[发明专利]具有动态功率控制的近场通信读取器

说明书

一种近场通信读取器包括：接收器、发射器、匹配网络、耦合到该匹配网络的读取器天线；微控制器，该微控制器耦合到该接收器和该发射器；以及非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质耦合到该微控制器并且包括可在该微控制器上执行以基于例如由场检测器输出和RF驱动器设置确定的负载等级来控制该发射器的RF驱动器的代码段和数据。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月19日申请的USSN 62/794,614的权益，该USSN通过引用并入本文。

背景技术

近场通信(NFC)是一组通信协议，这组通信协议使得能够通过使两个电子设备彼此相距约4cm(1.6英寸)以内从而使这两个电子设备建立通信。与用于信用卡和电子客票智能卡中的设备类似，NFC设备用于例如非接触式支付系统中并且允许移动支付替代或补充这些系统。这有时被称为NFC/CTLS(非接触式)或者CTLS NFC。

NFC或“非接触式”支付系统包括读取器和目标(该目标可以是信用卡、借记卡、智能电话等)。读取器和目标两者的天线在其定位成彼此充分接近时(例如，当它们相距0cm至4cm时)形成读取器-目标天线对。当这两个天线彼此更加靠近时，读取器-目标天线对的互耦系数增加，从而增大了目标上的感应电流。

目标包括电路系统，该电路系统包括使用必须在期望范围内的感应电流向标签供电的整流器、调节器等。可以向读取器提供动态功率控制(DCP)以调整读取器的发射功率，从而降低感应电流来节省功率并保护目标中的电路。这对于电池供电的移动读取器尤其重要。

DCP的挑战是如何检测目标到读取器的距离，尤其是当目标和读取器彼此靠近(例如，1cm)时。例如，当目标更靠近读取器或者甚至与该读取器接触时，由读取器的发射器(TX)看到的阻抗会由于目标的负载效应而发生变化。这反过来会改变RF载波振幅，该振幅可以由读取器的接收器(RX)上的场检测器来检测。然而，振幅变化的方向部分地由读取器的天线和匹配网络如何设计来确定，这会影响操作期间由读取器的发射器看到的阻抗。

在利用对称阻抗匹配的情况下，越来越靠近读取器的目标的负载效应增加了由读取器的发射器看到的射频(RF)场振幅。在这类实例中，可以通过将由发射器看到的RF场保持在期望范围内(例如，通过减小到发射器的RF驱动器电流)来使用负反馈控制。

然而，在利用非对称阻抗匹配的情况下，因为目标和读取器发射器处的RF场的变化沿相反的方向移动，因此负反馈控制不起作用。也就是说，当目标朝向读取器移动时，由读取器的发射器看到的RF场减小，而不是像在对称阻抗匹配情况下那样增大。也就是说，在利用负反馈系统的情况下，当使目标朝向读取器时，减小到发射器的RF驱动器电流将进一步减小RX场振幅，从而使发射器混乱。

由于前述问题，先前实施DPC的读取器限于对称阻抗匹配的系统，这存在许多问题。例如，对称阻抗匹配系统要求匹配网络的EMC滤波器具有约14.5MHz的低截止频率，这也会影响NFC通信的期望性能。而且，与非对称匹配相比，对称阻抗还具有较高的初始匹配阻抗，因为RF场本质上对于长目标距离而言较低。

在阅读以下描述并研究附图中的若干图之后，现有技术的这些限制和其他限制将对本领域的技术人员变得显而易见。

附图说明

现在将参考附图描述若干示例实施例，其中，相同的部件具有相同的附图标记。示例实施例旨在说明而不是限制本发明。这些附图包括以下图：

图1是包括读取器和目标的示例近场通信系统的框图；

图2是用于动态地控制近场通信读取器的功率的示例过程的流程图；

图3是针对正反馈DPC的示例DL/LL RF场等级表；并且