[发明专利]一种天线电路及其优化方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及可调天线，特别涉及用于手持、便携式设备如手机的可调的RFID（射频识别）天线。

【背景技术】

尽管RFID技术的使用几乎无处不在，但是其购买、实施和使用接入都限于整个专有系统的买家及其允许的用户。实施RFID系统的公司通常是那些有大量物理对象需要监控的机构，如仓库、图书馆、百货公司等。在这些场所实施的RFID系统并不能由任意市民使用，来寻找RFID标记物体，因为该市民需要一个合适的RFID检测器，而且还需要一个数据库来确定被RFID检测到的物体。这会导致这些场所的管理成本急剧上升，因为需要人力资源来帮助市民寻找标记物体，从而带来极大的不便。

手持移动通信设备如手机的使用已成指数增长，同时RFID系统的使用也迅速增长。然而，这两个行业的增长实际上是独立的且互不相关的。尽管这两个市场和技术发展已日趋成熟，但是手机还不能预先安装成RFID检测器来使用。同样，RFID系统通常也没有设计成允许任何市民使用他的手机作为RFID检测器。

造成这两种技术之间的相互独立可能有几个制约因素，其中之一是所需天线的尺寸大小，需要在合理距离上有足够强的RFID信号发送和接收。手持移动通信设备的尺寸大小往往适合放在用户裤兜里或正好适合放入用户手掌。因此，这样的设备没有足够的空间去安装体积相对较大而有效的RFID天线。不能使用小天线，因为小尺寸天线有较差的信号隔离，经常受到信号干扰，由于用户的“体效应”还会受到不良的天线阻抗变化。体效应就是当一个物体靠近天线时会产生足够大的天线阻抗变化，从而影响天线接收信号的效率。

因此，期望能有这样的装置和方法，它们能将RFID天线实施在手持移动通信设备里。

【发明概述】

本发明的第一方面是，提出了一种天线电路，它包括：一个单向耦合器（其有一个输入端口、隔离端口和一个输出端口）、第一阻抗电路（其连接所述输出端口和一个天线），所述第一阻抗电路是可调的，其有第一初始化调谐，以提供一个初始化阻抗，从而将信号从输出端口反射回输出端口，基本上抵消了从输入端口到隔离端口的信号泄漏，其中所述第一阻抗电路是从初始化调谐开始调整阻抗，以抵消在第一初始化阻抗未能抵消的信号。

“天线电路”这个术语，本领域技术人员知道它在这里并不是仅仅指天线本身，它还包括所附的全部或部分电路，用以改善、改变或控制往来天线的信号发送和接收。

在一个环境中，由RFID标签反射的RFID信号往往是幅值非常小。当从输入端口到隔离端口的信号泄漏大到足以掩盖任何从RFID标签反射的信号时，就引起了信号干扰。本发明在输出端口反射一个具有合适幅值和相位的发送信号，以抵消在隔离端口的信号泄漏，从而抑制信号干扰，并提供了良好的发送和接收信号的分离。

降低泄漏信号，使得天线可以很小，同时具有相对较大天线的效率。因此，本发明还提供了一个手掌大小手机可以安装一个小天线的可能性，因此手机可以用来作为一个RFID检测器，它可以有一个合理长的读取距离，而不会影响手机的尺寸大小。

优选地，第一初始化阻抗是根据单向耦合器的特性来确定的，以提供一个反射系数：

ΓA=-ICT]]>

其中，

Γ_A是输出端口2和第一阻抗电路之间的反射系数；

T是指从输入端口到输出端口的插入损耗；

C是指输入端口和耦合端口之间的耦合因子；

I是指输入端口到隔离端口之间的隔离度。

I、C和T的数值是每个单向耦合器的特性，由单向耦合器生产商提供，或者可以通过测试和分析单向耦合器轻易地得到。这些数值可以用来计算有多少泄漏信号从输入端口流到隔离端口。

因此，可以这样确定阻抗，该阻抗提供了一个反射系数，其能反射一个具有合适幅度和相位的信号，用于完全地或可能部分地抵消泄漏。

第一初始化调谐通常包括第一阻抗电路中可变元件的一组设定或数值，它们被保存在一个天线电路可访问到的存储器中，它们可以被加载到可变元件中。存储器可以是EEPROM、可移动记忆棒，甚至是可以无线或远程访问的远程存储器。或者，可调元件也有可能在物理上预设为第一初始化设置，如通过设置标志。