CN1998008A - 用于非接触式数据载体的多用途天线结构 - Google Patents

用于非接触式数据载体的多用途天线结构 Download PDF

Info

Publication number
CN1998008A
CN1998008A CNA2005800242847A CN200580024284A CN1998008A CN 1998008 A CN1998008 A CN 1998008A CN A2005800242847 A CNA2005800242847 A CN A2005800242847A CN 200580024284 A CN200580024284 A CN 200580024284A CN 1998008 A CN1998008 A CN 1998008A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
antenna structure
distance
coupled
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800242847A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100565567C (zh
Inventor
阿希姆·希尔格斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN1998008A publication Critical patent/CN1998008A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100565567C publication Critical patent/CN100565567C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G06K19/07786—Antenna details the antenna being of the HF type, such as a dipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

在两个天线臂(5，6)排列成V字型的天线结构(4)中，紧密排列在一起的天线臂(5，6)的末端(7，8)区域中设置了用于电耦合到集成元件(15)相应端子的两个耦合区(13，14)，其中两天线臂(5，6)中的每一个天线臂在距其耦合区(13，14)一定距离的位置另外还有耦合区域(20，21)，并且每个耦合区域(20，21)的设计是为了电耦合到附加的电子元件(22)的端子。

Description

用于非接触式数据载体的多用途天线结构
技术领域
本发明涉及一种天线结构，其包括用于支撑该天线结构天线臂的载体，还包括第一天线臂和第二天线臂，其中每个天线臂都和载体相连，并由导电材料制成，且包括第一末端和第二末端以及从第一末端延伸到第二末端的中间纵向部分，并且其中上述两个中间纵向部分在两个第一末端处彼此之间相隔第一距离，而每一个第一末端具有用于电耦合到集成元件端子的耦合区，两个耦合区之间相隔第二距离，同时上述集成元件被设计以非接触的方式通信，并且其中上述两个中间纵向部分在两个第二末端处彼此之间相隔第三距离，第三距离大于第一距离和第二距离。
本发明还涉及一种用于和通信站之间进行非接触式通信的数据载体，它具有一种天线结构。
背景技术
以上开始段中提到的这种天线结构和第二段中提到的这种数据载体在例如专利文件JP 07-271.938 A中为人们所知。已知的数据载体是芯片卡，具有卡体，上述卡体形成为已知天线结构的载体。这里的天线结构包括排列成V字型的两个天线臂，两个天线臂在它们的第一末端和第二末端之间具有固定的宽度。已知天线结构的两个天线臂的两个中间纵向部分围成钝开度角(opening angle)，使得开度角的值约为140度。由于大的开度角，两个天线臂的中间纵向部分除了在它们的第一末端区域之外，彼此相隔较大距离，这确实有利于两个天线臂之间较好的去耦，但在申请人完成的测试中也显示了自身的缺点。只有单一的集成元件与具有已知天线结构的已知数据载体相连，而引用的专利文件并没有具体讨论根据什么连接技术来实现天线结构和集成元件之间的电耦合。所以在已知的天线结构和已知的数据载体中存在限制和缺点，因为大开度角存在于天线臂之间，并且该天线结构的构造仅适合于与单一的集成元件电耦合，于是仅适合于和单一的集成元件的有效合作。
发明内容
本发明的目标是消除上述问题，并给出一种改进的天线结构和改进的数据载体。
为了达到上述目标，根据本发明，在天线结构中给出这样的发明特点，使得本发明的天线结构的特征如下：
一种天线结构，其包括用于支撑该天线结构的天线臂的载体，还包括第一天线臂和第二天线臂，其中每个天线臂都和载体相连，并由导电材料制成，且包括第一末端和第二末端以及从第一末端延伸到第二末端的中间纵向部分，并且其中上述两个中间纵向部分在两个第一末端处彼此之间相隔第一距离，而每一个第一末端具有用于电耦合到集成元件的端子的耦合区，两个耦合区之间相隔第二距离，同时上述集成元件被设计以非接触的方式通信，并且其中上述两个中间纵向部分在两个第二末端处彼此之间相隔第三距离，第三距离大于第一距离和第二距离，并且两个天线臂的两个中间纵向部分彼此之间至少围成锐开度角，并且其中用于电耦合到集成元件的端子的两个耦合区中的每一个耦合区都通过第一连接技术设置在载体上，并且其中每一个天线臂在距其耦合区一定距离的位置另外还有耦合区域，并且其中上述的两个耦合区域之间相隔第四距离，第四距离大于第二距离，且其中每一个用于电耦合到附加的电子元件的端子的耦合区域，通过特定的连接技术设置在载体上。
为了实现上文描述的目标，根据本发明，在包含一天线结构且用于和通信站进行非接触式通信的数据载体中，给出依据本发明的天线结构。根据本发明的这种天线结构已经在前面的段落中描述。
本发明特点的给出以一种简单的方式且几乎不需要额外花费的实现了一种天线结构，能有利于适合作为多用途天线结构，也就是说，根据本发明的该天线结构适合于电耦合到集成元件或适合于电耦合到从多个附加的电子元件中选出的附加电子元件，因而以简单的方式用不同的配件，也就是用不同的集成元件或用不同的附加电子元件实现多种数据载体。这给出的基本优点是集成元件和附加的电子元件能在它们的外壳设置上彼此相对明显的不同，根据本发明具体也就是每一种情况下使用的外壳尺寸大小不同，以及因此从外壳外部可访问的、用于耦合到天线结构的天线臂的端子的距离不同，其中根据本发明，优选地但不是必须地，每次将集成元件和附加电子元件中的一个电耦合到天线结构。
在本发明的解决方案中发现，当用于电耦合到集成元件端子的两个耦合区中的每一个耦合区通过芯片倒装技术设置在载体上时，将是非常有利的。于是可以通过特别简单和廉价的方式，实现在两个耦合区和集成元件的两个端子之间的电耦合。此外，这种设置有利于使它很小很平整。另一优点是耦合区不需要镀金来实现完全的导电连接作为电耦合。
然而在本发明的解决方案中发现，当用于电耦合到集成元件端子的两个耦合区中的每一个耦合区通过引线接合技术设置在载体上时，也将是非常有利的。这给出的优点是，在以两个耦合区和集成元件的两个端子之间两个导电连接的方式制造两个电耦合的过程中，不需要实行集成元件关于天线臂的载体从而关于天线臂本身的特别精确的定位。这种构架确实没有使用芯片倒装技术的构架平整，但是它仍然可以做的很平整。这种设置的一个特别的优点是，在集成元件端子和耦合区之间几乎没有不想要的容性耦合发生。
在本发明的解决方案中进一步发现，当用于电耦合到附加的电子元件端子的两个耦合区中的每一个耦合区通过焊接技术设置在载体上时，将是非常有利的。这种构架给出的优点是，关于耦合区域的位置具有很高的灵活性。该解决方案进一步使以耦合区域和附加电子元件的端子之间导电连接的方式实现能高负荷工作的特别强壮的电耦合成为可能。这种解决方案给出的优点是高制造速度成为可能，也就是每个单位时间内大量的产品生产。此外，这种解决方案给出的优点是，通过替换其中存在的集成电路，来以一种相对简单的方式使有缺陷的电子元件重新可用成为可能。
在本发明的解决方案中进一步发现，当每个耦合区域设置在由天线臂侧向伸出的延伸部位上时，将是非常有利的。于是能得到关于耦合区域的位置特别高的灵活性。
在本发明的解决方案中进一步发现，当延伸部位由长条或圆形的凸出形成时，将是有利的，同时在长条的情况中发现当上述长条设置在天线臂相互背对的天线臂侧面给出时，将是有利的，而在圆形凸出的情况下发现当上述凸出在天线臂互相面对的侧面给出时，将是有利的。
在本发明的解决方案中进一步发现，当每个天线臂具有的宽度从它的第一末端向它的第二末端增加时，将是非常有利的。这种设置给出的主要优点是，维护了相比于天线臂具有固定宽度的解决方案有重大改进的辐射效率。
在本发明的解决方案中进一步发现，当每个天线臂都倾斜并且有一个向它的第一末端延伸的倾斜部分时，将是非常有利的。这样的设置给出的优点是，在两个天线臂之间仅在倾斜部分的区域获得比较强的耦合，然而在两天线臂剩下的部分仅获得比较弱的耦合，因为两个天线臂之间相对长的距离，这从天线结构的最大辐射效率的角度来看是非常有利的。
发明的以上方面和其它方面在随后的描述中变得显而易见，并且参考实施例进行详细阐明。
附图说明
现参考图中所示的若干实施例对本发明进行具体阐述，但是，本发明决不仅限于图中所示的这些实施例。
图1概略的示出了本发明的第一实施例中的数据载体和本发明的第一实施例中的天线结构。
图2以大于图1的比例示出了图1的数据载体的一部分和图1数据载体的天线结构的一部分。
图3以和图2相同的方式示出了本发明的第二实施例中数据载体的一部分，以及本发明的第二实施例中天线结构的一部分。
图4以和图2与图3相同的方式示出了本发明的第三实施例中数据载体的一部分，以及本发明的第三实施例中的天线结构。
图5以和图2、图3与图4相同的方式示出了本发明的第四实施例中数据载体的一部分，以及本发明的第四个实施例中天线结构的一部分。
具体实施方式
图1显示了数据载体1，其形成所谓的标志或所谓的标签。可选地，这个数据载体可以被构造成非接触式芯片卡。数据载体1被设置和构造成用于实现和通信站(未示出)之间的非接触式通信。数据载体1包括数据载体基体2。在现有情况下，数据载体基体2由两合成树脂箔片组成，这两箔片在层压过程中已经互相连接在一起。但是数据载体基体2的两箔片中只有一片在图1和图2中示出。这个箔片形成载体3，用于支持数据载体1的天线结构4。可选地，数据载体基体2可以由不同的电介质材料制成，例如由纸张或个人电脑主板材料。上述和通信站之间的非接触式通信可依靠天线结构4实现，其中通信包括数据从通信站到数据载体1的传输和数据从数据载体1到通信站的传输。
天线结构4有两个天线臂5和6，上述天线臂5和6中的每一个天线臂都和载体3相连。这两个天线臂5和6由导电材料制成，例如在本例中由铜制成。可选地，这两个天线臂5和6可以由不同导电材料制成，例如由银、金、铝或碳糊制成。在本例中两个天线臂5和6以蚀刻工艺的方式设置在载体3上。可选地，天线臂5、6可以以印刷工艺的方式来制造。两个天线臂5、6中的每一个天线臂都有第一末端7、8和第二末端9、10。此外，两个天线臂5、6中的每一个天线臂都有从第一末端7、8延伸到第二末端9、10的中间纵向部分11、12。这两个纵向部分11、12在图1和图2中用点划线表示。
两个天线臂5、6的两个中间纵向部分11、12在两天线臂5、6的两个第一末端7、8处彼此之间相隔第一距离D1。两天线臂5、6的两个第一末端7、8中的每一个都有用于电耦合到集成元件15端子的耦合区13、14。集成元件15被设计用于非接触式通信，这已经长时间被本领域的技术人员所熟知。集成元件15在图1和图2中用点划线表示，使得示图能更清晰。因为相同的原因，集成元件15的两个端子在图1和图2中没有示出，因为集成元件15的这种构造已经长时间被本领域的技术人员所熟知。两天线臂5、6的两个耦合区13、14之间相隔第二距离D2。在本例中第二距离D2和第一距离D1是相同的。但是这并不是必需的情况，因为第一距离D1和第二距离D2也可以不同，在这种情况下第二距离D2优选地应该大于第一距离D1，但是可选地它也可以被选择成小于第一距离D1。两天线臂4、5的两个中间纵向部分11、12在两天线臂5、6的两个第二末端9、10处彼此之间相隔第三距离D3。第三距离D3大于第一距离D1，大于第二距离D2。
在图1和图2的天线结构4中两天线臂5、6中的每一个天线臂都在外形上成一定角度，并且因而含有较长的由第二末端9、10延伸的基础部分16、17，以及由基础部分16、17向其第一末端7、8延伸的倾斜部分1 8、19。两天线臂5、6的中间纵向部分11、12在两个基础部分16、17之间围成第一锐开度角，在倾斜部分18、19之间围成第二锐开度角。第一锐开度角值大约为20度。第二锐开度角值大约略小于90度。在本例中必需的是，两个中间纵向部分11和12在基础部分16和17的区域相互之间围成锐开度角，并发现第一锐开度角40度的上限是有利的。然而，当第一锐开度角值小于40度时将特别有利，例如上述的20度，或者可选的更小的数值，例如可以是10度、7度或5度。
在图1和图2的构架中，两天线臂5、6的两个倾斜部分18、19之间的开度角是略小于90度的锐角。然而可选地，两个倾斜部分18、19之间可以设置更小的锐开度角。但是要强调的是，可选地，两天线臂5、6的两个倾斜部分18、19之间也可以设置大于90度的开度角，在这种情况下开度角不再是锐角而是钝角，但是倾斜部分18、19的短长度意味着对总体上看两天线臂5、6的两个中间纵向部分11、12之间形成锐角的情况是没有影响的。这个关系在这里已经引用了图5的构架。
关于两天线臂的中间纵向部分相互之间围成锐开度角的天线结构，这里引用了2004年3月5日申请号为no.EP 04 100 904.4的欧洲专利申请(PHAT040013)，该申请的公开内容在此通过引用并入本申请。
在图1与图2的数据载体1和天线结构4中，两个耦合区13、14中的每一个耦合区通过第一连接技术设置在载体3上，用于电耦合到集成元件15的端子。在本例中，两个耦合区13、14中的每一个耦合区通过芯片倒装技术设置在载体上，用于电耦合到集成元件15的端子。也就是说，选择两个耦合区13、14之间的第二距离D2使得其与集成元件15的两个端子(没有示出)之间的距离相对应，而电耦合以导电连接的形式实现。为了制造集成元件15的两个端子和耦合区13、14之间的导电连接，首先必须使集成元件15放在一变化的位置上，在该位置上端子(在图1和图2中不可见)指向耦合区13、14，于是使集成元件15的两个端子放在耦合区13、14上，随后就在集成元件15的端子和耦合区13、14之间形成导电连接，在本例中也就是通过热压缩工艺。也可以使用其它工艺来代替热压缩工艺，例如胶粘工艺，其中使用了导电的胶粘剂。
要注意的是，关于放在旋转位置的集成元件15的两个端子和两个耦合区13、14之间的电耦合，不仅可以通过导电连接实现电耦合，也可以在集成元件15的端子和耦合区13、14之间的电容耦合中实现，其中集成元件端子为此进行合适的构造，而耦合区13、14也是同样合适的进行了设计。
然而，可选地在图1和图2的数据载体1和天线结构4中可以给出的另一情况是，两个耦合区13、14中的每一个耦合区通过引线接合技术设置在载体3上，用于电耦合到不同集成元件的端子。在这种情况下，两个耦合区13、14之间的距离可以和图1和图2描绘的设置中的距离一样长，也可以选择修改这种设置使得选择两个耦合区13、14之间的第二距离D2更长。然而，在所有的情况下都需要注意的是，第二距离D2的选择要使得连接其它集成元件的端子和耦合区13、14所需的接合引线尽可能的短。这个关系在这里已经引用了图3的构架。
在图1和图2的设置中，两天线臂5、6中的每一个天线臂另外还包括距耦合区13、14一定距离的耦合区域20、21。两个耦合区域20、21中的每一个区域都在图2中用点划线圈表示，但是这不能认为是对两个耦合区域20、21的实际几何形状的任何方式的限制。两个耦合区域20、21相隔第四距离D4，它大于第二距离D2。两耦合区域20、21中的每一个耦合区域通过特定的连接技术设置在载体3上，用于电耦合到附加的电子元件22的端子。附加的电子元件22在图2中只用点划线表示，并且附加的电子元件22的两个电连接也没有示出。在该种情况下，附加的电子元件22是所谓SMD的元件，具有给定的外壳形状，标号为TSSOP-8被本领域的技术人员所熟知。为了适应附加的电子元件22的构造，这里两个耦合区域20、21中的每一个耦合区域都通过焊接技术设置在载体3上，用于电耦合到附加的电子元件22的端子。这表示附加的电子元件22的电耦合通过焊接工艺中制造的导电连接的方式来实现。
于是图1和图2的数据载体1和天线结构4中以简单的方式就可以实现以下的情况，或者通过芯片倒装技术使集成元件15能够有效的和有利构造的天线结构4相连，或者通过引线接合技术连接图2中没有示出的不同集成元件，或者通过焊接技术连接其它的电子元件22，这样给出的优点是，一个同样的天线结构4能实现不同的数据载体1，其中数据载体1彼此之间的区别在于相关数据载体1上设置的集成元件或附加的电子元件。
图3显示了图1和图2中所示数据载体1和天线结构4的构架的修改版。在图3的数据载体1和天线结构4中，两耦合区域20、21中的每个耦合区域设置在由相应的天线臂5、6伸出的侧向延伸部位23、24上，这和图2中的设置形成对比，在图2的设置中耦合区域20、21位于天线臂5、6的基础部分16、17和倾斜部分18、19之间的过渡区域。每个天线臂5、6中的延伸部位23、24从天线臂5、6与另一个天线臂6、5背对的一侧侧向伸出。在本例中，每个延伸部位23、24给定的形状是长条，这两个长条相互平行，并在基础部分16、17和倾斜部分18、19之间的过渡区域的附近和倾斜部分18、19连成一体。应该注意到，关于由长条形成的延伸部位23、24，这些延伸部位23、24可能长度不同，使得选择相应的长度来和附加的电子元件22的外壳尺寸相对应，附加的电子元件22通过它的两个端子和连接区域20、21相连。这使得用简单的方式在天线结构4和标志为TSSOP-4的SMD元件或者标志为TSSOP-6的SMD元件或者标志为TSSOP-8的SMD元件之间提供有效的连接成为可能。
形成为相互平行的长条的延伸部位23、24用简单和有利的方式实现天线结构4和附加的电子元件22之间焊接接头机械稳定性非常大的提升。作为长条的延伸部分23，24的设置还给出了这样的优点，即在给定不同的长条长度的条件下，可以用简单的方式实现不同的电阻值。此外，这样的长条给出的优点还有，天线结构4和通过长条连接到天线结构4的附加的电子元件22的组合体的谐振频率可以通过合理的选择长条的长度，以简单的方式受到影响，使得将谐振频率放到想要得频带中，例如902MHz到928MHz的频带。
图3示出了集成元件15，其中它的两个端子通过芯片倒装技术被电耦合到两个耦合区13、14。图3示出了附加的集成元件25，它的两个端子通过引线接合技术，利用两根接合引线26、27被电耦合到两个耦合区13、14，也就是导电连接。图3还示出了附加的集成元件28，其中它的两个端子也通过引线接合技术，利用两根接合引线29、30导电连接到两个天线臂5、6的两个另外的耦合区域31、32。两个另外的耦合区域31、32在图3中仅用点表示。两个另外的耦合区域31、32位于天线臂5、6的倾斜部分18、19上，而选择两个另外的耦合区域31、32到耦合区13、14的距离，使得这些距离实际上和两根接合引线29、30的长度相对应，结果是实质上对于集成元件28和集成元件15具有相同的连接条件。
对图3所示的三个集成元件15、25、28和附加的电子元件22，所有的四个元件中每次只有一个被电耦合到天线结构4，使得用于非接触式通信的相应数据载体1得以实现。可选地，根据本发明，在许多情况下实现其中不是单一的元件而是两个或三个这样的元件被耦合到天线结构这样的解决方案是有可能的并且确实是有利的。
图3的天线结构4中给出了两对耦合区域，也即两个耦合区域20、21以及两个耦合区域31、32。应该注意的是，可能给出另外的这种耦合区域对，用于电耦合到另外的电子元件的两个端子。
要注意的是，关于图3中的天线结构4，两个侧向伸出的延伸部位23、24不需要一定平行，而是可以相互之间成某角度，在这样的情况下它们可能将自由末端置于和两天线臂5、6的第一末端7、8更接近的位置，或者置于更加远离两天线臂5、6的第一末端7、8的位置，这依赖于将被耦合到天线臂5、6的附加的电子元件22的两个端子。可选地，可以设置附加的电子元件22，用于和传感器合作，例如和温度传感器、湿度传感器、张力传感器、力传感器以及类似的传感器，在这些情况下，同样在天线结构的载体3上设置相关的传感器，以及在载体3上额外设置连接线用来将传感器连接到用于以上目的的附加的电子元件22的额外端子，这是有利的。
图4示出了图3的天线结构4的修改版。图4只示出了天线结构4，也就是说图4中没有示出集成元件，也没有附加的电子元件。图4的天线结构4的天线臂5、6在它们的基础部分16、17的区域，没有如图1、2和3的天线结构4中固定的宽度值。在图4的天线结构4中，每个天线臂5、6具有的宽度从它的第一末端7、8向它的第二末端9、10增加。于是天线臂5、6的基础部分16、17给出V字型。
形成的设置使得天线结构4关于对称平面33镜像对称，于是天线臂5、6具有镜像对称性。天线臂5、6的基础部分16、17的设置使得基础部分16、17的内边界34、35和对称平面33所成的角度β1大约为2度。天线臂5、6的基础部分16、17的外边界36、37和对称平面33所成的角度β2大约为15度。要注意的是角度β1也可以是5度或10度。角度β2也可以是只有10度，或者20度。还应该注意的是，两天线臂5、6的内边界34、35和外边界36、37可具有相同的长度。在没有镜像对称的天线结构4的设置中，可以选择第一天线臂5的β1角、β2角以及内边界34的长度和外边界36的长度分别和天线臂6的β1角、β2角以及内边界35的长度和外边界37的长度不相等。
以上描述的天线臂5、6的基础部分16、17的V字型设置相比于基础部分16、17宽度固定的设置，很明显获得了更高的天线结构4的效率，这是由有利的高辐射功效和有利的高辐射效率以及有利的低反射率引起的。
图5示出了图2的天线结构4的修改版。在图5的天线结构4中，天线臂5、6的倾斜部分18、19比图2的天线结构4更强烈的倾斜。这样的结果是天线臂5、6的基础部分16、17之间相隔一个长距离，而与两个耦合区13、14有一个较短的距离。这样给出的优点是，在两个天线臂5、6的基础部分16、17之间获得相比于图1、2、3和4的设置中天线臂之间的耦合更小的耦合，实验中发现，这从获得天线结构尽可能高的效率的角度来看是有利的。图5天线结构4的天线臂5、6更强的倾斜，相比于描述的其它实施例，提供了改进的辐射效率和改进的阻抗适配。
在图5的天线结构4中，天线臂5、6的倾斜在两级中实现，这从图5中明显可见。要注意的是，可选地，倾斜可以在大于两级中发生，例如三级或四级。倾斜也可以在多级中发生，并且甚至于可以采用连续弧的形式，例如圆弧。
图5的天线结构4还包括两个耦合区域38、39，用于电耦合附加的电子元件相应的两个端子，附加的电子元件在图5中没有示出。两个耦合区域38、39用点划线圈在图5中概略的示出。两个耦合区域38、39不是全部而是基本上设置在从天线臂5、6侧向伸出的相应延伸部位40、41上。这里天线臂5、6的延伸部位40、41从天线臂5、6的面向另一天线臂6、5的一侧伸出。这里每个延伸部位40、41以圆形的凸出实现。可选地，这个凸出可以为V字型或U字型。本例中两个耦合区域38、39大致位于天线臂5、6的倾斜部分18，19的中点。
图5的天线结构4包括两个天线臂5、6，其中天线臂5、6和图4的天线结构4的天线臂5、6一样，有一个V字型或且楔型的平面尺寸，这有利于获得天线结构4的高辐射效率。
以上描述的天线结构4的设计主要用于所谓的RFID(射频识别)系统，其中传输频率位于大于800MHz的HF范围。描述的天线结构4特别有优势的特点是特别高的可获得效率，以及按需将具有不同外壳形状或具有不同接触方法(芯片倒装、引线接合、表面安装器件)的半导体芯片连接到同一天线结构来形成数据载体(收发机)的可能性。很容易以上述方式用不同的半导体配件实现标签和标志。

Claims (13)

1.一种天线结构(4)，
包括用于支撑天线结构(4)的天线臂(5，6)的载体(3)，以及
包括第一天线臂(5)和第二天线臂(6)，
其中两个天线臂(5，6)中的每一个天线臂都和载体(3)相连，并由导电材料制成，且包括第一末端(7，8)和第二末端(9，10)以及从第一末端(7，8)延伸到第二末端(9，10)的中间纵向部分(11，12)，并且
其中所述两个中间纵向部分(11，12)在两个第一末端(7，8)处彼此之间相隔第一距离(D1)，两个第一末端(7，8)中的每一个末端都有用于电耦合到集成元件(15，25)的端子的耦合区(13，14)，两个耦合区(13，14)之间相隔第二距离(D2)，同时所述集成元件(15，25)被设计以非接触的方式通信，并且其中所述两个中间纵向部分(11，12)在两个第二末端(9，10)处彼此之间相隔第三距离(D3)，第三距离(D3)大于第一距离(D1)和第二距离(D2)，并且
其中两个天线臂(5，6)的两个中间纵向部分(11，12)彼此之间至少围成锐开度角，并且
其中用于电耦合到集成元件(15，25)的端子的两个耦合区(13，14)中的每一个耦合区都通过第一连接技术设置在载体(3)上，并且
其中两个天线臂(5，6)中的每一个天线臂在距其耦合区(13，14)一定距离的位置另外还有耦合区域(20，21；31，32；38，39)，并且
其中所述两个耦合区域(20，21；31，32；38，39)之间相隔第四距离(D4，D4’)，第四距离(D4，D4’)大于第二距离(D2)，并且
其中用于电耦合到附加的电子元件(22；28)的端子的两个耦合区域(20，21；31，32；38，39)中的每一个耦合区域，通过特定的连接技术设置在载体(3)上。
2.根据权利要求1所述的天线结构(4)，其中用于电耦合到集成元件(15)的端子的两个耦合区(13，14)中的每一个耦合区通过芯片倒装技术设置在载体(3)上。
3.根据权利要求1所述的天线结构(4)，其中用于电耦合到集成元件(25)的端子的两个耦合区(13，14)中的每一个耦合区通过引线接合技术设置在载体(3)上。
4.根据权利要求1所述的天线结构(4)，其中用于电耦合到附加的电子元件(22；28)的端子的两个耦合区域(20，21；31，32；38，39)中的每一个耦合区域通过焊接技术设置在载体(3)上。
5.根据权利要求1所述的天线结构(4)，其中每个耦合区域(20，21；38，39)设置在由天线臂(5，6)侧向伸出的延伸部位(23，24；40，41)上。
6.根据权利要求5所述的天线结构(4)，其中天线臂(5，6)的延伸部位(23，24)从天线臂(5，6)与另一个天线臂(6，5)背对的一侧侧向伸出。
7.根据权利要求6所述的天线结构(4)，其中延伸部位(23，24)以长条的形式实现。
8.根据权利要求5所述的天线结构(4)，其中天线臂(5，6)的延伸部位(40，41)从天线臂(5，6)面向另一天线臂(6，5)的一侧伸出。
9.根据权利要求8所述的天线结构(4)，其中延伸部位(40，41)以圆形凸出的形式实现。
10.根据权利要求1所述的天线结构(4)，其中每个天线臂(5，6)具有的宽度从它的第一末端(7，8)向它的第二末端(9，10)增加。
11.根据权利要求1所述的天线结构(4)，其中每个天线臂(5，6)都倾斜并且具有向它的第一末端(7，8)延伸的倾斜部分(18，19)。
12.根据权利要求5和11所述的天线结构(4)，其中延伸部位(23，24；40，41)从相应的天线臂(5，6)的倾斜部分(18，19)侧向伸出。
13.一种用于和通信站之间进行非接触式通信的数据载体(1)，数据载体(1)包括天线结构(4)，其中天线结构(4)根据权利要求1到12中的任意一项设置。
CNB2005800242847A 2004-07-20 2005-07-14 用于非接触式数据载体的多用途天线结构 Expired - Fee Related CN100565567C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04103456 2004-07-20
EP04103456.2 2004-07-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1998008A true CN1998008A (zh) 2007-07-11
CN100565567C CN100565567C (zh) 2009-12-02

Family

ID=35064965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800242847A Expired - Fee Related CN100565567C (zh) 2004-07-20 2005-07-14 用于非接触式数据载体的多用途天线结构

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7750865B2 (zh)
EP (1) EP1771814B1 (zh)
JP (1) JP2008507880A (zh)
CN (1) CN100565567C (zh)
AT (1) ATE412948T1 (zh)
DE (1) DE602005010708D1 (zh)
WO (1) WO2006011091A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006268090A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Fujitsu Ltd Ｒｆｉｄタグ
FI20095965A0 (fi) 2009-09-18 2009-09-18 Valtion Teknillinen Antennirakenne esimerkiksi RFID-transponderia varten
US10757580B2 (en) * 2018-01-19 2020-08-25 Matsing, Inc. System and methods for venue based wireless communication

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2258406A (en) * 1938-04-16 1941-10-07 Rca Corp Wide band antenna
FR2231125B1 (zh) * 1973-05-21 1977-09-02 Tacussel Maurice
US5966098A (en) * 1996-09-18 1999-10-12 Research In Motion Limited Antenna system for an RF data communications device
US5959591A (en) * 1997-08-20 1999-09-28 Sandia Corporation Transverse electromagnetic horn antenna with resistively-loaded exterior surfaces
DE10012967A1 (de) * 2000-03-16 2001-09-20 Andreas Plettner Transponder
WO2002099764A1 (en) * 2001-06-05 2002-12-12 Motorola, Inc. Capacitively powered data communication system with tag and circuit carrier apparatus for use therein
US20040036655A1 (en) * 2002-08-22 2004-02-26 Robert Sainati Multi-layer antenna structure
US6975278B2 (en) * 2003-02-28 2005-12-13 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute, Co., Ltd. Multiband branch radiator antenna element
US6999028B2 (en) * 2003-12-23 2006-02-14 3M Innovative Properties Company Ultra high frequency radio frequency identification tag

Also Published As

Publication number Publication date
ATE412948T1 (de) 2008-11-15
EP1771814A1 (en) 2007-04-11
EP1771814B1 (en) 2008-10-29
JP2008507880A (ja) 2008-03-13
WO2006011091A1 (en) 2006-02-02
DE602005010708D1 (de) 2008-12-11
US20090002253A1 (en) 2009-01-01
US7750865B2 (en) 2010-07-06
CN100565567C (zh) 2009-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7630685B2 (en) Wireless IC device and component for wireless IC device
US7471260B2 (en) Semiconductor memory module having built-in antenna
US8081125B2 (en) Antenna and radio IC device
CN100514748C (zh) 天线模块和具有该天线模块的电子设备
JP5167709B2 (ja) 無線ｉｃデバイス、その検査システム及び該検査システムを用いた無線ｉｃデバイスの製造方法
JP4053566B2 (ja) アンテナモジュール及びそれを具備した無線電子装置。
JP3148168U (ja) 無線ｉｃデバイス
EP1713022A1 (en) Antenna assembly and wireless communication system employing same
EP0814535A2 (en) Surface-mount antenna and a communication apparatus using the same
EP2077602B1 (en) Wireless ic device
CN101395758A (zh) 芯片天线
JPH10193847A (ja) 回路チップ搭載カードおよび回路チップモジュール
JP2012253699A (ja) 無線通信デバイス、その製造方法及び無線通信デバイス付き金属物品
CN100565567C (zh) 用于非接触式数据载体的多用途天线结构
JP7142716B2 (ja) Ｒｆｉｄタグ
JP5076851B2 (ja) 無線ｉｃデバイス
CN101257144A (zh) 耦合天线
KR100659273B1 (ko) Ｒｆｉｄ 태그 및 이를 갖는 ｒｆｉｄ 시스템
EP1432070A1 (en) Dual-band antenna
JP5896594B2 (ja) 無線ｉｃデバイス
JP2019128706A (ja) Ｒｆｉｄタグ
CN101232122B (zh) 宽频天线
KR20070035580A (ko) 비접촉식 데이터 캐리어를 위한 다목적 안테나 구조체
JP2016116231A (ja) 無線ｉｃデバイス及び無線ｉｃデバイス付き金属体
JP3433857B2 (ja) アンテナ装置及び携帯無線機

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NXP CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V.

Effective date: 20080404

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20080404

Address after: Holland Ian Deho Finn

Applicant after: Koninkl Philips Electronics NV

Address before: Holland Ian Deho Finn

Applicant before: Koninklijke Philips Electronics N.V.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20091202

Termination date: 20130714