本發(fā)明涉及近場通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)與電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

當(dāng)前很多可穿戴電子設(shè)備(如：藍牙耳機)都在往無線和小型化方向發(fā)展，這樣一來對互聯(lián)技術(shù)以及電子技術(shù)的要求越來越高。對于該類設(shè)備以便攜式的優(yōu)點帶給客戶方便的同時，如何提高用戶的使用體驗成為商家需要考慮的問題。

例如：如何實現(xiàn)可穿戴電子設(shè)備與手機或電腦終端的快速配對，如何在無線環(huán)境下實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸和更低的路徑損耗，等等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決如何提高使用體驗的技術(shù)問題，本公開一方面提供了一種雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)，包括NFC芯片、NFC線圈、NFMI芯片以及NFMI線圈，所述NFC線圈與NFMI線圈的部分或全部絞在一起，所述NFC線圈的兩端直接或間接連接至所述NFC芯片，所述NFMI線圈的兩端直接或間接連接至所述NFMI芯片。

可選的，所述的雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)還包括結(jié)構(gòu)件以及設(shè)于所述結(jié)構(gòu)件外側(cè)的隔磁片，所述NFC線圈和NFMI線圈設(shè)于所述隔磁片外側(cè)。

可選的，所述結(jié)構(gòu)件為棱柱結(jié)構(gòu)或圓柱結(jié)構(gòu)，所述隔磁片、NFC線圈以及NFMI線圈位于棱柱結(jié)構(gòu)或圓柱結(jié)構(gòu)的側(cè)面。

可選的，所述結(jié)構(gòu)件為圓球結(jié)構(gòu)或異形柱結(jié)構(gòu)。

可選的，所述結(jié)構(gòu)件采用電子設(shè)備的內(nèi)置電池或PCB主板。

可選的，所述的雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)還包括NFC匹配電路與NFMI匹配電路，所述NFC線圈通過所述NFC匹配電路連接所述NFC芯片，所述NFMI線圈通過所述NFMI匹配電路連接所述NFMI芯片。

可選的，所述NFC線圈采用單股導(dǎo)線，或者互相導(dǎo)通且互相絞在一起的至少兩股導(dǎo)線。

可選的，所述NFMI線圈采用單股導(dǎo)線，或者互相導(dǎo)通且互相絞在一起的至少兩股導(dǎo)線。

本公開另一方面還提供了一種電子設(shè)備，包括本公開可選方案提供的雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)。

本公開悉心研究了NFC通訊技術(shù)與NFMI通訊技術(shù)：

NFC(近場無線通信)技術(shù)是由非接觸式射頻識別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點對點的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進行識別和數(shù)據(jù)交換。NFC技術(shù)由NXP,NOKIA和sony共同研制開發(fā)，其工作頻率為13.56MHz.在13.56MHz頻率運行于10cm距離內(nèi)。其傳輸速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種。以市面上主流的NXP PN548芯片為例，工作時的發(fā)射功率只有600mW(工作電流2.0mA，工作電壓3.3～4.7V)。除了支付功能外，NFC技術(shù)另一大應(yīng)用是電子設(shè)備之間的連接，其優(yōu)點在于連接迅速且安全。

NFMI(近場磁感應(yīng))技術(shù)由非接觸式射頻識別(RFID)演變而來，是一種能夠讓電子設(shè)備之間進行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩谈哳l無線電技術(shù).NFMI由NXP,NOKIA和Sony共同研制開發(fā)，其工作頻率為10.6MHz，運行距離70cm左右，NFMI的無線發(fā)射功率只有1.62mW(工作電壓1.2V，工作電流1.35mA)，對人體的輻射傷害很小，可用于助聽器等雙耳互傳通信領(lǐng)域。它的傳輸速度有三種，分別是106Kbit/s、212Kbit/s或者424Kbit/s。如下表1所示，NFMI的傳輸距離相對NFC較遠，與高頻信號傳輸(例如：藍牙)相比其最大的優(yōu)點是信號穿過人體內(nèi)部時的損耗非常小。針對在地下、礦井、水下、可穿戴設(shè)備和人體內(nèi)部的醫(yī)療電子設(shè)備(如膠囊內(nèi)窺鏡、心臟起搏器等)的通信應(yīng)用，由于在這些場景中環(huán)境的損耗角正切大、介電常數(shù)高，高頻電磁波衰減大；但是環(huán)境的磁導(dǎo)率往往與空氣相當(dāng)，NFMI通信的損耗較小，因此可采用NFMI技術(shù)通信。

可見，在將NFC與NFMI結(jié)合，可以有效幫助解決一些技術(shù)問題，例如：如何實現(xiàn)可穿戴電子設(shè)備與手機或電腦終端的快速配對，如何在無線環(huán)境下實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸和更低的路徑損耗，等等。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一可選實施例中雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2是本發(fā)明一可選實施例中雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明一可選實施例中雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖4是本發(fā)明一可選實施例中兩個線圈絞合的示意圖；

圖5是本發(fā)明一可選實施例中雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)的電路連接示意圖；

圖中，1-NFMI線圈；2-NFC線圈；3-結(jié)構(gòu)件；4-隔磁片。

具體實施方式

以下將結(jié)合圖1至圖5對本公開可選方案提供的雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)與電子設(shè)備進行詳細的描述，其為本發(fā)明可選的實施例，可以認為，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M行修改和潤色。

請參考圖1至圖5，本發(fā)明提供了一種雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)，其也可以理解為一種通訊天線，包括NFC芯片、NFC線圈2、NFMI芯片以及NFMI線圈1，所述NFC線圈2與NFMI線圈1的部分或全部絞在一起，所述NFC線圈2的兩端直接或間接連接至所述NFC芯片，所述NFMI線圈1的兩端直接或間接連接至所述NFMI芯片。可見，其中NFC有獨立的線圈、NFMI有獨立的線圈，但彼此不導(dǎo)通。

NFC的工作頻率13.56MHz，對天線的電感要求在1-2uH左右，NFMI的工作頻率10.6MHz，對于天線的電感要求在4.0uH左右。故NFC線圈2的導(dǎo)線長度會比NFMI線圈1少。兩種線圈彼此不導(dǎo)通，各自有電流通過。由于共用隔磁片，兩個線圈在工作中會產(chǎn)生互耦合，可以通過將它們相互絞合在一起降低這種互耦。

進一步舉例來說，NFC天線的作用主要是連接可穿戴設(shè)備與終端，這種連接迅速且安全。NFMI天線的作用是音頻信號的傳輸。在藍牙耳機里面，由于藍牙協(xié)議只支持點對點通訊，所以無法同時使用藍牙傳輸音頻信號至二個耳機端。采用藍牙傳輸音頻信號至一個耳機(通常是右耳)，再通過該耳機傳輸?shù)搅硗庖粋€耳機(通常是左耳)。當(dāng)立體聲的音頻數(shù)據(jù)由一個耳塞通過RF(2GHz)傳送至另外一個耳塞時，大部分信號被身體組織吸收，造成系統(tǒng)效率極低。NFMI技術(shù)工作頻率低，即使在低信號強度的條件下也能夠通過人體組織進行傳播，身體組織產(chǎn)生的球狀磁場可以降低來自其他設(shè)備的干擾，同時當(dāng)超過了一定的距離(0.5m左右)，NFMI的衰退會非常厲害，這樣信號從而增加安全私密性。故而，本發(fā)明可選方案將兩種天線的結(jié)合，彌補彼此的缺點。

請參考圖1至圖3，所述的雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)還包括結(jié)構(gòu)件3以及設(shè)于所述結(jié)構(gòu)件3外側(cè)的隔磁片4，所述NFC線圈2和NFMI線圈1設(shè)于所述隔磁片4外側(cè)。

有關(guān)所述結(jié)構(gòu)件3，其可以為金屬結(jié)構(gòu)件，可以采用電子設(shè)備的內(nèi)置電池或PCB主板，當(dāng)然，也可為其他。可選方案中，所述結(jié)構(gòu)件3為棱柱結(jié)構(gòu)或圓柱結(jié)構(gòu)，所述隔磁片4、NFC線圈2以及NFMI線圈1位于棱柱結(jié)構(gòu)或圓柱結(jié)構(gòu)的側(cè)面。其他可選方案中，所述結(jié)構(gòu)件為圓球結(jié)構(gòu)或異形柱結(jié)構(gòu)。

其中，隔磁片的作用是降低金屬結(jié)構(gòu)件對導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁場的吸收，隔磁片的磁導(dǎo)率u’＝150左右，磁損耗u”＝3左右，厚度越厚越好，推薦至少需要0.1mm。圖中其中a和a’為NFC線圈2的兩端，b和b’為NFMI線圈1的兩端，NFMI的線圈比NFC要多。兩股線圈必須絞在一起，如圖4所示，目的是減少兩股線圈相互串?dāng)_帶來的負面影響。

在可選的實施例中，所述NFC線圈采用單股導(dǎo)線，或者互相導(dǎo)通且互相絞在一起的至少兩股導(dǎo)線。所述NFMI線圈采用單股導(dǎo)線，或者互相導(dǎo)通且互相絞在一起的至少兩股導(dǎo)線。

圖4示意的方案描述的是兩股線圈絞在一起的雙絞線結(jié)構(gòu)。如果NFC線圈和NFMI線圈采用普通并排繞線，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一個線圈工作時，產(chǎn)生的磁力線會在另外一個線圈中形成反向的感應(yīng)電流。若是采用雙絞線，就能夠明顯減少兩股線圈相互串?dāng)_帶來的負面影響。

圖5示意的方案描述的是本公開可選方案所提供的裝置的原理簡化圖。圖5中a-a’端通過NFC匹配端接入NFC芯片，b-b’端通過NFMI匹配端接入NFMI芯片。R2和R1發(fā)別是NFC/NFMI的線路損耗。NFC線圈和NFMI的一部分以雙絞線形式組合在一起，NFMI的剩余部分是單股繞線。

所以，所述的雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)還包括NFC匹配電路與NFMI匹配電路，所述NFC線圈通過所述NFC匹配電路連接所述NFC芯片，所述NFMI線圈通過所述NFMI匹配電路連接所述NFMI芯片。

本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括本公開以上可選方案提供的雙線圈近場通訊結(jié)構(gòu)。