專利名稱：一種用于無(wú)線信息詢問(wèn)設(shè)備的裝置以及制造該裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無(wú)線信息詢問(wèn)設(shè)備的裝置。在使用這樣一種設(shè)備的情況下，由應(yīng)答臺(tái)通過(guò)詢問(wèn)臺(tái)的一個(gè)無(wú)線詢問(wèn)信號(hào)向該裝置提供必要的能量以及相應(yīng)的信息。這里舉例描述一種設(shè)備該設(shè)備以無(wú)線方式通過(guò)一個(gè)閱讀機(jī)得到必要的能量，再?gòu)拈喿x機(jī)將信息以無(wú)線方式向一個(gè)詢問(wèn)臺(tái)傳輸，由此該閱讀臺(tái)在讀取過(guò)程中能夠通過(guò)一段給定的距離向前傳輸。本發(fā)明還涉及制造這種裝置的方法。
眾所周知通過(guò)線圈傳輸電感能量和數(shù)據(jù)，實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)帶相應(yīng)空氣隙的變壓器。此外，在無(wú)線電技術(shù)領(lǐng)域，能量和數(shù)據(jù)是通過(guò)高頻進(jìn)行傳輸?shù)?。一旦詢?wèn)臺(tái)在讀取過(guò)程中移動(dòng)，上述兩種方法從技術(shù)角度講費(fèi)用十分昂貴。
從DE-PS 4017934號(hào)文件可以知道一種用于無(wú)線信息詢問(wèn)的設(shè)備，該設(shè)備是這樣用于無(wú)線信息詢問(wèn)的，它利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)保證數(shù)據(jù)和能量的可靠傳輸。詢問(wèn)臺(tái)裝有一個(gè)振蕩器，產(chǎn)生交流信號(hào)，再通過(guò)電容器將該信號(hào)向應(yīng)答臺(tái)傳輸。
歐洲專利申請(qǐng)0441237號(hào)文件中敘述了一種輕便的，可以場(chǎng)編程的平板檢波器。在使用這種平板檢波器的情況下，為了能量傳輸和數(shù)據(jù)發(fā)送，利用了一個(gè)電感器。此外還可能同時(shí)進(jìn)行場(chǎng)編程。在這種情況下數(shù)據(jù)將通過(guò)脈沖間斷調(diào)制進(jìn)行傳輸并得到數(shù)字分析。
WO 89/10651號(hào)文件公開了一種電傳輸裝置，利用該裝置，可以通過(guò)一個(gè)與振蕩器終端網(wǎng)相連的非接觸式耦合設(shè)備來(lái)驅(qū)動(dòng)該傳輸裝置。除能量之外，通過(guò)基頻的調(diào)制也傳輸相應(yīng)的信息。為此要利用振蕩電路，它主要是由平面印刷電路組成。所用到的電容器僅僅是為了平衡和補(bǔ)償。
EP0006691A號(hào)文件還披露了一種系統(tǒng)，也是利用發(fā)射機(jī)應(yīng)答器原理。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于能量傳輸和數(shù)據(jù)讀寫的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，便于廉價(jià)批量生產(chǎn)。
達(dá)到本發(fā)明目的的過(guò)程如下利用一個(gè)帶載體的電感，對(duì)該電感可以繞線，蝕刻或在相應(yīng)的載體材料上蒸鍍。也可以不帶載體而使用自載電感器，它作為線圈具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點(diǎn)，不會(huì)因?yàn)闄C(jī)械應(yīng)力而改變其形狀。在該電感器上淀積了一層高阻抗但可導(dǎo)電的材料。這種材料構(gòu)成電容器因此由彼此并不相連、幾何形狀相互獨(dú)立、但彼此相適合的兩個(gè)成分構(gòu)成。這種可導(dǎo)電材料，必須絕對(duì)地具有高電阻值，因?yàn)檫@樣才不會(huì)對(duì)電感器的磁場(chǎng)產(chǎn)生影響。同時(shí)這種材料必須是低歐姆的，以保證完好無(wú)缺的信息的電容傳輸。為此，將電容器面直接置于電感器的上面，以保證該可導(dǎo)電材料不能是低阻抗的，因?yàn)榉駝t的話，它在其內(nèi)部并對(duì)電感器的反射場(chǎng)產(chǎn)生短路。通過(guò)電感器和電容器在狹小空間里的緊密耦合，可以建立一個(gè)應(yīng)答臺(tái)，它按照發(fā)射機(jī)應(yīng)答器系統(tǒng)原理工作，可以與固定臺(tái)站進(jìn)行通訊。此外，它的制造成本低，也就是說(shuō)，可以建立一個(gè)薄的，如一張支票大小的應(yīng)答臺(tái)。
現(xiàn)有技術(shù)所描述的系統(tǒng)存在這樣的缺陷在電容系統(tǒng)中，它與電感器的相互作用取決于位置，正如純電感系統(tǒng)中情況一樣?；诖?，現(xiàn)有技術(shù)所描述的系統(tǒng)大抵是這樣構(gòu)造的在系統(tǒng)的中心有一個(gè)電感器，電容器緊接在它的左右兩側(cè)。由于這種布置造成各器件單元要受位置影響，為了確保與固定臺(tái)站的通訊，它們必須插在特定的位置上。
如果電容器是由低阻抗材料制成，當(dāng)電容器面置于電感器前面時(shí)，如此結(jié)構(gòu)就會(huì)對(duì)該電容器造成短路。這種短路會(huì)導(dǎo)致電感器崩潰，并再次產(chǎn)生與電感線圈圈數(shù)存在相應(yīng)比例的很強(qiáng)的電流。從而使得已建立起來(lái)的磁場(chǎng)消失，造成裝置不可能工作。
根據(jù)本發(fā)明，利用高阻抗可導(dǎo)電材料，可以將電容器面交錯(cuò)放置?？梢岳媚撤N碳漆作為可導(dǎo)電材料，它的電阻很高，不會(huì)對(duì)電容器產(chǎn)生短路環(huán)。該碳漆也可以理解為導(dǎo)電漆，優(yōu)越于二元絲網(wǎng)印刷漆。這種碳導(dǎo)電漆已經(jīng)用某種特種碳黑和/或某種特殊石墨濃縮，從而具有充分的導(dǎo)電性。除了導(dǎo)電性以外，這種漆還具有很高的機(jī)械強(qiáng)度。這種漆也可以用在焊接部位，從而毫無(wú)困難地實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)閉合，而且在熱鍍錫之后也不會(huì)改變電阻值。要提高這種碳導(dǎo)電漆的電阻，可以將它同一種二元絕緣漿進(jìn)行濃縮。這種方法不會(huì)產(chǎn)生電感器的干擾。由此實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的電容饋電。通過(guò)上述裝置可以在任何位置進(jìn)行數(shù)據(jù)的電容傳輸，并具有較高閱讀間隔的優(yōu)點(diǎn)。例如，用這樣的裝置可以進(jìn)行完全的雙工作業(yè)，即，在進(jìn)行能量傳輸?shù)耐瑫r(shí)也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的詢問(wèn)和發(fā)送。
按照本發(fā)明的裝置，電感器和電容器處在一個(gè)準(zhǔn)平面上，即彼此緊鄰放置。這里在一個(gè)平面上表示，在對(duì)不帶相互載體的薄的元件進(jìn)行安裝時(shí)，它們直接彼此前后放置。
可以用碳漆或任何一種可導(dǎo)電材料作為導(dǎo)電材料，因?yàn)檫@種材料對(duì)于現(xiàn)有的電感器來(lái)說(shuō)阻抗很高，而且作為電容面也充分可導(dǎo)。這種阻抗漆的被敷是這樣實(shí)現(xiàn)的模板放在該裝置應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)電容器面的位置。漆的被敷可以通過(guò)噴射、涂敷或印刷(絲網(wǎng)印刷)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里敷層的厚度同時(shí)決定了阻抗值。當(dāng)然也可以利用其他任何通過(guò)上述方法進(jìn)行被敷的高阻抗的電阻材料。此外，還可以利用具有高阻抗值，并能同時(shí)作為電容材料的可導(dǎo)電的人造材料或薄膜。
該電容器平面的大小視使用情況而定，但是各個(gè)面的幾何形狀是完全獨(dú)立的，因此可以毫無(wú)問(wèn)題地滿足市場(chǎng)要求。例如可以將電容器面作成環(huán)形或圓形，并交錯(cuò)放置。各個(gè)電容器面不能接觸，可以將它們?cè)谀硞€(gè)位置敞開，但在這種情況下，必須有較大的電容器有效平面。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述附

圖1是一個(gè)圓環(huán)形電容器平面；附圖2是一個(gè)根據(jù)附圖1所示的電容器平面的通過(guò)平面A-A的截面，及其后放置的電感器；附圖3是兩個(gè)不接觸的電容器平面；附圖4是一個(gè)根據(jù)附圖3所示的電容器平面的通過(guò)平面B-B的截面，及其后放置的電感器；附圖5是一個(gè)穿過(guò)針對(duì)帶載流的電感器而排列的電容器平面的截面。
附圖1表示一個(gè)圓形的電容器平面2，環(huán)繞其周邊有第二個(gè)環(huán)形電容器面1。在兩個(gè)電容器面1和2之間是一段空隙，用作平板之間的絕緣介質(zhì)15。由此產(chǎn)生的電容器12通過(guò)上述說(shuō)明的一種高阻抗的、可導(dǎo)電材料及相應(yīng)的方法進(jìn)行淀積。本圖中未顯示連線所必需的觸點(diǎn)。
本實(shí)施例通過(guò)附圖2中截面圖A-A表示，電容器面1和2位于在其一側(cè)11的載體3上。載體3可以是一層薄膜或者其他非導(dǎo)電材料。電感器4置于載體3的另一側(cè)10。該電感器可以按照上述說(shuō)明通過(guò)蝕刻、蒸鍍或作為線圈體與載體3相連。從圖可見，在具有電容器面1和2的電容器12和電容4之間有一個(gè)非常緊密的耦合。這種緊密耦合只有在電容器面1和2都是由高阻抗的、可導(dǎo)電材料構(gòu)成的情況下才有可能。如果不是這種情況，將會(huì)導(dǎo)致電感器磁場(chǎng)的短路。
附圖3顯示了一個(gè)電容器的變體。電容14由不完全閉合的電容器面5和6構(gòu)成。更確切地說(shuō)，在環(huán)形電容器面5的任意位置存在一個(gè)中斷。此外，被絕緣介質(zhì)15所分開的電容器面6也呈環(huán)形，并在任意位置呈現(xiàn)中斷。如果按照該方法制作電容值與附圖1所示電容相同的電容14，較大的容器面是必要的。
附圖4是附圖3平面B-B處的截面，電容14直接沉積在電感4上。當(dāng)電感4是一穩(wěn)定體時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)這種高阻抗、可導(dǎo)電材料的直接淀積。
如附圖5所示，在電感器內(nèi)部相應(yīng)的合適位置，可以加進(jìn)一個(gè)用于信息處理或信息存儲(chǔ)的電路9。這里，電容器面1和2及電感8也與載體3緊密相連利用電感8內(nèi)部的電路9可以將電容器面1和2的觸點(diǎn)通過(guò)載體3直接與電路9相連。
正如說(shuō)明書所述，可以以極微小的尺寸和廉價(jià)的成本制造一個(gè)用于在其和一個(gè)詢問(wèn)臺(tái)之間進(jìn)行無(wú)線信息詢問(wèn)和能量傳輸?shù)膽?yīng)答臺(tái)。
附圖標(biāo)記1電容器面2電容器面3載體4電感5電容器面6電容器面7中斷8電感9電路10邊側(cè)11邊側(cè)12電容13中斷14電容15絕緣介質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種用于一個(gè)應(yīng)答臺(tái)的無(wú)線信息詢問(wèn)設(shè)備的裝置，由該裝置通過(guò)詢問(wèn)臺(tái)的無(wú)線信號(hào)向應(yīng)答臺(tái)提供必要的能量，能量和數(shù)據(jù)傳輸以電容或電感方式進(jìn)行，其特征在于，電感(4)和(8)以及電容(12)和(14)相互交疊排列，電容(12)和(14)由高阻抗的、可導(dǎo)電非金屬材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，可導(dǎo)電材料是一種電阻漆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，可導(dǎo)電材料是一種碳導(dǎo)電漆。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，可導(dǎo)電材料是一種人造材料或人造薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，電感(4)和(8)連接在載體(3)的一側(cè)(10)，電容(12)和(14)淀積在載體(3)的另一側(cè)(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，電容器(12)和(14)直接淀積在電感(4)和(8)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，5和6的裝置，其特征在于，電容(12)由兩個(gè)封閉的電容器面(1，2)組成，它們與絕緣介質(zhì)(15)交錯(cuò)排列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1，5和6的裝置，其特征在于，電容(12)由兩個(gè)帶有中斷(7)和(13)的、交錯(cuò)排列的電容器面(5，6)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，5和6的裝置，其特征在于，電感(4)是一個(gè)印刷電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1，5和6的裝置，其特征在于，電感(4)蒸鍍?cè)谳d體(3)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，電感(8)由一個(gè)自載線圈組成。
12.制造用于一個(gè)應(yīng)答臺(tái)的無(wú)線信息詢問(wèn)設(shè)備的裝置的方法，由該裝置通過(guò)詢問(wèn)臺(tái)的無(wú)線信號(hào)向應(yīng)答臺(tái)提供必要的能量，能量和數(shù)據(jù)傳輸以電容或電感方式進(jìn)行，其特征在于，可導(dǎo)電材料按照權(quán)利要求1至3進(jìn)行噴鍍。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行噴鍍。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，對(duì)導(dǎo)電材料通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法進(jìn)行噴鍍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無(wú)線信息詢問(wèn)設(shè)備的裝置及其制造方法，在應(yīng)答臺(tái)和詢問(wèn)臺(tái)之間以電容或電感方式傳輸能量和數(shù)據(jù)。電容和電感緊密耦合在一起，電容由高阻抗的、可導(dǎo)電材料制成。
文檔編號(hào)H04B5/00GK1134766SQ95190814
公開日1996年10月30日 申請(qǐng)日期1995年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月13日
發(fā)明者格哈德·克契奧夫 申請(qǐng)人:道爾瑪有限公司和兩合公司