金属轨迹形式产生。线圈是平面并且共面的。这使得最小化制造成本成为可能，但是由于匝全部尺寸不同因而不具有类似的特征，带来某些困难。

图1B描述了优化后的结构，例如描述在专利申请JP2000278172中。天线线圈包括形成天线电路访问终端（A1）中的一个的中点。可以认为天线线圈由串联连接的两个线圈L1和L2形成，访问终端A1和A2作为被称为“有源线圈”的线圈L1的终端。线圈L2被称为辅助线圈。这些终端A1，A2一般连接至NFC电路（未表示），其可以是无源电路（接收由另一个NFC设备发出的磁场）或有源电路（发送该磁场）。

如在前述文件中所指出的，该结构使得可能增加天线线圈的匝数从而增加通过由连接至终端A1，A2的NFC电路的线圈接收或发送的能量，同时减少由NFC电路所看到的匝数，使得从终端A1，A2看到的线圈的阻抗接近于NFC电路的输出阻抗，因此改进天线电路的品质因数Q。

图1C描述了图1B的替代结构。天线线圈包括形成访问终端A1和A2而且也连接到NFC电路的两个中点。可以认为天线线圈由三个串联连接的线圈L1，L2和L3形成，访问终端A1和A2作为线圈L1的终端。线圈L1是有源线圈，而线圈L2和L3是辅助的。

图2A示意性地表示图1B的天线电路的传统空间配置。整个天线线圈在单个平面上螺旋盘绕。为了简化附图，假设线圈L1包括一匝，而线圈L2包括两匝。天线线圈因而包括三匝。以实线示出的内部匝是线圈L1的匝，并且以虚线示出的两个外部匝是线圈L2的匝。

图2B示意性地表示图1C的天线电路的传统空间配置。和之前的一样，整个天线线圈在单个平面上螺旋盘绕。为了简化附图，假设每个线圈L1至L3包括单匝。天线线圈因而包括三匝。以虚线示出的内部匝是线圈L2的匝，并且以点划线示出的外部匝是线圈L3的匝。以实线示出的中间匝是有源线圈L1的匝。

已经证明根据图2A的螺旋空间配置获得的图1B依据通信距离提供比根据相同的螺旋空间配置（图2B）使用相同尺寸获得的图1C的电路的性能更低的性能。

发明内容

有必要提高这些天线电路的有效性。

该需求可通过为近场通信提供天线电路来满足，该天线电路包括在第一和第二访问终端之间连接的平面有源线圈；与有源线圈共平面且通过第一端连接至第一访问终端的辅助线圈；和连接至辅助线圈的第二端的调谐电容器。有源和辅助线圈的匝交织（interleave）。

根据一个实施例，辅助线圈的匝的第一部分位于有源线圈的内部，而辅助线圈的匝的第二部分位于有源线圈的外部。

根据一个实施例，有源线圈的匝的第一部分位于辅助线圈的内部，而有源线圈的匝的第二部分位于辅助线圈的外部。

根据一个实施例，有源线圈的每匝的位于辅助线圈的两匝的侧面，分别靠近在内部和外部上。

根据一个实施例，天线电路包括与有源线圈共平面、在电容器和第二访问终端之间连接的第二辅助线圈，有源线圈包括与第一辅助线圈的匝交织的一组匝，和与第二辅助线圈的匝交织的一组不同的匝。

根据一个实施例，辅助线圈位于一个并且是同一个平面的两个不相交的各个区域中。

无源近场通信设备可包括上述类型的天线电路和用于调制在天线电路的访问终端之间的阻抗的电路。

有源近场通信设备可包括上述类型的天线电路和连接至天线电路的访问终端的激励回路。

附图说明

在下面的非限定描述中，结合所附的附图详细描述实施例，在其中：

先前描述的图1A至1C表示传统天线电路的电气结构；

先前描述的图2A表示图1B的天线电路的空间配置；

先前描述的图2B表示图1C的天线电路的空间配置；