CN111490811B - 近场通信装置 - Google Patents

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Abstract

一个例子公开了一种近场通信装置，所述近场通信装置包括：能量收集电路，所述能量收集电路被配置成耦合到对非传播性准静态近场能量进行响应的近场天线；其中所述收集电路被配置成从所述非传播性准静态近场能量中收集能量；并且其中所述收集电路包括收集滤波器，所述收集滤波器被配置成输入第一组近场能量并输出第二组近场能量；并且其中所述第二组近场能量是所述第一组近场能量的子集。

Description

近场通信装置
技术领域
本说明书涉及用于近场通信的***、方法、设备、装置、制品和指令。
背景技术
本文讨论了发射器和接收器通过磁(H)场和电(E)场两者耦合的基于近场电磁感应(NFEMI)的身体上通信(on body communication)和与其它无线联网装置(例如，物联网(IoT)装置)的通信。虽然RF无线通信通过使RF平面波传播通过自由空间来实现，但是NFEMI通信利用非传播性准静态H场和E场。
发明内容
根据示例实施例，一种近场通信装置包括：能量收集电路，所述能量收集电路被配置成耦合到对非传播性准静态近场能量进行响应的近场天线；其中所述收集电路被配置成从所述非传播性准静态近场能量中收集能量；并且其中所述收集电路包括收集滤波器，所述收集滤波器被配置成输入第一组近场能量并输出第二组近场能量；并且其中所述第二组近场能量是所述第一组近场能量的子集。
在另一个示例实施例中，所述近场通信装置被配置成从所述第一组近场能量接收期望的近场通信信号；并且所述期望的近场通信信号基本上被所述收集滤波器阻断。
在另一个示例实施例中，所述近场通信装置被配置成从所述第一组近场能量接收不包括期望的近场通信信号的近场能量；并且不包括所述期望的近场通信信号的所述近场能量基本上被所述收集滤波器通过。
在另一个示例实施例中，所述收集滤波器包括阻断频率下的极小值增益。
在另一个示例实施例中，所述阻断频率与所述期望的近场通信信号的中心频率基本一致。
在另一个示例实施例中，所述中心频率为约10.6MHz。
在另一个示例实施例中，所述收集滤波器在多个阻断频率下具有极小值增益；并且每个极小值与多个期望的近场通信信号的中心频率基本一致。
在另一个示例实施例中，所述收集滤波器是具有一组通过频率的带通滤波器；并且所述第二组近场能量仅处于所述组通过频率内。
在另一个示例实施例中，所述收集滤波器是具有相应的一组高通频率或低通频率的高通滤波器或低通滤波器；并且所述第二组近场能量仅处于所述组通过频率内。
在另一个示例实施例中，所述收集电路另外包括旁路开关；所述收集电路被配置成在存在旁路开关控制信号的情况下从所述第一组近场能量中收集能量；并且所述收集电路被配置成在不存在所述旁路开关控制信号的情况下从所述第二组近场能量中收集能量。
在另一个示例实施例中，所述装置另外包括通信电路；其中所述通信电路被配置成在所述通信电路处于待机状态、禁用状态或断开状态时生成所述旁路开关控制信号。
在另一个示例实施例中，所述通信电路被配置成周期性地、非周期性地或随机地从所述待机状态、所述禁用状态或所述断开状态切换为允许所述通信电路搜索或接收期望的近场通信信号的另一状态。
在另一个示例实施例中，所述收集电路被配置成将所述近场能量收集并储存在能量储存装置中；并且所述通信电路被配置成仅在所述待机状态、所述禁用状态或所述断开状态下使电力从所述能量储存装置中流出。
在另一个示例实施例中，所述装置另外包括通信电路；其中所述通信电路包括通信滤波器；其中所述通信滤波器包括通过频率下的极大值增益；并且其中所述通过频率与所述期望的近场通信信号的中心频率基本一致。
在另一个示例实施例中，所述近场天线对非传播性准静态近场电(E场)能量进行响应；并且所述收集电路被配置成从所述E场能量中收集能量。
在另一个示例实施例中，所述近场天线包括对所述E场能量进行响应的一组导电板；所述导电板可连接到所述收集滤波器；并且所述收集电路被配置成将所述E场能量收集并储存在能量储存装置中。
在另一个示例实施例中，所述收集电路包括整流器和电力调节器；并且所述整流器和所述电力调节器被配置成将所述第二组近场能量收集并储存在能量储存装置中。
在另一个示例实施例中，所述近场通信装置被配置成定位在导电结构附近；并且所述近场天线从所述导电结构接收所述非传播性准静态近场能量。
在另一个示例实施例中，所述导电结构是以下中的至少一个：人体、车辆或门安全装置。
在另一个示例实施例中，所述近场通信装置嵌入在以下中的至少一个中：可穿戴装置、耳塞、医疗监测装置、智能手表或植入物。
以上讨论不旨在表示当前或未来权利要求组的范围内的每个示例实施例或每种实施方案。随后的附图和具体实施方式也例示了各个示例实施例。
结合附图考虑以下具体实施方式时，可以更彻底地理解各个示例实施例。
附图说明
图1是示例理想化近场电磁感应(NFEMI)天线。
图2是示例理想化近场电感应(NFEI)天线。
图3是接收信号强度对身体穿戴式(例如，可穿戴)NFEI天线的通信频率的示例曲线图。
图4是示例第一近场通信装置。
图5A是第一近场通信装置中的示例收集滤波器。
图5B是第一近场通信装置中的示例通信滤波器。
图6是示例第二近场通信装置。
图7A是第一近场通信装置中的示例收集滤波器。
图7B是第一近场通信装置中的示例通信滤波器。
图8是测得的E场产生的电压的示例集合。
虽然本公开可采用各种修改和替代形式，但是在附图中已经通过举例示出了本公开的细节并且将对其进行详细描述。然而，应理解的是，除了所描述的具体实施例之外，其它实施例也是可能的。落入所附权利要求的精神和范围内的所有修改、等效物以及替代性实施例也被涵盖。
具体实施方式
H场天线(即，磁天线)主要对磁场敏感和/或主要在被电流驱动时产生磁场。来自H场天线的任何E场分量显著减小(例如，从-20dB减小为-60dB，因子为0.1到0.0008(10％到0.08％)，这取决于天线设计)。
小环形天线是示例H场天线并且包括尺寸远小于其使用波长的环形天线。小环形天线在NFEMI载波频率下不进行谐振，而是通过外部电抗进行调谐以进行谐振。在一些示例实施例中，小环形天线中的电流在回路的每个位置中的值相同。
E场天线(即，电天线)主要对电场敏感和/或主要在被电压驱动时产生电场。来自E场天线的任何H场分量显著减小(例如，从-20dB减小为-60dB，因子为0.1到0.0008(10％到0.08％)，这取决于天线设计)。
短负载偶极子天线是示例E场天线并且包括尺寸远小于NFEMI载波频率的短偶极子并且在一些示例实施例中在两端均具有额外的电容结构。
这些场的准静态特性是NFEMI天线尺寸与其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储存，而少量RF能量不可避免地在自由空间中传播。较小的天线几何结构使自由空间中的辐射波最小化。
一些如助听器和无线耳塞等可穿戴装置采用近场磁感应(NFMI)作为无线通信方法。在NFMI无线通信中，两个松散耦合的线圈实现信号传递。不会发生无线电波的辐射。在发射线圈中流动的电流产生H场，所述H场进而在接收线圈中感生电流。以此方式，实现无线通信。遗憾的是，天线线圈较小的基于H场的NFMI***的范围有限，所述范围可能远小于整个可穿戴装置用户的身体。这种H场通信对线圈朝向敏感。在助听器形状因子的情况下，基于H场感应的***无法覆盖整个人体。然而，由于在助听器中两个线圈总是彼此对齐，所以它们不受人体移动的影响。
其它可穿戴装置采用近场电感应(NFEI)作为无线通信方法。NFEI允许导电结构(例如，人体)上和附近的电子装置通过E场耦合(例如，在21MHz下)交换信息。NFEI有时也被称为身体耦合通信(Body Coupled Communication，BCC)。虽然基于E场的NFEI信号的范围可能比基于H场的NFMI信号的范围大，但是E场信号的强度可能因身体姿势而不同并且对身体移动敏感。身体甚至可能部分地阻塞电容性返回路径，由此增加E场信道损耗，并且不可能实现可靠且鲁棒的无线通信。
图1是示例理想化近场电磁感应(NFEMI)天线100。在一些示例实施例中，天线100包括用于磁场的线圈(H场)天线105，结合用于电场的短负载偶极子(E场)天线120。H场天线105包括缠绕有导线115的铁氧体芯110。E场天线120包括两个导电负载结构125和130。天线100馈电点135、140耦合到各种收发器电路***，如下游无线电发射器和接收器集成电路(RF-IC)(此处未示出)。
当NFEMI天线100接近结构(例如，导电结构、身体、人、物体等)时，磁场和电场基本上局限于所述结构并且不会在自由空间中明显辐射。这增强了这种身体联网通信的安全性和隐私性。
在各个示例实施例中，天线100在50MHz或更低的频率(例如，30MHz)下操作以确保场沿着结构的轮廓并且确保远场辐射显著减少。
图2是示例理想化近场电感应(NFEI)天线200。在一些示例实施例中，天线200包括用于电场的短负载偶极子(E场)天线120。E场天线120包括两个导电负载结构125和130。天线200馈电点135、140耦合到各种收发器电路***，如下游无线电发射器和接收器集成电路(RF-IC)(此处未示出)。在一些示例实施例中，发射频率低于50MHz，以确保近场沿着身体轮廓并且远场辐射显著减少。
然而，身体上NFEI通信可能容易受到电磁(EM)干扰，所述EM干扰在不期望射频信号中断近场通信时发生。干扰可能完全阻止接收，可能引起暂时的信号丢失或可能影响声音或数据的接收质量。干扰可能来自各种来源，包括附近的电***和电子***(例如，光源调节、家用电器、冰箱、咖啡机等)。
例如，由于构成人体的组织在低于80MHz时具有较高的介电常数，因此人体充当这些电磁干扰信号中的一些电磁干扰信号的天线。介于30MHz与80MHz之间的电磁波的波长相当于整个人体一直到各个身体部位(如胳膊和腿等)的长度。
图3是导电结构(例如，人体)的接收信号强度302对身体穿戴式(例如，可穿戴)NFEI天线(例如，短偶极子天线)的通信频率304(即，log10尺度)的示例曲线图300。接收信号强度302对振幅(dB)显示出人体对接收到的电磁场的敏感性。
如人体等导电结构充当天线，因为身体的导电组织在80MHz时具有高介电常数。测量和模拟表明，人体在30-70MHz之间谐振，这取决于身体的姿势、身高、性别、脚与地面之间的隔离度以及地面类型。
低于约80MHz的电磁波频率感生电流进入人体，从而产生垂直于身体表面的电场(E场)矢量。如曲线图300所示，所感生电流在10MHz下相对较低并且在约60MHz下最大。然而，取决于环境，还可以在低于1MHz时，尤其是在100KHz左右(此处未示出)发现强E场干扰。这些测量结果表明，接收到的电磁场的相对信号强度也在人体的谐振频率下处于最大值。
虽然从如智能电话、Wi-Fi装置、蓝牙装置、家用电气装置、来自墙壁插座的市电以及环境装置等电气装置接收到的这种E场(和H场)能量可能被视为干扰，但现在呈现的是用于使用改进的近场通信装置从这种非通信E场(和H场)中收集能量的电路、装置、设备和方法。下文的讨论包括短负载偶极子(E场)天线120可以何种方式不仅充当近场通信的E场天线，而且充当能量收集源。
图4是示例400第一近场通信装置404。示例400示出了近场天线402、第一近场通信装置404、能量储存装置406(例如，电池、电容器等)、导电结构408、环境近场能量426和从导电结构408接收到的紧密耦合的近场能量428。
近场天线402包括导电板125、130(对E场能量进行响应)和线圈105(对H场能量进行响应)。近场天线402是NFEI(近场电感应)天线或NFEMI(近场电磁感应)天线。
在一些示例实施例中，近场天线402主要或仅对非传播性准静态近场电(E场)能量进行响应，并且收集电路410被配置成主要或仅从E场能量中收集能量。所述组导电板125、130对E场能量进行响应。
在一些示例实施例中，近场天线402被配置成被定位成接近(例如，靠近)导电结构408，使得近场天线402主要从由导电结构408辐射的紧密耦合的近场能量428接收环境近场能量426。导电结构408可以为：人体、车辆或门安全装置。
第一近场通信装置404包括能量收集电路410和通信电路418。能量收集电路410包括收集滤波器412(例如，陷波滤波器、高通滤波器、低通滤波器或带通滤波器，所述滤波器被配置成阻断一组期望的近场通信频率)、整流器414和电力调节器416(例如，电压或电流调节器)。通信电路418包括通信滤波器420(例如，陷波滤波器、高通滤波器、低通滤波器或带通滤波器，所述滤波器被配置成使所述组期望的近场通信频率通过)、信号处理电路422和旁路开关控制424。
期望的近场通信信号在本文中被限定为包括旨在用于、专门针对或包括待由近场通信装置404进一步处理的数据的近场通信信号。例如，期望的信号可以包括从近场通信装置404输出在显示器上、中继到某一种类的另一通信装置、用于控制近场通信装置404等的消息、控制信号等。
期望的近场通信信号不包括不旨在用于、不专门针对或不包括待由近场通信装置404进一步处理的数据的其它近场通信信号。期望的近场通信信号也不包括如以下等其它信号：环境噪声、干扰信号、杂散信号等。
能量收集电路410被配置成耦合到对非传播性准静态近场能量(即，环境近场能量426和/或紧密耦合的近场能量428)进行响应的近场天线402。收集电路410从非传播性准静态近场能量中收集能量。收集滤波器412被配置成接收第一组近场能量并输出第二组近场能量。第二组近场能量是第一组近场能量的子集。
虽然期望的近场通信信号包括在第一组近场能量中，但期望的近场通信信号基本上被收集滤波器412阻断。收集滤波器412(例如，宽带)阻断期望的通信频率，以便不会在通信电路418处理期望的近场通信信号频率时进行加载(即，阻尼)。
在一些示例实施例中，收集滤波器412具有多个阻断频率，以便允许多个期望的近场通信信号频率通过以到达通信电路418。
在一些示例实施例中，当通信电路418处于待机状态、禁用状态或断开状态时，通信电路418将旁路开关控制424发送到收集电路410，使得绕过收集滤波器412(即，使用旁路开关502，参见图5A)，并且允许所有近场频率(包括期望的近场通信信号频率)通过以到达整流器414，从而增加所收集的总体能量。
图4中的收集滤波器412块示出了收集滤波器412的频率响应(即，作为频率的函数的增益)的示例图，其中仅存在一个极小值增益，所述极小值增益似乎也是最小增益，在其它示例实施例中，收集滤波器412在多个阻断频率下具有极小值增益，并且每个极小值与多个期望的近场通信信号的中心频率基本一致。用于身体上近场通信的示例中心频率为约10.6MHz。
收集滤波器412可以被配置为具有一组通过频率的带通滤波器、高通滤波器或低通滤波器，由此第二组近场能量仅处于所述组通过频率内。
收集电路410被配置成使用整流器414和电力调节器416将近场能量收集并储存在能量储存装置406中。
通信电路418的通信滤波器420包括在与期望的近场通信信号的中心频率基本一致的通过频率下的极大值增益。
图4中的通信滤波器420块示出了通信滤波器420的频率响应(即，作为频率的函数的增益)的示例图。在一些例子中，如前所述，期望的近场通信信号(例如，待由通信电路418接收和处理)的中心频率(Fcom)为10.6MHz。
在一些示例实施例中，通信滤波器420是任选的，但是在这种实施例中，信号处理电路422往往会加载(即，阻尼)到达能量收集电路410的某一量的能量。
通信电路418可以被配置成进入待机状态、禁用状态或断开状态以省电。通信电路418还可以被配置成仅在这些状态(即，待机状态、禁用状态或断开状态)中的任一状态下时才使电力从能量储存装置406中流出。通信电路418可以被配置成在通信电路418处于这些状态中的任一状态下时生成旁路开关控制424信号，使得收集电路410可以收集更多能量，如上所述。
通信电路418可以周期性地、非周期性地或随机地从这种状态切换为允许通信电路418搜索(例如，轮询)任何期望的近场通信信号的活动状态。
通信电路418中的信号处理电路422被配置成将期望的近场通信信号转换成基带信号。
近场通信装置404可以嵌入在可穿戴装置、耳塞、医疗监测装置、智能手表、医疗植入物或各种各样的其它装置中。
图5A和5B示出了第一近场通信装置404中的示例500收集滤波器412和通信滤波器420。还关于图4进行讨论，收集滤波器412包括对来自通信电路418的旁路开关控制424信号进行响应的旁路开关502。
在收集滤波器412中，L3和C3在期望的近场通信频率(例如，以Fcom为中心)下谐振(即，阻断所述频率)。R3设定被阻断的Fcom附近的带宽。
如果存在旁路开关控制424信号，则旁路开关502闭合，并且第一组近场能量(例如，由近场天线402接收到的所有近场能量)传递到整流器414和电力调节器416。
如果不存在旁路开关控制424信号，则旁路开关502断开，并且仅第二组近场能量(例如，不包括期望的近场通信信号)传递到整流器414和电力调节器416。
通信滤波器420的例子还被示出为具有到导电板125、130(E场)和线圈105(H场)的连接。L1和C1在期望的近场通信频率(Fcom)下谐振(即，使所述频率通过)。R1设定必须通过的稍微较高的带宽(例如，2MHz)以免低频和高频短接到接地。线圈105(H场)和C2自适应地调谐为在Fcom下谐振。R2针对待通过的通信信号带宽(例如，450KHz)进行自适应调谐。
图6是示例600第二近场通信装置604。与图4相比，例子600包括改进的近场天线602，所述近场天线602不包括线圈，但在其它方面类似于近场天线402。第二近场通信装置604基本上类似于第一近场通信装置404，除了通信滤波器606未连接到任何线圈之外。因此，与示出了NFEMI示例实施例的图4相比，例子600示出了NFEI示例实施例。
图7A和7B示出了第二近场通信装置604中的示例700收集滤波器412和通信滤波器606。
还关于图4和5A进行讨论，收集滤波器412包括对来自通信电路418的旁路开关控制424信号进行响应的旁路开关502。
在收集滤波器412中，L3和C3在期望的近场通信频率(例如，以Fcom为中心)下谐振(即，阻断所述频率)。R3设定被阻断的Fcom附近的带宽。
如果存在旁路开关控制424信号，则旁路开关502闭合，并且第一组近场能量(例如，由近场天线402接收到的所有近场能量)传递到整流器414和电力调节器416。
如果不存在旁路开关控制424信号，则旁路开关502断开，并且仅第二组近场能量(例如，不包括期望的近场通信信号)传递到整流器414和电力调节器416。
通信滤波器606的例子还被示出为具有仅到导电板125、130(E场)的连接。L1和C1在Fcom下谐振(即，使所述频率通过)。R1设定必须通过的稍微较高的带宽(例如，2MHz)，同时使低频和高频不会短接到接地。L2代替图5B中的线圈105(H场)。L2和C2自适应地调谐为在Fcom下谐振。R2针对必须通过的带宽(例如，450KHz)进行自适应调谐。
图8是测得的E场产生的电压806的示例800集合。例子800将x轴示出为RMS电压802，并且将y轴示出为频率804。
从已经定位在人体附近的短负载偶极子(E场)天线120接收测得的E场产生的电压806。横轴802显示每个划分为100kHz的频率范围(底部的100kHz仅是“划分”的测量装置“标记”和在屏幕上显示的刻度，而不是实际频率)。
来自导电板125、130的测得的E场产生的电压806足以实现能量收集目的。在此例子中，测得的电压806在电气装置的100KHz范围内最高。如果附近存在智能电话、Wi-Fi装置或蓝牙装置，在较高的频率下也会接收到较强的电压。
标记808定位在来自外部电网的市电频率的谐波处，并且可以包括来自家庭、办公室或工业装置内部和/或外部的电动机和其它***的噪声。
在一些示例实施例中，整流器414可能具有公布的6V二极管压降，即，RMS电压。来自导电板125、130的测得的峰值(即，非RMS)电压高得多(例如，有时超过10V)，并且因此这种公布的整流器414中的二极管将能够收集近场能量。
除非明确规定特定顺序，否则以上附图所讨论的各个指令和/或操作步骤可以按任何顺序执行。而且，本领域的技术人员应认识到，虽然已经讨论了指令/步骤的一些示例集合，但是本说明书中的材料也可以通过各种方式组合以产生其它例子，并且应当在本详细说明所提供的上下文内进行理解。
在一些示例实施例中，这些指令/步骤被实施为功能和软件指令。在其它实施例中，指令可以使用逻辑门、专用芯片、固件以及其它硬件形式来实施。
指令被具体化为非暂时性计算机可读或计算机可用介质中的可执行指令集，所述可执行指令在用所述可执行指令编程并由所述可执行指令控制的计算机或机器上实现。加载所述指令以在处理器(如一个或多个CPU)上执行。所述处理器包括微处理器、微控制器、处理器模块或子***(包括一个或多个微处理器或微控制器)或其它控制或计算装置。处理器可以指代单个组件或多个组件。所述一个或多个计算机可读或计算机可用存储介质被视为物品(或制品)的一部分。物品或制品可以指代任何制造的单个组件或多个组件。如本文所限定的一个或多个非暂时性机器或计算机可用介质不包括信号，但是一个或多个这种介质可以能够接收并处理来自信号和/或其它暂时性介质的信息。
将容易理解的是，如本文总体描述的且在附图中展示的实施例的组件可以以各种各样的不同配置进行布置和设计。因此，如附图呈现的对各个实施例的详细描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅表示各个实施例。虽然附图中呈现了实施例的各个方面，但除非特别指示，否则附图不一定按比例绘制。
在不脱离本发明的精神或必要特征的情况下，可以以其它具体形式具体化本发明。所描述的实施例应在所有方面均仅被视为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而非本详细描述指示。落入权利要求的同等含义和范围内的所有改变均应包含在权利要求的范围内。
在整个本说明书中对特征、优点或类似语言的提及并不暗示可以用本发明实现的所有特征和优点应当处于或处于本发明的任何单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言应被理解为意味着结合实施例描述的具体特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个本说明书中对特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定指代同一实施例。
此外，在一个或多个实施例中，本发明的所描述特征、优点和特性可以通过任何适合的方式组合。相关领域的技术人员应认识到，鉴于本文中的描述，可以在没有特定实施例的具体特征或优点中的一个或多个的情况下实践本发明。在其它情况下，在某些实施例中可以认识到可能并不存在于在本发明的所有实施例中的另外特征和优点。
在整个本说明书中对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的提及意味着结合所指示实施例描述的具体特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书，短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但不一定都指代同一个实施例。

Claims (8)

1.一种近场通信装置，其被配置为与对非传播准静态近场能量进行响应的近场天线一起操作，包括：
能量收集电路，所述能量收集电路被配置成耦合到近场天线；
其中所述收集电路被配置成从所述非传播性准静态近场能量中收集能量；并且
其中所述收集电路包括收集滤波器，所述收集滤波器被配置成输入第一组近场能量并输出第二组近场能量；并且
其中所述第二组近场能量是所述第一组近场能量的子集；
其中所述收集电路还包括由旁路开关控制信号控制的旁路开关；
其中所述收集电路被配置为：如果旁路开关控制信号存在，从所述第一组近场能量收集能量；和
其中所述收集电路被配置为：如果旁路开关控制信号不存在，从所述第二组近场采集能量；
所述近场通信装置被配置成从所述第一组近场能量接收期望的近场通信信号；并且
其中所述期望的近场通信信号基本上被所述收集滤波器阻断。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述近场通信装置被配置成从所述第一组近场能量接收不包括期望的近场通信信号的近场能量；并且
其中不包括所述期望的近场通信信号的所述近场能量基本上被所述收集滤波器通过。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述收集滤波器在多个阻断频率下具有极小值增益；并且
其中每个极小值与多个期望的近场通信信号的中心频率基本一致。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述收集滤波器是具有一组通过频率的带通滤波器；并且
其中所述第二组近场能量仅处于所述一组通过频率内。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述收集滤波器是具有相应的一组高通频率或低通频率的高通滤波器或低通滤波器；并且
其中所述第二组近场能量仅处于所述一组高通频率或低通频率内。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
另外包括通信电路，配置为与收集电路通信；
其中所述通信电路被配置成在所述通信电路处于待机状态、禁用状态或断开状态时生成所述旁路开关控制信号。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
另外包括通信电路，配置为与收集电路通信；
其中所述通信电路包括通信滤波器；
其中所述通信滤波器包括通过频率下的极大值增益；并且
其中所述通过频率与所述期望的近场通信信号的中心频率基本一致。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述收集电路包括整流器和电力调节器；并且
其中所述整流器和所述电力调节器被配置成将所述第二组近场能量收集并储存在能量储存装置中。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11211694B2 (en) * 2019-07-08 2021-12-28 Nxp B.V. Near-field wireless device
US11677151B2 (en) * 2020-09-11 2023-06-13 Nxp B.V. Near-field communications device
CN116745993A (zh) * 2021-02-26 2023-09-12 华为技术有限公司 天线装置和通信方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102570625A (zh) * 2010-10-08 2012-07-11 韩国电子通信研究院 用于从电磁场收集能量的设备
CN104254958A (zh) * 2012-02-09 2014-12-31 胡玛沃克斯公司 能量收集***

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7298314B2 (en) * 2002-08-19 2007-11-20 Q-Track Corporation Near field electromagnetic positioning system and method
WO2008030379A2 (en) * 2006-09-01 2008-03-13 Powercast Corporation Hybrid power harvesting and method
CN101755400A (zh) * 2007-09-12 2010-06-23 夏普株式会社 红外线通信用接收装置
JP5463932B2 (ja) 2010-01-26 2014-04-09 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法および情報処理システム
US8330298B2 (en) * 2010-06-17 2012-12-11 Scarf Technologies Llc Generating DC electric power from ambient electromagnetic radiation
EP2421122A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-22 Hochschule Für Angewandte Wissenschaften FH München Wireless energy transmission with weakly coupled resonators
US20120086285A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for harvesting energy from electromagnetic field
GB2510509A (en) 2011-10-28 2014-08-06 Murata Manufacturing Co Power reception device, power transmission device, and wireless power transmission system
US9484522B2 (en) 2013-03-13 2016-11-01 Microgen Systems, Inc. Piezoelectric energy harvester device with curved sidewalls, system, and methods of use and making
US10097162B2 (en) * 2014-06-18 2018-10-09 Nxp B.V. Wireless charger receiver-side communication interference elimination
GB2529141A (en) 2014-07-09 2016-02-17 Paresh Jogia Body heat powered wireless transmitter
US10320086B2 (en) 2016-05-04 2019-06-11 Nxp B.V. Near-field electromagnetic induction (NFEMI) antenna
US10749368B2 (en) * 2017-06-01 2020-08-18 Logitech Europe S.A. Computer mouse clock tuning to reduce electromagnetic induced noise in a wireless charging system
US10833732B2 (en) * 2019-01-09 2020-11-10 Wolfgang Richter System for extending the range of near field communication of an electronic device to communicate with an object over a user skin

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102570625A (zh) * 2010-10-08 2012-07-11 韩国电子通信研究院 用于从电磁场收集能量的设备
CN104254958A (zh) * 2012-02-09 2014-12-31 胡玛沃克斯公司 能量收集***

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