在含金屬的環境中的天線配置的製作方法
2023-06-20 14:25:11 1
專利名稱：在含金屬的環境中的天線配置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在含金屬的環境中的天線配置。
更具體地說，本發明涉及包括至少一圈的類型的普通形式的環形天線的配置；所述天線直接伸展到至少一個金屬部件的附近並且基本上與所述至少一個金屬部件平行。
環形天線的使用正在變得普遍，並且自從發現它們以來得到了例如，在無觸點式微處理機插件的主體中、在所謂的「智能」電子標籤的配套部件中、尤其是在許多閱讀器及其他無線通信裝置中的許多應用。
對於許多應用，例如存取控制或自動售貨機，能夠免於破壞和因此被集成到含金屬環境中對於天線及其相關電子設備是重要的。
為了避免上面提到的問題，即那些由含金屬環境對天線功能的影響引起的問題，已經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勢。
更普遍的是，把天線有意地與含金屬環境保持距離，確定這兩種部件的相對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。
按照本發明，對擺出的技術問題的解決方案包括，一方面具有基本上正對天線所限定的表面而設置的孔、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成空隙的切口的各個金屬部件。
在各個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象。這樣定義的本發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境中良好工作的優點。因此，這種天線提供了與在非金屬環境中的天線一致或等效的性能，同時受益於使用金屬所特有的，特別是在安全性、尤其抗破壞性方面的優點。
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並排放置天線和鄰近的金屬部件。
按照本發明的一個特徵，由通孔的內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徵實際上對天線的性能有直接的影響，因為電磁波的通道正好穿過所述通孔，與空隙的實際存在無關。
按照本發明的另一個特徵，這樣製造通孔的內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應。實際上，當通孔與天線的相應的表面相當時能得到最優化的工作。
在特別有利的方式下，通孔的內邊緣與形成天線的環的中軸重合。這裡通孔的輪廓對應於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的中線，無論構成天線的圈數是多少都是如此。
這種一致性構成最佳解決方案，因為，在所述中軸的每一側，也就是說，在所述孔的輪廓大於或小於這種限制，天線的性能明顯地下降。
按照本發明的一種變型，天線伸展到兩個金屬部件之間，其中所述天線直接放置在每個金屬部件的附近。當然，每個金屬部件是按照本發明的金屬部件，也就是說，它具有上述的通孔和空隙。
其中兩個金屬部件位於天線每一側的這種結構，對應於例如天線組裝在任何金屬部件例如表殼內部的情況。
按照本發明的另一種變型，天線位於包括其間形成能容納同樣配備有環形天線的可拆裝的裝置的空間的兩個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的外表面附近。這種結構可能涉及例如插入閱讀器、或者無觸點卡或電子標籤。
按照本發明的另一特徵，不同的金屬部件固定在一起，各個孔和切口相關聯、以便構成單個空隙。重要的是，每個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。這導致將各切口基本上面對面地定位，並且無論其各自的尺寸怎樣都是如此。由此，可認為，接合在一起的金屬部件僅有一個空隙。
有利的是，要靠近天線放置的金屬部件可以是對稱的。這意味著，可以容易地將其相同的形狀關於天線對稱地相對地放置，使得能夠非常簡單地具有單個空隙。不同的金屬部件的通孔，就如切口一樣，也正好相對放置。
按照本發明的另一特徵，不同金屬部件屬於同一構件。這種結構當然等效於定位在天線近旁的不同部件接合在一起的結構。
本發明的其他特徵和優點將通過閱讀以下參照以非限定性實例的方式給出的附圖的描述得出。此詳細描述會給出本發明所包括的以及如何實施本發明的理解。
圖2是說明在其金屬支撐件上適當位置的環形天線、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是類似於圖2和圖3中所示的視圖，它說明按照本發明的配置的第二實例，其中把天線組裝在兩個相鄰的金屬部件之間。
圖6是說明按照本發明的理論的配置的另一種應用的側視圖。該圖描繪一種配備有天線的卡，後者處在準備插入具有同樣有環形天線的含金屬環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。
本發明實施例的詳細描述為清楚起見，用相同的標號來指明相同部件。同樣，不考慮比例且示意性地僅僅示出對本發明的理解必要的部件。
圖1至圖3中所示特定實施例涉及把環形天線A結合到金屬板10的後面。儘管此結構是基本的，但是非常重要，因為它能被非常廣泛地應用。這裡，這特別包括在例如自動售貨機類的投放器、或者地鐵檢票口類的入門控制應用的金屬正面之後的天線配置。
在這個示例的實施例中，其中金屬部件包括由兩個對置的平面12和14確定的金屬板10。按照本發明的理論，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的環的中平面垂直。因此切口16在金屬板10的每一個對置面12、14處都打開。另外，切口16還相對於同一個軸X-X橫向伸展，從板10的外橫向邊緣20、如圖1和3中所看到的在這裡垂直向下，以便向內徑向切割，至通孔18的內邊緣21。
從電磁波的觀點來看，切口16構成空隙，後者使得有可能「開通」在環形天線所在位置附近的含金屬環境；板10與所述天線A的表面對置而設置的部分當然被清除掉任何金屬。
在這個被選擇以說明本發明的第一實例中，環形天線A是矩形的。形狀是可變的，無論是什麼形狀，應該注意，環形天線A可以是任何設計的，也就是說，尤其包括一個或一個以上圈的環形線圈。
這裡，金屬板10直接用作環形天線A的支架。後者是例如通過粘合固定在面12上的，而對置面14保持自由。在這個極端結構中，真的直接靠近金屬部件放置天線A，因為它完全平行於板10的內面12伸展。環形天線A沿著其伸展的這個面12的部分這裡完全是平的。
如從圖1至3中可以看出的，限定通孔的18的內邊緣21具有基本上與天線A的矩形輪廓對應的矩形輪廓。因此，由通孔18的內邊緣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的尺寸和相對位置是這樣的，通孔18的內邊緣21與環形天線A的矩形輪廓平行。換言之，內邊緣21的每個線狀部分22、24、26、28分別與形成天線A的輪廓的每個線狀部分32、34、36和38平行。
為了使環形天線的性能最優化，這樣指定所述內邊緣的尺寸，使得與天線A的中軸重合，也就是說，當其僅有一圈時與該圈的中軸重合，或者反之與構成環形天線A的圈組的中軸重合。
就是在天線A例如通過將其面30粘結在板10的面12的相應部分上而固定在形成支架的金屬板10上時，保證了環形天線A相對於通孔18的準確最佳定位。
因此，剛剛已經參照圖1至3描述的配置使環形天線A能結合在含金屬環境中，而不論支架10的構造如何，它不必為板，而是能夠為任何片，尤其是具有更大厚度的片。這種整合當然與所述金屬片的外形無關。
金屬片不必為具有連續結構的單個片。它也可以包括不同金屬部件的組合。同樣地，本發明也不限於天線的環具有矩形輪廓的情況。
不需要增加任何材料或元件、因而非常經濟地就可有利地獲得按照本發明的整體化。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，被選擇以說明本發明的第二示例實施例涉及實際在含金屬環境內的環形天線的整體化。
為了簡明而清楚，這裡，天線與前面描述的是同一類型的。同樣，所述含金屬環境簡單包括由兩個相鄰金屬板10和10』，也基本上類似於參照圖1至3所描述的板10。圖4和5中所表示的配置設計還具有相對於與環形天線A(圖5)的中平面對應的平面P的對稱性。
因此，每個金屬部件10、10』具有形成空隙的開通的切口16、16』，後者在基本上垂直於天線A的環的中平面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』、基本與由環限定的天線的內部區域相對而形成。
如上面指出的，以基本類似於其在第一示例實施例中的對應物的方式形成每個金屬板10、10』。實際上，與此不同之處主要是槽40、40』的出現，後者具有對其要與之接觸或至少非常接近的環形天線A的部分的互補形狀。該組件是這樣形成的、使得當所述板的各個內面12、12』互相接觸時，天線A完全被結合在金屬板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。由於所述天線A被套在兩個金屬板10和10』之間的槽40、40』內，所以這個特徵還使得有可能準確地將天線A定位於其含金屬環境中。
設計的對稱性使得切口16和16』互相對置地對準，以便構成在含金屬環境中形成」開口或中斷」的單個空隙。
被選擇以說明本發明的第三個實例涉及使用普通環形天線的具體實施例。第一個天線等效於上述那些天線，將其固定在含金屬環境中。實際上，將它直接定位在金屬部件的外表面附近。而第二個天線連接至獨立且可拆裝的裝置上，能夠以類似於第二實施例的方式安裝在含金屬環境內，除了這種配置是不固定的之外。在這裡，可以認為這個第三實施例是前面兩個的結合。
在圖6至8中，以用於無觸點式卡的插入閱讀器的形式說明這種類型的結構的一個實例。因此，已示出具有與環形天線A』結合成一體的卡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』交換數據的接收和/或發射天線A。
閱讀裝置44的主體包括兩個相鄰的金屬板10和10』，每個金屬板分別帶有形成空隙的切口16、16』和中心通孔18、18』。所述整體結構是基本上以類似於圖4和5中其對應物的方式形成和設置的。
上述的並不適用於相關的天線A，因為後者相對於含金屬環境的定位更多地對應於圖1至3中所示的配置。在這種精確情況下，實際上天線A伸展在板10的外表面14附近，因此不直接地接觸另一個板10』。最終，這對應於環形天線在含金屬環境中的配置，這裡含金屬環境包括兩個相同且對稱的金屬板10、10』的疊加。
在兩個金屬板10、10』之間形成的空間，在第二實施例中是要永久地安放環形天線的，在這裡構成這樣的形狀，使得能夠不時地、在卡通過形成於前面板41中的槽42插入之後、認可該卡C。因此，當卡在閱讀裝置44的數據交換位置中時，其關於開口18和18』的準確位置是這樣的，使得天線A』相對於板10、10』的配置類似於在圖4和5中所示的那樣，也就是說，實際配置在含金屬環境內的天線A』的情況又一次出現。
這裡，為了使天線A和天線A』的性能都最優化，最好也使對準的通孔18和18』的輪廓與天線A和A』的中軸重合。
在兩個天線的幾何形狀和/或尺寸略有不同時，在兩個天線的最佳可能耦合和它們關於含金屬環境的各個獨自的性能之間確定折衷方案。
權利要求
1.一種普通環形的天線A的直接處在至少一個金屬部件10、10』的附近的配置，其特徵在於每個金屬部件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、構成空隙的切口16、16』。
2.權利要求1的配置，其特徵在於所述天線A基本上平行於它直接處在其附近的所述金屬部件10、10』而伸展。
3.權利要求1或2中任何一個的配置，其特徵在於由所述通孔18、18』的內邊緣21、21′限定的表面基本上等於所述天線的表面。
4.權利要求1至3中的一個的配置，其特徵在於所述通孔18、18』的所述內邊緣21、21』基本上平行於所述天線A的輪廓。
5.權利要求1至4中任何一個的配置，其特徵在於所述通孔18、18』的所述內邊緣21、21』與形成所述天線A的環的中軸P重合。
6.權利要求1至5中任何一個的配置，其特徵在於所述天線A伸展在兩個金屬部件10、10』之間，就其中的每一個而言，所述天線直接位於其附近。
7.權利要求1至5中任何一個的配置，其特徵在於所述天線A伸展在包括兩個金屬部件10、10』的組件外面，在所述兩個金屬部件10、10』之間形成能容納配備有環形天線A』的可拆裝的裝置C的空間，所述外部天線A直接位於所述金屬部件10、10』中的一個的外表面14、14』的附近。
8.權利要求1至7中任何一個的配置，其特徵在於所述不同的金屬部件10、10』結合在一起，所述各自的通孔18、18』及切口16、切口16』這樣相關聯、以便形成單個空隙。
9.權利要求1至8中任何一個的配置，其特徵在於所述不同金屬部件10、10』的所述通孔18、18』是互相對置的。
10.權利要求1至9中任何一個的配置，其特徵在於所述不同的金屬部件10、10』的所述切口16、16』是互相對置的。
11.權利要求1至10中任何一個的配置，其特徵在於所述不同的金屬部件10、10』具有基本上相同的形狀。
12.權利要求1至11中任何一個的配置，其特徵在於所述不同的金屬部件10、10』屬於同一構件。
13.權利要求1至12中任何一個的配置，其特徵在於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.權利要求1至13中任何一個的配置，其特徵在於所述金屬部件10、10』中至少一個是金屬板。
全文摘要
本發明涉及直接處在至少一個金屬部件(10)附近的具有普通環形的天線(A)的配置。本發明的特徵在於每個金屬部件(10)包括基本上與天線所定義的平面相對而配置的孔(18),以及在限定孔(18)的內邊緣(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)的厚度而設置的、形成空隙的切口(16)。本發明適用於掃描儀以及無線通信裝置。
文檔編號H01Q7/04GK1336022SQ99816280
公開日2002年2月13日 申請日期1999年12月21日 優先權日1998年12月22日
發明者P·波特 申請人:格姆普拉斯公司