近場通信設備及其中的天線模塊的制作方法
【專利摘要】公開了一種近場通信（NFC）設備及其中的天線模塊。該近場通信設備包括與天線模塊通信耦接的NFC核心。NFC核心向天線模塊提供遍歷相當大的距離的低功率通信信號。當與照慣例遍歷相當大的距離的高功率通信信號相比時，低功率通信信號發(fā)出大幅減少的電磁輻射。結果，減少了留在其他附近電子電路中的信號上的多余電磁發(fā)射和/或失真。在低功率通信信號到達天線模塊之后，天線模塊將低功率通信信號轉(zhuǎn)換為高功率通信信號以傳輸至另一個具有NFC功能的設備。另外，天線模塊轉(zhuǎn)換來自具有NFC功能的設備的被調(diào)制到高功率通信信號上的通信以向NFC核心提供低功率通信信號。
【專利說明】近場通信設備及其中的天線模塊
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及近場通信(NFC)，更具體地，涉及減少具有NFC功能的設備中的多余電磁發(fā)射和/或失真。
【背景技術】
[0002]近場通信(NFC)設備被整合到諸如智能手機等的移動設備中，以便于在進行日常交易過程中使用這些移動設備。例如，可將信用卡所提供的信用信息加載到NFC設備并存儲在其中以便在需要時使用，而不是攜帶大量的信用卡。NFC設備簡單地與信用卡終端觸碰以將信用信息中繼給它從而完成交易。作為另一實例，諸如在公共汽車和火車終端中使用的票務寫入系統(tǒng)可簡單地將票價信息寫入在NFC設備上，而不是向乘客提供紙質(zhì)車票。乘客簡單地將NFC設備觸碰讀取器以乘坐公共汽車或火車，而無需使用紙質(zhì)車票。
[0003]傳統(tǒng)NFC設備包括與天線通信耦合的NFC核心。持續(xù)發(fā)展的硅半導體制造技術與先前硅半導體制造技術制造的那些相比減小了 NFC核心的尺寸。然而，天線的尺寸幾乎保持不變。結果，在NFC核心與天線之間遍歷的通信信號遍歷更大距離。照慣例，高功率通信信號在NFC核心與天線之間遍歷更大的距離。結果，這些高功率通信信號發(fā)射出大量的電磁輻射，這將多余電磁發(fā)射和/或失真留在附近電子電路中的信號上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的幾個方面，提供了近場通信(NFC)設備和用于近場通信(NFC)設備的天線模塊:
[0005](I) 一種近場通信(NFC)設備，包括:
[0006]NFC核心，被配置為提供低功率傳輸信號并接收低功率接收信號；以及
[0007]天線模塊，被配置為將所述低功率傳輸信號轉(zhuǎn)換為高功率傳輸信號，感測所述高功率傳輸信號的波動，反映所述高功率傳輸信號中的波動以提供感測到的波動，并向指示所述感測到的波動的所述NFC核心提供所述低功率接收信號。
[0008](2)根據(jù)(I)所述的NFC設備，其中NFC核心包括:
[0009]調(diào)制器模塊，被配置為將信息調(diào)制到載波上以提供所述低功率傳輸信號；以及
[0010]解調(diào)器模塊，被配置為解調(diào)所述低功率接收信號以恢復由另一個NFC設備提供的信息。
[0011](3 )根據(jù)(2 )所述的NFC設備，其中，所述NFC核心進一步包括:
[0012]控制器，被配置為從一個或多個數(shù)據(jù)存儲設備、用戶接口或與所述NFC設備耦接的其他電氣設備或主機設備接收所述信息，并向所述一個或多個所述數(shù)據(jù)存儲設備、所述用戶接口、或所述其他電氣設備或主機設備提供恢復信息。
[0013](4)根據(jù)(I)所述的NFC設備，其中，所述天線模塊包括:
[0014]放大器模塊，被配置為將所述低功率傳輸信號轉(zhuǎn)換為所述高功率傳輸信號；
[0015]第一電流鏡，被配置為將第一偏置電流供應給所述放大器模塊，所述第一偏置電流被配置為以與所述高功率傳輸信號基本上類似的方式波動，所述第一電流鏡還被配置為提供與所述第一偏置電流成比例且指示所述高功率傳輸信號內(nèi)的波動的第一感測電流；以及
[0016]第二電流鏡，被配置為從所述放大器模塊汲取第二偏置電流，所述第二偏置電流被配置為以與所述高功率傳輸信號基本上類似的方式波動，所述第二電流鏡還被配置為提供與所述第二偏置電流成比例且指示所述高功率傳輸信號的波動的第二感測電流。
[0017](5)根據(jù)(4)所述的NFC設備，其中，另一個NFC將信息調(diào)制到所述高功率傳輸信號上以導致所述波動。
[0018](6)根據(jù)(5)所述的NFC設備，其中，所述第一電流鏡包括:
[0019]第一 P型金屬氧化物半導體(PMOS)器件，被配置為提供所述第一偏置電流；以及
[0020]第二 PMOS器件，被配置為提供所述第一感測電流，以及
[0021]其中，所述第二電流鏡包括:
[0022]第一 η型金屬氧化物半導體(NMOS)器件，被配置為提供所述第二偏置電流；以及
[0023]第二 NMOS器件，被配置為提供所述第二感測電流。
[0024](7) 一種用于近場通信(NFC)設備的天線模塊，包括:
[0025]放大器模塊，被配置為放大低電平電流信號以提供高電平電流信號；以及
[0026]電流鏡，被配置為向所述放大器模塊提供偏置電流，并提供與所述偏置電流成比例的感測電流，所述感測電流被配置為以與所述高電平電流信號基本上類似的方式波動。
[0027](8)根據(jù)(7)所述的天線模塊，其中，所述電流鏡包括:
[0028]第一 P型金屬氧化物半導體(PMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及
[0029]第二 PMOS器件，被配置為提供所述感測電流。
[0030](9)根據(jù)(7)所述的天線模塊，其中，所述電流鏡包括:
[0031]第一 η型金屬氧化物半導體(NMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及
[0032]第二 NMOS器件，被配置為提供所述感測電流。
[0033](10)根據(jù)(7)所述的天線模塊，進一步包括:
[0034]電感耦合元件，被配置為利用所述高電平電流信號生成磁場。
[0035](11)根據(jù)(10)所述的天線模塊，其中，所述電感耦合元件被配置為從第二 NFC設備電感接收被調(diào)制到所述高電平電流信號上的通信信號。
[0036]( 12)根據(jù)(10)所述的天線模塊，其中，所述通信信號使所述高電平電流信號波動。
[0037](13)根據(jù)(7)所述的天線模塊，其中，所述NFC設備被配置為從第二 NFC設備電感接收被調(diào)制到所述高電平電流信號上的通信，所述通信使所述高電平電流信號波動。
[0038](14)根據(jù)(7)所述的天線模塊，其中，所述放大器模塊被表征為具有大于單位一的電流增益。
[0039](15) 一種用于近場通信(NFC)設備的天線模塊，包括:
[0040]放大器模塊，被配置為向電感耦合元件提供第一通信信號以生成磁場，所述電感耦合元件被配置為從第二 NFC設備接收被調(diào)制到所述第一通信信號上的第二通信信號；以及
[0041]感測模塊，被配置為將偏置電流供應給所述放大器模塊，所述第二通信信號在所述偏置電流中重建，所述感測模塊還被配置為感測所述偏置電流中的所述第二通信信號，以提供與所述偏置電流成比例且指示所述第二通信信號的感測電流。
[0042](16)根據(jù)(15)所述的天線模塊，其中，所述感測模塊包括:
[0043]第一 P型金屬氧化物半導體(PMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及
[0044]第二 PMOS器件，與所述第一 PMOS設備耦接以形成電流鏡，被配置為提供所述感測電流。
[0045](17)根據(jù)(15)所述的天線模塊，其中，所述感測模塊包括:
[0046]第一 η型金屬氧化物半導體(NMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及
[0047]第二 NMOS器件，與所述第一 NMOS器件耦接以形成電流鏡，被配置為提供所述感測電流。
[0048](18)根據(jù)(15)所述的天線模塊，其中，所述放大器模塊被表征為具有大于單位一的電流增益。
[0049](19)根據(jù)(15)所述的天線模塊，進一步包括:
[0050]第二感測模塊，被配置為從所述放大器模塊汲取第二偏置電流，所述第二通信在所述第二偏置電流中重建，所述第二感測模塊還感測所述第二偏置電流中的所述第二通信信號以提供與所述偏置電流成比例且指示所述第二通信信號的第二感測電流。
[0051](20)根據(jù)(15)所述的天線模塊，其中，所述NFC設備被配置為對所述感測電流進行操作以恢復來自所述第二通信信號的信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]將參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行描述。在附圖中，類似的編號表示相同、功能相似的元件。另外，編號最左邊的數(shù)字表示編號首次出現(xiàn)的附圖。
[0053]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的NFC環(huán)境的框圖；
[0054]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的NFC設備的框圖；
[0055]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的可以被實現(xiàn)為NFC設備的一部分的示例性天線模塊的框圖。
[0056]現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進行描述。在附圖中，類似的編號一般表示相同、功能相似和/或結構相似的元件。元件首次出現(xiàn)的附圖用編號最左邊的數(shù)字表示。
【具體實施方式】
[0057]以下【具體實施方式】參照【專利附圖】

【附圖說明】與本發(fā)明一致的示例性實施方式。在【具體實施方式】中提及的“一個示例性實施方式”、“示例性實施方式”、“示例性實施方式實例”等指示描述的示例性實施方式可以包括特定的特點、結構或特征，但每個示例性實施方式可以不一定包括該特定的特點、結構或特征。而且，這種詞語并不必提及同一示例性實施方式。此外，當結合示例性實施方式對特定的特點、結構或特征進行描述時，無論是否明確地描述，結合其他示例性實施方式會對此特點、結構或特征產(chǎn)生影響在相關領域的技術人員的認識范疇之內(nèi)。
[0058]本文描述的示例性實施方式用于說明目的，而不是限制性的。其他示例性實施方式是可行的，且在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以對示例性實施方式進行修改。因此，【具體實施方式】并不意味著限制本發(fā)明。相反，僅根據(jù)以下權利要求及其等同物來確定本發(fā)明的范圍。[0059]本發(fā)明的實施方式可以以硬件、固件、軟件或其任意組合實施。本發(fā)明的實施方式可以另外實現(xiàn)為存儲在機器可讀介質(zhì)上的指令，所述指令可以由一個或多個處理器讀取并執(zhí)行。機器可讀介質(zhì)可以包括存儲或傳輸機器(例如，計算設備)可讀形式的信息的任何機構。例如，機器可讀介質(zhì)可以包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質(zhì)、光學存儲介質(zhì)、閃存設備、電、光、聲或其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數(shù)字信號等)，等等。此外，固件、軟件、例程、指令在本文中可以被描述成執(zhí)行某些操作。然而，應理解，這樣的描述僅僅是為了方便起見，這樣的操作實際上是由計算設備、處理器、控制器或執(zhí)行固件、軟件、例程、指令等的其他設備引起的。
[0060]示例性實施方式的以下【具體實施方式】將如此全面地揭示本發(fā)明的一般性，使得在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，其他人可以通過應用相關領域的技術人員的知識，對各種應用比如示例性實施方式進行輕易的修改和/或改動，而無需進行不合理的實驗。因此，根據(jù)本文提出的教導和指導，這樣的改動和修改的目的在該含義和多個示例性實施方式的等同物之內(nèi)。應理解，本文的措辭或術語的目的在于描述而非限制，因此本說明書的術語或措辭必須由相關領域的技術人員根據(jù)本文的教導進行解釋。
[0061]出于討論目的，術語“模塊”應理解為包括軟件、固件和硬件(例如，一個或多個電路、微芯片或設備或其任意組合)及其任意組合中的至少一個。另外，要理解的是，每個模塊可以包括實際設備中的一個，或一個以上實際設備中的組件，并且構成所描述的模塊的一部分的每個組件可以協(xié)作地或獨立于形成模塊的一部分的任何其他組件來發(fā)揮作用。相反，本文中描述的多個模塊可以表示實際設備中的單個組件。此外，模塊中的組件可以位于單個設備中或者以有線或無線方式分布在多個設備之間。
[0062]盡管本發(fā)明的描述是在NFC方面進行說明的，但相關領域技術人員將意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明可以適用于使用近場和/或遠場的其他通信。例如，盡管利用具有NFC功能的通信設備描述本發(fā)明，但相關領域技術人員將意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，這些具有NFC功能的通信設備可以適用于使用近場和/或遠場的其他通信設備。
[0063]示例件沂場通信(NFC)環(huán)塏
[0064]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的NFC環(huán)境的框圖。NFC環(huán)境100提供了在彼此足夠接近的第一設備102與第二設備104之間的信息(比如一條或多條命令或數(shù)據(jù))的無線通信。第一 NFC設備102和/或第二 NFC設備104可被實現(xiàn)為獨立的或分離的設備，或者可被結合到或耦接至其他電氣設備或主機設備以形成具有NFC功能的設備。電氣設備或主機設備可以包括移動電話、便攜式計算設備、其他計算設備(例如，個人計算機、膝上型計算機或臺式計算機)、計算機外圍設備(例如，印刷機)、便攜式音頻和/或視頻播放機、支付系統(tǒng)(例如，銷售點終端)、票務寫入系統(tǒng)(例如，用以作為實例的停車票務系統(tǒng)、公交票務系統(tǒng)、火車票務系統(tǒng)或入口票務系統(tǒng))，或者在票務讀取系統(tǒng)中，玩具、游戲機、海報、行李、廣告材料、產(chǎn)品存貨檢查系統(tǒng)和/或在不背離發(fā)明的精神和范圍的情況下對本領域技術人員是顯而易見的任意其他合適的電子設備。
[0065]第一 NFC設備102和/或第二 NFC設備104彼此交互，從而以讀取/寫入(R/W)通信模式交換信息。在R/W通信模式中，第一 NFC設備102被配置為以引發(fā)器或讀取器操作模式操作，而第二 NFC設備104被配置為以偵聽器、目標或標簽操作模式操作。然而，此實例并不是限制的，本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下根據(jù)本文的教導應意識到，第一 NFC設備102可被配置為以偵聽器或標簽模式工作，而第二 NFC設備104可被配置為以讀取器模式操作。第一 NFC設備102將其對應信息調(diào)制到第一載波上并且通過將經(jīng)調(diào)制的信息施加于第一天線來生成第一磁場以提供調(diào)制通信(被稱為第一通信152)。一旦信息已被傳輸至第二 NFC裝置104，則第一 NFC裝置102繼續(xù)施加無其對應信息的第一載波(被稱為未調(diào)制通信)以繼續(xù)提供第一通信152。
[0066]第一 NFC設備102足夠接近第二 NFC設備104，使得第一信息通信152電感耦合到第二 NFC設備104的第二天線上。第二 NFC設備104從第一通信152得到或獲取電力，以恢復、處理和/或提供對該信息的響應。第二 NFC設備104解調(diào)第一通信152以恢復和/或處理該信息。第二 NFC設備104可通過用其對應信息調(diào)制第二天線以調(diào)制第一載波來響應該信息，從而提供第二通信154。
[0067]第一 NFC設備102和/或第二 NFC設備104通常包括分別與第一天線耦合的第一NFC核心和與第二天線耦合的第二 NFC核心。第一 NFC核心和第二 NFC核心可以分別包括第一 NFC設備102和第二 NFC設備104的一個或多個模塊，或模塊的組合，它們被制造在隨后彼此通信耦合的一個或多個半導體襯底上。通常，這些模塊可以包括用以作為實例的調(diào)制器、控制器和/或解調(diào)器。然而，在不背離發(fā)明的精神和范圍的情況下可以包括對本領域技術人員來說是顯而易見的其他模塊。
[0068]持續(xù)發(fā)展的娃半導體制造技術已經(jīng)減小了通過先前娃半導體制造技術制造的那些的第一 NFC核心和第二 NFC核心的尺寸。然而，第一天線和/或第二天線的尺寸幾乎保持不變。結果，第一天線和第二天線分別遠離第一 NFC核心和第二 NFC核心定位，從而導致在第一 NFC核心與第一天線之間以及在第二 NFC核心與第二天線之間遍歷的通信信號遍歷更大的距離。在某些情況下，這些通信信號在第一 NFC設備102和/或第二 NFC設備104中的其他電子電路附近遍歷，這將多余的電磁發(fā)射和/或失真留在這些其他附近電子電路中的信號上。
[0069]另外，持續(xù)發(fā)展的硅半導體制造技術使通信設備的各個模塊結合到少數(shù)芯片和/或晶片上以形成組合，或簡單整合型芯片或晶片，以形成集成通信設備。除第一 NFC設備102或第二 NFC設備104之外，集成通信設備經(jīng)常包括藍牙模塊、全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊、蜂窩模塊和/或無線局域網(wǎng)(WLAN)模塊。藍牙模塊根據(jù)各個藍牙或藍牙低功耗(BLE)標準提供無線通信。GPS模塊從各個衛(wèi)星接收各個信號以確定集成通信設備的位置信息。蜂窩模塊根據(jù)諸如例如用以作為實例的三代合作伙伴計劃(3GPP)長期演進(LTE)通信標準、第四代(4G)移動通信標準，或第三代(3G)移動通信標準的各個蜂窩通信標準提供無線通信。WLAN模塊根據(jù)諸如例如微波存取全球互通(WiMAX)通信標準或W1-Fi通信標準的各種網(wǎng)絡協(xié)議提供有線和/或無線通信網(wǎng)絡的無線通信。在該實例中，少量芯片和/或晶片具有更小的總尺寸；然而，整合型芯片或晶片的各自天線的尺寸幾乎保持不變。結果，整合型芯片或晶片的天線遠離它們各自的這些整合型芯片或晶片定位，這導致通信信號在這些整合型芯片或晶片和它們各自的天線之間遍歷更大的距離。在某些情況下，這些通信信號在集成通信設備中的其他鄰近電子電路附近遍歷，這將多余電磁發(fā)射和/或失真留在這些其他鄰近電子電路中。
[0070][0071]以下【具體實施方式】描述例如諸如第一 NFC設備102的NFC設備，，其包括與天線模塊通信耦合的NFC核心。NFC核心向天線模塊提供遍歷相當大的距離的低功率通信信號。當與驅(qū)動天線模塊所需的高功率通信信號相比時，低功率通信信號發(fā)出大幅減少的電磁輻射。結果，減少了留在其他附近電子電路中的信號上的多余電磁發(fā)射和/或失真。在低功率通信信號到達天線模塊之后，天線模塊將低功率通信信號轉(zhuǎn)換為高功率通信信號以傳輸至諸如例如第二 NFC設備104的另一個具有NFC功能的設備。另外，天線模塊轉(zhuǎn)換來自具有NFC功能的設備的被調(diào)制到高功率通信信號上的通信以向NFC核心提供低功率通信信號。
[0072]示例件NFC設各
[0073]圖2不出了根據(jù)本發(fā)明的不例性實施方式的NFC設備的框圖。NFC設備200包括與天線模塊204通信耦合的NFC核心202。NFC核心202和天線模塊204利用遍歷NFC核心202與天線模塊204之間的相當大距離的低功率通信信號彼此通信。天線模塊204將來自NFC核心200的低功率通信信號轉(zhuǎn)換為高功率通信信號以傳輸至諸如例如第二 NFC設備104的另一個具有NFC功能的設備，并將通過其他具有NFC功能的設備調(diào)制到高功率通信信號上的高功率通信信號轉(zhuǎn)換為低功率通信信號以傳輸至NFC核心202。NFC設備200可以表不第一 NFC設備102的不例性實施方式。
[0074]NFC核心202提供NFC的功能方面，例如，生成載波以傳輸和/或恢復信息，格式化信息以傳輸，調(diào)制信息以傳輸和/或解調(diào)通信信號以恢復信息。NFC核心202包括控制器模塊206、調(diào)制器模塊208以及解調(diào)器模塊210。在2010年3月19日提交的國際申請?zhí)枮镻CT/GB2010/050471中進一步描述了 NFC核心202的兩銷配置的示例性實施方式，其全部內(nèi)容通過引用結合于此。
[0075]控制器模塊206控制NFC設備200的整體操作和/或配置?？刂破髂K206將信息250提供給一個或多個數(shù)據(jù)存儲設備和/或從一個或多個數(shù)據(jù)存儲設備接收信息250，數(shù)據(jù)存儲設備例如為一個或多個非接觸轉(zhuǎn)發(fā)器、一個或多個非接觸標簽、一個或多個非接觸智能卡、在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本領域技術人員顯而易見的其他機器可讀介質(zhì)，或其任意組合。其他機器可讀介質(zhì)可包括但不限于只讀存儲器(R0M)，隨機存取存儲器(RAM),磁盤存儲介質(zhì),光存儲介質(zhì)，閃存設備，電、光、聲或其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外信號、數(shù)字信號)。控制器模塊206也可將信息250提供給用戶接口和/或從用戶接口接收信息250用戶接口例如為觸摸屏顯示器、字母數(shù)字鍵盤、擴音器、鼠標、揚聲器、在不背離發(fā)明的精神和范圍的情況下對本領域技術人員顯而易見的任意其他合適的用戶接口?？刂破髂K還可將信息250提供給耦合至NFC設備200的其他電氣設備或主機設備，和/或從耦合至NFC設備200的其他電氣設備或主機設備接收信息250。
[0076]控制器模塊206可以提供信息250作為用于傳輸至另一個具有NFC功能的設備的傳輸信息252。另外,可以從解調(diào)器模塊210提供恢復信息254作為信息250。進一步地，控制器模塊206還可以使用信息250和/或恢復信息254來控制NFC設備200的整體操作和/或配置。例如，控制器模塊206可以根據(jù)信息250和/或恢復信息254 (如果合適)發(fā)出和/或執(zhí)行其他具有NFC功能的設備的一條或多條命令以控制NFC設備200的操作，例如發(fā)送功率、發(fā)送數(shù)據(jù)率、發(fā)送頻率、調(diào)制方案、比特和/或字節(jié)編碼方案和/或在不背離發(fā)明的精神和范圍的情況下對本領域技術人員顯而易見的任意其他合適操作參數(shù)。
[0077]調(diào)制器模塊208利用任意合適的模擬或數(shù)字調(diào)制技術來將傳輸信息252調(diào)制到載波上以提供低功率傳輸信號256。合適的模擬或數(shù)字調(diào)制技術可以包括幅度調(diào)制(AM)、頻率調(diào)制(FM)、相位調(diào)制(PM)、相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、幅移鍵控(ASK)、正交幅度調(diào)制(QAM)和/或?qū)Ρ绢I域技術人員顯而易見的任意其他合適調(diào)制技術。一旦信息已被傳送至另一個具有NFC功能的設備，則調(diào)制器模塊208繼續(xù)提供載波作為低功率傳輸信號256。
[0078]解調(diào)器模塊210利用任意合適的模擬或數(shù)字調(diào)制技術來解調(diào)低功率接收信號258以提供恢復信息254。合適的模擬或數(shù)字調(diào)制技術可以包括幅度調(diào)制(AM)、頻率調(diào)制(FM)、相位調(diào)制(PM)、相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、幅移鍵控(ASK)、正交幅度調(diào)制(QAM^P/或?qū)Ρ绢I域技術人員顯而易見的任意其他合適調(diào)制技術。
[0079]低功率傳輸信號256和低功率接收信號258利用通信耦合在NFC核心202與天線模塊204之間遍歷。通信耦合可以包括一根或多根光纖電纜，一根或多根同軸電纜，一根或多根諸如例如易彎曲的扁平電纜的銅電纜，一根或多根諸如例如鋁接合線，銅接合線或金接合線的接合線，諸如一根或多根傳輸線(例如，帶線或微帶線)的一個或多個波導，或其任意組合。在某些情況下，NFC核心202和天線模塊204間隔得很遠，例如有時接近幾十厘米以上，使得低功率傳輸信號256和低功率接收信號258在NFC核心202與天線模塊204之間遍歷相當大的距離。在這些情況下，當與照慣例遍歷相當大的距離的高功率通信信號相比時，低功率傳輸信號256和低功率接收信號258的低功率特征分別減少了由低功率傳輸信號256和低功率接收信號258發(fā)出的電磁福射。結果，通過低功率傳輸信號256和低功率接收信號258將更少的多余電磁發(fā)射和/或失真留在第一 NFC設備200中的其他附近電子電路中的信號上。
[0080]天線模塊204將低功率傳輸信號256從低功率通信信號轉(zhuǎn)換為高功率通信信號以傳輸至另一個具有NFC功能的設備，并將從其他具有NFC功能的設備接收的高功率通信信號轉(zhuǎn)換為低功率通信信號以提供低功率接收信號258。天線模塊204包括功率轉(zhuǎn)換模塊212和電感耦合元件214。功率轉(zhuǎn)換模塊212將低功率傳輸信號256從低功率通信信號轉(zhuǎn)換為高功率通信信號以提供高功率傳輸信號260，和/或?qū)⒏吖β式邮招盘?62從高功率通信信號轉(zhuǎn)換為低功率通信信號以提供 低功率接收信號258。
[0081 ] 電感耦合元件214將高功率傳輸信號260施加給諸如例如調(diào)諧諧振電路的電感耦合元件，以生成磁場來提供傳輸通信信號264。另外，電感耦合元件214電感接收被調(diào)制到高功率傳輸信號260上的接收通信信號266以提供高功率接收信號262。另外，天線模塊204允許電感耦合元件214的阻抗由電感耦合元件214限定，相反，具有至其各自的傳統(tǒng)核心具有較長通信耦合的傳統(tǒng)天線由從傳統(tǒng)核心開始的較長通信耦合限定的阻抗。
[0082]可以被實現(xiàn)為NFC設備的一部分的示例性天線模塊
[0083]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的可以被實現(xiàn)為NFC設備的一部分的示例性天線模塊的框圖。天線模塊300將來自諸如例如NFC核心202的NFC核心的低功率通信信號轉(zhuǎn)換為高功率通信信號以傳輸至另一個具有NFC功能的設備，并將通過其他具有NFC功能的設備調(diào)制到高功率通信信號上的高功率通信信號轉(zhuǎn)換為低功率通信信號以傳輸至NFC核心。天線模塊300包括功率轉(zhuǎn)換模塊302和電感耦合元件304。天線模塊300可以表示天線模塊204的示例性實施方式。
[0084]功率轉(zhuǎn)換模塊302將來自NFC核心的低功率通信信號350轉(zhuǎn)換為高功率通信信號352以傳輸至另一個具有NFC功能的設備，并將通過其他具有NFC功能的設備被調(diào)制到高功率通信信號352上的高功率通信信號352轉(zhuǎn)換為低功率通信信號350以傳輸至NFC核心。低功率通信信號350和高功率通信信號352表示分別具有第一低功率通信信號350.1和第二低功率通信信號350.2以及第一高功率通信信號352.1和第二高功率通信信號352.2的差分通信信號。低功率通信信號350可以表示低功率傳輸信號256和低功率接收信號258的組合的示例性實施方式，高功率通信信號352可以表示高功率傳輸信號260和高功率接收信號262的組合的示例性實施方式。
[0085]功率轉(zhuǎn)換模塊302包括第一功率轉(zhuǎn)換模塊306.1和第二功率轉(zhuǎn)換模塊306.2。第一功率轉(zhuǎn)換模塊306.1和第二功率轉(zhuǎn)換模塊306.2以基本上類似的方式操作，因此，只進一步詳細地描述第一功率轉(zhuǎn)換模塊306.1。第一功率轉(zhuǎn)換模塊306.1包括放大器模塊308、第一感測模塊310.1和第二感測模塊310.2。
[0086]放大器模塊308根據(jù)增益G放大第一低功率通信信號350.1以提供第一高功率通信信號352.1。增益G可以表示電壓增益、電流增益或其任意組合。在示例性實施方式中，放大器模塊308可以利用被表征為具有高輸入阻抗和低輸出阻抗的任何合適放大器來實現(xiàn)。在另一個示例性實施方式中，放大器模塊308可以利用被表征為具有大約單位一的電壓增益以及大于單位一的電流增益的任何合適放大器(例如，共漏極放大器或共集電極放大器)來實現(xiàn)。例如，放大器模塊308可以將表不第一低功率通信信號350.1的低電平輸入電流iIN放大增益G以提供表示第一高功率通信信號352.1的高電平輸出電流分量iTOT。然而，放大器模塊308的這些特征不是限制的，相關領域技術人員應意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對相關領域技術人員顯而易見的是，諸如例如共源極放大器、共發(fā)射極放大器、共柵極放大器或共基極放大器的其他類型放大器可以用于實現(xiàn)放大器模塊308。另外，相關領域技術人員應意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，放大器模塊308還可以利用諸如例如運算放大器的放大器的組合來實現(xiàn)。
[0087]第一感測模塊310.1將第一偏置電流h供應給放大器模塊308并且第二感測模塊310.2從放大器模塊308汲取第二偏置電流i2。第一感測模塊310.1感測第一偏置電流I1以提供第一感測電流iSEN1，并且`第二感測模塊310.2感測第二偏置電流i2以提供第二感測電流iSEN2。第一感測模塊310.1和第二感測模塊310.2以基本上類似的方式操作，因此，只進一步詳細地描述第一感測模塊310.1。
[0088]第一感測模塊310.1包括被配置和設置為形成P型電流鏡以生成與第一偏置電流I1成比例的第一感測電流iSEN1的第一 P型金屬氧化物半導體(PMOS)器件Q1和第二 PMOS器件Q2。應注意的是，第二感測模塊310.2包括被配置和設置為形成η型電流鏡以生成與第二偏置電流i2成比例的第二感測電流iSEN2的η型金屬氧化物半導體(NMOS)器件。通常，第一感測電流iSEN1大約等于第二感測電流is.使得第一感測電流iSEN1和第二感測電流iSEN2的結合大約為零。在示例性實施方式中，第一 PMOS器件Q1和第二 PMOS器件Q2表示匹配的半導體設備，使得第一感測電流iSEN1基本上類似于(similar to,等于)第一偏置電流i^。在另一個示例性實施方式中，第一 PMOS器件Q1大于第二 PMOS器件Q2,使得第一 PMOS器件Q1有效地將第一偏置電流I1乘以第一 PMOS器件Q1與第二 PMOS器件Q2之比以提供第一感測電流iSEN1。在進一步示例性實施方式中，第一 PMOS器件Q1小于第二 PMOS器件Q2,使得第一 PMOS器件Q1有效地將第一偏置電流I1除以第一 PMOS器件Q1與第二 PMOS器件Q2之比以提供第一感測電流iSEN1。[0089]電感耦合元件304將高功率通信信號352施加給其電感耦合元件以生成磁場來提供傳輸通信信號264。另外，電感耦合元件214電感接收被調(diào)制到高功率通信信號352上的接收通信信號266。電感耦合元件304包括被配置且設置為形成串聯(lián)諧振電路的第一電容器Cl、電感器LI和第二電容器C2。然而，該實例不是限制的，相關領域技術人員應意識到在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可能存在其他串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)諧振電路或串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路的組合。
[0090]在操作過程中，NFC核心向天線模塊300提供表示第一低功率通信信號350的低電平輸入電流iIN。放大器模塊308放大低電平輸入電流iIN以提供高電平輸出電流iOT。第一感測模塊310.1將偏置電流I1供應給放大器模塊308并且第二感測模塊310.2從放大器模塊308汲取第二偏置電流i2以使放大器模塊308偏置。偏置電流I1的幅度和第二偏置電流i2的幅度與低電平輸入電流iIN和高電平輸出電流有關。因為高電平輸出電流ioux波動(其通常發(fā)生于另一個具有NFC功能的設備將其信息調(diào)制到高功率通信設備352上時)，所以偏置電流I1和第二偏置電流“類似地波動。例如，來自另一個具有NFC功能的設備的信息導致在第一偏置電流I1和第二偏置電流i2中重建的輸出電流iOTT波動，因為放大器模塊308所需的電流將以與輸出電流基本上類似的方式波動。第一感測電流iSEN1和第二感測電流iSEN2內(nèi)偏置電流I1和第二偏置電流i2的波動由第一感測模塊310.1和第二感測模塊310.2感測到。NFC核心可以監(jiān)測監(jiān)測節(jié)點322.1和322.2上的電流和/或電壓以分別檢測第一感測電流iSEN1和第二感測電流iSEN2內(nèi)的波動，所述波動可歸因于高功率通信信號352中的波動。
[0091]結論
[0092]應理解，【具體實施方式】部分(而不是摘要部分)旨在用于對權利要求進行解釋。摘要部分可以對本發(fā)明的一個或多個示例性實施方式進行闡述，但不對所有示例性實施方式進行說明，因此，并非旨在以任何方式對本發(fā)明和所附權利要求進行限制。
[0093]上文在示出了實現(xiàn)指定功能及其關系的功能構件的幫助下對本發(fā)明進行了描述。為了便于描述，本文任意限定了功能構件的范圍。只要適當執(zhí)行指定功能及其關系就可以限定替代范圍。
[0094]在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對形式和細節(jié)進行各種改變對于相關領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，本發(fā)明不應限于上述示例性實施方式中的任何一個，而是僅根據(jù)以下權利要求及其等同物進行限定。
【權利要求】
1.一種近場通信(NFC)設備，包括: NFC核心，被配置為提供低功率傳輸信號并接收低功率接收信號；以及天線模塊，被配置為將所述低功率傳輸信號轉(zhuǎn)換為高功率傳輸信號，感測所述高功率傳輸信號的波動，反映所述高功率傳輸信號中的所述波動以提供感測到的波動，并向指示所述感測到的波動的所述NFC核心提供所述低功率接收信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的NFC設備，其中，所述NFC核心包括: 調(diào)制器模塊，被配置為將信息調(diào)制到載波上以提供所述低功率傳輸信號；以及 解調(diào)器模塊，被配置為解調(diào)所述低功率接收信號以恢復由另一個NFC設備提供的信肩、O
3.根據(jù)權利要求2所述的NFC設備，其中，所述NFC核心進一步包括: 控制器，被配置為從一個或多個數(shù)據(jù)存儲設備、用戶接口或與所述NFC設備耦接的其他電氣設備或主機設備接收所述信息，并向所述一個或多個所述數(shù)據(jù)存儲設備、所述用戶接口、或所述其他電氣設備或所述主機設備提供恢復信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的NFC設備，其中，所述天線模塊包括: 放大器模塊，被配置為將所述低功率傳輸信號轉(zhuǎn)換為所述高功率傳輸信號； 第一電流鏡，被配置為將第一偏置電流供應給所述放大器模塊，所述第一偏置電流被配置為以與所述高功率傳輸信號基本上類似的方式波動，所述第一電流鏡還被配置為提供與所述第一偏置電流成比例且指示所述高功率傳輸信號內(nèi)的波動的第一感測電流；以及第二電流鏡，被配置為從所述放大器模塊汲取第二偏置電流，所述第二偏置電流被配置為以與所述高功率傳輸信號基本上類似的方式波動，所述第二電流鏡還被配置為提供與所述第二偏置電流成比例且指示所述高功率傳輸信號的所述波動的第二感測電流。
5.根據(jù)權利要求4所述的NFC設備，其中，另一個NFC將信息調(diào)制到所述高功率傳輸信號上以導致所述波動。
6.根據(jù)權利要求5所述的NFC設備，其中，所述第一電流鏡包括: 第一 P型金屬氧化物半導體(PMOS)器件，被配置為提供所述第一偏置電流；以及 第二 P型金屬氧化物半導體器件，被配置為提供所述第一感測電流，以及 其中，所述第二電流鏡包括: 第一 η型金屬氧化物半導體(NMOS)器件，被配置為提供所述第二偏置電流；以及 第二 η型金屬氧化物半導體器件，被配置為提供所述第二感測電流。
7.一種用于近場通信(NFC)設備的天線模塊，包括: 放大器模塊，被配置為放大低電平電流信號以提供高電平電流信號；以及電流鏡，被配置為向所述放大器模塊提供偏置電流，并提供與所述偏置電流成比例的感測電流，所述感測電流被配置為以與所述高電平電流信號基本上類似的方式波動。
8.根據(jù)權利要求7所述的天線模塊，其中，所述電流鏡包括: 第一 P型金屬氧化物半導體(PMOS)器件，被配置為提供所述偏置電流；以及 第二 P型金屬氧化物半導體器件，被配置為提供所述感測電流。
9.一種用于近場通信(NFC)設備的天線模塊，包括: 放大器模塊，被配置為向電感耦合元件提供第一通信信號以生成磁場，所述電感耦合元件被配置為從第二 NFC設備接收被調(diào)制到所述第一通信信號上的第二通信信號；以及感測模塊，被配置為將偏置電流供應給所述放大器模塊，所述第二通信信號在所述偏置電流中重建，所述感測模塊還被配置為感測所述偏置電流中的所述第二通信信號，以提供與所述偏置電流成比例且指示所述第二通信信號的感測電流。
10.根據(jù)權利要求9所述的天線模塊，進一步包括: 第二感測模塊，被配置為從所述放大器模塊汲取第二偏置電流，所述第二通信在所述第二偏置電流中重建，所述第二感測模塊還感測所述第二偏置電流中的所述第二通信信號以提供與所述偏置電流 成比例且指示所述第二通信信號的第二感測電流。
【文檔編號】H04B5/00GK103701501SQ201310459510
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2012年9月27日
【發(fā)明者】安德魯·皮恩科夫斯基 申請人:美國博通公司