CN103125082B - 用于通过无线电连接无线耦合无线电设备的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过无线电连接无线耦合无线电设备（111）的装置，其中所述装置具有用于贴靠无线电设备（111）的贴靠面（119），所述装置具有一个天线，以便建立和保持所述无线电设备的无线耦合，或者具有多个彼此并排定位并且可选择性地运行的天线（217a，217b），以便建立和保持无线电设备（111）的无线耦合，所述贴靠面（119）具有一个围绕垂直于贴靠面（119）延伸的旋转轴线（18）旋转对称的凹槽（117），使得具有配合到凹槽（117）中的凸起（204）的无线电设备（111）能够在相对于旋转轴线（18）的不同旋转位置上运行与所述一个天线或所述多个天线中的一个天线（217）的无线电连接，替代地，不配合打凹槽（117）中但贴靠在贴靠面（119）上的无线电设备能够以任意定向和任意位置位于通过贴靠面（7）和装置限界的空间内并且能够分别运行与所述一个天线或所述多个天线中的一个天线（217）的无线电连接。所述装置具有用于产生电磁场的初级侧的充电线圈（2），所述电磁场可由无线电设备（111）的次级侧的充电设施（230）接收并且可用于无线电设备的能量存储器（114）的充电。初级侧的充电线圈（2）如此相对于旋转轴线（18）定向，使得由初级侧的充电线圈（2）产生的电磁场的磁通密度在旋转轴线（18）的方向上最大。所述一个天线或所述多个天线（217）分别通过至少一个导电层构成，所述导电层由载体（205）承载，所述载体由非导电材料制成，其中所述层沿着贴靠面（119）延伸。所述多个天线的至少一部分的导电层设置在与充电线圈（2）相比相对于贴靠面的更小或相同的距离上，并且所述一个天线所述多个天线（217）中的第一天线设置在旋转轴线的区域（18）中用于建立和保持无线电连接，使得当无线电设备贴靠在贴靠面上并且无线电设备的无线电天线与旋转轴线（18）交叉时，通过所述天线或所述第一天线可运行与无线电设备的无线电连接。

Description

用于通过无线电连接无线耦合无线电设备的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于无线电设备、尤其是移动电话通过无线电连接无线耦合到尤其机动车的设施上或静止的无线电设施上的装置。此外，本发明涉及一种用于通过无线电连接耦合无线电设备的相应方法和用于制造所述装置的方法。
背景技术
所述耦合尤其用于通过在大约500MHz和3GHz之间的移动无线电频率范围中的无线电波传输的无线电信号。通过所述耦合尤其能够实现，在机动车内建立与机动车的外部天线的线路连接，其又能够建立并且保持与移动无线电网络的无线电连接。但所述耦合还能建立与其他设施——例如在机动车内与用于移动电话的免提通话设施的连接。
“无线电设备”理解为在其运动期间能够通过无线电接口与位于远处的站进行通信的设备。所述设备不必(但在移动电话中是这种情况)具有键盘并且既适于发送操作又适于接收操作。例如，所述无线电设备可以涉及移动紧急情况发送器，其在按下按键时发送紧急信号至所述站。其他无线电设备——本发明能够为其提供无线耦合，例如是通过线路连接的接口与设备——例如计算机连接并且具有无线电发送器的所谓的棒(Stick)，以便由此将所述设备与无线电接收器或无线电网络连接。这样的棒最近尤其用于与UMTS(UniversalMobileTelecommunicationSystem：通用移动通信系统)无线电网络的连接。但这类棒也用于与其他无线电网络的连接。尤其是这类棒以及移动电话和其他无线电设备例如可以在建筑物内借助根据本发明的装置耦合至通向静止的设施(例如具有放大器的有效率的无线电天线)的线路上。
WO2007/118694A1说明了一种用于将移动电话耦合到机动车的设施上的装置，其中所述移动电话无线耦合到机动车的天线结构上。所述天线结构可以是螺旋形的天线。通过天线结构具有在尺寸变化时保持不变的形状并且对于不同的信号频率分别存在天线结构的结构元件，能够实现宽带的耦合，也就是说，能够在宽的频率范围中传输无线电波。所述天线结构可以是平的、基本上二维的结构，其中移动电话位于相对于天线结构的短间距上并且因此位于天线结构的近场中。
除了螺旋形的天线结构以外，根据本发明的装置具有以上所述的特征。此外，无线电设备在耦合期间可能所在的空间在本发明中也可以如在WO2007/118694A1中描述的那样构造，例如构造为槽状空间。
在WO2007/118694A1中，在保持装置的实施例方面提到一种用于感应地(无线地)给能量存储器充电的设施，所述能量存储器是移动电话的一部分。
“感应充电”理解为，能量以电磁波或电磁场的形式传输到电子设备并且在那里例如由线圈或天线接收并且引入能量存储器中。
电子设备和机动车的设施之间的无线电连接可以用于不同目的。还可以至少暂时并行地构造和运行多个这样的无线电连接。如已经在WO2007/118694A1中描述的那样，无线电连接中的一个用于将无线电设备的无线电天线耦合到机动车天线上。由此能够显著改善与机动车外部的站的无线电连接的质量。另一类无线电连接是用于无线电设备的运行、尤其是控制的无线电连接。例如，免提通话设施可以通过无线电连接或者无线电接口与无线电设备连接。
在移动电话位于机动车中并且通过无线电与机动车的设施连接期间，机动车可以运动。如果没有规定特殊的措施，无线电设备也可以相对于用于耦合的装置运动。此外，应尽可能使不同的无线电设备借助同一装置并且尽可能在不使用特殊的、与所述设备匹配的适配器的情况下耦合。例如应能够实现，耦合智能电话和可选地很小的移动电话。在此，应能够实现电子设备的能量存储器的感应充电、即无线充电。
电子设备相对于产生电磁场用于给能量存储器充电(初级侧)的充电设施的位置对于有效的、感应的能量传输并且因此对于能量存储器的快速充电是决定性的。另一方面，所述装置的用户的期望是，不必借助特殊的手指灵活性将无线电设备置于特殊的位置中。相反，用户想要尽可能以简单的方式将电子设备置于所述装置中。
DE102009033751A1说明，在用于无线耦合的装置中，设有基本上水平延伸的表面，无线电设备可以放置在所述表面上，以进行耦合，也就是说，不仅用于无线电连接的建立而且用于感应充电。所述装置具有用于支承电子设备的支承面，使得所支承的电子设备通过无线电连接耦合或者至少在所支承的位置上可建立无线电连接。为了使移动电话即使在外力的作用下(如在机动车加速或减速时可能出现的外力)保持在最佳位置中，支承面具有一个围绕垂直于支承面延伸的轴线旋转对称的凹槽，无线电设备的相应于旋转对称的凹槽成形的凸起配合到所述凹槽中。
因此，DE102009033751A1能够实现将无线电设备保持在用于感应充电的最佳位置中。然而旋转对称的凹槽限制了在可能位置的较宽区域内的任何位置上设置并且无线地耦合无线电设备的可能性。如果至少暂时不需要或者不想感应充电，则旋转对称的凹槽妨碍了用户的操作。然而，如果无线电设备仅仅在一侧上具有相应于旋转对称的凹槽的凸起，则无线电设备可以借助于它的其他侧支承并且在定位方面免受限制。还可以支承完全不具有旋转对称的凸起的无线电设备。
此外，在所谓的初级侧产生电磁场的充电线圈与天线干扰，所述电磁场在无线电设备侧(次级侧)通过感应产生电压，所述天线用于无线电设备通过无线电连接的无线耦合。尤其通过充电线圈增大了衰减，无线电连接在次级侧上的天线与次级侧上的无线电设备的无线电天线之间的无线耦合时经受所述衰减。这也适用于充电线圈不运行时。
发明内容
本发明的任务是，说明上述类型的装置和方法，所述装置和所述方法允许用户以简单的方式无线耦合无线电设备，其中不仅应能够实现在存在无线耦合期间给无线电设备感应充电而且能够实现放弃充电。
为了解决而建议与以上所述的支载面类似地存在至少一个用于贴靠无线电设备的贴靠面。如果贴靠面在大致水平的方向上延伸，则其涉及支承面。然而，所述贴靠面也可以大致垂直地或者以其他方式延伸，并且无线电设备在这种情况下例如由压紧装置压紧在贴靠面上。优选地，贴靠面是平坦的。所述无线电设备尤其可以涉及具有电路板的无线电设备，在所述电路板上设置尤其是作为带状导体的一个无线电天线或者多个无线电天线。此外，通常存在一个接地面，使得在电路板的一侧上的一个或多个无线电天线的方向特性不同于电路板的另一侧上的天线的方向特性。在电路板的一侧上，天线的灵敏度或者由天线发射的电磁波的强度大于另一侧上。例如在移动电话中如此设置电路板，使得当用户将电话拿在手里并且在此将其置于用户的耳朵附近以便能够进行通话时，波的灵敏度/强度在背向用户耳朵的一侧上大于在面向耳朵的一侧上。在相应于电路板的第一侧和第二侧的半空间的过渡处通常存在所发射的波的灵敏度/强度的局部最小值。这种无线电设备优选如此贴靠在贴靠面上，使得具有所发射的电磁波的更大灵敏度/强度的一侧朝向所述贴靠面。如果贴靠面是平坦的，则电路板尤其可以平行于或大致平行于(例如最大在3°的角度下)贴靠面延伸。
贴靠面如在DE102009033751A1中那样还相应地具有旋转对称的凹槽并且设有初级侧的充电线圈用于无线电设备的能量存储器的感应充电。在此，磁通密度在旋转轴线的方向上最大。“旋转对称”理解为，所述凹槽通过围绕其旋转轴线的假想的或者真正的旋转可以相同或几乎相同地成像到自身，其中所述旋转不是完整的转动。例如规则的多边形、五边形、六边形等等相应于所述定义。但更特殊地，“旋转对称”也理解为，所述凹槽能够通过以任意角度围绕其旋转轴线的假想旋转成像到其自身上。所述凹槽在这种情况下因此具有圆形的外轮廓。
然而，所述装置此外还具有至少一个天线(也可以称作耦合天线)，以便无线地耦合无线电设备。所述至少一个天线具有形成天线结构的导电层，以便能够实现无线耦合。所述导电层由载体承载、沿着贴靠面延伸并且优选设置成比充电线圈更靠近贴靠面，所述载体由非导电材料制成。充电线圈优选设置成不比一个或多个天线的最接近的导电区域更靠近贴靠面。因而，在例如其大面积的表面大致平行于贴靠面延伸的板状载体中，如在印刷电路板的情况下那样，优选的是，充电线圈不作为分立部件设置在载体的更接近贴靠面的表面上。在一个构型中，充电线圈作为印制导线装置设置在更近的载体表面上。在另一个构型中，充电线圈作为分立部件设置在更接近的载体表面中的凹槽(例如铣槽)中。通过充电线圈从较近的载体表面来看在贴靠面的方向上不比一个天线或多个天线延伸得更远，所述天线能够设置在相对于贴靠面的特别小的间距上，例如在2mm到8mm、尤其是2mm到5mm的间距上。由此能够实现与无线电设备的无线电天线的良好耦合。鉴于在无线电天线的当今常见构造形式中——例如在移动电话中已经通过操作人员的手或手指引起与无线电站和/或天线的耦合中的变化的事实，所述一个或多个耦合天线的特别近的布置很有利。因此，优选地，导电层与充电线圈相比在相对于贴靠面的相同间距上或者更小间距上延伸。当在此提及充电线圈和天线相对于贴靠面的距离时，不考虑凹槽。因此，如果例如贴靠面除凹槽以外是平坦的，则考虑相对于平坦的贴靠面的平面的间距。
一个天线或多个天线能够分别通过多个这种导电层构成，其中这些层中的多个一起形成天线结构。所述载体尤其可以是板状的载体(例如上述电路板)，在其一侧上设有所述一个或多个天线的导电层并且在其相对置的、离贴靠面更远的一侧上设有充电线圈。例如，所述至少一个天线的一个或多个导电层可以在以下空间区域中延伸：所述空间区域通过两个与贴靠面平行的、相互平行的平面限定。
尤其可能的是，天线(即耦合天线)中的多个彼此并排地定位，并且所述天线选择性地运行，以便建立和保持无线电设备的无线耦合。这尤其能够实现将无线设备以任何位置和定向贴靠在贴靠面上并且分别通过所选择的无线电天线以小的衰减来运行无线电连接。然而还可能的是，这借助于一个唯一的天线实现。
通过所述至少一个天线的导电层比充电线圈更靠近贴靠面，能够在所述至少一个天线和无线电设备的无线电天线之间运行近场耦合，即使当无线电天线位于旋转对称的凹槽的旋转轴线的区域内时，所述近场耦合仅仅轻微地受充电线圈影响。如果能量存储器不是感应地充电——也就是说，充电线圈是无电流的，则这尤其适用。尤其是甚至所述多个天线中的一个或者所述一个天线可以位于充电线圈和无线电设备的无线电天线之间。因为天线通过导电层构成，所述导电层通常(如印刷电路板上的电印制导线是这种情况)是薄的，所以所述装置的这样定位的天线不显著地阻止感应充电。其原因在于，所述层可以由为了感应充电的目的而产生的磁场穿过。而优选地，凹槽的旋转轴线穿过天线结构的区域，在所述区域中没有所述层的导电材料。此外优选地，如果不运行设置在充电线圈和无线电天线之间的天线但通过充电线圈发生感应充电，则所述天线不与参考电势(例如接地)连接。
因此可能的是，在由所述装置定义的空间内在任意位置或者定向上与贴靠面接触地定位无线电设备，并且此外在此或者实施或者不实施感应充电。在任何情况下，无线电设备的无线电天线可以无线耦合到所述装置的天线或者所述装置的一个所选择的天线上，并且通过所述耦合运行无线电连接。在此，耦合衰减可以根据无线电设备的定向和定位以及根据是否感应充电而波动。然而优选地，所述一个或多个天线被如此构造，使得用户的耦合衰减在无线电设备正常运行期间不导致质量损失。基于不同的定位和定向，耦合衰减的波动尤其应比在不同的商业常用的移动电话分别贴靠在尽可能最好的位置和定向上时出现的耦合衰减的变化更小。
在无线电设备通过无线耦合运行时不出现质量损失的情况下，如上所述那样可能波动的耦合衰减基本上称作相同的耦合衰减。当通常在移动电话上以最多六个级别显示的信号强度位于同一级别中或者两个级别的临界区域中时，耦合衰减尤其基本上相同。
替代地，在无线电设备贴靠在贴靠面上期间，在无线电设备的可能的位置和定向的整个区域上不超过耦合衰减的预给定的最大值。所述最大值尤其可以参考确定的无线电设备类型预给定。对于不同的类型可以预给定不同的最大值。
尤其建议以下：用于通过无线电连接无线耦合无线电设备、尤其是移动电话的装置，尤其是耦合到机动车的设施上或静止的无线电设施上，其中
-所述装置具有用于贴靠无线电设备的贴靠面，
-所述装置具有一个天线，以便建立和保持所述无线电设备的无线耦合，或者具有多个彼此并排定位的天线，这些天线可选择性地运行，以便建立和保持所述无线电设备的无线耦合，
-贴靠面具有一个围绕垂直于贴靠面延伸的旋转轴线旋转对称的凹槽，使得具有配合到所述凹槽中的凸起的无线电设备能够在相对于旋转轴线的不同旋转位置上运行与所述一个天线或所述多个天线中的一个天线的无线电连接，替代地，不配合到凹槽中但贴靠在所述贴靠面上的无线电设备能够以任意的定向和任意的位置位于通过所述贴靠面和所述装置限界的空间内并且能够分别运行与所述一个天线或所述多个天线中的一个天线的无线电连接，
-所述装置具有用于产生电磁场的初级侧的充电线圈，所述电磁场可由无线电设备的次级侧的充电设施接收并且可用于无线电设备的能量存储器的充电，
-初级侧的充电线圈如此相对于旋转轴线定向，使得由初级侧的充电线圈产生的电磁场的磁通密度——与平行轴线的磁通密度相比在旋转轴线的方向上最大，
-所述一个天线或所述多个天线分别通过至少一个导电层构成，所述导电层由载体承载，所述载体由非导电材料制成，其中所述层沿着贴靠面延伸，
-所述多个天线中的至少一部分的导电层设置在与充电线圈相比相对于贴靠面的更小或相同的间距上，以及
-用于建立和保持与无线电设备的无线电连接的所述一个天线或所述多个天线中的第一天线设置在旋转轴线的区域中，使得当贴靠在贴靠面上的无线电设备的无线电天线与旋转轴线交叉时，通过所述一个天线或所述第一天线本身可运行与无线电设备的无线电连接。在这种情况下，关于耦合衰减适用：
a.当无线电设备同样贴靠在所述贴靠面上但不同地定位和/或定向时，所述无线电连接基本上经受与无线电设备的无线电天线与所述一个天线或所述多个天线中的另一个所选择的天线之间的相应其他无线电连接相同的耦合衰减，
b.无线电连接的耦合衰减不超过在无线电设备贴靠在所述贴靠面上期间对于无线电设备的可能的位置和定向的整个区域预给定的最大值。
所基于的思想是，通常如此构造具有次级侧的充电设施的无线电设备，使得如果无线电设备的凸起配合到凹槽中，或者换句话说，如果次级侧的充电设施相对于初级侧的充电线圈最佳地设置和定向，则无线电设备的无线电天线远离旋转轴线。但当不想给无线电设备充电时，它可以以几乎任意位置和定向位于通过所述装置定义的空间区域内并且在此贴靠在贴靠面上。在此可能发生：无线电设备的无线电天线设置在整个可能的区域的空间子区域中，在充电过程期间在次级侧的充电设施的最佳定向时所述次级侧的充电设施设置在所述空间子区域中。在观察所述装置时，忽略充电设施和无线电天线与贴靠面的不同距离，也就是说，例如考虑贴靠面的俯视图。
因此，尤其关于在无线电设备的无线电天线为一方与所述一个天线或所述多个天线中的一个天线为另一方之间的可能的无线电连接的耦合衰减适用以下：
a.当无线电设备贴靠在贴靠面上时，无线电天线与所述一个天线或所述多个天线中的另一个天线之间的无线电连接在无线电设备相对于所述装置的任意位置和/或定向的情况下基本上经受相同的耦合衰减，而与凸起是否配合到凹槽中无关，和/或，
b.无线电连接的耦合衰减不超过在无线电设备贴靠在贴靠面上期间对于无线电设备的可能的位置和定向的整个区域预给定的最大值，而与凸起是否配合到凹槽中无关。
相应的也适用于以下方法(运行和/或制造)。
此外，建议了一种用于通过无线电连接无线耦合无线电设备、尤其是移动电话的方法，尤其是耦合到机动车的设施上或者静止的无线电设施上，其中，
-将无线电设备贴靠在贴靠面上，
-所述贴靠面具有一个围绕垂直于贴靠面延伸的旋转轴线旋转对称的凹槽，其中为了将无线电设备贴靠在贴靠面上，将无线电设备的凸起置于凹槽中，并且调整相对于旋转轴线的多个可能的不同旋转位置中的一个，或者替代地，将所述无线电设备或者另一个无线电设备以任意定向和任意位置在通过贴靠面和可选地通过耦合装置的其他部分限界的空间内贴靠在贴靠面上。
-在所贴靠的无线电设备的无线电天线与设置在贴靠面上的天线之间运行一个无线电连接，或者在所贴靠的无线电设备的无线电天线与一个所选择的天线之间运行一个无线电连接，所选择的天线从多个沿着贴靠面彼此并排定位的天线中选出，其中在其他旋转位置上或在其他定向和位置上可运行并且必要时运行在所述无线电天线与所述天线之间或在所述无线电天线与所选择的天线或另一个所选择的天线之间的一个无线电连接，
-在无线电设备的凸起设置在凹槽中期间，在运行无线电连接期间无线电设备的次级侧的接收设施由所述装置的初级侧的充电线圈通过电磁场感应地供给能量，其中初级侧的充电线圈如此相对于旋转轴线定向，使得由初级侧的充电线圈产生的电磁场的磁通密度——与平行的轴线的磁通密度相比——在旋转轴线的方向上最大，
-如果无线电设备的接收设施没有由所述装置的初级侧的充电线圈通过电磁场感应地供给能量，并且如果无线电设备的无线电天线位于旋转轴线的区域中，则通过唯一的天线运行无线电连接或选择多个天线中的一个所选择的天线来运行无线电连接，其中所选择的天线同样位于旋转轴线的区域中，其中，
a当无线电设备同样贴靠在所述贴靠面上但不同地定位和/或定向时，所述无线电连接基本上经受与无线电设备的无线电天线与所述天线或所述多个天线中的另一个所选择的天线之间的相应其他无线电连接相同的耦合衰减，和/或，
b.无线电连接的耦合衰减不超过在无线电设备贴靠在所述贴靠面上期间对于无线电设备的可能的位置和定向的整个区域预给定的最大值。
此外，建议了一种用于制造用于通过无线电连接无线耦合无线电设备、尤其是移动电话的方法，尤其是耦合到机动车的设施上或者静止的无线电设施上，其中，
-设置用于贴靠无线电设备的贴靠面，
-设置一个天线，以便建立和保持无线电设备的无线耦合，或者沿着贴靠面设置多个彼此并排定位的天线，这些天线可选择性地运行，以便建立和保持无线电设备的无线耦合，
-在贴靠面上设置一个围绕垂直于贴靠面延伸的旋转轴线旋转对称的凹槽，使得具有配合到所述凹槽中的凸起的无线电设备在相对于旋转轴线的不同旋转位置时能够运行与所述一个天线和所述多个天线中的一个天线的无线电连接，替代地，不配合到凹槽中但贴靠在所述贴靠面上的无线电设备能够以任意的定向和任意的位置位于通过所述贴靠面以及通过所述装置限界的空间中，并且能够分别运行与所述一个天线或所述多个天线中的一个天线的无线电连接，
-设置初级侧的充电线圈，用于产生电磁场，所述电磁场可由无线电设备的次级侧的充电设施接收并且可用于无线电设备的能量存储器的充电，
-如此相对于旋转轴线定向初级侧的充电线圈，使得由初级侧的充电线圈产生的电磁场的磁通密度——与平行的轴线的磁通密度相比——在旋转轴线的方向上最大，
-所述一个天线或所述多个天线分别通过导电层构成，所述导电层由载体承载，所述载体由非导电材料制成，
-所述多个天线中的至少一部分的导电层设置在与充电线圈相比相对于贴靠面更小或相同的间距上，以及
-用于建立和保持与无线电设备的无线电连接的所述一个天线或所述多个天线中的第一天线设置在旋转轴线的区域中，使得在无线电设备贴靠在贴靠面上期间，通过所述天线或所述第一天线可运行与无线电设备的无线电连接，其中无线电设备的无线电天线与旋转轴线交叉，其中，
a.当无线电设备同样贴靠在所述贴靠面上但不同地定位和/或定向时，所述无线电连接基本上经受与无线电设备的无线电天线与所述一个天线或所述多个天线中的另一个所选择的天线之间的相应其他无线电连接相同的耦合衰减，和/或，
b.无线电连接的耦合衰减不超过在无线电设备贴靠在所述贴靠面上期间对于无线电设备的可能的位置和定向的整个区域预给定的最大值。
旋转对称的凹槽尤其可以具有在DE102009033751A1中描述的特征。
贴靠面优选由塑料构成，所述塑料使设备表面的滑落变得困难但不完全阻止所述设备表面的滑落，从而当贴靠面大致在水平方向上延伸时，电子设备的凸起还可以再次滑到所述凹槽中。
优选地，初级侧的充电线圈与检测设备组合，所述检测设备被构造用于检测所述充电线圈发射电磁功率，所述电磁功率由无线电设备的次级侧的设施接收并且转换成电功率。例如，检测设备在这种情况下可以产生一个信号，所述信号导致光学的和/或声学的显示。因此，用户可以获知能量存储器的充电起作用。检测设备能够测量或者以本身已知的其他方式检测例如由充电线圈吸收的电功率。
用于无线电设备的能量存储器的感应充电的设施具有初级侧的充电线圈。然而，为了不增加所述装置的所述一个天线或所述多个天线中的一个天线与无线电设备的无线电天线之间的相应无线电连接的耦合衰减，充电设施优选除了可能的线圈线路材料和其电连接端子以外不具有额外的永磁材料或铁磁材料。优选地，线圈线路材料和其电连接端子也不是永磁的或铁磁的。除了基于电流产生场的真正充电线圈以外，充电设施不具有在次级侧实现的效应方面磁性地或者通过电流改变所述场的其他材料，所述场在无线电设备的次级侧的接收设施中感应出电压。
所述充电线圈例如可以涉及(例如由铜线制成的)一个唯一的电线路的绕组或者多个平行电线路的绕组。所述绕组尤其大致圆形地围绕旋转轴线延伸。
为了一方面能够实现无线电设备的能量存储器的有效且快速的充电并且另一方面不与所述一个天线和所述多个天线中的一个天线为一方和无线电设备的无线电天线为另一方之间的无线电连接干扰，优选地，通过施加和运行具有以下频率的交流电压来运行充电线圈：所述频率位于用于移动电话的最小可能无线电频率的至少十分之一以下。因此，充电线圈的交流电压的频率优选最高是50MHz。此外，应注意在电磁场产生方面的法律规定。因此，所述频率位于例如1kHz和10kHz之间的范围中。而在相应的构型中能够实现：即使在更高的频率下也不低于用于发射电磁射束的极限值。
无线电设备应尽可能贴靠在贴靠面上基于无线电设备的尺寸而可能的所有位置上。在此，耦合衰减应尽可能不依赖于地点或者至少数量级不变。另一个值得期待的特性是宽带的耦合行为，其可在小的耦合衰减的情况下尽可能同样超过整个平坦的表面实现。因此，在实践中能够实现在不同的频率范围中耦合无线电设备。那么此外还能够实现有效地耦合具有非常不同尺寸的无线电设备。那么，具有与载体表面相比较小尺寸的无线电设备能够在相对较大的区域上以不同位置和不同定向设置在贴靠面上。更大的无线电设备的位置和定向可以至少在更小的范围上变化。
通过不同的位置和定向，例如对于移动电话，移动电话天线在例如平坦的贴靠面上所在的地点改变。因此目标是，如此实施所述天线，使得无线电设备在所有可能的位置上和在所有可能的定向时的耦合较小和/或尽可能少变化。
平面的(层状的)天线结构尤其能够如本身在印刷电路板中已知的那样制造。
替代地或附加地，所述天线具有导电条带，所述导电条带施加在由非导电材料制成的板状的载体上。在这种情况下涉及所谓的带状天线。所述层然后条带状地结构化。这能够实现一方面具有在频率和耦合衰减方面所期望的耦合特性的构造和另一方面从无线电设备角度来看在一个位置上并且以一个定向设置充电线圈，其中旋转轴线穿过不具有天线的导电材料的区域。
以下是天线结构的构型。首先描述具有两个不同导电层的结构。然而替代地，所述装置可以具有多个这种天线结构，其中例如在所述两个层的平面中存在其他导电面，所述导电面属于不同的天线结构。然后描述具有至少一个导电层的结构。所述装置可以例如在一个或不同的平面内具有多个这种结构。
根据第一构型，电绝缘性的载体具有平坦的第一表面和位于载体的相对置的一侧上的、平行于第一表面延伸的、平坦的第二表面。在第一表面上施加导电层，所述导电层在天线运行时作为耦合天线发射无线电波到无线电设备的无线电天线和/或从其接收无线电波并且由此耦合无线电设备。所述层具有第一面，所述第一面具有凸的外边缘。第一面通过实施为带状线路的、优选直的连接线路与用于连接高频线路的连接端子的第一接触部导电连接，所述连接线路是所述层的一部分，其中所述带状线路从凸的外边缘一直延伸至载体的边缘区域。在第二表面上施加第二导电层，所述第二表面具有第二面，所述第二面具有凸的外边缘。具有第二面的第二导电层的区域施加在第二表面的子区域上，其中从所述子区域来看在载体的相对置的一侧上带状线路施加在第一表面上。第二面与所述连接端子的第二接触部导电连接。
因此，在天线结构运行时，第一面和第二面分别用作另一面的接地面或基准面。此外，第二面用作带状线路的接地面。第一接触部和第二接触部与高频线路的分离的、相互绝缘的导体连接。
特别地，在第一或第二表面的俯视图中，第一和第二面的凸的外边缘朝向彼此。因此，在俯视图中在凸的外边缘之间存在一个区域，其中凸的外边缘之间的间距在所述区域中变化。换句话说，存在最短的间距，并且存在不同外边缘的其他点之间的间距线，其具有更大长度。
基于载体的相对置的侧上分别表示一个天线结构的两个不同面，在载体表面的大区域上能够实现与无线电设备的天线的无线耦合。尤其当第一面和第二面镜像对称地成形时(在载体的平坦表面之一的俯视图中观察，其中所述俯视图也考虑施加在下侧上的结构)，在镜像轴线的相对置的侧上分别具有一个区域，当无线电设备的天线设置在其上时所述区域在相同特性(频率范围以及耦合衰减)的情况下实现无线耦合。在此，其他面分别形成参考面，其中参考面同样经结构化并且通过这种方式在其上不存在以下区域：在所述区域中在显著增加的耦合衰减下发生耦合。因此，其结果是，载体表面上的一个大的面区域整体可供用于小的耦合衰减下的无线耦合。
在此，当无线电设备的天线定位在带状线路上时，带状线路不妨碍或不显著妨碍耦合。优选地，带状线路通过直线条带实现，所述直线条带在考虑载体材料的电特性和载体材料的尺寸以及带状线路的尺寸的情况下具有定义的、预给定的阻抗，例如50Ω。
在一个构型中，第一面和/或第二面具有一个封闭的、环绕的、凸的外边缘，然而，所述外边缘可选地通过至少一个窄的、留空的条带中断。然而，基本上所述外边缘是封闭环绕的。例如，环绕的面是圆、卵形或椭圆。通过面和所属参考面的所选择的形状，在至少一个宽的频率范围上实现小的耦合衰减。此外，在所述宽的频率范围中仅仅产生小的阻抗变化。因此，所述装置可以称作宽带的。因此，在相对较大的频率范围中实现无线电波方面的谐振。在此，面的内部尺寸决定以下波长并且因此决定以下频率：在所述波长和所述频率下能够实现低损耗的耦合。
优选地，第一面和/或第二面在载体的第一表面或第二表面的俯视图中相对于对称轴线对称地成形。在此，当带状线路实施为直的带状线路时，对称轴线尤其在带状线路的纵轴线的方向上延伸。“纵轴线”理解为带状线路的纵向上和带状线路的中心上的轴线。施加在载体的相对置的第二表面上的第二面在此具有一个对称轴线，所述对称轴线平行于带状线路的纵轴线延伸。例如，对称轴线能够通过在垂直方向上将带状线路的纵轴线移动到第二表面上得到。第一面和/或第二面的这种对称构造导致：能够在横向于对称轴线的方向上移动无线电设备的天线，并且在此基本上保持相同的耦合特性。
在一个优选扩展方案中，在对称成形的面内，从面的导电材料中留空两个平行于纵轴线延伸的条带，其中条带优选对称地在纵轴线的相对置的侧上延伸。通过这种留空的条带，提供了用于无线电波的额外的谐振，所述谐振导致天线结构即使在第二频带中在小的耦合衰减值的情况下也适合于耦合。
所述条带中的每一个尤其可以在其一个端部处在相对于所述面的凸的外边缘的一个间距上终止并且在其另一个端部处在相应于条带宽度的长度上中断面的封闭的、环绕的边缘。因此，在所述面内剩余连续的导电层。在此，留空的条带的宽度如此窄，使得在具有较小波长(也就是说，具有较大频率)的频带或者频率范围中条带对耦合衰减没有显著影响。换句话说，条带的宽度比无线电波的较小波长小很多，使得条带对于具有相对较小的波长的无线电波没有显著影响。与此相反，在显著较大的波长——也就是较小的频率下形成其他谐振，在所述其他谐振下留空的条带很重要。
在所述装置的一个变型方案中，第一面和第二面不施加在载体的相对置的侧上，而是施加在同一侧上，也就是说在平坦的第一表面上。两个面具有凸的外边缘。借助其凸的外边缘，所述面通过平衡不平衡转换器连接到高频线路上。通过这种方式，所述两个面形成偶极天线的不同极。它们通过平衡不平衡转换器同相控制。为了与高频线路的阻抗匹配，也可以使用具有引起阻抗变换的变换器的平衡不平衡转换器。
平衡不平衡转换器如描述的那样能够实现第一面和第二面布置在载体的同一表面上。由此简化了制造。无线电设备的天线也可以在相对于载体的表面的相同间距下恰好以相同的间距选则性地设置在第一面和第二面上。如果例如用于支承无线电设备的支承面以相对于载体的平坦的表面的恒定间距延伸，则当无线电设备天线或者设置在第一面上或者设置在第二面上时，无线电设备的天线相对于两个面的间距恰好相同。
关于所述变型方案的构型和扩展方案，同样适用如对于以上所述的天线结构那样的情况，除了在第二面的相对置的侧上不存在带状线路。然而，所述平衡不平衡转换器分别通过一个短的带状线路与两个面的凸的外边缘连接。以上提到的纵轴线或者对称轴线在此例如在载体表面的中心中在载体的两个平行的外边缘之间延伸。
替代平衡不平衡转换器，第一面和第二面也可以直接与用于连接连接线路的连接端子的不同电接触部连接。
充电线圈优选设置在一个区域中，使得旋转轴线(也就是说具有最大磁通的轴线，见上)不穿过导电面中的任何一个。例如，充电线圈位于一个区域中，使得旋转轴线大致中心地穿过天线结构的两个导电面之间的自由空间。如优选地，如果凸的外边缘不是封闭地、环绕地构造——也就是说，第一面和/或第二面不是如在圆、卵形或椭圆的情况下那样具有封闭的、环绕的、凸的外边缘，则充电线圈也可以位于一个区域中，使得旋转轴线穿过不具有第一面和第二面的导电材料的区域，所述区域例如位于凹的外边缘和/或直的外边缘之间。
根据第二构型，建议另一种用于将无线电设备无线耦合到高频线路上的天线结构，其中，
-所述装置具有电绝缘的载体，所述载体具有至少一个平坦的第一表面，
-在第一表面上施加导电层，所述导电层在所述装置运行时作为耦合天线发射无线电波到无线电设备的无线电天线和/或从其接收无线电波并且由此耦合无线电设备，
-所述层具有第一面，所述第一面具有凸的外边缘和在凸的外边缘内延伸的凹的内边缘，使得凹的内边缘内的一个区域是留空的。
“凹的内边缘”理解为给内陷部或者延伸到由导电材料制成的面中的区域加边的内边缘，所述区域不通过导电材料构成。凸的外边缘和凹的内边缘至少通过其纵向延伸的一部分彼此并排地延伸，使得在它们之间形成导电层的条带形区域。
留空的区域能够由旋转轴线(在感应充电的情况下最大磁通的轴线)穿过。也已经表明，留空的区域不损害天线结构的良好的耦合特性。当以与以上所述类似的方式第一面通过实施为带状线路的、层的一部分的、直的连接线路与高频线路导电连接时(其中所述带状线路从凸的外边缘一直延伸至载体的边缘区域)，当电绝缘的载体具有位于载体的相对置的侧上的、平行于第一表面延伸的、平坦的第二表面时，并且当第二面作为第一层的接地面施加在第二表面的子区域上时(其中从所述子区域来看在载体的相对置的侧上带状线路施加在第一表面上)，这尤其适用。接地面例如可以是以上根据第一解决方案描述的、具有凸的外边缘的第二面，在所述情况下又存在凹的内边缘，使得凹的内边缘内的区域是留空的。“留空”理解为，所述区域不具有所述层的导电材料。然而，接地面也可以是不具有凸的外边缘的面，例如，替代地——在载体的第二表面的俯视图中观察——具有直的边缘，其垂直于施加在第一表面上的直的连接线路的走向延伸。
留空的区域尤其还可以用于设置用于与第一面的频率范围不同的第二范围中的无线电波的耦合的条带状的第二天线结构。在此，条带状的第二天线结构优选通过与第一面相同的连接端子与高频线路连接。第一面的连接点尤其可以位于凸的外边缘的对称轴线的一个点上。这不仅适于在此描述的解决方案和构型而且适于第一面具有凸的外边缘的其他构型。在第二天线结构的情况下，在留空的区域中，充电装置的旋转轴线优选既不穿过第一结构的导电材料也不穿过第二结构的导电材料。
留空的区域尤其用于在第二波长范围或者频率范围中实现耦合。条带状的第二天线结构在此特别良好地适用于与在具有凸的外边缘的第二面的情况下相比传输或者接收具有更大波长——也就是说更小频率的无线电波。原因是，即使条带的走向不是直线的，条带的长度对于待传输的或者待接收的波长而言也是决定性的。
当条带状的第二天线结构被构造为迷宫形的或者被构造为曲折形的时，特别良好地使用留空的区域。此外，第二天线结构不仅可以位于凹的内边缘内的留空的区域中，而且还可以在所述区域之外延伸到所述载体的平坦的表面上。尤其可能的是，条带状的第二天线结构具有纵向区段，所述纵向区段从第一面的留空的区域延伸到载体的第一表面的以下区域中：所述区域位于第一面的凸的外边缘之外。由此增大了第一表面的面积，通过所述面积能够在良好的耦合质量下实现与无线电设备的天线的耦合。尤其当通过第一面在外边缘之间的宽度形成的第一天线结构宽度小于载体的宽度时，在凸的外边缘之外的区域能够用于所述纵向区段或者用于条带状的第二天线结构的不同纵向区段。但如果第二天线结构不在留空的区域内延伸，则在凸的外边缘之外的区域也可以用于第二天线结构。
一般来说优选地，天线结构耦合天线结构的近场中的无线电设备。
以下装置使用以上所述的装置的耦合天线中的尤其至少一个。所述装置解决以下问题：能够在载体的表面上的尽可能大的区域中实现具有小的耦合衰减的无线电设备耦合。
以下描述的装置的基本思想是使用多个天线，所述多个天线被选择性地运行，以便建立和保持无线电设备的无线耦合。
所述天线中的每一个可以具有一个或多个天线结构。所述天线彼此并排地设置。因此，可能的是，无线电设备位于不同的位置上和/或不同地定向，但所述天线中的一个或多个能够在小的耦合衰减下实现无线电设备的无线耦合。建议分别选择多个天线中的以下天线：通过所述天线，与无线电设备的无线电天线的无线电连接经受最小的耦合衰减。
具有多个天线的装置允许优选在用于容纳无线电设备的有限空间内任意地定位和/或定向无线电设备，但通过所述天线中的至少一个在小的衰减下建立无线耦合。建议所述装置具有：
-多个天线，所述多个天线选择性地可运行用于无线电设备的无线电天线的无线耦合，其中所述天线尤其如此彼此并排设置，使得无线电设备在通过所述装置限定的区域内以相对于多个天线的任意位置和/或定向分别在一个位置和定向上，在所述位置和定向上所述天线中的一个或多个相邻天线为一方与无线电设备的无线电天线为另一方之间的无线电信号传输与其他天线与无线电设备的无线电天线之间相比遭受更小的衰减，其中所述衰减尤其分别位于预先确定的最大值以下，
-一个多路转换开关，所述多路转换开关具有用于与外部的连接线路连接的第一高频信号连接端子并且所述多路转换开关连接到所述装置的多个内部连接线路上，通过所述内部连接线路所述多路转换开关分别与所述天线中的一个或者多个相邻天线连接，其中高频信号连接端子通过多路转换开关的转换选择性地可与所述内部连接线路中的一个或者与内部连接线组连接。
-一个检测器，所述检测器被构造用于检测从所述天线中的一个或者从所述天线中的多个通过多路转换开关传输到高频信号连接端子的高频信号的信号强度，
-一个控制器，所述控制器与检测器连接并且被构造用于如此转换所述多路转换开关，使得具有与无线电设备的最低衰减的无线电连接的所述一个天线或所述多个天线——也就是说，传输具有最大信号强度的高频信号到多路转换开关的所述一个天线或所述多个天线——与所述高频信号连接端子持久地连接。
尤其低于通过所述装置限定的整个区域(例如，无线电设备贴靠在贴靠面上所在的区域)中的衰减的最大值，其中局部地——也就是说在确定的位置/定向上存在衰减的最小值。然而，不需要找到这些最小值，因为所述最大值优选相应于足够小的衰减，以便在区域中的任何地方确保良好的耦合。最大值取决于无线电设备的无线电天线的特性和所述装置的天线的特性以及取决于至少无线电设备的尺寸。所述尺寸影响无线电天线与所述装置的天线的最小距离。当低于所述最大值时，尤其当无线电设备向外移动越过贴靠面的边缘时，离开所述区域。
尤其无线电设备通过沿着多个天线移动可分别进入以下位置和定向中：在所述位置和定向中无线电信号传输满足所提到的条件之一。
优选地，多路转换开关在每个开关位置上仅仅与所述装置的所述天线中的一个连接。即使所述天线中的多个的衰减同样低，通过所述天线中的一个的耦合便足够了。因此，可以舍弃以下备选方案：所述开关通过转换将高频信号连接端子选择性地与内部连接线路组连接。
优选地，所述天线分别具有导电的条带，所述导电的条带施加在由非导电的材料制成的板状的载体上。以上所述的耦合天线尤其适合作为彼此并排设置的天线。优选地，在此所述装置的各个天线以同样的方式构造，尤其是相同地成形。但所述装置的天线可以不同地定向。
多路转换开关能够将所述天线选择性与高频信号连接端子连接，外部的连接线路可连接到所述高频信号连接端子上。为了选择多路转换开关的尽可能最好的开关状态，所述装置具有检测器，如上所述。检测器尤其可以位于多路转换开关的一侧上，高频信号连接端子也位于所述一侧上。还有可能的是，在将多路转换开关与各个天线连接的内部连接线路之一中分别设置一个检测器。然而，在这种情况下由检测器提供的信号在由检测器提供的检测结果方面可能不是无限制地可比较的。用于多个检测器和其信号技术连接的开销也更大。
因此优选地，控制器能够一起考虑：多路转换开关位于哪个开关位置上，也就是说，所述内部连接线路中的哪一个接通至高频信号连接端子。借助所述信息控制器能够识别：由检测器产生的哪个检测信号属于哪个开关位置。
优选地，一次性地——每当无线电设备已经设置在所述装置的区域中时，或者重复地(例如，以有规律的时间间隔)通过转换多路转换开关的所有可能的开关状态——也就是说通过所述天线中的每一个依次与高频信号连接端子的连接来求得通过哪个天线能够实现与无线电设备——也就是说与其无线电天线的尽可能最好的无线耦合。优选地，在所述测试期间或者在所述检测阶段期间如此运行无线电设备，使得所述无线电设备在发送无线电信号时应用在时间上不变的信号强度。替代地或附加地，如此快速地实施所述测试，使得由无线电设备发送的无线电信号的信号强度不显著改变。其所基于的知识是，在无线电设备的确定的位置和定向下，对于与不同天线的无线耦合存在的不同耦合衰减十分不同。
在检测阶段之后或者在测试之后，控制器选择多路转换开关的以下开关状态：在所述开关状态下存在最小的耦合衰减，也就是说，检测器对于所述开关状态已经检测到最大的信号强度。控制器相应地控制多路转换开关并且建立所述最佳的开关状态。随后至少在比测试所需长得多的时间间隔上保持所述开关状态，用于无线电设备的运行。因此，所述时间间隔可以称作“持久”。
所述检测器例如涉及商业上常用的部件。关于这种商业上常用的高频信号检测器的构造参考专业文献，例如参考BurkhardSchiek所著的《GrundlagenderHochfrequenz-Messtechnik》(图1.25：具有强制匹配电阻的检测器)。该书具有ISBN978-3-540-64930-4。相应地，为了检测可以使用例如肖特基二极管。
用于感应充电的装置可以如同在DE102009033751A1中那样构造。
附图说明
现在参考附图说明本发明的实施例。所述附图的各个图示意性地示出：
图1示意性地示出载体的侧视图，在所述载体的位于载体的相对置的侧面上的平坦的表面上分别施加导电的平面结构，其因此分别位于一层内，其中在载体的上表面上方在支承装置上设置无线电设备，使得在无线电设备的天线与施加在载体的表面上的天线结构之间能够在天线的近场内发生耦合，其中无线电设备的无线电天线的天线信号通过天线结构传输到高频线路和/或相反，
图2示出印刷电路板的俯视图，在所述印刷电路板的上侧上施加第一导电面作为天线结构，其通过带状线路电连接，其中在印刷电路板的下侧上与第一面对称地设置由导电材料制成的第二面作为第二天线结构，其中第一面和第二面彼此构成另一面的接地面，
图3示出另一个印刷电路板的俯视图，在所述另一个印刷电路板的表面上施加两个彼此对称设置的导电面，其中所述面通过平衡不平衡转换器连接到图中未示出的高频线路上，
图4示出另一个印刷电路板，在其上侧上设置具有凸的外边缘和凹的内边缘的天线结构，使得在所述内边缘和所述外边缘之间形成条带状的导电区域并且使得在所述区域中在凹的内边缘内形成留空的区域，其中在印刷电路板的下侧上设置接地面，
图5示出与图4中的天线结构类似的天线结构，但其中在凹的内边缘内的留空区域设有曲折形的第二天线结构，
图6示出如同图4和图5中的天线结构，但其中在留空区域中设有迷宫形的第二天线结构，
图7示出具有如同图4、5和6中的天线结构的印刷电路板，其中条带状的第二天线结构在留空区域中延伸，所述条带状的第二天线结构在凸的外边缘之外的区域中继续，
图8示出与图3中类似的装置，然而其中两个天线结构没有通过平衡不平衡转换器而是非对称性地直接连接到高频线路上，
图9示出用于无线电设备与彼此并排设置的多个天线无线耦合的装置，
图10示出移动电话的一部分，其中位于上面的壳体盖具有向上突出的截锥形凸起，可充电的能量存储器位于所述壳体盖的下方，
图11示出根据图11的移动电话，其中具有凸起的侧面向下定向，并且所述凸起伸到用于将移动电话耦合到机动车设备的设施的相应成形的截锥形的凹槽中，其中所述移动电话支承在所述装置的支承面上，
图12示出根据图11的装置的俯视图，所述俯视图示出在支承面上在相对于截锥形的凹槽的旋转轴线的确定旋转位置中定向的移动电话。
具体实施方式
图1示出一个载体1、尤其是常规的、商业上常用的印刷电路板。载体1的在图1中位于载体材料的上部和下部的、相对置的、平坦的表面上分别施加天线结构作为经结构化的层。上面的天线结构以参考符号3表示并且下面的天线结构以参考符号5表示。在上面的天线结构3上方设置用于支承移动电话9或其他无线电设备的支承面7。支承面7例如通过所述装置的壳体的未示出的部分承载并且定位在相对于天线结构3的固定间距上。移动电话9具有无线电天线8，通过所述无线电天线8实现与天线结构3、5的耦合。天线结构3、5与高频线路10连接。在其他实施方式中，在载体1的下方——也就是说设置在载体的下表面上的导电层可以不涉及具有凸的外边缘的经结构化的层，例如涉及矩形的接地面。在仍根据图3解释的又一实施方式中，在下表面上完全不存在导电层。
在载体1的下方设有用于给移动电话9的在图1中未示出的能量存储器感应充电的充电线圈。承载所述线圈2的设施在图1中未示出。支承面具有旋转对称的凹槽117。凹槽117的旋转轴线18在图1的示例中延伸通过载体的以下区域：在所述区域中在上侧上和在下侧上均不存在导电层的材料。
图2示出具有平坦的上表面和平坦的下表面的印刷电路板，所述上表面和所述下表面彼此平行地延伸。印刷电路板11在图2中以上表面示出。在所述表面上施加由导电材料制成的、卵形的第一面13。带状线路14与第一面13一起构成印刷电路板11的上表面上的连续的导电层，所述带状线路14直线地从第一面13的凸的外边缘延伸至印刷电路板11的在图2下部示出的边缘。
与带状线路14相对置地在印刷电路板11的平坦的下表面上在表面上施加卵形的第二面15。如在以下附图中那样，下侧上的导电面(也就是说，在附图中位于相应的印刷电路板的背侧上的面)画有阴影线并且通过虚线加边地示出。第一面13和第二面15相同地成形并且具有相同的尺寸，但其中它们在图2中示出的俯视图中相对于在图2中水平延伸的未示出的对称轴线对称地设置。卵形的面不会由于镜像改变其形状。然而图2还示出一个特点，其仅仅在特殊的优选构型中存在，即留空的条带，所述条带不具有导电材料。条带以参考符号17a-17d表示。条带在卵形的面13、15内的位置相应于镜像对称，也就是说，条带17分别在卵形的面13、15的朝向彼此的、凸的外边缘的部分处结束。与此相反，条带状的凹槽不位于凸的外边缘的外部区域处，也就是说，条带在相对于凸的外边缘区域的一间距上结束，所述外边缘区域接近印刷电路板11的外边缘。
在图2中在印刷电路板11下方示出的并且固定在印刷电路板11上的连接装置16用于第一面13和第二面15与在图2中未示出的高频线路的电连接。连接装置16例如涉及同轴插头或同轴插口。在此，带状线路14与连接装置16的一个导体连接并且第二面15与连接装置16的另一个导体连接，例如在同轴插头或同轴插口的情况下是与外导体连接。
在图2中还示出印刷电路板11下方的充电线圈2的位置。充电线圈2可以固定在印刷电路板11上。然而，在这种情况下，充电线圈通过一个间距保持装置设置在相对于印刷电路板的下表面的一间距上，因为第二面15位于印刷电路板11的下表面上。在其他实施方式中还可以进行充电线圈借助间距保持装置如此固定在印刷电路板或其他载体上。间距保持装置例如是由非导电材料和非铁磁材料、例如塑料制成的棒。
在图2中示出的装置可以通过如下方式修改：可以省略相对于印刷电路板的在垂直方向上延伸的中轴线对称地设置的条带状凹槽。然而，在这种情况下所述装置失去以下特性：即使在较小频率的范围内也能够在低耦合衰减的情况下耦合无线电波。替代地或附加地，印刷电路板的上表面和下表面上的导电面能够不同地成形，例如圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形。然而在这种情况下优选地，如果所述面不通过封闭的、环绕的、凸的外边缘加边，则凸的外边缘位于所述面的在俯视图中朝向彼此的侧上。例如在图3中还要详细说明的实施方式中也是这种情况，然而其中存在相对于图2的实施方式的其他区别。
在图2中示出的装置也能够多重彼此并排地存在。例如，印刷电路板11具有如在图2中示出的那样三倍大的表面并且三对卵形的面可以彼此并排设置。相应的也适合于以下根据图3-8描述的其他天线结构。具有多个天线的所述天线结构尤其能够如还要根据图9描述的那样选择性地例如通过用于与无线电设备的无线电天线的无线电连接的运行的多路转换开关连接。因此，例如根据图2的连接装置16与多路转换开关的一个连接端子连接。至少另一对卵形的面通过另一个连接装置与多路转换开关的另一个连接端子连接。如有必要，存在更多对卵形的面，其又分别与多路转换开关的一个连接端子连接。
对于在图3中示出的印刷电路板21，导电的天线结构仅仅以一层施加在印刷电路板21的上表面上。第一面23和第二面25又相对于镜像对称轴线对称地设置，所述镜像对称轴线在这种情况下在垂直方向上在印刷电路板21的中心延伸。“垂直”在此意味着，所述轴线位于图像平面内并且在图3中从上向下延伸。在面23、25的朝向彼此的、凸的外边缘上，所述面23、25分别通过短的带状线路27、28连接到一个平衡不平衡转换器24上，所述带状线路27、28与面23、25位于同一导电层中。此外，平衡不平衡转换器24通过所述层的另一带状线路26连接到在图3中未示出的高频线路上。导电的接地面22(图3中画阴影线)与带状线路26相对置地位于背侧上，所述接地面22同样连接到平衡不平衡转换器24上并且借助高频线路连接所述平衡-不平衡转换器24。
在图3中示出的面23、25具有凸的外边缘，所述外边缘具有可变的曲率半径。然而，在一个替代构型中，曲率半径可以是恒定的，使得所述面可以涉及半圆。在图3中具体示出的情形中，凸的外边缘是半椭圆的边缘或抛物线。所述凸的外边缘还可以是半卵形的外边缘。
在图3中示出优选地在无间距保持装置的情况下固定在印刷电路板21的下侧上的充电线圈2的可能位置。在图3的俯视图中，充电线圈2在以下区域中位于所述面23、25的凸的外边缘之间：在所述区域中面23、25之间的间距小。
图8在印刷电路板81上示出两个天线结构83、85，所述两个天线结构例如如在图2或3中那样成形并且彼此相互设置。然而，替代平衡不平衡转换器24，各个结构直接连接到高频连接线路89上。高频连接线路89的一个端部在印刷电路板81的中心示意性地通过两个同心圆表示。例如，外同心圆象征线路89的屏蔽层，并且内圆象征真正的天线信号线。在本实施例中，在左侧示出的天线结构83通过短的带状线路88连接到线路89的屏蔽层上，并且在右侧示出的天线结构85通过短的带状线路87连接到信号线路上。一个或两个带状线路可以穿过印刷电路板81与高频连接线89接触。
为了表明多个不同的位置适合于充电线圈在印刷电路板的下侧上的布置，在图8的实施方式中，充电线圈2设置在与图3的实施方式中不同的位置上。然而，所述充电线圈又可以直接位于印刷电路板81的下表面上。
在图2、图3和图8中示出的实施方式对于无线电设备的耦合是有利的，所述无线电设备可以设置在印刷电路板的表面上方的不同位置上，而不必顾及耦合衰减的显著变化。例如，所述耦合在图3中的印刷电路板21的右侧在第二面25上方与在左侧在第一面23上方的信号质量相同。相应的适合于在图2中的第一面13和第二面15上方的定位。
在图4中示出的印刷电路板31在其平坦的上表面上具有一个天线结构，所述天线结构与图3中的实施方式类似，其中第一面23具有凸的外边缘34，所述外边缘在具体实施例中例如抛物线或半椭圆地成形。然而，所述结构的内部区域不具有所述天线结构的导电材料，这不排除：在留空的区域中设置另一个天线结构。由于所述凹槽，天线结构33还具有凹的内边缘。所述外边缘34和所述内边缘32被如此构造，使得在它们之间存在由导电材料制成的条带状区域，所述条带状区域构成天线结构33。这相应地不仅适用于外边缘和内边缘的具体在图4中示出的形状。更确切地说，外边缘和内边缘也可以不同地弯曲，例如半圆形或半卵形地延伸。
图4还示出天线结构的形状设计的另一特别的特征。两个边缘32、34在条带的自由端部处发散，所述条带构成天线结构。换言之，所述条带朝着其自由端部的方向变宽。这两个自由端部距离接地面35最远，所述接地面35施加在背侧上，即印刷电路板31的平坦的下表面上。接地面35与上表面处的带状线路36相对置，所述带状线路用于天线结构33的电连接。接地面35在与通过边缘34形成的拱起相对置的一侧上具有直的边缘。在所述俯视图中，接地面35的直的边缘与边缘32、34的拱起间隔开。
不依赖于在图4中示出的天线结构的边缘的具体形状——例如抛物线形、椭圆形、卵形，优选地，天线结构相对于直的带状线路46的中心轴线对称，从而带状线路46与天线结构在一个点上接触，两个相同长度的、导电的、弯曲的条带从所述点出发延伸。
对于在图4中示出的实施方式，线圈2也可以位于印刷电路板31的下侧上，更确切地说，或者通过间距保持装置固定在相对于下表面的一个间距上，或者因为印刷电路板31的下侧上的导电面35仅仅涉及接地面，所以线圈2也可以直接位于印刷电路板31的下表面上。
优选地，充电线圈2在此——在图4的俯视图中观察——设置在杯状的天线结构33的凹的内边缘32内。替代地，充电线圈也可以设置在杯状结构33的侧面、凸的外边缘之外。如果例如在图9中示出的那样存在多个杯状天线，则优选例如仅仅一个充电线圈设置在杯状天线之一的凹的内边缘内。
图5示出如图4中那样的天线结构33，其中也类似于图4中那样，所述结构通过直的带状线路46电连接。接地面45又位于印刷电路板41的相对置的表面上。
然而，在凹的内边缘32内的留空的区域中设置第二天线结构37，所述第二天线结构37曲折形地构造。第二天线结构37与第一天线结构33的点38电连接，直的带状线路46在所述点38处开始。从所述连接点38出发，第二天线结构37在第一天线结构33的两个条带之间蜿蜒，其中第二结构37在结构33的条带之间延伸的各个区段的长度随着与连接点38的距离增大而变大，因为更多的空间可提供用于这些区段。通过这种方式，最佳地使用通过留空的区域提供的空间。如上所述，待耦合的无线电波的波长接近条带的长度。因此，通过所述空间的最佳使用，在留空的区域中可以安置尽可能最长的条带。在此，第二天线结构37的在第一结构33的条带之间延伸的条带的间距优选是恒定的并且因此优选等于条带区段的宽度。所述间距在连接带状线路46的纵轴线的延长中延伸的方向上确定。在图5中，测量间距的方向在水平方向上延伸。
充电线圈2——在图5的俯视图中——设置在天线结构33的通过凹的内边缘32限定的内部空间之外，靠近第二结构37。然而，替代地，可以考虑杯形结构33之外的位置，在凸的外边缘34旁，例如在以下根据图6描述的实施方式中那样，然而其中第一结构内的第二结构具有不同的构造。
图6示出在图5中示出的装置的一个变型方案。位于第一结构33内的留空的区域设有第二结构。然而与图5中的结构37不同，第二结构47具有两个条带，其从连接点38和分叉点出发在对称轴线的两侧延伸，所述对称轴线在带状线路46的纵轴线的延长中延伸。两个条带是迷宫形，其中在变换的方向上延伸的区段根据通过留空的面的边缘预给定的曲率弯曲地延伸。在此，优选地，条带在变换的方向上延伸的纵向区段在连接点38附近的间距小于在第一结构33的条带的自由端部的区域中的间距。
在图6中，在印刷电路板51的相对置的表面上的接地面用参考符号55表示。
图7也示出图5和图6的一个变型方案，其中第一天线结构33以相同的方式构造并且其中所述结构通过直的带状线路66电连接。在载体61的相对置的表面上的接地面用参考符号65表示。
第二结构57不仅在第一结构33的内边缘32内的留空的区域中延伸而且延伸至第一结构33的外边缘34外的外部区域中。又与图6的实施方式中类似地，第二结构57从连接点38出发延伸至留空的区域中直至交叉点39。在那里开始第二结构57的两个条带，所述两个条带相对于带状线路66的纵轴线的延长对称地在两侧延伸穿过留空的区域。首先，所述条带跟随第一结构33的条带的走向，直至其已经到达第一结构33的条带的自由端部。在第二结构57的条带的随后走向中，条带向外朝着位于第一结构33的外边缘34之外的区域的方向延伸。在那里设置第二结构57的条带的纵向区段，所述纵向区段朝着接地面65的方向延伸。可选地，在那里分别设置条带的至少一个另外的纵向区段，使得在外边缘34之外的区域中形成曲折形。与在图7中示出的不同，在所述外部区域中还可以曲折形地连接其他纵向区段。
在图5至7中示出的第一结构33可以如已经在上面对于图4中的结构33提到的那样不同地成形，例如半圆形、半卵形、半椭圆形。
如果观察俯视图，充电线圈2又与在图4的实施方式中类似地设置在杯形的第一结构33内。这是可能的，因为即使在第二结构57的凹的内边缘内仍然保留自由空间，层的导电材料不位于所述自由空间中。
图9示出电路板101，其承载多个天线102a-102e。在所述实施例中(如否则也优选地)，天线102是相同的。所述天线用于能够通过较大的面积实现无线电信号的传输。如果无线电设备——例如移动电话定位在电路板101上方，则可以建立从无线电设备到不同天线102的无线电连接。然而，与所述天线102中的一个或两个天线的无线电连接比在其他天线102的情况下更好地起作用，也就是说具有更小的信号传输损耗或者具有更小的耦合衰减。
所述天线102中的每一个通过一个连接线路103a-103e与多路转换开关104连接。此外，所述多路转换开关104具有一个连接端子104a。借助所述连接端子104a可以选择性地连接所述连接线路103a-103e中的每一个。此外，用于检测信号强度或者信号质量的检测器105与所述连接端子104a连接，所述信号强度或者信号质量通过连接端子104a传输。检测器105在本实施例中与模拟/数字转换器107连接，其将检测器105的检测信号转换为数字信号并且输送给数字的数据处理器108。数字的数据处理器108根据所接收的数字信号确定信号质量。此外，处理器108从多路转换开关104获得关于开关104的当前开关状态的信息，也就是说哪个连接线路103当前与连接端子104a连接。
在无线电设备通过借助于电路板101上的天线102进行的耦合开始运行时，多路转换开关104依次切换连接端子104a和连接线路103之间的所有连接。对于所述开关状态中的每一个，检测器105检测相应的信号质量。处理器108求得具有最佳信号质量的开关状态并且如此控制多路转换开关104，使得所述多路转换开关104在其他耦合运行期间建立和保持具有所求得的最佳信号质量的开关状态。
移动电话111的一部分的垂直剖视图(在图10中示出)可以识别壳体112，所述壳体112具有用于容纳能量存储器114的格室113。能量存储器114例如涉及锂离子蓄电池或其他电化学能量存储器。
格室113借助盖115封闭。盖115具有截锥形的凸起204，所述凸起向上逐渐变细并且在下部、在内侧具有相应成形的、截锥形的空腔。次级侧的天线230——例如由多个铜线绕组形成的线圈伸到所述空腔中。次级侧的天线230固定在能量存储器114的对于本发明修改的样本上。因此，通常方形的常规能量存储器可以由这种能量存储器114替换，其中通常平坦的电池格室盖也通过在图10中示出的盖115替换。
此外，能量存储器114具有通常的电接触部210，用于移动电话的相应接触部的电接通。此外，在能量存储器114中集成有充电电路220，其能够实现：由次级侧的天线230将基于所接收的电磁波通过感应产生的电能加载到真正的能量存储器——例如电化学能量存储器中。
图11同样示出垂直剖面，然而其中不同于移动电话111在图10中示出的部分。移动电话111贴靠在用于将移动电话耦合到机动车的设施上的装置的贴靠面119上，其中盖115的截锥形的凸起204和次级侧的天线230以其旋转轴向下定向。其伸到装置5的相应的截锥形的凹槽117中。在附图中没有示出用于尤其将移动电话111的无线电天线耦合到设施(例如免提通话装置、机动车的外部天线)上的其他工具。
图11示出凹槽17紧下方的板状的载体(205)，在所述载体的上表面上设置两个不同的天线的天线结构217a、217b。在载体205的下侧上设置初级侧的充电线圈2，用于产生电磁波，所述电磁波由次级侧的天线230接收。初级侧的充电线圈2优选通过多匝电导体(例如铜线)实现，其中所述匝的旋转轴线与截锥形的凹槽117的旋转轴线18一致。
在图12的俯视图中示出围绕次级侧的天线230的旋转轴线的任意旋转位置中的移动电话111，所述次级侧的天线230的旋转轴线与凹槽117的旋转轴线一致。在此，初级侧的天线230在图1中示出的位置中位于凹槽117内。尽管在俯视图中不能够看到次级侧的天线230，但在图12中示出了所述次级侧的天线230，以便解释本发明的实施例。移动电话111可以占据围绕旋转轴线18的任意一个另外的旋转位置，然而其中次级侧的天线230在任何情况下定位在凹槽117内或定位在凹槽117紧上面，并且在此盖115的凸起204的旋转轴线和凹槽117的旋转轴线一致。
此外，通过虚线示出五个天线102的位置，例如如在图9中的装置中那样。天线102如在图11中示出的那样位于载体205的上表面上，但不可见(除了在使用透明的覆盖材料的情况下)，因为在其上还存在覆盖材料，所述覆盖材料构成贴靠面并且具有凹槽117。在此，具有凹槽的覆盖材料直接与天线的导电材料接触。这同样适用于其他实施方式。

Claims (9)

1.一种用于通过无线电连接无线耦合无线电设备(9)的装置，其中，
-所述装置具有用于贴靠无线电设备(9)的贴靠面(7)，
-所述装置具有一个天线(33)，以便建立和保持所述无线电设备的无线耦合，或者具有多个彼此并排定位的天线(102)，这些天线可选择性地运行，以便建立和保持所述无线电设备(9)的无线耦合，
-所述贴靠面(7)具有一个围绕垂直于所述贴靠面(7)延伸的旋转轴线(18)旋转对称的凹槽(117)，使得具有配合到所述凹槽(117)中的凸起(204)的无线电设备(111)能够在相对于所述旋转轴线(18)的不同的旋转位置上运行与所述一个天线(33)或者与所述多个天线中的一个天线(102)的无线电连接，替代地，不配合到所述凹槽(117)中但贴靠在所述贴靠面(7)上的无线电设备(9)以任意的定向和任意的位置位于通过所述贴靠面(7)和所述装置限界的空间内并且能够分别运行与所述一个天线(33)或者与所述多个天线中的一个天线(102)的无线电连接，
-所述装置具有用于产生电磁场的初级侧的充电线圈(2)，所述电磁场能够由所述无线电设备(111)的次级侧的充电设施(230)接收，并且能够用于无线电设备(111)的能量存储器(114)的充电，
-所述初级侧的充电线圈(2)如此相对于所述旋转轴线(18)定向，使得由所述初级侧的充电线圈(2)产生的电磁场的磁通密度在所述旋转轴线(18)的方向上最大，
-所述一个天线(33)或者所述多个天线(102)分别通过至少一个导电层构成，所述导电层由载体承载，所述载体由非导电材料制成，其中所述导电层沿着所述贴靠面延伸，
-所述多个天线中的至少一部分的导电层设置在与所述充电线圈(2)相比相对于所述贴靠面的更小或相同间距上。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被构造用于分别选择所述多个天线中的以下天线：通过所述天线，与所述无线电设备的无线电天线的无线电连接经受最小的耦合衰减。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述导电层在一个空间区域中延伸，所述空间区域通过两个与所述贴靠面平行的、相互平行的平面限界。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个导电层是条带状的。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述载体(1)是板状的载体，在所述板状的载体的一侧上设有至少一个天线(3)的一个或多个导电层，并且在所述板状的载体的相对置的、远离所述贴靠面的一侧上设有所述充电线圈。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，
-所述载体(1)具有平坦的第一表面和位于所述载体(1)的相对置的一侧上的、平行于所述第一表面延伸的、平坦的第二表面，
-在所述第一表面上施加第一导电层，所述第一导电层在所述装置运行时作为耦合天线发射无线电波到所述无线电设备的一个天线和/或从其接收无线电波并且由此耦合所述无线电设备，
-所述第一导电层具有第一面(13)，所述第一面具有凸的外边缘，
-所述第一面(13)通过实施为带状线路(14)的、所述第一导电层的一部分的连接线路与用于连接高频线路的连接端子的第一接触部导电地连接，其中，所述带状线路(14)从所述凸的外边缘一直延伸至所述载体(1)的边缘区域，
-在所述第二表面上施加第二导电层，
-所述第二表面具有第二面(15)，所述第二面具有凸的外边缘，
-所述第二导电层的具有所述第二面(15)的区域施加在所述第二表面的子区域上，其中，从所述子区域来看，在所述载体(1)的相对置的一侧上，所述带状线路(14)施加在所述第一表面上，
-所述第二面(15)与所述连接端子的第二接触部导电地连接，
-所述耦合天线是根据权利要求1的所述一个天线或所述多个天线中的一个天线。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，
-所述载体(1)具有至少一个平坦的第一表面，
-在所述第一表面上施加所述一个导电层或所述多个导电层中的一个导电层，其在所述装置运行时作为耦合天线发射无线电波到所述无线电设备的无线电天线(8)和/或从其接收无线电波并且由此耦合所述无线电设备(9)，
-所述导电层在所述第一表面上具有第一面(23)，所述第一面具有凸的外边缘，
-所述导电层在所述第一表面上具有第二面(25)，所述第二面具有凸的外边缘，
-所述第一面(23)和所述第二面(25)施加在所述第一表面的不同子区域上，其中，所述第一面(23)和所述第二面(25)在其凸的边缘上通过平衡不平衡转换器(24)连接到高频线路上，
-所述耦合天线是根据权利要求1的天线中的一个。
8.一种用于通过无线电连接无线耦合无线电设备(111)的方法，其中，
-将所述无线电设备(111)贴靠在贴靠面(7)上，
-所述贴靠面(7)具有围绕垂直于所述贴靠面(7)延伸的旋转轴线旋转对称的凹槽(117)，其中，为了将所述无线电设备贴靠所述贴靠面上，将所述无线电设备(111)的凸起(204)置于所述凹槽(117)中，并且调整相对于所述旋转轴线(18)的多个可能的不同旋转位置中的一个，或者替代地将所述无线电设备(111)或者另一无线电设备(9)以任意的定向和任意位置在通过所述贴靠面(7)限界的空间内或者在通过所述贴靠面(7)并且通过耦合装置的其他部分限界的空间内贴靠在所述贴靠面(7)上，
-在所贴靠的无线电设备(9；111)的无线电天线(8)
-与一个设置在所述贴靠面(7)上的天线(3)之间运行一个无线电连接，其中，在其他旋转位置上或在其他定向和位置上也可运行所述无线电天线(8)和设置在所述贴靠面(7)上的所述天线(3)之间的一个无线电连接，或者
-与一个所选择的天线之间运行一个无线电连接，所选择的天线从多个沿着所述贴靠面彼此并排定位的天线(102)中选出，其中，在其他旋转位置上或在其他定向和位置上可运行所述无线电天线(8)为一方和所选择的天线(102)或从多个沿着所述贴靠面彼此并排定位的天线(102)中选出的另一天线(102)为另一方之间的一个无线电连接，
-在所述无线电设备(111)的凸起(204)设置在所述凹槽(117)中期间，在运行所述无线电连接期间，所述无线电设备(111)的次级侧的接收设施(230)由所述装置的初级侧的充电线圈(2)通过电磁场感应地供给能量，其中，所述初级侧的充电线圈(2)如此相对于所述旋转轴线(18)定向，使得由所述初级侧的充电线圈(2)产生的电磁场的磁通密度在所述旋转轴线(18)的方向上最大，
-所述一个天线(33)或者所述多个天线(102)分别通过至少一个导电层构成，所述导电层由载体承载，所述载体由非导电材料制成，其中所述导电层沿着所述贴靠面延伸，
-所述多个天线中的至少一部分的导电层设置在与所述充电线圈(2)相比相对于所述贴靠面的更小或相同间距上。
9.一种用于制造用于通过无线电连接无线耦合无线电设备(9)的装置的方法，其中，
-设置用于贴靠所述无线电设备(9)的贴靠面(7)，
-设置一个天线(3)，以便建立和保持所述无线电设备的无线耦合，或者沿着所述贴靠面设置多个彼此并排定位的天线(102)，这些天线可选择性地运行，以便建立和保持所述无线电设备(9)的无线耦合，
-在所述贴靠面(7)中设置一个围绕垂直于所述贴靠面(7)延伸的旋转轴线(18)旋转对称的凹槽(117)，使得具有配合到所述凹槽中的凸起(204)的无线电设备(111)在相对于所述旋转轴线的不同旋转位置上能够运行与所述一个天线或与所述多个天线中的一个天线的无线电连接，替代地，不配合到所述凹槽中但贴靠在所述贴靠面上的无线电设备(9)能够以任意的定向和任意的位置位于通过所述贴靠面并且通过所述装置限界的空间中并且能够分别运行与所述一个天线(3)或者所述多个天线(102)中的一个天线的无线电连接，
-设置初级侧的充电线圈(2)，用于产生电磁场，所述电磁场可由无线电设备(111)的次级侧的充电设施(230)接收并且可用于所述无线电设备(111)的能量存储器(114)的充电，
-所述初级侧的所述充电线圈(2)如此相对于所述旋转轴线(18)定向，使得由所述初级侧的充电线圈(2)产生的电磁场的磁通密度在所述旋转轴线(18)的方向上最大，
-所述一个天线(33)或所述多个天线(102)分别通过导电层构成，所述导电层由载体承载，所述载体由非导电材料制成，
-所述多个天线中的至少一部分的导电层设置在与所述充电线圈(2)相比相对于所述贴靠面的更小或相同的间距上。
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