近场天线制造技术

一个例子公开了一种近场天线，包括：磁(H)场天线；电(E)场天线；其中，所述E场天线与所述H场天线电绝缘；并且其中，所述E场天线被配置成由所述H场天线感应充电。

Near field antenna

An example discloses a near-field antenna, including a magnetic (H) field antenna, an electric (E) field antenna, wherein the E-field antenna is electrically isolated from the H-field antenna, and wherein the E-field antenna is configured to be inductively charged by the H-field antenna.

【技术实现步骤摘要】
近场天线
本说明书涉及用于近场通信的系统、方法、设备、装置、制品和指令。
技术介绍
本文讨论了基于近场电磁感应(NFEMI)的身体通信和其它无线联网装置，其中发送器和接收器通过磁(H)场和电(E)场联接。尽管RF无线通信是通过将RF平面波传播通过自由空间来实现的，但是NFEMI通信利用非传播准静态H和E场。
技术实现思路
根据一个示例性实施例，一种近场天线，包括：磁(H)场天线；电(E)场天线；其中，E场天线与H场天线电绝缘；并且其中，E场天线被配置成由H场天线感应充电。在另一个示例性实施例中，E场天线介电联接到H场天线。在另一个示例性实施例中，H场天线是小环形天线；E场天线是短加载偶极天线；并且短加载偶极天线被配置成由小环形天线充电。在另一个示例性实施例中，H场天线是线圈；E场天线是导电结构；并且导电结构被配置成由线圈充电。在另一个示例性实施例中，线圈包括介电芯，介电芯包括铁氧体或空气中的至少一种。在另一个示例性实施例中，H场天线包括第一和第二部分；E场天线包括平面表面和开口；H场天线位于开口内；H场天线的第一部分位于平面表面的一侧；并且H场天线的第二部分位于平面表面的相对侧。在另一个示例性实施例中，开口与E场天线的中心重叠。在另一个示例性实施例中，第一和第二部分基本上相等。在另一个示例性实施例中，第一和第二部分的尺寸是可机械调节的。在另一个示例性实施例中，H场天线的纵轴垂直于E场天线的平面表面。在另一个示例性实施例中，平面表面包括联接平面表面的外边缘和开口处的内边缘的缝隙。在另一个示例性实施例中，进一步包括，一组联接到磁场天线的馈电点；和发送器和/或接收器电路；其中，E场天线与发送器和/或接收器电路电绝缘。在另一个示例性实施例中，发送器和/或接收器电路包括以下中的至少一种：可变调谐电容器、可变电阻器或低噪声放大器。在另一个示例性实施例中，H场天线包括线圈；E天线包括导电结构；并且线圈和导电结构在同一平面内。在另一个示例性实施例中，近场天线是电磁感应(NFEMI)天线；在另一个示例性实施例中，天线嵌入以下中的至少一种：可穿戴装置、助听器、耳塞、智能手表或智能手机。根据一个示例性实施例，一种包括近场天线的可穿戴装置，其中，近场天线包括：磁(H)场天线；电(E)场天线；其中，E场天线与H场天线电绝缘；并且其中，E场天线被配置成由H场天线感应充电。以上讨论并不旨在表示当前或未来权利要求集的范围内的每个示例性实施例或每个实施方式。以下附图和具体实施方式还举例说明了各个示例性实施例。结合附图考虑到以下具体实施方式，可以更全面地理解各个示例性实施例，在附图中：附图说明图1是第一示例性近场天线。图2是用于第二示例性近场天线的示例性磁(H)场天线。图3是用于第二示例性近场天线的示例性电(E)场天线。图4A是第二示例性近场天线。图4B是第二近场天线的实际例子。图5是第三示例性近场天线。图6是第二或第三近场天线的示例性理想化电气等同物。图7是被配置成接收通信信号的近场装置的示例性理想化电气等同物。图8是被配置成发送通信信号的近场装置的示例性理想化电气等同物。尽管本公开可以进行各种修改和替代形式，但是其细节已经通过附图中的例子示出并且将被详细描述。然而，应该理解，除了所描述的特定实施例之外，其它实施例也是可能的。还包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有修改、等同物和替代实施例。具体实施方式H场天线(即，磁性天线)主要对磁场敏感和/或主要在由电流驱动时启动磁场。来自H场天线的任何E场分量都大大减小(例如，取决于天线设计，减少-20到-60dB，因数为0.1到0.0008(10％到0.08％))。小环形天线是示例性H场天线，并且包括尺寸远小于其使用波长的环形天线。小环形天线在NFEMI载波频率下不谐振，而是通过外部电抗调谐到谐振。在一些示例性实施例中，小环形天线中的电流在环形的每个位置都具有相同的值。E场天线(即，电天线)主要对电场敏感和/或主要在由电压驱动时启动电场。来自E场天线的任何H场分量都大大减小(例如，取决于天线设计，减少-20到-60dB，因数为0.1到0.0008(10％到0.08％))。短加载偶极天线是示例性E场天线，并且包括尺寸远小于NFEMI载波频率的短偶极，并且在一些示例性实施例中，其在两端都具有额外的电容结构。这些场的准静态特性是NFEMI天线尺寸与其载波频率相结合的结果。大多数近场能量以磁场和电场的形式存储，而少量RF能量不可避免地在自由空间中传播。近场磁感应(NFMI)通信也可以用于此种身体通信，但是这些磁场不联接到身体。结果，相比于NFEMI装置，这些磁场装置可以更远离身体，并且仍然确保通信。然而，由于可穿戴装置中的小天线尺寸，NFMI范围比全身短得多。小天线几何形状对于NFMI和NFEMI天线是有效的，因为它们使自由空间中的辐射波最小化。图1是用于无线装置的示例性近场电磁感应(NFEMI)天线100。该例子中的天线100是电磁感应(NFEMI)天线。在一些示例性实施例中，天线100包括线圈天线105(即，用于磁场)以及短加载偶极120(即，用于电场)。线圈天线105包括缠绕有线115的铁氧体芯110。短偶极120包括两个加载板125和130。天线100馈电点135、140联接到各个收发器电路，例如下游无线电发送器和接收器集成电路(RF-IC)，(此处未示出)。短加载偶极部分120响应于电(E)场。线圈天线部分105响应于磁(H)场。当NFEMI天线100靠近身体(例如，人、物体等)时，磁场和电场将基本上限制在身体内并且不会在自由空间中显著地辐射。这增强了此种身体联网通信的安全性和隐私性。在各个示例性实施例中，天线100以50MHz或以下工作，以确保场沿着身体轮廓并确保远场辐射强烈减少。图2是用于第二示例性近场天线的示例性磁(H)场天线200。H场天线200包括介电芯202(例如，铁氧体、空气等)、线圈204(L)、第一馈电点206和第二馈电点208。两个馈电点206、208分别联接到线圈204的任一端。在一些示例性实施例中，H场天线200是小环形天线。与H场天线200工作的大约10MHz近场波长相比，芯202和线圈204的尺寸是微不足道的。H场天线200在本文被定义为具有基本上垂直于螺旋线圈204绕组的平面的纵轴(y轴)，以及基本上平行于螺旋线圈204绕组的平面的横轴(x轴)。虽然在该例子中，磁(H)场天线200是圆柱形的，但是在其它示例性实施例中，磁(H)场天线200可以是另一种形状，例如平面形。图3是用于第二示例性近场天线的示例性电(E)场天线300。E场天线300包括导电结构302、开口304、外边缘306、内边缘308和缝隙310(例如，间隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近场天线，其特征在于，包括：/n磁(H)场天线；/n电(E)场天线；/n所述E场天线与所述H场天线电绝缘；并且/n所述E场天线被配置成由所述H场天线感应充电。/n

【技术特征摘要】
20180525 US 15/989,2841.一种近场天线，其特征在于，包括：
磁(H)场天线；
电(E)场天线；
所述E场天线与所述H场天线电绝缘；并且
所述E场天线被配置成由所述H场天线感应充电。


2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：
所述E场天线介电联接到所述H场天线。


3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：
所述H场天线是小环形天线；
所述E场天线是短加载偶极天线；并且
所述短加载偶极天线被配置成由所述小环形天线充电。


4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：
所述H场天线是线圈；
所述E场天线是导电结构；并且
所述导电结构被配置成由所述线圈充电。


5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于：
所述线圈包括介电芯，所述介电芯包括铁氧体或空气中的至少一种。


6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于：
所述H场天线包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·德西雷·马德莱娜·吉恩斯，安东尼·凯斯拉斯，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL