[发明专利]用于不同距离通信模式的天线结构及通信方法

说明书

本发明提供了一种天线结构，其包括形成为环形的多个电线区段。在电线区段之间提供连接单元，连接单元中的每一个可在导通状态和电抗状态之间切换。在连接单元处于导通状态的情况下，形成具有第一（较长）信号距离的环形天线，并且在连接单元处于电抗状态的情况下，形成具有第二（较短）信号距离的天线结构。所述电抗状态被适配为在相邻的电线区段之间引入相位延迟。这使得相同的天线能够用于长距离信号通信和短距离通信，例如用于系统配置或入网初始化。天线结构可以与照明系统的照明器一起使用。

技术领域

本发明涉及一种使得不同距离的通信模式能够被建立的天线结构。

背景技术

例如，不同的通信模式用于对无线通信系统进行入网初始化以及用于该系统的后续使用。在入网初始化期间，例如，在系统的安装者与系统内的每个单独单元之间存在短距离通信，以便配置每个单独单元。在系统的后续使用期间，单元在更长的距离内彼此通信或与中央控制器通信。

以示例的方式，无线通信和控制功能可以嵌入到照明器、照明模块或其他传统装备中，以实现这些产品的无线功能。

通过向这些产品添加RF模块及其相关联的天线来实现此功能。然而，RF模块及其相关联的天线通常不适合于入网初始化目的，因为出于安全原因，优选将照明器的入网初始化限制在近场。因此，基于典型的2.4GHz天线的入网初始化是一挑战。

越来越多地，照明器和其他照明模块具有用于系统通信的无线连接以及要同时执行的近场入网初始化功能。为此目的，具有其天线的RF模块增加了近场入网初始化部分，诸如近场通信（NFC）系统。因此，经常需要设计两个独立的天线，一个通常以2.4GHz天线的形式，并且另一个以在非常不同的频率下的近场入网初始化线圈的形式。两个独立的天线需要更大的PCB面积，然而很难将大型PCB放置到多种类型的产品（诸如照明器）中。

US 2009/0009295公开了一种可以用于远场和近场通信的天线结构。该天线基于大线圈，并且该线圈充当使用低频信号的近场天线。通过向线圈添加一些开关，线圈的某些区段充当高频信号（在微波频率下）的远场天线。随之存在两种不同的收发器系统来接收近场和远场通信。这种布置还需要许多附加组件。

因此，仍然需要一种能够以简单的结构实现长距离和短距离无线通信的系统。

WO2013147823A1公开了一种天线图案，其具有连接天线元件的电感器。对于NFC相关的功能，电感器在13.56 MHz NFC频率下变为短路，并且所有元件彼此直接相连；而对于WLAN操作，电感器在2.4 GHz WLAN频率下包括高阻抗（“大多数情况下充当开路”），因此这些元件被解耦。

US20100279734A1公开了天线ANT1用于NFC和其他长距离通信，比如FM、GPS，“在第一模式中，到达或来自第一和第二端口的信号（RFID）沿着整个天线谐振，并且在第二模式中，到达或来自第三端口的信号（蓝牙/WLAN/GPS/FM中的任何一个或多个）沿着天线的一部分谐振，其中该部分终止于阻抗。

发明内容

本发明基于提供一种天线结构的概念，该天线结构可以以简化的配置在不同的信号距离内操作。在优选示例中，天线结构对于不同的通信使用相同的频率，例如基于2.4GHz环形天线。天线利用可切换元件，使得可以电气地改变天线配置。

本发明的实施例的基本想法是对于远场通信使用长环形天线，并使用诸如电容器的电抗组件来为长环形分段，使得一些远场辐射彼此抵消，并且天线变为近场天线。电抗组件可切换为接通或断开，使得天线可在远场和近场操作模式之间切换。

本发明由权利要求限定。

根据依照本发明的一方面的示例，提供了一种天线结构，包括：

多个电线区段，形成为环形；