專利名稱：高頻天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及天線,更具體地涉及高頻感應(yīng)天線的形成。本發(fā)明更具體地適用于意圖用于幾MHz的射頻傳輸?shù)奶炀€，例如用于非接觸式芯片卡、RFID標(biāo)簽、或者電磁應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)的天線。
背景技術(shù)：
圖1非常示意性地示出了一種類型的感應(yīng)式傳輸系統(tǒng)的示例，本發(fā)明作為一個示例適用于這種類型的感應(yīng)式傳輸系統(tǒng)。這類系統(tǒng)包括產(chǎn)生電磁場的閱讀器或基站1，該電磁場能夠被位于該場中的一個或多個應(yīng)答器2檢測到。例如，這類應(yīng)答器2為出于識別目的而設(shè)置在物體上的電子標(biāo)簽2’、非接觸式智能卡2’’、或者更一般地任何電磁應(yīng)答器(用圖1中的方塊2表示)。在閱讀器U則，串聯(lián)諧振電路由電阻器r、電容器Cl、和電感元件LI或天線構(gòu)成。該電路由基站I的其他電路(未不出)所控制的(連接14)聞頻發(fā)生器12 (HF)所激勵。聞頻載波通常被調(diào)制(以振幅和·/或相位)以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)答器。在應(yīng)答器2側(cè)，諧振電路，通常為并聯(lián)的諧振電路，包括與電容器2和負(fù)載R并聯(lián)的電感元件或天線L2，其代表了應(yīng)答器2的電路22。當(dāng)在閱讀器的場內(nèi)時，該諧振電路檢測由基站發(fā)射的高頻信號。在非接觸式卡的情況下，由包括一個或多個芯片的方塊22所表示的這種電路與天線L2連接，天線L2通常由卡片支撐件所支撐。在電子標(biāo)簽2’的情況下，電感元件L2由與電子芯片22連接的導(dǎo)電繞組構(gòu)成。盡管在基站側(cè)以串聯(lián)諧振電路的形式和在應(yīng)答器側(cè)以并聯(lián)諧振電路的形式的符號表示是常見的，但是實(shí)際上，在應(yīng)答器側(cè)可以發(fā)現(xiàn)串聯(lián)諧振電路且在基站側(cè)可以發(fā)現(xiàn)并聯(lián)諧振電路。閱讀器和應(yīng)答器的諧振電路通常被調(diào)諧至同一諧振頻率ω (L1. Cl. 2=L2.C2. ω2=1)應(yīng)答器通常不具有自備電源且將必須的電能從由基站I產(chǎn)生的磁場引到其操作中。根據(jù)本申請的另一示例，基站用于對應(yīng)答器的電池或另一電能存儲元件進(jìn)行再充電。于是，由基站輻射的高頻場不必被調(diào)制以傳輸數(shù)據(jù)。 在感應(yīng)天線中，導(dǎo)電電路經(jīng)常為傳導(dǎo)電流的閉合電路，其目的在于產(chǎn)生射頻磁場。該閉合的導(dǎo)電電路通過射頻發(fā)生器12提供電能。當(dāng)天線尺寸與波長相關(guān)地變得相當(dāng)大時，意圖沿著導(dǎo)體而產(chǎn)生磁場的電流的循環(huán)變得更加困難。電流的振幅和相位沿著電路具有強(qiáng)烈的變化，該變化不再使天線能夠在感應(yīng)線圈中操作。在基站側(cè)，還經(jīng)常期望的是具有與應(yīng)答器天線的尺寸相比更大尺寸的天線。確實(shí)，當(dāng)應(yīng)答器出現(xiàn)在基站時應(yīng)答器通常在運(yùn)動(由使用者支撐)中，并且對于應(yīng)答器，期望的是能夠甚至在該運(yùn)動期間檢測到場。在其他情況下，期望的是在可能與應(yīng)答器通信的區(qū)域的尺寸是顯著的。另一方面，有利的是使用大型導(dǎo)電線圈以提供寬的通信范圍。
當(dāng)今，天線的導(dǎo)電電路越長，則電感L越高且與天線有關(guān)的電容器的值越低。因此，在大型天線中，電容值可與導(dǎo)電電路的不同部分之間存在的寄生電容和能夠被引入系統(tǒng)(例如通過用戶的手)中的寄生電容為相同數(shù)量級，這擾亂了運(yùn)行。感應(yīng)天線的導(dǎo)電電路越長，則沿著電路的電流循環(huán)與所期望的電流循環(huán)的差異越多。因此，沿著電路的電流存在顯著的振幅和相位變化，這改變和擾亂了所產(chǎn)生的磁場的空間分布。在導(dǎo)電電路的不同部分之間還存在電勢的增加，這使天線的性能對其封閉環(huán)境中存在的介電材料敏感。因此，感應(yīng)線圈的長度通常受到限制。已經(jīng)提供了將導(dǎo)電線圈分成各個具有相同長度的元件，且將這些元件與電容器再連接以能夠使用大型線圈。例如，這樣的解決方案在專利US5258766中進(jìn)行了描述。還已經(jīng)提供了使用具有屏蔽中斷和導(dǎo)體反相的屏蔽式感應(yīng)線圈。這種線圈通常稱為“Moebius線圈”。例如，這種結(jié)構(gòu)在P. H. Duncan編著的論文“Analysis of the MoebiusLoop Magnetic Field Sensor，，(IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility,1974年5月出版)中進(jìn)行描述。但是這種結(jié)構(gòu)仍然具有限制的長度。因此，需要形成一種大型感應(yīng)天線。·

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式的目的在于提供一種感應(yīng)天線，其克服了傳統(tǒng)天線的所有缺點(diǎn)或部分缺點(diǎn)。本發(fā)明的實(shí)施方式的另一目的在于提供一種天線，其特別適于在IMHz到幾百M(fèi)Hz的頻率范圍內(nèi)的傳輸。本發(fā)明的實(shí)施方式的另一目的在于與其準(zhǔn)備相協(xié)作的應(yīng)答器的天線相比，提供一種大型感應(yīng)天線(在至少十倍大的表面積內(nèi)刻制)。本發(fā)明的實(shí)施方式的另一目的在于提供了一種與各種布局兼容的天線結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)這些目的以及其他目的全部或者一部分，本發(fā)明提供了一種由幾何形狀對接的至少兩對部分構(gòu)成的感應(yīng)天線，每對包括彼此絕緣的并行的第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件，每對在每一端包括用于使第一導(dǎo)電元件與相鄰的對的第一導(dǎo)電元件電連接的單一端子，其中，所述對為第一種類型的對，其中導(dǎo)電元件大約在其中部被中斷以限定兩個部分，所述對的一個部分的第一導(dǎo)電元件與另一部分的第二導(dǎo)電元件連接，所述對的一個部分的第二導(dǎo)電元件與另一部分的第一導(dǎo)電元件連接；或者第二種類型的對，其中所述第一導(dǎo)電元件大約在其中部被中斷，以限定兩個部分，且所述第二導(dǎo)電元件沒有被中斷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，導(dǎo)電部分為細(xì)長的，天線形成了在空間上具有任何類型的幾何形狀的線圈。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，根據(jù)天線的諧振頻率選擇導(dǎo)電元件的各自長度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，根據(jù)第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件之間的線路電容而選擇導(dǎo)電元件的各自長度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，至少一個電容元件與相鄰對的第二導(dǎo)電元件互相連接，或者與同一對的第一導(dǎo)電兀件和第二導(dǎo)電兀件互相連接。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，至少一個電阻元件與相鄰對的第二導(dǎo)電元件互相連接，或者與同一對的第一導(dǎo)電兀件和第二導(dǎo)電兀件互相連接。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，每個部分為同軸電纜部分。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述部分由絞合的導(dǎo)電元件構(gòu)成。本發(fā)明還提供了一種用于產(chǎn)生高頻場的系統(tǒng)，包括感應(yīng)天線；和電路，其用于利用高頻信號激勵天線。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述激勵電路包括高頻變壓器，其具有夾置于所述天線的兩個相鄰對的第一導(dǎo)電元件之間的次級繞組。


結(jié)合附圖，在下面的具體實(shí)施方式
的非限定性描述中，將詳細(xì)討論本發(fā)明的上述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1已經(jīng)在前進(jìn)行了描述，以方塊形式概要地示出本發(fā)明應(yīng)用到的射頻傳輸系統(tǒng)的一個示例；·圖2為根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)天線的實(shí)施方式的簡化圖示；圖3示出一對第一種類型的圖2的天線的部分的實(shí)施方式；圖4為根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)天線的另一實(shí)施方式的簡化圖示；圖5示出第一種類型的一對天線部分的實(shí)施方式的電子布局；圖5A示出圖5中的對的等效電子示意圖；圖6示出第二種類型的一對天線部分的實(shí)施方式的電子布局；圖6A示出圖6中的對的等效電子示意圖；圖7示出感應(yīng)天線、激勵電路和置位電路的實(shí)施方式；圖8A和圖8B示出第一種類型的一對部分的兩個其他實(shí)施方式；和圖9示出第二種類型的一對部分的另一實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式在不同的圖中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記指示，該圖不按比例進(jìn)行繪制。為了清楚起見，僅示出且描述對理解本發(fā)明有用的那些元件。尤其，感應(yīng)天線的激勵電路沒有被詳述，本發(fā)明與目前用于這種類型天線的激勵信號相兼容。另外，將要進(jìn)行描述的場發(fā)生天線所針對的應(yīng)答器也沒有被詳述，本發(fā)明與各種當(dāng)前的應(yīng)答器、非接觸式卡片、RFID標(biāo)簽等
相兼容。圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的天線的簡化視圖。在該實(shí)施方式中，提供多個同軸電纜部分32和34對接。這些部分聚集在對3中，在每一對3中，兩個部分32和34以Moebius型連接方式進(jìn)行連接，即，在該對中，第一部分的芯324與第二部分的編織層(braid)342連接，而第一部分的編織層322與該第二部分的芯344連接。在圖2的優(yōu)選的示例中，四對3的部分進(jìn)行對接。兩個相鄰對之間的電子連接4僅通過導(dǎo)電元件中的一個提供。在圖2的示例中，兩個相鄰對之間的連接4通過該兩對的相對的部分的各個編織層而提供。另一導(dǎo)電元件是不連接的，即，在圖2的示例中，兩個相鄰對的芯不連接。對于所有的部分似乎更易于作出一致的選擇，以便所有的第一導(dǎo)體對應(yīng)于所有部分的編織層，或者對應(yīng)于所有部分的芯。在該上下文中，相同類型的導(dǎo)電元件，編織層或芯，將被用于連接成對的整個天線。由于選擇編織層提供更好的電子屏蔽，因此編織層為優(yōu)選地。作為一個變型，可設(shè)置成連接4通過相對的對的各個芯而提供。然而，可能對同一對的第一部分和第二部分之間的第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體的分配作出不同的選擇，例如，對于第一部分選擇編織層作為第一導(dǎo)體且對于第二部分選擇芯作為第一導(dǎo)體。因此，根據(jù)另一變型，可設(shè)置成兩個相鄰的對之間的連接4可從芯到編織層進(jìn)行，或者相反。圖3為圖2的天線的兩個部分32和34形成的對3的簡化圖示，其對應(yīng)于第一種類型的部分的對。在中心連接36的層次中，部分32的導(dǎo)電芯324與部分34的編織層(或屏蔽層)342連接，且部分32的編織層322與部分34的芯344連接。圖4為天線的另一實(shí)施方式的簡化圖示。第一種類型的部分32和部分34的兩個對3 (具有交叉中心連接-圖3)交替地與同軸電纜部分52和同軸電纜部分54的兩個對5連接，在該同軸電纜部分中，該部分的中心連接56是不同的。在第二種類型的這些對5中，部分52和部分54通過其各自的芯524和芯544連接，而部分52的編織層522和部分54的編織層542不連接。該對的電子對接連接仍然通過編織層的互相連接4而實(shí)現(xiàn)，而芯不連接。這兩種類型的對·的分布和數(shù)目可不同。然而，第一種類型的對是更加有利的。確實(shí)，第一種類型的一對在交叉點(diǎn)上提供了暴露區(qū)域，這減小了電路對于寄生干擾的敏感性。此外，對于相同的諧振頻率，部分的對的長度可比第二種類型的對的長度小兩倍。長度的減少使天線的形成更加容易。與第一種類型的對關(guān)聯(lián)的電感LO的值也可比與第二種類型的對關(guān)聯(lián)的電感的值小兩倍。對于相同的循環(huán)電流，第一種類型的對的兩部分的連接區(qū)36的第一導(dǎo)體之間存在的電壓比第二種類型的對的連接區(qū)56中的電壓小兩倍。在一對內(nèi)的連接區(qū)為暴露區(qū)，在該暴露區(qū)中更加影響了電路對寄生干擾的敏感性，因?yàn)樵谠搮^(qū)域中電壓較高。在該區(qū)域中由第一種類型的對所引入的電壓的降低能夠減少對干擾的敏感性。圖5示出部分的第一種類型的對3的電子布局。圖5A示出圖5的對的等效電子示意圖。部分32和部分34的對3包括與相鄰對連接的兩個端子42和44。端子42與部分32的第一導(dǎo)電元件322連接，該第一導(dǎo)電元件322在其另一端通過交叉的互相連接36連接至部分34的第二導(dǎo)電元件344，該第二導(dǎo)電元件344具有未連接的自由端3441 (在端子44的側(cè))。部分32的第二導(dǎo)電元件324具有自由端3241 (在端子42的側(cè))，且其另一端通過連接36連接至部分34的第一導(dǎo)電部分342，該第一導(dǎo)電部分342具有連接至端子44的另一端。在圖5A中示出這種對的等效電路圖，其相當(dāng)于具有值LO的電感和具有值CO的電容器串聯(lián)布置的電路圖，其中LO代表對應(yīng)于為了計(jì)算該值而視為一個導(dǎo)體的導(dǎo)體部分322和導(dǎo)體部分342的結(jié)合后的電感，且其中CO代表了在同軸電纜情況下在芯和編織層之間的所有內(nèi)部電容，在其他實(shí)施方式的情況下在兩個導(dǎo)體(在導(dǎo)體322和導(dǎo)體324之間以及在導(dǎo)體342和導(dǎo)體344之間)之間的所有內(nèi)部電容。在上文中，在部分322和部分342的結(jié)合(為了計(jì)算視為一個導(dǎo)體)與其他對的部分322和部分342等效的部分的結(jié)合(也為了計(jì)算視為一個導(dǎo)體)之間的互感被忽略。由于形成在線圈中，則不同對彼此之間距離足夠遠(yuǎn)以能夠相對于諸如上文所述的值LO而忽略互感。在該實(shí)施方式中，忽略導(dǎo)體中的歐姆損耗和導(dǎo)體之間的介電損耗，一對部分的阻抗可被寫成Z=jL0 ω +1 jCO ω。圖6示出部分的第二種類型的對5的電子布局。圖6Α示出圖6的對的等效電路圖。在部分52和部分54的對5中，第一部分52的第一導(dǎo)體522與第一接入端子42連接且其另一端5222處于浮接狀態(tài)(未連接)。第二部分54的第一導(dǎo)電元件542在部分52側(cè)處于浮接狀態(tài)(端5422)，且在其另一端，連接至接入對5的端子44。第一部分52的第二導(dǎo)體524通過互相連接56連接至第二部分54的第二導(dǎo)體544。部分524的端部5241和部分544的端部5441處于浮接狀態(tài)。從電力觀點(diǎn)和如在圖6Α中所不的,假定對3和對5的導(dǎo)體具有相同的長度,則對5相當(dāng)于值為LO的電感元件與值為C0/4的電容元件的串聯(lián)連接，其中LO代表對應(yīng)于導(dǎo)體部分522和導(dǎo)體部分542結(jié)合后的電感，且CO代表所有的內(nèi)部電容(在導(dǎo)體522和導(dǎo)體524之間以及在導(dǎo)體542和導(dǎo)體544之間)。在該實(shí)施方式中·一對部分的阻抗為Z=jL0 ω +Ij (C04) ω。從電力觀點(diǎn)看，串聯(lián)的兩個對3的部分等同于兩倍長度的一個對5的部分。該長度適配于天線的工作頻率，從而每一對的部分不妨礙調(diào)諧，即ΙΧω2=1?？梢钥闯觯鶕?jù)對3和對5之間的對的類型的分布，導(dǎo)電元件的長度和兩部分導(dǎo)體之間的線路電容值可以被改變。目前電容元件的值不再是可忽略的，且天線對于其環(huán)境的干擾不太敏感。利用圖5和圖6中類型的若干對的部分形成天線能夠使電路分離且避免了太長的電感元件，在電感元件中沿著電感線圈電路流動的電流將不能夠沿著電路始終具有均勻的振幅和相位。確實(shí)，對的互連相當(dāng)于串聯(lián)連接若干個相同諧振頻率的諧振電路。于是感應(yīng)天線的長度不再受限。假設(shè)對于不妨礙諧振關(guān)系的每一對，其可能具有連接在對之間的接點(diǎn)處的兩個導(dǎo)體之間的內(nèi)置電容器，則不同對的部分不必具有相同的長度。圖7示出感應(yīng)天線和激勵電路和置位電路的實(shí)施方式。此處天線包括三個第一種類型的對3。激勵電路18為具有初級線圈182和次級線圈184的高頻變壓器，該初級線圈182接收高頻發(fā)生器12 (圖1)的激勵信號，且該次級線圈184的兩個端子連接至兩個相鄰對的端子42和44，而不是兩個相鄰對的互相連接4。因此，次級繞組在兩對之間形成該連接。優(yōu)選地，選擇該變壓器以使得電感回到次級線圈側(cè)，該電感在該操作頻率下相對于值LO是可忽略的，例如這在耦合接近于I時發(fā)生。此外，置位電路16連接該兩對的導(dǎo)體324和344的自由端3241和3441，從而使自由端3241和自由端3441連接。在圖7的示例中，電路16為阻(電阻器R4)容(電容器C4)電路。電容器C4的作用是調(diào)整天線的諧振頻率。例如，電阻器R4的作用是將天線的品質(zhì)因數(shù)Q設(shè)定至選定的值以調(diào)整帶寬。電容器可被夾置于不同對之間，連接在同一部分的導(dǎo)電元件之間、在自由的導(dǎo)電元件(此處，同軸部分芯)和連接點(diǎn)42或44 (此處，同軸部分的編織層)之間、或者在獨(dú)立于每一對的互聯(lián)的部分的導(dǎo)體之間，以減少諧振頻率。自由的導(dǎo)電元件324或344 (此處，為芯)的長度還可被減少以降低對應(yīng)部分的全部電容，從而增加諧振頻率。相似地，電阻元件可連接在兩對之間的導(dǎo)電元件的自由端之間，以調(diào)整和減少因此形成的天線的品質(zhì)因數(shù)Q。取代互相連接4，電阻元件還可被插入在兩對之間以減少和調(diào)整品質(zhì)因數(shù)。對于不同的部分給定的形狀不必是直線形的。如在圖7中所示，該部分可進(jìn)行各種布局。因此，本發(fā)明的閉合天線可采取框架模式、形成線圈、具有環(huán)形的形狀、采用在三維空間上的形狀等。在上文的實(shí)施方式中，調(diào)整電路示出為具有對之間的連接。應(yīng)當(dāng)注意，作為變型和在第二種類型的對(5)的情況下，這種電路可被插入在部分的對內(nèi)。在這種情況下，將要被引入的電容器連接元件522和元件542的兩個非互相連接的自由端。代替在接點(diǎn)35和56處(第一種類型和第二種類型的)相同對的兩個部分的導(dǎo)體之間的連接，還可插入電·阻元件，以減少品質(zhì)因數(shù)。圖8A、圖8B和圖9示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的成對的導(dǎo)電部分。該實(shí)施方式示出成對的導(dǎo)電部分可通過絞合的導(dǎo)電體而不是通過同軸部分而形成。圖8A和圖8B示出第一種類型的部分的對3的兩個實(shí)施方式。在圖8A中，兩個絞合的線部分以與同軸電纜部分的描述相似的方式互相連接。圖8B示出部分的交叉互連對的另一實(shí)施方式，其中，該交叉通過相對于具有連接至其的輸入端(例如42)的一導(dǎo)體翻轉(zhuǎn)具有連接至其的輸出端(例如44)的另一導(dǎo)體而實(shí)際獲得，且導(dǎo)電部分在對內(nèi)不中斷。圖9示出第二種類型的部分52和部分54形成的對5的實(shí)施方式，其由絞合的導(dǎo)體形成。根據(jù)未示出的另一實(shí)施方式，多個部分形成的多個對通過非絞合的導(dǎo)體而形成，導(dǎo)體被屏蔽或不屏蔽。根據(jù)未示出的另一實(shí)施方式，多個部分形成的多個對通過沉積在絕緣基板上的軌跡而形成。例如上文所限定的天線還可限定為包括至少兩個幾何學(xué)上對接的細(xì)長的子組件(3、5、3’)，每一個子組件根據(jù)其長度包括彼此絕緣的且并行的第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件，以及，在每一端與相鄰的子組件電連接的單個終端與第一導(dǎo)電元件連接；并且第二導(dǎo)體沒有進(jìn)行電連接，其中所有或部分的子組件為-第一種類型，其中，第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體中的每一個大約在其中部被中斷且再連接至該子組件的另一導(dǎo)體；-第二種類型，其中，第一導(dǎo)體大約在其中部被中斷，且第二個導(dǎo)體沒有被中斷。利用這樣一個定義，在由兩部分形成的交叉連接(圖3、圖5和圖8A)的情況下，尤其在串聯(lián)的情況下，導(dǎo)電元件為不同于所使用的電纜的導(dǎo)線(芯或編織層)，從而每一連接端子連接至與該子組件具有相同性質(zhì)(編織層或芯)的導(dǎo)體，而不是其與其他端子進(jìn)行電連接。作為一個具體的實(shí)施方式，通過切割普通的同軸線路而形成部分。目前存在一些部分具有50歐姆、75歐姆和93歐姆的特性阻抗，其具有相應(yīng)的線路電容值100pF/m、60pF/m和45pF/m。例如，利用50歐姆的同軸電纜，可在交叉連接的情況下獲得大約為I μ H的電感L0。根據(jù)使用有護(hù)套的導(dǎo)體(絞合或不絞合的)的另一具體實(shí)施方式
，電纜具有在導(dǎo)體之間的介于大約在30pF/m至40pF/m范圍內(nèi)的線路電容。利用這樣的電纜，例如，可獲得具有在大約2 μ H至3 μ H之間的值的電感LO。圖10為根據(jù)另一實(shí)施方式的天線的簡化圖示。如在其他實(shí)施方式中，天線包括至少兩對(圖5的第一種類型的對3或者圖6的第二種類型的對5)的部分，每一對由彼此絕緣的并行的導(dǎo)電元件構(gòu)成。在圖10的示例中，假定同軸電纜部分成對。利用附加的半對而實(shí)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)，該半對由第一種類型的兩個導(dǎo)電元件32、34或者第二種類型的兩個導(dǎo)電元件52、54構(gòu)成。該半對可被插入在兩個對之間，而不是在天線的端部。該附加半對的存在可用于調(diào)整天線的長度。圖11為一個變型的簡化圖示，根據(jù)該變型，兩個同軸電纜分段61和62并排、并行地機(jī)械布置且其編織層至少·在兩個端部彼此電連接，以形成單個的第一導(dǎo)電元件(連接67)。芯進(jìn)行電連接以形成單個的第二導(dǎo)電元件(在一個端部的連接65)。在圖11中所示的類型的每一元件形成天線結(jié)構(gòu)的部分32、34、52、或54。通過圖11的分段的組合件而形成的部分的優(yōu)點(diǎn)在于增加在第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件之間的部分的線路電容。這能夠減少對于同一諧振頻率的對的必要長度，從而關(guān)于天線幾何形狀具有更多的靈活性。在形成具有同軸部分的天線中，利用在屏蔽件和導(dǎo)電芯之間的電容以形成電感部分和電容部分，電容部分具有比線元件更大的電容(因此對于相同頻率，電容部分可更短)。所描述的實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于該實(shí)施方式能夠形成大尺寸的天線以應(yīng)用至大于IMHz的諧振頻率(通常在IOMHz至IOOMHz之間)。因此，可在入口或柜臺等處設(shè)置天線，同時沿著線圈具有均勻的電流循環(huán)以產(chǎn)生所期望的場。作為具體實(shí)施方式
，適于在13. 56MHz頻率下操作的天線可制成大約87cmX75cm的矩形線圈的形式，該線圈由三對第一種類型的導(dǎo)體(兩個部分的三倍)以50歐姆且100pF/m的同軸電纜(3. 5_編織層直徑)構(gòu)成，該線圈以如下形式的兩個對和如下形式的一個對分布，所述兩個對形成1. 07m的展開長度的L型布局(具有大約1. 22 μ H或1. 21 μ H的電感L0，考慮互感)，且所述一個對形成1. 08m的展開長度的U型布局(具有大約1. 20 μ H或1. 19 μ H的電感L0，考慮互感)?？赏ㄟ^可變電容器調(diào)整諧振頻率。盡管已經(jīng)描述了各種實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種替換和修改。尤其是，導(dǎo)電部分和電容元件的尺寸取決于應(yīng)用，且基于上文給定的功能描述以及基于所需的諧振頻率和天線尺寸，尺寸的計(jì)算在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)天線，其包括幾何形狀對接的至少兩對部分(32、34 ;52、54)，每對包括彼此絕緣的并行的第一導(dǎo)電元件(322、342 ;522、542)和第二導(dǎo)電元件(324、344 ;524、544)，每對在每一端包括用于將其第一導(dǎo)電元件電連接至相鄰對的第一導(dǎo)電元件的單一端子(42、44)，其中，所述對為 第一種類型的對(3)，其中所述導(dǎo)電元件大約在其中部被中斷以限定兩個部分，所述對的一個部分的第一導(dǎo)電元件與所述對的另一部分的第二導(dǎo)電元件連接，所述對的一個部分的第二導(dǎo)電元件與所述對的另一部分的第一導(dǎo)電元件連接；或者 第二種類型的對(5)，其中所述第一導(dǎo)電元件(522、542)大約在其中部被中斷，以限定兩個部分，且所述第二導(dǎo)電元件(524、544 )沒有被中斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線，其中，所述導(dǎo)電部分為細(xì)長的，所述天線在空間上形成具有任何類型的幾何形狀的線圈。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線，其中，所述導(dǎo)電元件(322、324、342、344 ;522、524、542、544 ;322’、324’、342’、344’ )的各自長度根據(jù)所述天線的諧振頻率而選擇。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線，其中，所述導(dǎo)電元件(322、324、342、344 ;522、524、542、544 ;322’、324’、342’、344’ )的各自長度根據(jù)所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之間的線路電容而選擇。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線，其中，至少一個電容元件(C4)與相鄰對的第二導(dǎo)電元件互連，或者與同一對的第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件互連。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線，其中，至少一個電阻元件(R4)與相鄰對的第二導(dǎo)電元件互連，或者與同一對的第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件互連。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的天線，其中，每個部分(32、34、52、54)為同軸電纜部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的天線，其中，每個部分由兩個同軸電纜分段(61,63)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的天線，其中，所述部分(32、34、52、54、32’、34’)由絞合的導(dǎo)電元件構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的天線，還包括半對，該半對由具有兩個導(dǎo)電元件的部分構(gòu)成，該半對與至少一個對聯(lián)接。
11.一種用于產(chǎn)生高頻場的系統(tǒng)，包括 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的感應(yīng)天線；和 電路，該電路用于利用高頻信號激勵天線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述激勵電路包括高頻變壓器(18)，該高頻變壓器(18 )具有次級繞組，該次級繞組夾置于所述天線的兩個相鄰的對的第一導(dǎo)電元件之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種感應(yīng)天線，其由幾何形狀對接的至少兩對部分(32、34)構(gòu)成，每個對包括彼此絕緣的并行的第一導(dǎo)體(322、342)和第二導(dǎo)體(324、344)，每個對在每一端具有用于將其第一導(dǎo)體電連接至相鄰對的第一導(dǎo)體的單一端子，其中，所述對為第一種類型的對(3)，其中該導(dǎo)體大約在其中點(diǎn)被中斷以限定兩個部分，所述對的一個部分的第一導(dǎo)體與另一部分的第二導(dǎo)體連接，所述對的一個部分的第二導(dǎo)體與另一部分的第一導(dǎo)體連接；或者為第二種類型的對，其中所述第一導(dǎo)體大約在其中點(diǎn)被中斷以限定兩個部分，且所述第二導(dǎo)體沒有被中斷。
文檔編號H01Q7/04GK103069649SQ201180039130
公開日2013年4月24日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者蒂埃里·托馬斯 申請人:原子能與替代能源委員會