用于组合式信号传输或用于组合式信号和能量传输的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于组合式信号传输或用于组合式信号和能量传输尤其到便携式电子终端装置的设备和方法。
【背景技术】
[0002]终端装置、尤其是便携式电终端装置或电子终端装置，例如移动电话、PDA(个人数字助理)、音频和视频播放装置、照相机、在头部上可携带的扬声器和麦克风单元(所谓的头戴式产品)、手电筒、具有集成加热装置的牙刷和咖啡杯一一仅仅列举一些一一具有用于给电装置供给电能量的能量存储装置。否则，终端装置不能够运行或仅仅在由外部持久供应电能量的情况下才能够运行。为了给能量存储装置充电或者为了运行终端装置，传统上建立与电终端装置的线缆连接。
[0003]然而，也已知用于无线缆式或无线传输电能量到终端装置的方法。因此，例如可以实现电感式传输电能量到终端装置，由此可以给终端装置的能量存储装置充电和/或可以运行终端装置。在此，由初级侧导体结构尤其是初级侧线圈装置产生交变电磁场，交变电磁场由次级的、终端装置侧的导体结构接收，其中，次级导体结构产生次级侧交变电流。
[0004]此外，还已知终端装置与另外的装置例如通过无线电连接的无线缆式或无线通
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[0005]在机动车中也存在如下需求，即尤其是感应式地给便携式终端装置充电并且能能够实现终端装置例如与车辆通信系统的同时无线通信。
[0006]在此，值得期望的是，到终端装置的无线数据通信定性地尽可能少受同时实现的无线能量传输损害。
[0007]文献US 2005/0007067 A1公开一种用于在便携式装置中电池的功率供应的设备，其中，该设备包括用于给电池供应功率的初级部分以及用于功率接收的机构，其中，用于功率接收的机构与电池耦合。用于功率接收的机构能够独立于用于功率接收的机构的定向地从初级部分接收功率。该文献还描述用于便携式装置的保持装置。该保持装置构造为袋，其中，便携式终端装置可以通过胶带或夹子保持。
[0008]产生的技术问题在于，实现用于组合式信号传输或用于组合式信号和能量传输的方法和设备，该设备允许同时传输多个信号或同时信号和能量传输到便携式电子终端装置，其中，信号传输和/或能量传输的质量尽可能少受损害并且使所提出的设备的结构空间最小化。
【发明内容】
[0009]该技术问题的解决方案通过具有权利要求1和15的特征的主题得出。本发明的其他有利构型由从属权利要求得出。
[0010]在此，提出一种用于组合式信号传输的设备。在此，不同信号在发送器与接收器之间同时或同一时间地尤其无线地传输。接收器在所述情况下例如可以是电子终端装置，例如便携式电子终端装置，如移动电话。
[0011]不同信号可以在此同时通过不同的、尤其是相互独立的通道传输。例如发送器可以是布置在车辆中或上的发送装置。例如信号可以以不同频率同时发送和接收。
[0012]替代地，本发明涉及一种用于组合式信号和能量传输、尤其是用于无线能量传输的设备。在此，同时或同一时间地实施信号和能量的无线传输。能量传输在此优选感应式实现，例如用于接收器的、尤其便携式电子终端装置的能量存储装置的感应式充电。在此，用于信号传输的信号和用于能量传输的信号可以如上所述同时地、但通过不同通道例如以不同频率传输。
[0013]所述设备包括用于产生用于能量传输或用于信号传输的第一电磁场、尤其是交变磁场的至少一个绕组结构。绕组结构在此例如可以构造为线圈结构，线圈结构包括或构成至少一个线圈。线圈在此可以是例如同心线圈，其中，绕组围绕中央轴线地布置。线圈也可以具有预先确定的绕组数。电磁场可以在此通过施加交变电压到绕组结构上来产生。在此，交变电流流经绕组结构并且产生第一电磁场。第一电磁场以及产生第一电磁场的电压/电流可以在此具有预先确定的第一频率。
[0014]所述设备还包括至少一个用于另外的信号传输的天线结构。该天线结构包括第一子结构和第二子结构，其中，天线结构如此构造，使得借助于天线结构在第一频率范围中的?目号是可接收和可发送的。预先确定的频率范围可以包括例如700MHz (包括在内)至2600MHz (包括在内)的频率。第一电磁场的频率并因此产生第一电磁场的交变电流/交变电压的频率也在此位于所述预先确定的频率范围之外。如果第一电磁场用于能量传输，则第一电磁场的频率例如可以位于100kHz至10MHz的频率范围中，此外例如位于105kHz至205kHz的频率范围中。
[0015]替代地或累积地，第一子结构如此相对于第二子结构布置，使得借助于天线结构在预先确定的频率范围中的信号是可接收和可发送的。因此，在所述情况下，天线结构的所述发送和接收特性通过第一和第二子结构的构造和/或第一子结构相对于第二子结构的布置来确定。
[0016]第一子结构可以在此与第一信号电位连接，例如通过相应的接触装置、尤其是通过高频插接连接器或高频插接连接器的第一接触部。另外的子结构可以与另外的信号电位连接，例如通过相应的接触装置、尤其是高频插接连接器或高频插接连接器的另一接触部。在此，第一信号电位或另外的信号电位可以是尤其恒定的参考电位，其中，剩余的信号电位是时间上可变的电位。参考电位可以是接地电位或基础电位。(高频)信号可以通过这些电位之间的差产生或提供。
[0017]可设想，第一子结构尤其是通过第一信号连接极可与线缆芯可电连接或电连接，而第二子结构尤其是通过另一信号连接极与同轴线缆的导线护套可电连接或电连接。替代地，第一子结构与线路护套可电连接/电连接，而第二子结构与同轴线缆的线缆芯可电连接/电连接。线缆芯可以在此表示同轴线缆的内导体。信号连接极可以是接触装置的一部分，其中，接触装置又可以是所提出的设备的一部分。通过同轴线缆可以馈给待传输的信号或者接收待接收的信号。
[0018]第一子结构可以与第二子结构电连接或信号导通地、尤其是高频信号导通地连接。但替代地，第一子结构也可以与第二子结构没有电连接或者没有信号导通地连接。这可以意味着，第一和第二子结构相互电分离地或者信号技术上相互分离地构造和/或布置。
[0019]第一子结构可以在此构成发送天线的发射部分或者接收天线的接收部分。第二子结构可以尤其构成天线结构的接地面的至少一部分，其中，接地面分配给第一子结构。然而，接地面也可以通过与第二子结构不同的结构构造。
[0020]如以下还将阐明的那样，第一子结构和分配给第一子结构的接地面可以布置在一个平面中或者相互平行的平面中。此外，第一子结构和接地面可以如此构造和布置，使得在共同的投影平面中，例如上述投影平面中产生在第一子结构和接地面的相互朝向的边缘区段之间的变化的间距。因此，第一子结构可以朝接地面缩细和/或接地面朝第一子结构缩细。
[0021 ]在本发明的意义上，“可接收”和“可发送”可以表示:天线结构如此构造，使得天线结构尤其是在其足点上对于在所述预先确定的频率范围中的频率具有反射衰减，所述反射衰减大于预先确定的值，例如大于10dB。理想地，反射衰减无限大，从而全部馈入到天线结构中的功率在预先确定的频率范围中由天线结构辐射。反射衰减可以例如借助于网络分析器确定。反射衰减可以定义为所耦合的功率与反射功率的比例。
[0022]特性“可发送”和“可接收”也可以表示:在电子终端装置的天线结构与另一天线结构之间的信号技术耦合的耦合系数或耦合衰减对于来自预先确定的频率范围的信号小于预先确定的值，例如小于-8 d B。理想地应确保天线结构与另一天线结构之间的未经衰减的信号技术親合。
[0023]耦合系数可以在此频率和频带相关地大小不同。优选地，耦合系数在多个预先确定的频率范围中例如在多个或所有移动无线电频带GSM850、GSM900、GSM1800、GSM1900、LTE700、LTE800和另外的无线电频带的频率范围中小于预先确定的值，例如小于-8dB。
[0024]在此，耦合系数应对于天线结构的发送和接收方向尽可能相同或者最大具有预先确定的(小的)差。
[0025]此外，耦合系数可以与电子终端装置的另外的天线结构相关。因此，所提出的设备的天线结构优选应如此构造，使得对于尽可能大数目的另外的天线结构满足所述耦合系数标准。
[0026]耦合系数也可以与电子终端装置的另一天线结构相对于所述天线结构的位置和定向相关。因此，天线结构优选应如此构造，使得对于尽可能大量的相对位置和定向满足所述耦合系数标准。
[0027]因此，优选地天线结构如此构造，使得对于多个另外的天线结构和/或相对位置和/或相对定向提供相同耦合系数和/或满足所述耦合系数标准。
[0028]天线结构尤其可以如此构造，使得在电子终端装置一一所述电子终端装置支承到以下进一步阐明的支承面上一一的另一天线结构与所述天线结构之间存在所述耦合系数。终端装置可以在此以多个相对位置和/或相对定向支承在支承面上。
[0029]用于产生用于能量传输的第一电磁场的绕组结构可以例如构造为所谓的充电线圈。用于产生用于信号传输的第一电磁场的绕组结构可以例如构造为NFC(近场通信)线圈。在所述情况下，第一电磁场的频率可以为13.56MHz。
[0030]根据本发明，至少第一子结构在如下投影平面中与至少一个绕组结构相邻地布置:所述投影平面垂直于绕组结构的中央轴线地定向。绕组结构的中央轴线可以是例如绕组结构的对称轴线，例如中央对称轴线。所述中央轴线也可以平行于投影平面的法线向量地延伸。中央轴线也可以平行于第一电磁场的主传播方向延伸。在本发明的意义上“相邻”表示:第一子结构、尤其是第一子结构的边缘的至少一部分在投影平面中直接与绕组结构、尤其是绕组结构的边缘的至少一部分邻接或者与绕组结构、尤其是绕组结构的边缘的至少一部分间隔开地布置。如果绕组结构例如具有包络线、尤其是具有最小几何尺寸的包络线，则在投影平面中第一子结构可以布置在所述包络线之外。
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