用于对主动发射标签的天线电路进行调谐的方法和电路的制作方法
【专利说明】用于对主动发射标签的天线电路进行调谐的方法和电路
[0001]本发明涉及一种用于将主动发射标签的天线电路调谐至询问器载波信号的频率的方法，严格来说，用于在配备有所述主动发射标签的客户微型卡插入主机设备之后重新进行调谐的方法。本发明还涉及一种用于执行这样的调谐的电路。根据本发明的调谐是自动执行的。
[0002]主动发射标签(PCT/SI2012/000024)通常配备有具有非常小的尺寸的天线，并且这就是为什么应用标签主动发射的原因。主动发射标签与询问器通过它们的线圈的磁耦合进行通信，线圈是它们的根据ISO 14443或ISO 15693标准的具有如13.56MHz的谐振频率的天线电路的部件。标签的和询问器的天线电路针对彼此进行的共同调谐通过它们的品质因数增加了在它们的天线处的信号强度。它们仍可以保持互相通信的距离得以增加。
[0003]一般而言，主动发射标签通常应用于微型卡例如微型SD卡或者SM卡。微型卡旨在被插入主移动设备如移动电话、个人数字助理、平板PC以及类似的设备。主动发射标签从主机设备获得电源电压。
[0004]当主动发射标签与微型卡一起被插入主机设备时，这相当大地改变了主动发射标签的工作环境。结合在主机设备中的导电材料降低了标签的天线电路中的电感，嵌入的介电材料增加了天线电路的电容，并且寄生电容出现了。
[0005]标签的天线电路的谐振频率由于微型卡插入主机设备而改变。微型卡的生产通常对所有移动主机设备是标准化的，但是针对主机设备中的微型卡的连接器的环境从一个设备到另一个设备的差异极大。因此生产者无法以一种方式为其天线电路设计主动发射标签以在各种移动主机设备中以13.56MHz的频率保持谐振。
[0006]已知的微型卡具有厚度仅为0.5mm的延长线圈，并且配备有高磁导率磁芯如铁氧体磁芯。所述线圈在天线电路中直接紧邻且沿着至少一个导电板布置，该导电板不穿过线圈的磁轴(FR 2965084、FR 2965083)。具有这样的结构的天线电路的谐振频率被设置为13.56MHz的频率，并且即使在天线电路插入不同移动主机设备之后也保持不变。
[0007]这个技术方案确实已经解决了如何生产在主机设备中的环境不会改变所述天线电路的谐振频率这样的微型卡的技术问题，但是很难生产这样的线圈并且提供具有一个或两个导电板的微型卡。较容易的是生产在微型卡的印刷电路板上具有导电条的线圈，然而，这种线圈的磁轴垂直于印刷电路板的平面。
[0008]因此，本发明针对完全不同于上述技术问题的以下技术问题。
[0009]本发明解决了以下技术问题:用于在主动发射标签已经被插入主机设备之后对主动发射标签的天线电路进行自动调谐的方法应是怎样的；以及用于执行所述方法的电路应是怎样的。
[0010]本发明的技术问题通过以下来解决:本发明的意图调谐主动发射标签的天线电路的方法，如由涉及所述方法的三个实施例的权利要求1、4和7的特征所表征的那样；以及本发明的用于执行所述方法的电路，如由同样涉及所述电路的三个实施例的权利要求10、13和16的特征所表征的那样。从属权利要求以它们的实施例的变型表征。
[0011]如本发明所提出的，技术方案的三个实施例允许在主动发射标签已经与微型卡一起被插入主机设备(如移动电话、个人数字助理、平板PC以及类似的设备)之后对主动发射标签的天线电路进行自动调谐。
[0012]现在通过下述方式对本发明进行更详细的解释:对意图对主动发射标签内的天线电路进行调谐的本发明的电路的三个实施例以及方法的三个实施例的描述；以及用以下表示的框图:
[0013]图1是本发明的电路的第一实施例，其在缺少询问器磁场的情况下能够对标签的天线电路和标签的受控振荡器进行调谐；
[0014]图2a是本发明的电路的第二实施例，其在存在询问器磁场的情况下能够对标签的天线电路和标签的受控振荡器进行调谐；以及
[0015]图2b是本发明的电路的第三实施例，根据该第三实施例，标签的天线电路可以通过使用询问器磁场进行调谐。
[0016]根据用于在标签已经被插入主机设备之后将主动发射标签的天线电路调谐至询问器载波信号的频率的本发明的方法的第一实施例，标签的天线电路由受控振荡器如压控振荡器的输出电压激励，该受控振荡器由这样的控制电压控制，该控制电压用于使受控振荡器生成具有所述询问器载波信号的频率的输出信号。
[0017]当生产主动发射标签时，就已经确定了这个控制电压的值，并且保存在标签的存储器中。
[0018]现在嵌入主机设备中的标签的天线电路通过以下方式被重新调谐:以所述天线电路的谐振在所述询问器载波信号的频率上的方式，对包含在所述天线电路中的线圈的电感和/或电容器的电容进行设置。同时，调谐标签的受控振荡器。
[0019]在以下情况下对标签的天线电路进行调谐:每当电源电压在馈送中断后被馈送到主动发射标签时；或者，仅在主机设备中的电源电压首次被供给到主动发射标签之后或者有限次数的接通之后而被供给到主动发射标签之后。
[0020]所述有限次数的接通依赖于应用。因此，合理的值应该是估计的可能将标签重新插入所述主机设备的最大次数。
[0021]用于对标签的天线电路进行重新调谐的所述两个可能的时刻也适用于本发明的方法的第二和第三实施例，其用于对主动发射标签的天线电路进行调谐，但前提是由于询问器的载波信号，磁场必须存在于主动发射标签的位置处。
[0022]根据用于在标签已经被插入主机设备之后将主动发射标签的天线电路调谐至询问器载波信号的频率的本发明的方法的第二实施例，首先检测标签的馈送端处的电源电压的存在。同时，对主动发射标签的位置处的询问器载波信号的存在进行验证。
[0023]随后根据闭环方法确定用于标签的受控振荡器的控制参数如控制电压的值，受控振荡器在该值之下将生成具有询问器载波信号的频率的输出信号。在此，标签的受控振荡器被调谐至所述频率。
[0024]此后，标签的天线电路由压控振荡器(其由具有所述值的控制电压控制)的输出信号激励。以在询问器载波信号的频率达到天线电路的谐振的方式，对包含在所述天线电路中的线圈的电感和/或电容器的电容进行设置。在此，标签的天线电路也被调谐至所述频率。
[0025]根据用于在标签已经被插入主机设备之后将主动发射标签的天线电路调谐至询问器载波信号的频率的本发明的方法的第三实施例，询问器载波信号的存在首先试图在主动发射标签的位置处进行检测。
[0026]此后，以天线电路的谐振被建立的同时由询问器载波信号的磁场所激励的方式，对包含在所述标签的天线电路中的线圈的电感和/或电容器的电容进行设置。标签的天线电路被调谐至所述询问器载波信号的频率。
[0027]在图1中示出了本发明的用于在标签已经被插入主机设备之后将主动发射标签的天线电路AC调谐至询问器载波信号的频率的电路的第一实施例。本实施例意图用于以下情况:在缺少询问器载波信号的磁场的情况下也应该能够对天线电路AC进行调谐。
[0028]天线电路AC的终端A连接至发射电路TC内的输出放大器OA。当主动发射标签工作时，发射信号ts传导至所述输出放大器OA。
[0029]仅在电源电压USUPPL已经被馈送至第一控制块CBl之后才在第一控制块CBl中生成意图触发调谐的使能信号es。
[0030]根据所述第一实施例的变型，仅在电源电压USUPPL首次被馈送到主机设备中的主动发射标签之后或者在有限次数(参见上文)的接通之后而再次被馈送到主机设备中的主动发射标签之后，生成第一控制块CBl输出处的使能信号es。
[0031 ] 使能信号es被传导至标签的压控振荡器VCO (其实际上表示任何受控振荡器)的第一控制输入端和存储器M的控制输入端。所述第一控制输入端被预知为启动受控振荡器。
[0032]在压控振荡器VCO的情况下，存储器M存储控制电压cv的值，所述受控振荡器VCO在该值下生成具有询问器载波信号的频率的信号。在生产标签时已经确定了所述控制电压cv的值，并且存储在标签的存储器M中。
[0033]存储器M的输出端连接至所述标签的压控振荡器VCO的第二控制输入端。所述第二控制输入端被预知用于控制电压cv。
[0034]使能信号es也传导至第二控制块CB2的第一控制输入