非静态磁场发射器、其在系统中的连接及数据调制方法_5

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形状, 该螺旋铅条具有形成螺纹间绝缘物8的宽度。接着,对金属层施加作用力W形成扁平的、宽 线圈。通过对导线4的边缘上潜在地施加绝缘物,并随后重复地施加将与螺纹间间隙重叠 的导电层条带,可出现限制磁巧1端部的磁场泄漏的扁平导线4边缘的配件。
[0…引 例子3
[0107] 在该例子中,如图5和图7所示的是扁平绝缘导线4,其引导跨过相邻螺纹2的边 缘W形成防止磁场在螺纹之间穿透的螺纹重叠。然而,仍然存在磁场从厚度为导线4的绝 缘物8的厚度的两倍的间隙泄露的可能性。
[0…引 例子4
[0109] 在该例子中,如图9和图10所示,使用了非绝缘导线42、43、44、45、46和绝缘导线 41及47的组合。一个螺纹2由7个导线4构成,其中给定螺纹的两个边缘导线41和47具 有绝缘物8W避免在紧密绕组处发生螺纹间短路。非绝缘导线42、43、44、45、46置于群组 内部。因为它们不具有绝缘物8,所W将减少形成导致磁场泄漏的间隙,并且该些导线42、 43、44、45、46不需要电互连。因此,只有导线41、42、46和47输出至连接垫7。
[0"0]例子5
[0111] 在该例子中,根据图11,为了产生单个螺纹2,使用一个扁平非绝缘导线42和具有 典型圆形横截面的两个绝缘导线41、43的组合。该组合产生如同具有较小厚度的合适、可 用的扁平导线一样简单的、不具有任何绝缘物的发射器。边界导线41和43形成螺纹间的 绝缘物,并且位于连接垫7上,彼此导电链接并且还与扁平导线42链接。
[01。]例子6
[0113] 在该例子中,磁巧1呈铁素体椿的形式,其具有直径为0. 8mm的圆形界面并且长度 为7mm。发射器具有17个螺纹2,螺纹2的有效宽度W为0. 41mm。螺纹2的有效宽度与磁 巧1的半径比率为1. 025。选择磁巧1的磁导率W使得在给定发射器的尺寸和绕组的情况 下电感为L= 75化H。
[0114] 在该例子中,具有放置于可移除存储卡5上的发射器,该发射器还包含支付卡功 能并且用于该支付卡和P0S终端机之间的通信,在该例子中,使用了利用两种不同频率的 数据传输方法。P0S终端机包括非接触式支付卡读卡器。支付卡必须接近读卡器的工作范 围W便建立通信连接。将包含通信元件的支付卡置于插槽12中的移动存储卡5中会使支 付卡上的通信元件完全接近于读卡器的工作范围的中屯、的可能性退化。同时,最初将移动 电话插槽12设计为插入普通存储卡5。插槽12的部分主体由金属形状的壳体制成,所W插 槽12对于通信元件来说存在不利的屏蔽。根据本发明,通信元件包含发射器,并且在该例 子中,其直接置于微型SD卡上。卡5的格式不限制本发明的范围,将来可W使用任何格式。 存储卡5及对应的插槽12的持续小型化使卡5上的通信元件的有效放置的可能性退化;然 而,本文描述的方案解决了该问题。通信元件使用NFC平台。在真实环境中W及在使用者 W正常方式手持移动电话的情况下,变压器的连接系数为;k= 0. 2-0. 001。
[0115] 在该例子中,传输数据的内容和结构可W不同,在支付进程的通信和认证期间必 要的数据将会被处理。移动电话的拥有者为其装置配备存储卡5,所述存储卡5配备有非晶 态磁场发射器。该样,他扩展了他的移动电话的功能。在优选的配置中,在存储卡5上还将 有对应于本专利申请人的不同发明的支付卡。重要的是;移动电话与存储卡5的连接将显 示给P0S终端机,并且P0S终端机的支付卡读卡器作为标准非接触式卡。因此,传输数据的 结构将与支付中的标准一致。所提到的方案的优点是移动电话用户接口的方便可用性。
[0116] 发射器包含产生14. 4075MHZ+ 7曲Z的频率的电磁波的电磁波发生器。该频率比 接收器的频率高847曲Z。接收器的频率为标准的13. 56MHZ+ 7曲Z。频率之间的差值是接 收器的载波频率的1/16。重要的是;当数据在到现在为止还没有使用的变压器接线上传输 时,连接发生器是否连接并且是否是活跃的W为发射器供能。在现有方案中的发生器存在 于发射器中的情况下,发生器没有被设计为变压器接线中的活跃行为,该是因为,由于发射 频率相同所W不需要该样设计。发生器连接到谐振电路,谐振电路的输出连接到天线。
[0117] 来自存储卡5上的发射器的数据通过发射器的变压器接线和接收器天线的电感M 传输到P0S终端机读卡器中的接收器中。在发射器侧将数据调制到信号上,并且接收器传 输载波信号。基本上,发射器与接收器之间的距离将Wcm为单位,移动电话的机身将接触 读卡器,在实体意义上传输将会是非接触式的。发射器甚至可W在工作范围中移动,不过其 速度将低于Im/s。
[om] 发射器发送频率为14. 4075MHz±7曲z的信号,接收器的载波信号为 13. 56MHZ+ 7曲Z。频率之间的差值具有对应于副载波频率大小的值,根据ISO14443推导 出该值为载波频率的1/16。
[0119] 在接收器和发射器的天线阵列中,组合不同频率的信号,并且在天线输出端的接 收器中,信号W载波频率和具有数据的经过调制的副载波频率的连接的形式出现。载波信 号从在接收器中产生的信号组合中分离。尽管发射器从来没有物理地传输副载波信号,但 是分离出来的信号为副载波信号。从副载波信号中解调出传输数据。解调元件、谐振电路 及接收器的发生器与现有技术方案具有相同的配置和功能。
[0120] 在该例子中,基本时间单位e化对应于一个比特的时间间隔,即对应于传输一个 数据单元所需的时间。在从发射器到接收器的数据流向中,e化被定义为;letu= 8/ft,其 中,一个ft是发射器传输的调制信号的频率。基本传输速度是106化it/s。在对来自发射 器的信号进行调制期间,如果相位在每le化改变一次(约每9. 3yS-次),因此与现有的 负载调制相比,变化频率小16倍,该是足够的。较小的带宽产生12地的较少的噪声。通过 发射器的频率信号相位的变化直接对传输的信号进行调制,其中9=0°或(|)=180°。该调制 信号也可称为发射器的载波信号,然而,因为发射器不产生副载波频率,因而该频率仅称为 发射器的信号频率。
[012。 将发射器精细地调谐至发射频率14. 4075MHz,其具有FFT曲线的窄且高的路线。 在不考虑针对副载波频率847曲Z的传输的发射特性的情况下,调谐发射器。假使该天线甚 至应该传输副载波频率,则福射特性将对可靠传输来说是不够的。在根据本发明的方案中, 准确的在FFT曲线的峰值,即14. 4075MHz频率上实现传输数据的信号福射是重要的。
[0122] 在该例子中,确保甚至从P0S终端机读卡器到移动电话中的存储卡5的反向数据 流是必要的。发射器包含解调元件,所述解调元件优选地通过电感器连接到转向传感器电 阻的天线电感。电感器的使用降低了解调变元件入口上的电压峰值。由于该转向及电感器, 可W将解调元件的规格标记为较小电压。在该数据流向中,e化被定义为le化=128/化, 其中,化是接收器的载波频率。 阳12引 例子7
[0124] 呈具有有角的横截面的铁素体椿形式的铁素体磁巧1涂覆有形成导线4的导电 层。首先,在磁巧1上放置有将会使螺纹2分开的螺旋引导遮罩。然后,对磁巧1涂覆金属 层,其中,由于分离遮罩,产生的线圈具有期望数目的螺纹2。由遮罩产生的间隙表示螺纹间 的绝缘物。在磁巧1的侧面上涂覆的金属层的端部形成连接垫7,然后,连接垫7将整个发 射器元件附接至基板。
[0125] 在该例子中(但也可W设及其他例子),发射器位于移动电话的PCB板10上。电 话的外壳具有金属部件,该外壳表示屏蔽盖3。由于使用根据本发明的发射器,实质上,发射 器可置于PCB板10上的任何空闲空间,并且不存在弱磁场穿透移动电话的机身的问题。
[012引例子8
[0127]如图23所示,将发射器制造为与图1至7的类似。移动电话制造商W下述方式设 计新模型;当设计PCB板10时,不受已知类型的NFC天线的要求的限制。不同类型和模型 的移动电话配有直接置于PCB板10上的一种类型的发射器类型。
[012引例子9
[0129] 发射器位于SIM卡9中。根据图19至22所示,发射器的磁巧1有不同的方式,其 中,朝向和位置均不同。
[0130]例子 10
[0131] 如图24所示的发射器,其置于移动电话的电池11的主体中。基本上,其为充电蓄 电池11,然而,通常将其称为电池11。考虑到磁巧1的小厚度,将发射器置于塑料电池11 外壳的最后层下方的共用电池11的表面上。
[013引例子11
[0133]如图26所示,nanoSIM卡9的插槽12具有金属片形状的固持件。插槽12包括呈 铁素体巧形式的放大元件13。nanoSIM卡9具有位于卡的卡主体边缘上的发射器。 阳134] 工化麻用忡
[0135] 工业应用性是显而易见的。根据本发明,可W工业化的重复生产,并且使用非静态 磁场发射器作为天线,其直接置于可移除存储卡上,发射率高并且尺寸小。一种新型的发射 器调制极大地减少了噪声并且允许增加发射器的磁巧中的磁场强度。 阳13引 相关符号列表
[0137] 1-磁巧
[0138] 2-螺纹
[0139] 3-磁场流屏障
[0140] 4-导线
[014U 41、42、43、44、45、46、47-4N--个螺纹中的导线/ 一个螺纹导线
[0142] 5-可移除存储卡
[0143] 6-非导电基板
[0144] 7-连接垫
[0145] 8-导线绝缘物
[0146] 9-SIM卡
[0147] 10-PCB板
[014引 11-蓄电池/电池
[0149] 12-插槽
[0150] 13-放大元件
[015。 W-螺纹的有效宽度
[0152] PCB-印制电路板 RFID-射频识别
[0153] NFC-近场通信 SD-安全数字
[0154] P0S-销售点 SIM-用户标识模块
[0巧5] …
【主权项】
1. 一种非静态磁场发射器,特别地,能够作为移动通信装置中的小型天线替代物,主要 作为扁平载体上的天线替代物,其中,所述发射器具有磁导率高于1的长方形磁芯(1),具 有至少两个螺纹(2)的导线(4)缠绕在所述磁芯(1)上,并且其中,所述发射器形成用于产 生非接触式NFC或RFID通信信
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