[发明专利]带有动态阻抗匹配的谐振电路调谐系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子调谐系统，更具体地说，涉及带有动态阻抗匹配 的谐振调谐系统。

背景技术

磁场被用在各种用途的许多电子系统，比如电子商品防盔(EAS) 系统，射频识别(RFID)系统，金属探测器，磁成像系统，遥测系统， 通信系统等等中。在这些各种电子系统中，磁性线圈可被用作把磁场 投射到希望的感测区的发射器。更具体地说，对于发射器来说，生成 磁场的高效方法包括使用在发射频率对发射器呈现低阻抗的串联谐 振LCR电路。为了从发射器的天线实现高的磁场水平，对发射器来 说最理想的是向天线线圈输送高电流。于是，为了获得高性能，最好 是使从发射器输送到线圈的电流达到最大。

使从发射器输送的电流达到最大的一种方法是使用具有高品质 因数(Q)的LCR电路。所述高Q可通过增大天线线圈的电感和通过降 低电路的总串联电阻来实现。增大LCR电路的Q也增大了调谐，更 具体地说，微调LCR电路的谐振频率的要求。由于设计容差和电路 中的谐振电容器，电路被调谐以使LCR电路的固有谐振频率与发射 器的频率相匹配。已知使用具有串联或并联组合排列的多个电容器的 电容器组来控制LCR电路的线圈的调谐。电容器可在需要时被切入 到电路中。

另外，高电感和高Q LCR电路的使用导致线圈两端的电压增大。 这种增大的电压通常迫使使用线圈的绝缘来避免或减小局部放电和 电晕放电。此外，调节要求会限制输出电流的振幅，从而为了满足该 要求，这会增大电路的成本。于是，为了降低电压，需要较少的线圈 匝数。但是，在高功率应用中，为了降低电流，需要较多的线圈匝数。 这些对立的约束条件导致可从具有这种LCR电路的天线产生的磁场 量的限制。已知提供了一种混合的串联-并联谐振电路来保持高的磁场 强度，同时减小电感和电压的增加。这种电路的局限在于，该电路不 允许补偿例如天线线圈结构容差和/或安装环境变化。

从而，这些已知的调谐电路常常导致功率需要增大和/或成本增 高。此外，由于不能补偿影响电路的变化的差异，这些已知电路的性 能并不令人满意。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种谐振电路调谐系统，所述谐振电路 调谐系统包括谐振电路，所述谐振电路具有串联在发射器和天线线圈 之间的第一电容元件和与发射器和天线线圈并联的第二电容元件。第 一电容元件和第二电容元件中的至少一个被配置成是可变的。谐振电 路调谐系统还可以包括控制器，用于控制第一和第二电容元件中的至 少一个的可变值。

在另一个实施例中，提供一种发射天线，所述发射天线包括限定 发射部分的多个线圈和谐振调谐部分。谐振调谐部分可以包括至少一 个可变电容元件和至少一个可变电感元件，所述可变电容元件和可变 电感元件一起被配置成控制发射部分的谐振频率和谐振阻抗中的至 少一个。可变电容元件可以与所述发射器和多个线圈串联或并联。电 感元件可以与所述多个线圈串联或磁耦合。

在另一个实施例中，提供了一种谐振调谐方法。所述方法包括感 测天线线圈的电流和电压中的至少一个，并根据所述感测来调整谐振 电路调谐系统的可变电容元件，以改变线圈的谐振阻抗。可变电容元 件可以与发射器和天线线圈串联或并联。

附图说明

为了更好地理解本发明的各个实施例以及其它目的、特征和优 点，应结合附图参考下述详细说明，其中相同的附图标记代表相似的 部件。

图1是按照本发明的实施例构成的具有两个可变电容元件的谐 振电路调谐系统的示意图。

图2是按照本发明的实施例构成的具有一个可变电容元件和一 个可变电感元件的谐振电路调谐系统的示意图。

图3是按照本发明的实施例构成的具有与谐振调谐部分连接的 两个电容元件和与谐振调谐部分磁耦合的一个可变电感元件的谐振 电路调谐系统的示意图。

图4是图1的谐振电路调谐系统的简化示意图。

图5是按照本发明实施例的谐振调谐方法的流程图。

具体实施方式

考虑到说明的简明性和容易性，下面将结合本发明的各个实施例 描述本发明。不过，本领域的技术人员会认识到，可用各种配置来实 现本发明的各个实施例的特征和优点。于是，下面描述的实施例显然 只是对本发明的举例说明，而不是对本发明的限制。