[发明专利]用于距离测量的近场无线装置

说明书

一个例子公开一种无线装置，所述无线装置包括：第一近场装置，所述第一近场装置包括近场传输器或接收器和控制器，所述第一近场装置配置成耦合到第一导电表面；其中所述近场接收器包括一组调谐值，所述调谐值配置成设置所述第一近场装置的近场谐振频率或操作带宽；其中所述控制器配置成响应于所述第一表面与第二导电表面之间的距离的改变而改变所述调谐值中的至少一个；并且其中所述控制器配置成基于所述调谐值中的所述至少一个，计算所述第一导电表面与所述第二导电表面之间的所述距离。

技术领域

本说明书涉及用于近场无线装置的系统、方法、设备、装置、制品和指令。

背景技术

本文论述例如使用者身上的近场装置与基于近场电磁感应(NFEMI)的其它导电表面和/或其它无线联网装置(例如，物联网(IOT)装置)之间的近场交互，其中传输器和接收器通过磁(H)场和电(E)场耦合。通过自由空间传送RF平面波来完成RF无线通信，而NFEMI通信利用非传播的准静态H和E场。

H场天线(即天线)主要对磁场敏感和/或主要在由电流驱动时引发磁场。来自H场天线的任何E场组件极大地减小(例如，减小-20到-60dB，取决于天线设计，0.1到0.0008的因数(10％到0.08％))。

小型环形天线是示例H场天线，并且包括尺寸比其使用的波长小得多的环形天线。所述小型环形天线并不在NFEMI载波频率下谐振，而是替代地通过外部电抗调谐到谐振。在一些示例实施例中，所述小型环形天线中的电流在环形的每个位置中具有相同值。

E场天线(即，电天线)主要对电场敏感和/或主要在由电压驱动时引发电场。来自E场天线的H场组件极大地减小(例如，减小-20到-60dB，取决于天线设计，0.1到0.0008的因数(10％到0.08％))。

短加载偶极天线是示例E场天线，并且包括尺寸远小于NFEMI载波频率的短偶极，在一些示例实施例中，所述短加载偶极天线在两端处具有额外电容表面。

这些场的准静态特性是NFEMI天线尺寸与它们的载波频率组合的结果。大多数近场能量以磁场和电场的形式存储，而少量RF能量不可避免地在自由空间中传播。小天线几何形状使自由空间中的辐射波最小化。

发明内容

根据示例实施例，一种无线装置包括：第一近场装置，所述第一近场装置包括近场传输器或接收器和控制器，所述第一近场装置配置成耦合到第一导电表面；其中所述近场接收器包括一组调谐值，所述调谐值配置成设置所述第一近场装置的近场谐振频率或操作带宽；其中所述控制器配置成响应于所述第一表面与第二导电表面之间的距离的改变而改变所述调谐值中的至少一个；并且其中所述控制器配置成基于所述调谐值中的所述至少一个，计算所述第一导电表面与所述第二导电表面之间的所述距离。

在另一个示例实施例中，所述调谐值包括可调电容，所述可调电容配置成设置所述第一近场装置的近场谐振频率。

在另一个示例实施例中，当所述第一表面与所述第二表面之间的所述距离减小时，可调电容幅值减小；以及当所述第一表面与所述第二表面之间的所述距离增加时，可调电容幅值增加。

在另一个示例实施例中，所述调谐值包括可调电阻，所述可调电阻配置成设置所述第一近场装置的传输器或接收器带宽。

在另一个示例实施例中，当所述第一表面与所述第二表面之间的所述距离减小时，可调电阻幅值减小；并且当所述第一表面与所述第二表面之间的所述距离增加时，可调电阻幅值增加。

在另一个示例实施例中，所述第二导电表面不耦合到任何其它近场装置。

在另一个示例实施例中，所述控制器计算所述距离，而无需将数据传输到耦合到所述第二导电表面的任何其它近场装置，或从耦合到所述第二导电表面的任何其它近场装置接收数据。