專利名稱：印刷線路的屏蔽磁場天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及屏蔽磁場天線，其型式是至少包括一個金屬元件環(huán)圈和放置在上述元件周圍的金屬管狀屏蔽。
特別地是它涉及到一種目的在于和不接觸型芯片式卡讀出器聯(lián)合使用的天線。
人們知道上述型式的天線主要有兩種，一種叫做通常的同軸電纜，它是柔軟的，其屏蔽由放置在有塑料套的導線周圍的金屬編織網(wǎng)組成；另一種的屏蔽由金屬硬管組成，比如用銅做成的，同樣地被放置在有塑料套的導線周圍。
這些天線的實現(xiàn)有一些不便，它需要昂貴手工操作，并且沒有可靠的形式復制，如把銅質(zhì)同軸線纜或銅管切割正確長度的操作，在接合于一個機器上的位置的對面的環(huán)圈中間切割屏蔽的操作，然后把天線焊接在一個聯(lián)接器上的操作和焊接在一個頻率調(diào)諧系統(tǒng)上的操作。
另外，從它們的設計來看的和從手工操作的事實上看，人們發(fā)現(xiàn)在這樣的天線之間有一些磁特性的不一致，發(fā)明者們從中總結(jié)出在幾何構狀上它們不能滿意復制。
一些特性的不一致能同樣地存在天線中，當天線經(jīng)過一些使天線變換幾何位置的機械碰撞或振動時。
這些不一致在第一種情況下作為后果能使為裝備一系列天線的預先很細微調(diào)節(jié)的頻率調(diào)諧系統(tǒng)不適應。
在另一種情況下，這些不協(xié)調(diào)的后果是使天線相對于在制造中或者在制造后借助于相關的頻率調(diào)諧系統(tǒng)所進行的頻率調(diào)節(jié)失調(diào)。
這種型號的天線在金屬環(huán)境中被使用需與一個鐵氧體元件合作并需要一個金屬屏放置在其下面以保證它免受環(huán)境磁場的干擾。
由于它的易碎性，陶瓷元件應得到朝向天線或屏可能產(chǎn)生的碰撞和振動的保護。所以需要保證一個保護易碎元件的整體的裝配。
現(xiàn)在，天線和陶瓷元件是被埋在樹脂里的。這一點有實施上的不方便和價值昂貴的困難。另外，得到的天線不能幾何復制。
本發(fā)明就是要減輕上面闡述的缺陷。
因此本發(fā)明的目的是設計一個可復制天線，幾何學方面穩(wěn)定并且成本低。
本發(fā)明的目的同時是設計一個能被用在金屬環(huán)境里的天線，它對于振動和碰撞不敏感，其設計能使制作容易，可復制并是經(jīng)濟的。
為此，根據(jù)最好的實現(xiàn)形式，本發(fā)明作為目的有一個屏蔽磁場天線，包括至少一個金屬元件的環(huán)圈和放置在上述元件周圍的金屬管狀屏蔽。
它的特點在于環(huán)圈是在絕緣材料薄片上以印刷線路來實現(xiàn)的，例如在印刷線路卡上實現(xiàn)，還在于上述屏蔽的組成是這樣的一方面，由兩個開口環(huán)組成，環(huán)由印刷線路實現(xiàn)，分別放置在絕緣材料的一個下面薄片和一個上面薄片上，上述薄片夾緊環(huán)圈而組裝在一起；另一方面，大量的金屬通路分布在環(huán)圈的兩邊，上述通路穿過上述薄片連接兩個環(huán)的邊沿，這些通路最好是均勻分布的。
由于這樣的設計，天線非常堅硬，因此相對現(xiàn)有技術的天線做到了很好的幾何穩(wěn)定。
根據(jù)實現(xiàn)的另一種形式，為出于低頻有效性的理由上述屏蔽是這樣組成的一方面，兩個開口的圓環(huán)，以印刷線路實現(xiàn)，分別放置在絕緣材料做成的下面環(huán)形支架和上面環(huán)形支架上，上述支架夾緊環(huán)圈；另一方面，兩個金屬片從環(huán)圈的兩面連接兩個環(huán)的邊沿，所述金屬片放置在環(huán)形支架的葉片上。
由于上述兩種實現(xiàn)形式的特點，天線能在工業(yè)范圍上通過印刷線路技術被制造出來。掌握這個完美的技術能夠保證它的幾何特點的良好復制性。這一點可能用花費更少而做到，因為制造所用的生產(chǎn)工具一般是標準化和自動化的。
另外，這個設計能夠很容易地改變天線的尺寸，因為大部分操作是自動化的。
同時本發(fā)明的目的是有一個磁場天線部件，根據(jù)發(fā)明包括一個印刷線路天線，一個鐵氧體層，一個金屬屏，兩個柔軟葉片分別放置一方面在天線和鐵氧體層之間，另一方面在鐵氧體層和金屬屏之間。這些葉片在表面上能夠包括一些粘合劑以便于組裝。
由不同層組合的這個裝置的設計的好處是使天線容易適應有金屬振動和碰撞下的金屬環(huán)境。
根據(jù)另外的有益特點，裝置能包括一些勒緊部件以便于組裝和勒緊整體，鐵氧體層，柔軟葉片和金屬屏。
由于這些安排，人們能很容易地在它們之間組裝任何元件，需要時把它們拆卸并控制隔開它們的距離。
根據(jù)另外的有益特點，裝置包括一些部件以保持住鐵氧體到天線的距離并保持住屏到鐵氧體的距離。
由于這些安排，人們同樣保證裝置的幾何參數(shù)的可復制性。
本發(fā)明的其它特點和好處在下面的描述中突出表現(xiàn)出來，這個描述純粹作為非限制的例子，并以下面的附圖作為參考；在這些圖中

圖1表示了符合第一種實現(xiàn)形式的一個天線；圖2表示了符合另一種實現(xiàn)形式的一個天線；圖3是沿圖1A-A天線的橫剖面，圖示出了它的橫截面；圖4是符合圖3的天線的橫剖面，這天線正在組裝過程中；圖5是圖2沿B-B天線的橫剖面，圖示出了它的橫截面；圖6是符合圖5的天線的橫剖面，天線處在組裝過程中；圖7表示出了，為天線和補充線路位置的實現(xiàn)，被使用的印刷線路的薄片；圖8表示出了圖2中天線的組成；圖9表示出了符合圖2的天線的頂視細節(jié)圖；圖10表示的是一個分解圖，指出了具有符合本發(fā)明天線的裝置的不同組成部分的組裝。
在圖1和圖2上人們分別看到了符合本發(fā)明的一個天線的第一種和第二種實現(xiàn)形式。人們依據(jù)圖1、3和4將首先描述第一種形式。
根據(jù)第一種形式，天線一般呈圓形，包括一個長方形A-A截面。這個截面有利于加強它的幾何穩(wěn)定性。最好的是像在例子中那樣環(huán)是圓形的。
根據(jù)本發(fā)明，屏蔽磁場天線包括至少一個金屬元件的環(huán)圈3b和放置在元件周圍的金屬管狀屏蔽5b，6b，7b，8b。
在例子中，天線包括僅一個元件3b，是銅質(zhì)的，呈扁平形，很薄，放置在長方形截面5b，6b，7b，8b管狀結(jié)構的中心。元件3b被夾在有長方形截面10b，9b最好是同樣厚的兩個絕緣材料環(huán)9b，12b之間。在這種情況下，絕緣材料是環(huán)氧樹脂玻璃。
在元件3b的這邊和那邊，在兩個環(huán)9b，12b之間人們會發(fā)現(xiàn)另一種絕緣物質(zhì)，比如空氣或者一種粘合劑用來聯(lián)接這兩個環(huán)。
根據(jù)一種變形兩環(huán)中的一個12b由兩個比如用膠連成整體(圖4)的環(huán)4b和10b組成。
至于管狀屏蔽是由金屬薄片組成的，比如35微米的銅片。
在圖1上人們見到屏蔽環(huán)是開著的。它表示出了組成一個氣隙的間斷17b，根據(jù)已知的工作細則這是天線良好地工作所需要的。上述氣隙放置在天線連接點對面以使屏蔽分支有嚴格的同樣長度。
在圖3和圖4上，人們看到天線包括至少兩個圓環(huán)的絕緣支架第一個上面支架4b，它包括在其平行表面之一上的環(huán)圈3b，屏蔽的一部分6b在另一個表面上；第二個下面支架9b，它僅僅包括屏蔽的一部分5b。
一旦兩個圓形支架比如用膠連在一起，它們的側(cè)面11接受鍍金屬層7b，8b，它們連接元件每個邊的兩部分6b和5b。這個鍍金屬能用薄層沉淀任何方法來進行，比如用噴鍍或化學沉積。
這些金屬元件和支架是印刷線路元件是有利的。因而，人們懂得屏蔽的實現(xiàn)應用了印刷線路的制造技術。
根據(jù)一個變形，僅環(huán)圈3b在第一階段形成，金屬薄片5b到8b在第二階段中一起形成，比如由噴鍍形成。
現(xiàn)在依據(jù)圖2，5，6將進行另一種優(yōu)選的實現(xiàn)方式的描述。
根據(jù)這種方式，天線1和表示出一般連續(xù)整體形式以保證它有一個很好的幾何穩(wěn)定性。
它由很多絕緣材料薄片組成，圖2上有三個或者在圖5和6上最好有兩個。
和前面的方式一樣，它包括一個金屬元件環(huán)圈3a和在所述元件周圍的一個金屬管狀屏蔽5a，6a，7a，8a。
環(huán)圈和前面例子中的環(huán)圈是一樣的。相反地，在支架里和屏蔽的側(cè)壁上存在一些差別。支架是一些連續(xù)薄片，而側(cè)壁由很多連接環(huán)5a和6a的金屬通路7a和8a組成。
這些通路或通道沿著環(huán)圈被分布在環(huán)圈3a的兩邊(圖9)。最好是這些通路由盡可能最小的距離分開，以便對低頻有效。在例子中，這個距離是2.5mm，由于通路的直徑為0.5mm；這個距離在例子中授與天線在效果和堅固性之間一個良好的比例，這和非接觸型芯片式卡片讀出器有關的。
通路穿過薄片9a，12a并電連接在屏蔽的金屬環(huán)的側(cè)邊上。
像以前一樣，我們可能從兩個不同的后來用膠粘在一起的薄片4a，10a(圖6)出發(fā)實現(xiàn)帶有環(huán)圈的薄片12a，或者僅從一個薄片12a出發(fā)而另一個薄片9a僅帶著屏蔽5a的下面部分。
像前面一樣，在圖6中可以看到，根據(jù)最好的實現(xiàn)形式，人們首先在同一個印刷線路薄片12a上實現(xiàn)環(huán)圈3a和圓環(huán)6a，而同樣地在另一個印刷線路薄片上實現(xiàn)另一個圓環(huán)。
這些薄片9a和12a然后比如用膠連在一起。
在最后的操作中，我們來沿金屬環(huán)的側(cè)邊穿一些孔，在它們里面我們實現(xiàn)通路7a，8a就像在印刷線路的實現(xiàn)中經(jīng)常使用的那些一樣。這些通路能被任何細長的、保證同樣電連接作用的金屬元件所替換，例如空心或?qū)嵭你T釘。
最好地是，通路的多數(shù)量組成屏蔽的有間隙的壁，這和同軸電纜辮子是一樣的，因此保證了同樣的運行。
由于印刷線路薄片的堅硬性和幾何穩(wěn)定性我們得到一個特別穩(wěn)定和可復制的天線。
最好的是人們實現(xiàn)了連接的位置14a以及和天線在同一個支架上的調(diào)諧電路13a的位置。
圖7圖示了在三個印刷線路薄片10a，4a和9a上實現(xiàn)的鍍金屬。至少三次鍍金屬是必須的一次鍍金屬為屏蔽的上部環(huán)6a及附加線路元件13a，如調(diào)諧電路14a的位置和接觸開關15a的位置，另一次鍍金屬3a是為環(huán)圈的；最后一次是為環(huán)6a及上述附加線路13a的元件的。
這樣，可能通過三個印刷操作創(chuàng)造天線及它的附加線路元件。接著只需把分開實現(xiàn)的三個薄片組裝在一起，并把通路以自動化方式放在薄片上，然后再放上接觸開關及包括至少一個帶有很精細調(diào)節(jié)的可變電容的調(diào)諧電路的組成部分就行了。
薄片可能包括一些孔16a，它們能夠在以后引進一些金屬插件，比如拉緊桿。
借助一種廣泛流行的制造方法，可能在工業(yè)規(guī)模上很容易地和快速地生產(chǎn)這樣的天線。另外，同樣容易地根據(jù)預見的應用而改換規(guī)格。
圖8表示出了三個印刷線路薄片4a，9a，10a，它們在這兒沒有調(diào)諧電路的位置的情況下被得到。相反地，它們分別包括帶有一個位置14a的一個環(huán)5a，它是為了接受一個接觸開關，一個環(huán)圈3a和帶有另一個位置14a的一個環(huán)6a。
在圖9上，我們看到那些通路7a，8a沿環(huán)的邊緣被分布，環(huán)包括一個鐵間空隙17a，它被放置在與聯(lián)接點14a沿直徑相對的位置。
在圖10上，帶有磁場天線30的裝置包括一個印刷線路天線2。在例子中，是符合本發(fā)明的天線。在這個圖上天線裝有它的協(xié)調(diào)回路23和一個接觸開關24。
裝置同時包括借助一種材料能引導電磁波的屏蔽，比如一塊鐵氧體板18，它由一條頂著一條放置的扁平鐵氧體棒19的整體組成，還包括一個電磁波屏，比如一個鋼板20。
鐵氧體和屏整體被一個跟一個地在圖10上放在天線2的下面，它們應該被插入到天線和金屬環(huán)境之間。一個這樣的布置能夠把天線和可能干擾它的金屬環(huán)境隔離開來。
根據(jù)本發(fā)明，鐵氧體整體18，借助能減弱機械振動或碰撞的非磁性可壓縮材料薄板21和本發(fā)明的天線隔離開來。同樣的材料，呈薄片形狀或呈層狀22，被放置在屏20和鐵氧體整體之間。這材料可能是密集的如橡膠或以氯丁橡膠為基的泡沫材料。
在例子中，我們用泡沫氯丁橡膠薄板它有好處地包括一些有粘著力的而以便容易安裝。
這樣，可能把易碎的不同元件如鐵氧體或陶瓷和印刷線路元件如發(fā)明的天線2集合到一起。
帶有天線的裝置30能同時包括一些距離調(diào)節(jié)部件25，它能夠更精確地控制由印刷線路天線組成的不同層、鐵氧體和屏之間的距離。它還能包括一些勒緊部件26，27，它能夠控制緩沖輕和緊固在它們之間的各層。
在例子中，帶天線的裝置30包括一些撐桿小磚25，其材料比泡沫硬，例如比泡沫硬10倍，從而在同一壓力下小10倍的壓縮性它沿側(cè)邊地裝置在鋼屏20和印刷線路2之間，以保證住它們之間的基本為常數(shù)的距離。小磚25能具有一些孔以能夠以后讓緊勒部件通過。
帶天線的裝置最好包括一些組裝和緊勒部件，在例子中由四個螺絲26和相應的螺母27組成，被放置在天線的四個角上，螺母牢固地固定在屏上。
作為變型，我們可以把有螺母和撐桿作用的作為套管27使用。這樣，完全上緊螺絲時人們總有同樣的間距和同樣的葉片壓力。天線2能同樣地包括一些圓形金屬插頭28，它們作為螺絲26的墊片同時對印刷線路板又起支撐桿的作用。
如果發(fā)生這種情況，天線可以包括一個柔軟非磁性材料的底座29，例如用橡膠的，在底座上完整的天線能有依托同時和連接支架的振動隔離開。
由于這些特點，天線是在幾何學方面是穩(wěn)定的，因為它不受碰撞或振動的干擾。另外，因為易碎元件是受保護的，它提供一個很好的機械阻力。
另一方面，用組裝可能使得制作天線簡單且其方式是可重復的。
在這個應用里，調(diào)諧電路的調(diào)節(jié)電容也能用很微細調(diào)節(jié)進行選擇。
權利要求
1.屏蔽磁場天線(2)，包括至少一個金屬元件環(huán)圈(3a)和一個放置在上述元件周圍的金屬管狀屏蔽(5a，6a，7a，8a)，其特征在于環(huán)圈(3a)在一個絕緣薄片(4a)上由印刷線路來實現(xiàn)，其特點還在于所述屏蔽是這樣組成的一方面由兩個開口的環(huán)(5a，6a)組成，開口環(huán)由印刷線路來實現(xiàn)并分別放在絕緣材料的下面薄片(9a)上和上面薄片(10a)上，所述薄片(9a，10a)在夾緊環(huán)圈的同時被組裝起來；另一方面由一些金屬通路(7a，8a)組成，這些通路穿過上述薄片連接兩個環(huán)(5a，6a)邊沿，所述通路分布在環(huán)圈的兩邊。
2.屏蔽磁場天線，包括一個金屬元件的環(huán)圈(3b)和一個放置在所述元件周圍的金屬管狀屏蔽(5b，6b，7b，8b)，其特征在于環(huán)圈(3b)在第一個絕緣物質(zhì)環(huán)形支架(4b)上由印刷線路實現(xiàn)，其特點還在于上述屏蔽是這樣組成的一方面由兩個開口金屬環(huán)(5b，6b)組成，這些環(huán)分別在絕緣材料的下面的環(huán)形支架(9b)和上面的環(huán)形支架(10b)上用印刷線路來實現(xiàn)，上述支架緊勒環(huán)圈；上述屏蔽另一方面包含兩個金屬片(7b，8b)組成，這些金屬片在環(huán)圈的兩邊連接兩個環(huán)，所述金屬片是放置在圓形支架的側(cè)面(11)上的。
3.根據(jù)權利要求1所述天線，其特征在于，環(huán)圈(3a)和所述環(huán)(5a，6a)的一個被放置在一個共同薄片(12a)上。
4.根據(jù)權利要求2所述天線，其特征在于，環(huán)圈(3b)和所述環(huán)中的一個被放置在一個共同圓形支架(12b)上。
5.根據(jù)權利要求2或3所述天線，其特征在于，通路(7a，8a)間隔大約為1.5mm的距離。
6.根據(jù)權利要求1、3或5所述天線，其特征在于，印刷線路薄片還包括一個位置(13a，14a)，這是為了調(diào)諧系統(tǒng)(23)和一個連接(24)準備的。
7.根據(jù)前述權利要求之一帶有磁性天線的裝置(30)包括一個印刷線路天線(2)，一個鐵氧體層(18)，一個金屬屏(20)，兩個柔軟葉片(21，22)分別放置一方面在天線(2)和鐵氧體之間，另一方面在鐵氧體和金屬屏之間。
8.根據(jù)權利要求7所述裝置，其特征在于，它包括一些為了聯(lián)接并緊勒天線(2)整體的緊勒部件(26，27)，一個鐵氧體層(18)，柔軟葉片(21，22)和屏(20)。
9.根據(jù)權利要求8所述的天線，其特征在于它包括一些支撐桿(25，27)以保持住鐵氧體(18)和天線(2)間的距離和保持住屏(20)和鐵氧體(18)間的距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一個屏蔽磁場天線,包括至少一個金屬元件環(huán)圈和一個放置在所述元件周圍的金屬管狀屏蔽。環(huán)圈(3a)在一個絕緣材料薄片(4a)上由印刷線路來實現(xiàn)。屏蔽是這樣組成的:一方面包含兩個開口環(huán)(5a,6a),這些環(huán)由印刷線路來實現(xiàn),被分別放置在絕緣材料的下面薄片(9a)上和上面薄片(10a)上,所述薄片夾緊環(huán)圈而組裝在一起;另一方面包含大量金屬通路(7a,8a),它們穿過所述薄片連接兩個環(huán)的邊沿,所述通路分布在環(huán)圈的兩邊。
文檔編號H01Q7/00GK1241306SQ9718092
公開日2000年1月12日 申請日期1997年10月27日 優(yōu)先權日1997年10月27日
發(fā)明者P·拉馬塔德安格羅, Y·勒內(nèi)維茲, P·A·科勒特, P·波爾特 申請人:格姆普拉斯有限公司