[发明专利]对涡电流敏感的NFC卡

说明书

技术领域

本发明涉及近距离无线通信卡(NFC卡)，以及更为特别地涉及旨在插入诸如移动电话的手持设备的NFC卡。本发明还涉及用于在NFC卡和外部NFC设备之间执行非接触通信的方法。

背景技术

已知的旨在插入手持设备的NFC例如是NFC用户身份模块，也被称为SIM-NFC，或NFC安全数字(SD)卡。国际公布WO 98/58509公开了一种包括接触垫、微处理器、NFC模块和天线线圈的SIM-NFC卡。天线线圈具有与卡的平面平行的一个或多个共面同轴绕组，以及因此呈现与卡的平面垂直的磁轴。其可以通过接触垫与移动电话执行接触通信以及通过天线线圈与外部NFC设备执行NFC通信。

当将卡和外部NFC设备放置得彼此充分接近时，卡的天线线圈感应地耦合到外部NFC设备的天线线圈，并且使用诸如标准ISO 14443、ISO15693以及索尼所定义的那些技术的传统NFC技术来交换数据。

在大部分应用中，外部设备发射磁场，而NFC卡是无源的，并且通过负载调制来发送数据。为了那个目的，将卡的天线线圈与无源组件(例如，电容)相关联以形成被调谐为外部设备的工作频率(例如，13.56MHz)的天线电路。

手持设备通常包含金属部分或金属组件，例如印刷电路板。当将NFC卡插入到手持设备中时，这种金属部分或组件降低天线线圈的感应系数。因此改变天线电路的调谐频率并且降低NFC卡和外部设备之间的最大通信距离。

NFC卡制造商难以预先了解将在何种条件下使用NFC卡，即卡的金属环境将会是什么以及如何相对于印刷电路板来安排NFC卡，这就是说其纵轴平行或垂直于印刷电路板的一个边缘。卡的位置可能从手持设备到手持设备进行很大程度地改变。位置可以被更多或更少的电磁屏蔽，以及手持设备可能包括接近于卡的可变数量的金属部分。因此，卡的最大通信距离很大程度依赖于卡周围的环境以及可能基于卡所插入的手持设备而变化很大。

此外，外部设备所发射的磁场导致金属部分中的涡电流，其生成了趋向于抵消磁场的逆磁场，由此甚至更多地降低了NFC卡和外部设备之间的最大通信距离。

因此可能期望提供一种NFC卡，当将卡插入到手持设备中时、较少地依赖于卡周围的环境而提供最大通信距离。

发明内容

本发明的实施方式涉及一种近距离无线通信NFC卡，包括：天线电路，包括具有一个磁轴的至少一个天线线圈，以及连接到天线电路的至少一个集成电路，其中天线线圈的磁轴与卡的平面基本上平行，以及天线线圈的磁轴相对于卡1的纵向轴成45°±10°的角度。

在一个实施方式中，所述卡进一步包括在天线线圈附近扩展的至少一个导电屏蔽，其不跨越磁轴，以及所述卡不包括在所述至少一个导电屏蔽和天线线圈之间的任何磁渗透材料。

在一个实施方式中，天线电路具有在存在所述至少一个导电屏蔽的情况下设置的调谐频率，以及当将金属元件放置在导电屏蔽附近时不去调谐。

在一个实施方式中，导电屏蔽在卡的上面或下面之上或附近扩展。

在一个实施方式中，NFC卡包括在天线线圈的一侧扩展且不跨越其磁轴的第一导电屏蔽，以及在天线线圈的另一侧上扩展且不跨越其磁轴的第二导电屏蔽。

在一个实施方式中，其中天线线圈围着磁渗透核心进行缠绕。

在一个实施方式中，其中天线线圈围着磁渗透核心以相对于导磁核心的纵向轴成45°±10°的角度进行缠绕。

在一个实施方式中，集成电路被配置为实现有源负载调制方法，其包括当要发送数据时通过天线线圈来发射磁场的脉冲(burst)，以补偿卡所提供的最大通信距离上屏蔽的负面效应，直到考虑通过负载调制来发送数据为止。

在一个实施方式中，导电屏蔽包括至少一个槽，以降低在存在外部磁场)的情况下在导电屏蔽中循环的涡电流的效应。

在一个实施方式中，将导电屏蔽分成至少两个子屏蔽，以降低在存在外部磁场的情况下在导电屏蔽中循环的涡电流的效应。

本发明的实施方式还涉及一种用于调谐近距离无线通信NFC卡的天线线圈的方法，包括以下步骤：提供根据本发明所述的卡，以及在存在所述至少一个导电屏蔽的情况下设置天线电路的调谐频率。