一种天线电路及其优化方法
【专利摘要】本发明披露了一个天线电路，其包括一阻抗电路，用于抵消从单向耦合器输入端口到隔离端口的信号泄漏。该天线电路还包括第二阻抗电路，用于优化从单向耦合器输入端口到输出端口的功率传输。此外，该天线是可调的，用以最大限度地提高天线的接收强度。该天线电路可以立刻提供以下功能：优化功率传输，通过抵消信号泄漏而降低信号在输出端口反射所引起的自身干扰。该天线可用作为一个有效的、小型的RFID天线。
【专利说明】一种天线电路及其优化方法
【【技术领域】】
[0001]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】】
[0002]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。
[0003]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。[0004]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。
[0005]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】
[0006]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。
[0007]“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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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:
【权利要求】
1.一种天线电路，包括: 一个单向I禹合器，其有一输入端口、一隔离端口和一输出端口 ； 第一阻抗电路，其连接到所述输出端口和一个天线； 所述第一阻抗电路是可调的，其有一个第一初始化调整，以提供一个第一初始化阻抗，用以将来自所述输出端口的信号反射回到所述输出端口，而抵消从所述输入端口到所述隔离端口的信号泄漏； 其中所述第一阻抗电路从所述第一初始化调整开始可调，调整其阻抗从而进一步抵消其阻抗为所述第一初始化阻抗时未能抵消的信号泄漏。
2.根据权利要求1所述的天线电路，其中所述第一初始化阻抗是根据所述单向耦合器的特性来确定的，从而提供一个反射系数:
3.根据权利要求1所述的天线电路，还包括: 一个控制器，其被编程以从所述第一初始化调整开始调整所述第一阻抗电路，从而最优化抵消其阻抗为所述第一初始化阻抗时未能抵消的信号泄漏。
4.根据权利要求1所述的天线电路，还包括: 一个第二阻抗电路，其连接所述输入端口和一个电源输出端口 ； 所述第二阻抗电路是可调的，其有一个第二初始化调整，以提供一个第二初始化阻抗去匹配所述输入端口的阻抗； 其中所述第二阻抗电路从所述第二初始化调整开始可调，调整其阻抗以匹配所述输入端口上的阻抗变化。
5.根据权利要求4所述的天线电路，其中所述第二初始化阻抗是由所述单向耦合器的特性来确定的，从而提供一个反射系数:
6.根据权利要求4所述的天线电路，还包括: 一个控制器，其被编程以从所述第二初始化调整开始调整所述第二阻抗电路，从而最优地匹配所述输入端口上的阻抗变化。
7.根据权利要求1所述的天线电路，其中所述天线是可调的。
8.根据权利要求7所述的天线电路，还包括: 一个用于访问一个存储器的访问接口，其包含至少一组预定的优化设置，用于天线优化。
9.一种手持式通信设备，包括: 一个RFID天线电路,其包括一单向I禹合器,所述单向I禹合器有一输入端口、一输出端口和一隔尚端口； 一个阻抗负载，其连接所述输出端口 ； 其中所述阻抗负载提供一个阻抗，用以将来自所述输出端口的信号信号反射回所述输出端口，从而抵消从所述输入端口到所述隔离端口的信号泄漏。
10.根据权利要求9所述的手持式通信设备，其中: 所述阻抗负载是可调的，而且有一个初始化调整，以提供一个初始化阻抗，用以将来自所述输出端口的信号反射回所述输出端口，从而抵消从所述输入端口到所述隔离端口的信号泄漏； 所述阻抗负载从所述初始化调整开始可调，调整其阻抗以进一步抵消所述阻抗为所述初始化阻抗时未能抵消的信号泄漏。
11.一种单向I禹合器电路，包括: 一个单向I禹合器，其有一输入端口、一输出端口和一隔离端口 ； 一个阻抗负载，其连接到所述输出端口 ； 所述阻抗负载用于提供一个阻抗，以将来自所述输出端口的信号反射回所述输出端口，而抵消从所述输入端口到所述隔离端口的信号泄漏。
12.根据权利要求11所述的单向耦合器电路，其中: 所述阻抗负载是可调的，从一个初始化阻抗开始，调整其阻抗以进一步抵消其所述阻抗为所述初始化阻抗时未能抵消的信号泄漏。
13.一种优化天线电路的方法，包括步骤: 提供一个单向I禹合器，其有一输入端口、一输出端口和一隔离端口，所述输出端口用于馈送信号到一个天线； 在所述单向耦合器的输出端口提供一个第一阻抗负载，用以将来自所述输出端口的信号反射回所述输出端口，而抵消从所述输入端口到所述隔离端口的信号泄漏。
14.根据权利要求13所述的优化天线电路的方法，其中: 所述第一阻抗负载是可调的，其有一个第一初始化阻抗； 所述方法还包括: 从所述第一初始化阻抗开始，调整所述第一阻抗负载的阻抗，以进一步抵消所述阻抗为所述第一初始化阻抗时未能抵消的信号泄漏。
15.根据权利要求14所述的优化天线电路的方法，其中所述第一初始化阻抗是由所述单向耦合器的特性来确定的，从而提供一个反射系数:
16.根据权利要求13所述的优化天线电路的方法，还包括步骤:提供一个第二阻抗负载，其有一阻抗以匹配所述输入端口上的阻抗。
17.根据权利要求16所述的优化天线电路的方法，其中: 所述第二阻抗负载是可调的，其有一个第二初始化阻抗； 所述方法还包括: 从所述第二初始化阻抗开始，调整所述第二阻抗负载的阻抗，以进一步匹配所述输入端口上的阻抗变化。
18.根据权利要求17所述的优化天线电路的方法，其中所述第二初始化阻抗是由所述单向耦合器的特性来确定的，从而提供一个反射系数:
19.根据权利要求13所述的优化天线电路的方法，其中所述天线是可调的，还包括步骤:为所述可调天线里至少一个可调元件，设定一个初始化数值。
20.根据权利要求19所述的优化天线电路的方法，还包括一个更早的步骤: 从多个预定的初始化数值中选择一个初始化数值，设定为所述可调天线里至少一个可调元件的所述初始化数值。
【文档编号】H04B1/52GK103716064SQ201310534694
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】尹德奇, 刘燕, 何松, 杨丹, 麦志強 申请人:香港应用科技研究院有限公司