专利名称：在含金属的环境中的天线配置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在含金属的环境中的天线配置。
更具体地说，本发明涉及包括至少一圈的类型的普通形式的环形天线的配置；所述天线直接伸展到至少一个金属部件的附近并且基本上与所述至少一个金属部件平行。
环形天线的使用正在变得普遍，并且自从发现它们以来得到了例如，在无触点式微处理机插件的主体中、在所谓的“智能”电子标签的配套部件中、尤其是在许多阅读器及其他无线通信装置中的许多应用。
对于许多应用，例如存取控制或自动售货机，能够免于破坏和因此被集成到含金属环境中对于天线及其相关电子设备是重要的。
为了避免上面提到的问题，即那些由含金属环境对天线功能的影响引起的问题，已经提出了在天线与配套部件之间插入“吸收”材料层。但是，通常是昂贵的材料如铁氧体这种情况，这极大地限制了这种方案的优势。
更普遍的是，把天线有意地与含金属环境保持距离，确定这两种部件的相对位置以便获得令人满意的天线的工作。但是这种配置却有明显增加整体的总体积的缺点。
按照本发明，对摆出的技术问题的解决方案包括，一方面具有基本上正对天线所限定的表面而设置的孔、另一方面具有在所述金属部件的确定所述孔边界的内边缘与所述金属部件的外边缘之间、穿透所述金属部件的厚度形成的构成空隙的切口的各个金属部件。
在各个金属部件上形成的所述通孔与所述空隙的组合使得有可能避免任何天线被所述金属部件屏蔽的现象。这样定义的本发明具有即使在所述天线与所讨论的金属部件之间没有任何插入的吸收材料或任何明显间隔的情况下、保证天线在含金属环境中良好工作的优点。因此，这种天线提供了与在非金属环境中的天线一致或等效的性能，同时受益于使用金属所特有的，特别是在安全性、尤其抗破坏性方面的优点。
在特别有利的形式下，天线基本上与直接在其附近的金属部件平行，以便最大可能程度地限制整体的体积。由此以很小甚至可能是零的插入空间并排放置天线和邻近的金属部件。
按照本发明的一个特征，由通孔的内边缘限定的表面基本上与天线的表面相等。通孔的形状和尺寸的特征实际上对天线的性能有直接的影响，因为电磁波的通道正好穿过所述通孔，与空隙的实际存在无关。
按照本发明的另一个特征，这样制造通孔的内边缘使得它基本上与天线的轮廓线平行。换言之，通孔的形状基本上与天线轮廓在金属部件上的投影对应。实际上，当通孔与天线的相应的表面相当时能得到最优化的工作。
在特别有利的方式下，通孔的内边缘与形成天线的环的中轴重合。这里通孔的轮廓对应于天线中轴在金属部件上的投影。要注意，中轴指的是纵向地穿过所述环的中线，无论构成天线的圈数是多少都是如此。
这种一致性构成最佳解决方案，因为，在所述中轴的每一侧，也就是说，在所述孔的轮廓大于或小于这种限制，天线的性能明显地下降。
按照本发明的一种变型，天线伸展到两个金属部件之间，其中所述天线直接放置在每个金属部件的附近。当然，每个金属部件是按照本发明的金属部件，也就是说，它具有上述的通孔和空隙。
其中两个金属部件位于天线每一侧的这种结构，对应于例如天线组装在任何金属部件例如表壳内部的情况。
按照本发明的另一种变型，天线位于包括其间形成能容纳同样配备有环形天线的可拆装的装置的空间的两个金属部件的组件的外部；所述外部天线直接放置在金属部件中的一个的外表面附近。这种结构可能涉及例如插入阅读器、或者无触点卡或电子标签。
按照本发明的另一特征，不同的金属部件固定在一起，各个孔和切口相关联、以便构成单个空隙。重要的是，每个金属部件所特有的空隙未被相邻金属部件的任何部分短路。这导致将各切口基本上面对面地定位，并且无论其各自的尺寸怎样都是如此。由此，可认为，接合在一起的金属部件仅有一个空隙。
有利的是，要靠近天线放置的金属部件可以是对称的。这意味着，可以容易地将其相同的形状关于天线对称地相对地放置，使得能够非常简单地具有单个空隙。不同的金属部件的通孔，就如切口一样，也正好相对放置。
按照本发明的另一特征，不同金属部件属于同一构件。这种结构当然等效于定位在天线近旁的不同部件接合在一起的结构。
本发明的其他特征和优点将通过阅读以下参照以非限定性实例的方式给出的附图的描述得出。此详细描述会给出本发明所包括的以及如何实施本发明的理解。
图2是说明在其金属支撑件上适当位置的环形天线、沿
图1中箭头F2的方向看去的端视图。
图3是沿图2中线3-3的剖视图。
图4和5是类似于图2和图3中所示的视图，它说明按照本发明的配置的第二实例，其中把天线组装在两个相邻的金属部件之间。
图6是说明按照本发明的理论的配置的另一种应用的侧视图。该图描绘一种配备有天线的卡，后者处在准备插入具有同样有环形天线的含金属环境的阅读装置中的接近位置。
图7是沿图6中箭头F7的方向看去的阅读装置的侧视图。
图8是图6中所示组件、在图6中箭头F8的方向从下方看去的示图。
本发明实施例的详细描述为清楚起见，用相同的标号来指明相同部件。同样，不考虑比例且示意性地仅仅示出对本发明的理解必要的部件。
图1至图3中所示特定实施例涉及把环形天线A结合到金属板10的后面。尽管此结构是基本的，但是非常重要，因为它能被非常广泛地应用。这里，这特别包括在例如自动售货机类的投放器、或者地铁检票口类的入门控制应用的金属正面之后的天线配置。
在这个示例的实施例中，其中金属部件包括由两个对置的平面12和14确定的金属板10。按照本发明的理论，金属板10具有通孔18和形成空隙的切口16。
更确切地说，在由通孔18限定的内边缘21与所述金属板10的外边缘20之间，穿过金属板10的厚度形成切口16。换言之，它是一方面沿着天线A的轴X-X轴向伸展的开通的切口，所述轴基本上与所述天线A的环的中平面垂直。因此切口16在金属板10的每一个对置面12、14处都打开。另外，切口16还相对于同一个轴X-X横向伸展，从板10的外横向边缘20、如图1和3中所看到的在这里垂直向下，以便向内径向切割，至通孔18的内边缘21。
从电磁波的观点来看，切口16构成空隙，后者使得有可能“开通”在环形天线所在位置附近的含金属环境；板10与所述天线A的表面对置而设置的部分当然被清除掉任何金属。
在这个被选择以说明本发明的第一实例中，环形天线A是矩形的。形状是可变的，无论是什么形状，应该注意，环形天线A可以是任何设计的，也就是说，尤其包括一个或一个以上圈的环形线圈。
这里，金属板10直接用作环形天线A的支架。后者是例如通过粘合固定在面12上的，而对置面14保持自由。在这个极端结构中，真的直接靠近金属部件放置天线A，因为它完全平行于板10的内面12伸展。环形天线A沿着其伸展的这个面12的部分这里完全是平的。
如从图1至3中可以看出的，限定通孔的18的内边缘21具有基本上与天线A的矩形轮廓对应的矩形轮廓。因此，由通孔18的内边缘21限定的表面基本上与天线A的表面相等。
更确切地说，天线A和通孔18的尺寸和相对位置是这样的，通孔18的内边缘21与环形天线A的矩形轮廓平行。换言之，内边缘21的每个线状部分22、24、26、28分别与形成天线A的轮廓的每个线状部分32、34、36和38平行。
为了使环形天线的性能最优化，这样指定所述内边缘的尺寸，使得与天线A的中轴重合，也就是说，当其仅有一圈时与该圈的中轴重合，或者反之与构成环形天线A的圈组的中轴重合。
就是在天线A例如通过将其面30粘结在板10的面12的相应部分上而固定在形成支架的金属板10上时，保证了环形天线A相对于通孔18的准确最佳定位。
因此，刚刚已经参照图1至3描述的配置使环形天线A能结合在含金属环境中，而不论支架10的构造如何，它不必为板，而是能够为任何片，尤其是具有更大厚度的片。这种整合当然与所述金属片的外形无关。
金属片不必为具有连续结构的单个片。它也可以包括不同金属部件的组合。同样地，本发明也不限于天线的环具有矩形轮廓的情况。
不需要增加任何材料或元件、因而非常经济地就可有利地获得按照本发明的整体化。它还使天线A能被压在片10上，即它使得没有必要增加整体体积。
如从图4和5中可以看出的，被选择以说明本发明的第二示例实施例涉及实际在含金属环境内的环形天线的整体化。
为了简明而清楚，这里，天线与前面描述的是同一类型的。同样，所述含金属环境简单包括由两个相邻金属板10和10’，也基本上类似于参照图1至3所描述的板10。图4和5中所表示的配置设计还具有相对于与环形天线A(图5)的中平面对应的平面P的对称性。
因此，每个金属部件10、10’具有形成空隙的开通的切口16、16’，后者在基本上垂直于天线A的环的中平面P的方向上沿轴向伸展，穿过所述部件10、10’的厚度。切口16、16’还从金属部件10、10’的外部横向边缘20、20’直至中心通孔18、18’的内部边缘21、21’横向伸展，所述中心通孔18、18’沿轴向穿过所述金属部件10、10’、基本与由环限定的天线的内部区域相对而形成。
如上面指出的，以基本类似于其在第一示例实施例中的对应物的方式形成每个金属板10、10’。实际上，与此不同之处主要是槽40、40’的出现，后者具有对其要与之接触或至少非常接近的环形天线A的部分的互补形状。该组件是这样形成的、使得当所述板的各个内面12、12’互相接触时，天线A完全被结合在金属板10、10’之间。这意味着，无论所讨论的方向如何，可没有任何空隙地有利地插入天线A。由于所述天线A被套在两个金属板10和10’之间的槽40、40’内，所以这个特征还使得有可能准确地将天线A定位于其含金属环境中。
设计的对称性使得切口16和16’互相对置地对准，以便构成在含金属环境中形成”开口或中断”的单个空隙。
被选择以说明本发明的第三个实例涉及使用普通环形天线的具体实施例。第一个天线等效于上述那些天线，将其固定在含金属环境中。实际上，将它直接定位在金属部件的外表面附近。而第二个天线连接至独立且可拆装的装置上，能够以类似于第二实施例的方式安装在含金属环境内，除了这种配置是不固定的之外。在这里，可以认为这个第三实施例是前面两个的结合。
在图6至8中，以用于无触点式卡的插入阅读器的形式说明这种类型的结构的一个实例。因此，已示出具有与环形天线A’结合成一体的卡C能通过其插入或拨出的槽42的阅读装置。显然，该阅读装置44配备有用来与卡C的天线A’交换数据的接收和/或发射天线A。
阅读装置44的主体包括两个相邻的金属板10和10’，每个金属板分别带有形成空隙的切口16、16’和中心通孔18、18’。所述整体结构是基本上以类似于图4和5中其对应物的方式形成和设置的。
上述的并不适用于相关的天线A，因为后者相对于含金属环境的定位更多地对应于图1至3中所示的配置。在这种精确情况下，实际上天线A伸展在板10的外表面14附近，因此不直接地接触另一个板10’。最终，这对应于环形天线在含金属环境中的配置，这里含金属环境包括两个相同且对称的金属板10、10’的叠加。
在两个金属板10、10’之间形成的空间，在第二实施例中是要永久地安放环形天线的，在这里构成这样的形状，使得能够不时地、在卡通过形成于前面板41中的槽42插入之后、认可该卡C。因此，当卡在阅读装置44的数据交换位置中时，其关于开口18和18’的准确位置是这样的，使得天线A’相对于板10、10’的配置类似于在图4和5中所示的那样，也就是说，实际配置在含金属环境内的天线A’的情况又一次出现。
这里，为了使天线A和天线A’的性能都最优化，最好也使对准的通孔18和18’的轮廓与天线A和A’的中轴重合。
在两个天线的几何形状和/或尺寸略有不同时，在两个天线的最佳可能耦合和它们关于含金属环境的各个独自的性能之间确定折衷方案。
权利要求
1.一种普通环形的天线A的直接处在至少一个金属部件10、10’的附近的配置，其特征在于每个金属部件10、10’一方面具有基本上与由所述天线A限定的表面正对地形成的通孔18、18’，另一方面具有在限定所述通孔18、18’的内边缘21、21’与所述金属部件10、10’的外边缘20、20’之间的、穿过所述金属部件10、10’的厚度而形成的、构成空隙的切口16、16’。
2.权利要求1的配置，其特征在于所述天线A基本上平行于它直接处在其附近的所述金属部件10、10’而伸展。
3.权利要求1或2中任何一个的配置，其特征在于由所述通孔18、18’的内边缘21、21′限定的表面基本上等于所述天线的表面。
4.权利要求1至3中的一个的配置，其特征在于所述通孔18、18’的所述内边缘21、21’基本上平行于所述天线A的轮廓。
5.权利要求1至4中任何一个的配置，其特征在于所述通孔18、18’的所述内边缘21、21’与形成所述天线A的环的中轴P重合。
6.权利要求1至5中任何一个的配置，其特征在于所述天线A伸展在两个金属部件10、10’之间，就其中的每一个而言，所述天线直接位于其附近。
7.权利要求1至5中任何一个的配置，其特征在于所述天线A伸展在包括两个金属部件10、10’的组件外面，在所述两个金属部件10、10’之间形成能容纳配备有环形天线A’的可拆装的装置C的空间，所述外部天线A直接位于所述金属部件10、10’中的一个的外表面14、14’的附近。
8.权利要求1至7中任何一个的配置，其特征在于所述不同的金属部件10、10’结合在一起，所述各自的通孔18、18’及切口16、切口16’这样相关联、以便形成单个空隙。
9.权利要求1至8中任何一个的配置，其特征在于所述不同金属部件10、10’的所述通孔18、18’是互相对置的。
10.权利要求1至9中任何一个的配置，其特征在于所述不同的金属部件10、10’的所述切口16、16’是互相对置的。
11.权利要求1至10中任何一个的配置，其特征在于所述不同的金属部件10、10’具有基本上相同的形状。
12.权利要求1至11中任何一个的配置，其特征在于所述不同的金属部件10、10’属于同一构件。
13.权利要求1至12中任何一个的配置，其特征在于所述天线伸展在其附近的所述金属部件10、10’的部分是平的。
14.权利要求1至13中任何一个的配置，其特征在于所述金属部件10、10’中至少一个是金属板。
全文摘要
本发明涉及直接处在至少一个金属部件(10)附近的具有普通环形的天线(A)的配置。本发明的特征在于每个金属部件(10)包括基本上与天线所定义的平面相对而配置的孔(18),以及在限定孔(18)的内边缘(21)与所述金属部件(10)的外边缘(20)之间、穿过所述金属部件(10)的厚度而设置的、形成空隙的切口(16)。本发明适用于扫描仪以及无线通信装置。
文档编号H01Q7/04GK1336022SQ99816280
公开日2002年2月13日 申请日期1999年12月21日 优先权日1998年12月22日
发明者P·波特 申请人:格姆普拉斯公司