一種天線電路及其優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明披露了一個天線電路，其包括一阻抗電路，用于抵消從單向耦合器輸入端口到隔離端口的信號泄漏。該天線電路還包括第二阻抗電路，用于優(yōu)化從單向耦合器輸入端口到輸出端口的功率傳輸。此外，該天線是可調(diào)的，用以最大限度地提高天線的接收強(qiáng)度。該天線電路可以立刻提供以下功能：優(yōu)化功率傳輸，通過抵消信號泄漏而降低信號在輸出端口反射所引起的自身干擾。該天線可用作為一個有效的、小型的RFID天線。
【專利說明】一種天線電路及其優(yōu)化方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及可調(diào)天線，特別涉及用于手持、便攜式設(shè)備如手機(jī)的可調(diào)的RFID(射頻識別)天線。
【【背景技術(shù)】】
[0002]盡管RFID技術(shù)的使用幾乎無處不在，但是其購買、實施和使用接入都限于整個專有系統(tǒng)的買家及其允許的用戶。實施RFID系統(tǒng)的公司通常是那些有大量物理對象需要監(jiān)控的機(jī)構(gòu)，如倉庫、圖書館、百貨公司等。在這些場所實施的RFID系統(tǒng)并不能由任意市民使用，來尋找RFID標(biāo)記物體，因為該市民需要一個合適的RFID檢測器，而且還需要一個數(shù)據(jù)庫來確定被RFID檢測到的物體。這會導(dǎo)致這些場所的管理成本急劇上升，因為需要人力資源來幫助市民尋找標(biāo)記物體，從而帶來極大的不便。
[0003]手持移動通信設(shè)備如手機(jī)的使用已成指數(shù)增長，同時RFID系統(tǒng)的使用也迅速增長。然而，這兩個行業(yè)的增長實際上是獨立的且互不相關(guān)的。盡管這兩個市場和技術(shù)發(fā)展已日趨成熟，但是手機(jī)還不能預(yù)先安裝成RFID檢測器來使用。同樣，RFID系統(tǒng)通常也沒有設(shè)計成允許任何市民使用他的手機(jī)作為RFID檢測器。[0004]造成這兩種技術(shù)之間的相互獨立可能有幾個制約因素，其中之一是所需天線的尺寸大小，需要在合理距離上有足夠強(qiáng)的RFID信號發(fā)送和接收。手持移動通信設(shè)備的尺寸大小往往適合放在用戶褲兜里或正好適合放入用戶手掌。因此，這樣的設(shè)備沒有足夠的空間去安裝體積相對較大而有效的RFID天線。不能使用小天線，因為小尺寸天線有較差的信號隔離，經(jīng)常受到信號干擾，由于用戶的“體效應(yīng)”還會受到不良的天線阻抗變化。體效應(yīng)就是當(dāng)一個物體靠近天線時會產(chǎn)生足夠大的天線阻抗變化，從而影響天線接收信號的效率。
[0005]因此，期望能有這樣的裝置和方法，它們能將RFID天線實施在手持移動通信設(shè)備里。
【發(fā)明概述】
[0006]本發(fā)明的第一方面是，提出了一種天線電路，它包括:一個單向耦合器(其有一個輸入端口、隔離端口和一個輸出端口)、第一阻抗電路(其連接所述輸出端口和一個天線)，所述第一阻抗電路是可調(diào)的，其有第一初始化調(diào)諧，以提供一個初始化阻抗，從而將信號從輸出端口反射回輸出端口，基本上抵消了從輸入端口到隔離端口的信號泄漏，其中所述第一阻抗電路是從初始化調(diào)諧開始調(diào)整阻抗，以抵消在第一初始化阻抗未能抵消的信號。
[0007]“天線電路”這個術(shù)語，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道它在這里并不是僅僅指天線本身，它還包括所附的全部或部分電路，用以改善、改變或控制往來天線的信號發(fā)送和接收。
[0008]在一個環(huán)境中，由RFID標(biāo)簽反射的RFID信號往往是幅值非常小。當(dāng)從輸入端口到隔離端口的信號泄漏大到足以掩蓋任何從RFID標(biāo)簽反射的信號時，就引起了信號干擾。本發(fā)明在輸出端口反射一個具有合適幅值和相位的發(fā)送信號，以抵消在隔離端口的信號泄漏，從而抑制信號干擾，并提供了良好的發(fā)送和接收信號的分離。
[0009]降低泄漏信號，使得天線可以很小，同時具有相對較大天線的效率。因此，本發(fā)明還提供了一個手掌大小手機(jī)可以安裝一個小天線的可能性，因此手機(jī)可以用來作為一個RFID檢測器，它可以有一個合理長的讀取距離，而不會影響手機(jī)的尺寸大小。
[0010]優(yōu)選地，第一初始化阻抗是根據(jù)單向耦合器的特性來確定的，以提供一個反射系數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種天線電路，包括: 一個單向I禹合器，其有一輸入端口、一隔離端口和一輸出端口 ； 第一阻抗電路，其連接到所述輸出端口和一個天線； 所述第一阻抗電路是可調(diào)的，其有一個第一初始化調(diào)整，以提供一個第一初始化阻抗，用以將來自所述輸出端口的信號反射回到所述輸出端口，而抵消從所述輸入端口到所述隔離端口的信號泄漏； 其中所述第一阻抗電路從所述第一初始化調(diào)整開始可調(diào)，調(diào)整其阻抗從而進(jìn)一步抵消其阻抗為所述第一初始化阻抗時未能抵消的信號泄漏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線電路，其中所述第一初始化阻抗是根據(jù)所述單向耦合器的特性來確定的，從而提供一個反射系數(shù):
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線電路，還包括: 一個控制器，其被編程以從所述第一初始化調(diào)整開始調(diào)整所述第一阻抗電路，從而最優(yōu)化抵消其阻抗為所述第一初始化阻抗時未能抵消的信號泄漏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線電路，還包括: 一個第二阻抗電路，其連接所述輸入端口和一個電源輸出端口 ； 所述第二阻抗電路是可調(diào)的，其有一個第二初始化調(diào)整，以提供一個第二初始化阻抗去匹配所述輸入端口的阻抗； 其中所述第二阻抗電路從所述第二初始化調(diào)整開始可調(diào)，調(diào)整其阻抗以匹配所述輸入端口上的阻抗變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線電路，其中所述第二初始化阻抗是由所述單向耦合器的特性來確定的，從而提供一個反射系數(shù):
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線電路，還包括: 一個控制器，其被編程以從所述第二初始化調(diào)整開始調(diào)整所述第二阻抗電路，從而最優(yōu)地匹配所述輸入端口上的阻抗變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線電路，其中所述天線是可調(diào)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天線電路，還包括: 一個用于訪問一個存儲器的訪問接口，其包含至少一組預(yù)定的優(yōu)化設(shè)置，用于天線優(yōu)化。
9.一種手持式通信設(shè)備，包括: 一個RFID天線電路,其包括一單向I禹合器,所述單向I禹合器有一輸入端口、一輸出端口和一隔尚端口； 一個阻抗負(fù)載，其連接所述輸出端口 ； 其中所述阻抗負(fù)載提供一個阻抗，用以將來自所述輸出端口的信號信號反射回所述輸出端口，從而抵消從所述輸入端口到所述隔離端口的信號泄漏。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的手持式通信設(shè)備，其中: 所述阻抗負(fù)載是可調(diào)的，而且有一個初始化調(diào)整，以提供一個初始化阻抗，用以將來自所述輸出端口的信號反射回所述輸出端口，從而抵消從所述輸入端口到所述隔離端口的信號泄漏； 所述阻抗負(fù)載從所述初始化調(diào)整開始可調(diào)，調(diào)整其阻抗以進(jìn)一步抵消所述阻抗為所述初始化阻抗時未能抵消的信號泄漏。
11.一種單向I禹合器電路，包括: 一個單向I禹合器，其有一輸入端口、一輸出端口和一隔離端口 ； 一個阻抗負(fù)載，其連接到所述輸出端口 ； 所述阻抗負(fù)載用于提供一個阻抗，以將來自所述輸出端口的信號反射回所述輸出端口，而抵消從所述輸入端口到所述隔離端口的信號泄漏。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的單向耦合器電路，其中: 所述阻抗負(fù)載是可調(diào)的，從一個初始化阻抗開始，調(diào)整其阻抗以進(jìn)一步抵消其所述阻抗為所述初始化阻抗時未能抵消的信號泄漏。
13.一種優(yōu)化天線電路的方法，包括步驟: 提供一個單向I禹合器，其有一輸入端口、一輸出端口和一隔離端口，所述輸出端口用于饋送信號到一個天線； 在所述單向耦合器的輸出端口提供一個第一阻抗負(fù)載，用以將來自所述輸出端口的信號反射回所述輸出端口，而抵消從所述輸入端口到所述隔離端口的信號泄漏。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的優(yōu)化天線電路的方法，其中: 所述第一阻抗負(fù)載是可調(diào)的，其有一個第一初始化阻抗； 所述方法還包括: 從所述第一初始化阻抗開始，調(diào)整所述第一阻抗負(fù)載的阻抗，以進(jìn)一步抵消所述阻抗為所述第一初始化阻抗時未能抵消的信號泄漏。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的優(yōu)化天線電路的方法，其中所述第一初始化阻抗是由所述單向耦合器的特性來確定的，從而提供一個反射系數(shù):
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的優(yōu)化天線電路的方法，還包括步驟:提供一個第二阻抗負(fù)載，其有一阻抗以匹配所述輸入端口上的阻抗。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的優(yōu)化天線電路的方法，其中: 所述第二阻抗負(fù)載是可調(diào)的，其有一個第二初始化阻抗； 所述方法還包括: 從所述第二初始化阻抗開始，調(diào)整所述第二阻抗負(fù)載的阻抗，以進(jìn)一步匹配所述輸入端口上的阻抗變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的優(yōu)化天線電路的方法，其中所述第二初始化阻抗是由所述單向耦合器的特性來確定的，從而提供一個反射系數(shù):
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的優(yōu)化天線電路的方法，其中所述天線是可調(diào)的，還包括步驟:為所述可調(diào)天線里至少一個可調(diào)元件，設(shè)定一個初始化數(shù)值。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的優(yōu)化天線電路的方法，還包括一個更早的步驟: 從多個預(yù)定的初始化數(shù)值中選擇一個初始化數(shù)值，設(shè)定為所述可調(diào)天線里至少一個可調(diào)元件的所述初始化數(shù)值。
【文檔編號】H04B1/52GK103716064SQ201310534694
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】尹德奇, 劉燕, 何松, 楊丹, 麥志強(qiáng) 申請人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司