專利名稱：在含金屬的環(huán)境中的天線配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在含金屬的環(huán)境中的天線配置。
更具體地說，本發(fā)明涉及包括至少一圈的類型的普通形式的環(huán)形天線的配置；所述天線直接伸展到至少一個(gè)金屬部件的附近并且基本上與所述至少一個(gè)金屬部件平行。
環(huán)形天線的使用正在變得普遍，并且自從發(fā)現(xiàn)它們以來得到了例如，在無觸點(diǎn)式微處理機(jī)插件的主體中、在所謂的“智能”電子標(biāo)簽的配套部件中、尤其是在許多閱讀器及其他無線通信裝置中的許多應(yīng)用。
對(duì)于許多應(yīng)用，例如存取控制或自動(dòng)售貨機(jī)，能夠免于破壞和因此被集成到含金屬環(huán)境中對(duì)于天線及其相關(guān)電子設(shè)備是重要的。
為了避免上面提到的問題，即那些由含金屬環(huán)境對(duì)天線功能的影響引起的問題，已經(jīng)提出了在天線與配套部件之間插入“吸收”材料層。但是，通常是昂貴的材料如鐵氧體這種情況，這極大地限制了這種方案的優(yōu)勢(shì)。
更普遍的是，把天線有意地與含金屬環(huán)境保持距離，確定這兩種部件的相對(duì)位置以便獲得令人滿意的天線的工作。但是這種配置卻有明顯增加整體的總體積的缺點(diǎn)。
按照本發(fā)明，對(duì)擺出的技術(shù)問題的解決方案包括，一方面具有基本上正對(duì)天線所限定的表面而設(shè)置的孔、另一方面具有在所述金屬部件的確定所述孔邊界的內(nèi)邊緣與所述金屬部件的外邊緣之間、穿透所述金屬部件的厚度形成的構(gòu)成空隙的切口的各個(gè)金屬部件。
在各個(gè)金屬部件上形成的所述通孔與所述空隙的組合使得有可能避免任何天線被所述金屬部件屏蔽的現(xiàn)象。這樣定義的本發(fā)明具有即使在所述天線與所討論的金屬部件之間沒有任何插入的吸收材料或任何明顯間隔的情況下、保證天線在含金屬環(huán)境中良好工作的優(yōu)點(diǎn)。因此，這種天線提供了與在非金屬環(huán)境中的天線一致或等效的性能，同時(shí)受益于使用金屬所特有的，特別是在安全性、尤其抗破壞性方面的優(yōu)點(diǎn)。
在特別有利的形式下，天線基本上與直接在其附近的金屬部件平行，以便最大可能程度地限制整體的體積。由此以很小甚至可能是零的插入空間并排放置天線和鄰近的金屬部件。
按照本發(fā)明的一個(gè)特征，由通孔的內(nèi)邊緣限定的表面基本上與天線的表面相等。通孔的形狀和尺寸的特征實(shí)際上對(duì)天線的性能有直接的影響，因?yàn)殡姶挪ǖ耐ǖ勒么┻^所述通孔，與空隙的實(shí)際存在無關(guān)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)特征，這樣制造通孔的內(nèi)邊緣使得它基本上與天線的輪廓線平行。換言之，通孔的形狀基本上與天線輪廓在金屬部件上的投影對(duì)應(yīng)。實(shí)際上，當(dāng)通孔與天線的相應(yīng)的表面相當(dāng)時(shí)能得到最優(yōu)化的工作。
在特別有利的方式下，通孔的內(nèi)邊緣與形成天線的環(huán)的中軸重合。這里通孔的輪廓對(duì)應(yīng)于天線中軸在金屬部件上的投影。要注意，中軸指的是縱向地穿過所述環(huán)的中線，無論構(gòu)成天線的圈數(shù)是多少都是如此。
這種一致性構(gòu)成最佳解決方案，因?yàn)?，在所述中軸的每一側(cè)，也就是說，在所述孔的輪廓大于或小于這種限制，天線的性能明顯地下降。
按照本發(fā)明的一種變型，天線伸展到兩個(gè)金屬部件之間，其中所述天線直接放置在每個(gè)金屬部件的附近。當(dāng)然，每個(gè)金屬部件是按照本發(fā)明的金屬部件，也就是說，它具有上述的通孔和空隙。
其中兩個(gè)金屬部件位于天線每一側(cè)的這種結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于例如天線組裝在任何金屬部件例如表殼內(nèi)部的情況。
按照本發(fā)明的另一種變型，天線位于包括其間形成能容納同樣配備有環(huán)形天線的可拆裝的裝置的空間的兩個(gè)金屬部件的組件的外部；所述外部天線直接放置在金屬部件中的一個(gè)的外表面附近。這種結(jié)構(gòu)可能涉及例如插入閱讀器、或者無觸點(diǎn)卡或電子標(biāo)簽。
按照本發(fā)明的另一特征，不同的金屬部件固定在一起，各個(gè)孔和切口相關(guān)聯(lián)、以便構(gòu)成單個(gè)空隙。重要的是，每個(gè)金屬部件所特有的空隙未被相鄰金屬部件的任何部分短路。這導(dǎo)致將各切口基本上面對(duì)面地定位，并且無論其各自的尺寸怎樣都是如此。由此，可認(rèn)為，接合在一起的金屬部件僅有一個(gè)空隙。
有利的是，要靠近天線放置的金屬部件可以是對(duì)稱的。這意味著，可以容易地將其相同的形狀關(guān)于天線對(duì)稱地相對(duì)地放置，使得能夠非常簡(jiǎn)單地具有單個(gè)空隙。不同的金屬部件的通孔，就如切口一樣，也正好相對(duì)放置。
按照本發(fā)明的另一特征，不同金屬部件屬于同一構(gòu)件。這種結(jié)構(gòu)當(dāng)然等效于定位在天線近旁的不同部件接合在一起的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀以下參照以非限定性實(shí)例的方式給出的附圖的描述得出。此詳細(xì)描述會(huì)給出本發(fā)明所包括的以及如何實(shí)施本發(fā)明的理解。
圖2是說明在其金屬支撐件上適當(dāng)位置的環(huán)形天線、沿

圖1中箭頭F2的方向看去的端視圖。
圖3是沿圖2中線3-3的剖視圖。
圖4和5是類似于圖2和圖3中所示的視圖，它說明按照本發(fā)明的配置的第二實(shí)例，其中把天線組裝在兩個(gè)相鄰的金屬部件之間。
圖6是說明按照本發(fā)明的理論的配置的另一種應(yīng)用的側(cè)視圖。該圖描繪一種配備有天線的卡，后者處在準(zhǔn)備插入具有同樣有環(huán)形天線的含金屬環(huán)境的閱讀裝置中的接近位置。
圖7是沿圖6中箭頭F7的方向看去的閱讀裝置的側(cè)視圖。
圖8是圖6中所示組件、在圖6中箭頭F8的方向從下方看去的示圖。
本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述為清楚起見，用相同的標(biāo)號(hào)來指明相同部件。同樣，不考慮比例且示意性地僅僅示出對(duì)本發(fā)明的理解必要的部件。
圖1至圖3中所示特定實(shí)施例涉及把環(huán)形天線A結(jié)合到金屬板10的后面。盡管此結(jié)構(gòu)是基本的，但是非常重要，因?yàn)樗鼙环浅V泛地應(yīng)用。這里，這特別包括在例如自動(dòng)售貨機(jī)類的投放器、或者地鐵檢票口類的入門控制應(yīng)用的金屬正面之后的天線配置。
在這個(gè)示例的實(shí)施例中，其中金屬部件包括由兩個(gè)對(duì)置的平面12和14確定的金屬板10。按照本發(fā)明的理論，金屬板10具有通孔18和形成空隙的切口16。
更確切地說，在由通孔18限定的內(nèi)邊緣21與所述金屬板10的外邊緣20之間，穿過金屬板10的厚度形成切口16。換言之，它是一方面沿著天線A的軸X-X軸向伸展的開通的切口，所述軸基本上與所述天線A的環(huán)的中平面垂直。因此切口16在金屬板10的每一個(gè)對(duì)置面12、14處都打開。另外，切口16還相對(duì)于同一個(gè)軸X-X橫向伸展，從板10的外橫向邊緣20、如圖1和3中所看到的在這里垂直向下，以便向內(nèi)徑向切割，至通孔18的內(nèi)邊緣21。
從電磁波的觀點(diǎn)來看，切口16構(gòu)成空隙，后者使得有可能“開通”在環(huán)形天線所在位置附近的含金屬環(huán)境；板10與所述天線A的表面對(duì)置而設(shè)置的部分當(dāng)然被清除掉任何金屬。
在這個(gè)被選擇以說明本發(fā)明的第一實(shí)例中，環(huán)形天線A是矩形的。形狀是可變的，無論是什么形狀，應(yīng)該注意，環(huán)形天線A可以是任何設(shè)計(jì)的，也就是說，尤其包括一個(gè)或一個(gè)以上圈的環(huán)形線圈。
這里，金屬板10直接用作環(huán)形天線A的支架。后者是例如通過粘合固定在面12上的，而對(duì)置面14保持自由。在這個(gè)極端結(jié)構(gòu)中，真的直接靠近金屬部件放置天線A，因?yàn)樗耆叫杏诎?0的內(nèi)面12伸展。環(huán)形天線A沿著其伸展的這個(gè)面12的部分這里完全是平的。
如從圖1至3中可以看出的，限定通孔的18的內(nèi)邊緣21具有基本上與天線A的矩形輪廓對(duì)應(yīng)的矩形輪廓。因此，由通孔18的內(nèi)邊緣21限定的表面基本上與天線A的表面相等。
更確切地說，天線A和通孔18的尺寸和相對(duì)位置是這樣的，通孔18的內(nèi)邊緣21與環(huán)形天線A的矩形輪廓平行。換言之，內(nèi)邊緣21的每個(gè)線狀部分22、24、26、28分別與形成天線A的輪廓的每個(gè)線狀部分32、34、36和38平行。
為了使環(huán)形天線的性能最優(yōu)化，這樣指定所述內(nèi)邊緣的尺寸，使得與天線A的中軸重合，也就是說，當(dāng)其僅有一圈時(shí)與該圈的中軸重合，或者反之與構(gòu)成環(huán)形天線A的圈組的中軸重合。
就是在天線A例如通過將其面30粘結(jié)在板10的面12的相應(yīng)部分上而固定在形成支架的金屬板10上時(shí)，保證了環(huán)形天線A相對(duì)于通孔18的準(zhǔn)確最佳定位。
因此，剛剛已經(jīng)參照?qǐng)D1至3描述的配置使環(huán)形天線A能結(jié)合在含金屬環(huán)境中，而不論支架10的構(gòu)造如何，它不必為板，而是能夠?yàn)槿魏纹绕涫蔷哂懈蠛穸鹊钠?。這種整合當(dāng)然與所述金屬片的外形無關(guān)。
金屬片不必為具有連續(xù)結(jié)構(gòu)的單個(gè)片。它也可以包括不同金屬部件的組合。同樣地，本發(fā)明也不限于天線的環(huán)具有矩形輪廓的情況。
不需要增加任何材料或元件、因而非常經(jīng)濟(jì)地就可有利地獲得按照本發(fā)明的整體化。它還使天線A能被壓在片10上，即它使得沒有必要增加整體體積。
如從圖4和5中可以看出的，被選擇以說明本發(fā)明的第二示例實(shí)施例涉及實(shí)際在含金屬環(huán)境內(nèi)的環(huán)形天線的整體化。
為了簡(jiǎn)明而清楚，這里，天線與前面描述的是同一類型的。同樣，所述含金屬環(huán)境簡(jiǎn)單包括由兩個(gè)相鄰金屬板10和10’，也基本上類似于參照?qǐng)D1至3所描述的板10。圖4和5中所表示的配置設(shè)計(jì)還具有相對(duì)于與環(huán)形天線A(圖5)的中平面對(duì)應(yīng)的平面P的對(duì)稱性。
因此，每個(gè)金屬部件10、10’具有形成空隙的開通的切口16、16’，后者在基本上垂直于天線A的環(huán)的中平面P的方向上沿軸向伸展，穿過所述部件10、10’的厚度。切口16、16’還從金屬部件10、10’的外部橫向邊緣20、20’直至中心通孔18、18’的內(nèi)部邊緣21、21’橫向伸展，所述中心通孔18、18’沿軸向穿過所述金屬部件10、10’、基本與由環(huán)限定的天線的內(nèi)部區(qū)域相對(duì)而形成。
如上面指出的，以基本類似于其在第一示例實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)物的方式形成每個(gè)金屬板10、10’。實(shí)際上，與此不同之處主要是槽40、40’的出現(xiàn)，后者具有對(duì)其要與之接觸或至少非常接近的環(huán)形天線A的部分的互補(bǔ)形狀。該組件是這樣形成的、使得當(dāng)所述板的各個(gè)內(nèi)面12、12’互相接觸時(shí)，天線A完全被結(jié)合在金屬板10、10’之間。這意味著，無論所討論的方向如何，可沒有任何空隙地有利地插入天線A。由于所述天線A被套在兩個(gè)金屬板10和10’之間的槽40、40’內(nèi)，所以這個(gè)特征還使得有可能準(zhǔn)確地將天線A定位于其含金屬環(huán)境中。
設(shè)計(jì)的對(duì)稱性使得切口16和16’互相對(duì)置地對(duì)準(zhǔn)，以便構(gòu)成在含金屬環(huán)境中形成”開口或中斷”的單個(gè)空隙。
被選擇以說明本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)例涉及使用普通環(huán)形天線的具體實(shí)施例。第一個(gè)天線等效于上述那些天線，將其固定在含金屬環(huán)境中。實(shí)際上，將它直接定位在金屬部件的外表面附近。而第二個(gè)天線連接至獨(dú)立且可拆裝的裝置上，能夠以類似于第二實(shí)施例的方式安裝在含金屬環(huán)境內(nèi)，除了這種配置是不固定的之外。在這里，可以認(rèn)為這個(gè)第三實(shí)施例是前面兩個(gè)的結(jié)合。
在圖6至8中，以用于無觸點(diǎn)式卡的插入閱讀器的形式說明這種類型的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。因此，已示出具有與環(huán)形天線A’結(jié)合成一體的卡C能通過其插入或撥出的槽42的閱讀裝置。顯然，該閱讀裝置44配備有用來與卡C的天線A’交換數(shù)據(jù)的接收和/或發(fā)射天線A。
閱讀裝置44的主體包括兩個(gè)相鄰的金屬板10和10’，每個(gè)金屬板分別帶有形成空隙的切口16、16’和中心通孔18、18’。所述整體結(jié)構(gòu)是基本上以類似于圖4和5中其對(duì)應(yīng)物的方式形成和設(shè)置的。
上述的并不適用于相關(guān)的天線A，因?yàn)楹笳呦鄬?duì)于含金屬環(huán)境的定位更多地對(duì)應(yīng)于圖1至3中所示的配置。在這種精確情況下，實(shí)際上天線A伸展在板10的外表面14附近，因此不直接地接觸另一個(gè)板10’。最終，這對(duì)應(yīng)于環(huán)形天線在含金屬環(huán)境中的配置，這里含金屬環(huán)境包括兩個(gè)相同且對(duì)稱的金屬板10、10’的疊加。
在兩個(gè)金屬板10、10’之間形成的空間，在第二實(shí)施例中是要永久地安放環(huán)形天線的，在這里構(gòu)成這樣的形狀，使得能夠不時(shí)地、在卡通過形成于前面板41中的槽42插入之后、認(rèn)可該卡C。因此，當(dāng)卡在閱讀裝置44的數(shù)據(jù)交換位置中時(shí)，其關(guān)于開口18和18’的準(zhǔn)確位置是這樣的，使得天線A’相對(duì)于板10、10’的配置類似于在圖4和5中所示的那樣，也就是說，實(shí)際配置在含金屬環(huán)境內(nèi)的天線A’的情況又一次出現(xiàn)。
這里，為了使天線A和天線A’的性能都最優(yōu)化，最好也使對(duì)準(zhǔn)的通孔18和18’的輪廓與天線A和A’的中軸重合。
在兩個(gè)天線的幾何形狀和/或尺寸略有不同時(shí)，在兩個(gè)天線的最佳可能耦合和它們關(guān)于含金屬環(huán)境的各個(gè)獨(dú)自的性能之間確定折衷方案。
權(quán)利要求
1.一種普通環(huán)形的天線A的直接處在至少一個(gè)金屬部件10、10’的附近的配置，其特征在于每個(gè)金屬部件10、10’一方面具有基本上與由所述天線A限定的表面正對(duì)地形成的通孔18、18’，另一方面具有在限定所述通孔18、18’的內(nèi)邊緣21、21’與所述金屬部件10、10’的外邊緣20、20’之間的、穿過所述金屬部件10、10’的厚度而形成的、構(gòu)成空隙的切口16、16’。
2.權(quán)利要求1的配置，其特征在于所述天線A基本上平行于它直接處在其附近的所述金屬部件10、10’而伸展。
3.權(quán)利要求1或2中任何一個(gè)的配置，其特征在于由所述通孔18、18’的內(nèi)邊緣21、21′限定的表面基本上等于所述天線的表面。
4.權(quán)利要求1至3中的一個(gè)的配置，其特征在于所述通孔18、18’的所述內(nèi)邊緣21、21’基本上平行于所述天線A的輪廓。
5.權(quán)利要求1至4中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述通孔18、18’的所述內(nèi)邊緣21、21’與形成所述天線A的環(huán)的中軸P重合。
6.權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述天線A伸展在兩個(gè)金屬部件10、10’之間，就其中的每一個(gè)而言，所述天線直接位于其附近。
7.權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述天線A伸展在包括兩個(gè)金屬部件10、10’的組件外面，在所述兩個(gè)金屬部件10、10’之間形成能容納配備有環(huán)形天線A’的可拆裝的裝置C的空間，所述外部天線A直接位于所述金屬部件10、10’中的一個(gè)的外表面14、14’的附近。
8.權(quán)利要求1至7中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述不同的金屬部件10、10’結(jié)合在一起，所述各自的通孔18、18’及切口16、切口16’這樣相關(guān)聯(lián)、以便形成單個(gè)空隙。
9.權(quán)利要求1至8中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述不同金屬部件10、10’的所述通孔18、18’是互相對(duì)置的。
10.權(quán)利要求1至9中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述不同的金屬部件10、10’的所述切口16、16’是互相對(duì)置的。
11.權(quán)利要求1至10中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述不同的金屬部件10、10’具有基本上相同的形狀。
12.權(quán)利要求1至11中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述不同的金屬部件10、10’屬于同一構(gòu)件。
13.權(quán)利要求1至12中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述天線伸展在其附近的所述金屬部件10、10’的部分是平的。
14.權(quán)利要求1至13中任何一個(gè)的配置，其特征在于所述金屬部件10、10’中至少一個(gè)是金屬板。
全文摘要
本發(fā)明涉及直接處在至少一個(gè)金屬部件(10)附近的具有普通環(huán)形的天線(A)的配置。本發(fā)明的特征在于每個(gè)金屬部件(10)包括基本上與天線所定義的平面相對(duì)而配置的孔(18),以及在限定孔(18)的內(nèi)邊緣(21)與所述金屬部件(10)的外邊緣(20)之間、穿過所述金屬部件(10)的厚度而設(shè)置的、形成空隙的切口(16)。本發(fā)明適用于掃描儀以及無線通信裝置。
文檔編號(hào)H01Q7/04GK1336022SQ99816280
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期1999年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月22日
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