DE202012012880U1 - coil system - Google Patents
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Abstract
Spulensystem mit wenigstens zwei gekoppelten Spulen aufweisend – wenigstens eine, einen Schichtaufbau beherbergende Trägereinrichtung (3), welche Leiterbahnen auf wenigstens zwei Schichten und mindestens ein RFID/NFC-Interface (4) trägt, – und ein RFID/NFC-Gerät (10) mit mindestens einer RFID/NFC-Gerät-Spule (8), welche in Bezug auf die Trägereinrichtung unterschiedliche relative Ausrichtungen einnehmen kann, – wobei Leiterbahnen umfassende Schichten durch mindestens eine Isolationsschicht voneinander getrennt sind und wobei auf einer ersten Schicht wenigstens ein Segment einer ersten Leiterbahn und auf einer zweiten Schicht wenigstens ein Segment einer zweiten Leiterbahn angeordnet ist und das wenigstens eine Segment der Leiterbahn auf der ersten Schicht mit dem wenigstens einen Segment der Leiterbahn auf der zweiten Schicht über Kontaktierungen miteinander elektrisch leitend verbunden ist derart, dass die miteinander elektrisch leitend verbundenen Leiterbahnsegmente wenigstens eine Windung einer ersten Spule (50, 50a) bilden, welche als Antenne an das RFID/NFC-Interface (4) angeschlossen ist und deren zentrale Spulenachse im Wesentlichen parallel zu den Schichten, insbesondere parallel zu den Schichten verläuft.A coil system with at least two coupled coils - at least one carrier device (3) accommodating a layer structure, which carries conductor tracks on at least two layers and at least one RFID / NFC interface (4), - and an RFID / NFC device (10) at least one RFID / NFC device coil (8), which can assume different relative orientations with respect to the carrier device, - with layers comprising conductor tracks being separated from one another by at least one insulation layer and with at least one segment of a first conductor track and at least one segment of a second conductor track is arranged on a second layer and the at least one segment of the conductor track on the first layer is electrically conductively connected to the at least one segment of the conductor track on the second layer via contacts such that the conductor track segments that are electrically conductively connected to one another at least one W forming a first coil (50, 50a) which is connected as an antenna to the RFID / NFC interface (4) and whose central coil axis runs essentially parallel to the layers, in particular parallel to the layers.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spulensystem welches wenigstens eine, einen Schichtaufbau beherbergende Trägereinrichtung, welche Leiterbahnen auf wenigstens zwei Schichten und mindestens ein RFID/NFC-Interface trägt, und ein RFID/NFC-Gerät mit mindestens einer Spule besitzt, wobei die mindestens eine RFID/NFC-Gerät-Spule in Bezug auf die Trägereinrichtung unterschiedliche relative Ausrichtungen einnehmen kann.The present invention relates to a coil system which has at least one carrier structure accommodating a layer structure, which carries printed conductors on at least two layers and at least one RFID / NFC interface, and an RFID / NFC device having at least one coil, wherein the at least one RFID / NFC device coil with respect to the carrier device can assume different relative orientations.
Im Bereich der drahtlosen Kommunikationsschnittstellen bieten Systeme basierend auf induktiver Kopplung die Möglichkeit, bei einer Reichweite von typischerweise einigen Zentimetern zwischen den Teilnehmern Informationen und/oder Energie kontaktlos auszutauschen. Beispiele solcher Kommunikationsschnittstellen basierend auf induktiver Kopplung können RFID (Radiofrequenzidentifikation) Systeme oder Systeme basierend auf der NFC-Technik (Near Field Communication) sein. Induktive drahtlose Systeme haben gemein, dass jeder Teilnehmer der induktiven Energie- und/oder Datenschnittstelle mindestens eine interne oder externe Antenne benötigt, die häufig als Spulenform ausgebildet ist. Solche Spulensysteme sind Gegenstand der Erfindung.In the field of wireless communication interfaces, systems based on inductive coupling offer the possibility of exchanging contactless information and / or energy at a range of typically a few centimeters between the subscribers. Examples of such communication interfaces based on inductive coupling may be RFID (Radio Frequency Identification) systems or systems based on NFC (Near Field Communication) technology. Inductive wireless systems have in common that each participant of the inductive energy and / or data interface needs at least one internal or external antenna, which is often designed as a coil shape. Such coil systems are the subject of the invention.
Im Bereich der RFID-Technik (Radiofrequenzidentifikation) bestehen Teilnehmer der drahtlosen Kommunikationsschnittstelle typischerweise aus einem oder mehreren RFID-Lesegeräten (auch Reader oder Schreib-/Lesegeräte genannt), die ein magnetisches Feld aufbauen und in Reichweite befindliche RFID-Transponder (auch Tags oder RFID-Chips genannt) auslesen, beschreiben und/oder mit Energie versorgen können.In the field of RFID technology (radio frequency identification) subscribers of the wireless communication interface typically consist of one or more RFID readers (also called readers or read / write devices) that build a magnetic field and within reach RFID transponder (tags or RFID Called chips) read, describe and / or can provide energy.
Im Bereich der NFC-Technik (Near Field Communication) können die NFC-Teilnehmer unterschiedliche Rollen einnehmen, beispielsweise können sie als mehr oder weniger gleichberechtigte Partner über die induktive Schnittstelle Daten austauschen oder ein NFC-Teilnehmer kann die Rolle eines Lesegerätes einnehmen und damit beispielsweise kompatible RFID-Transponder auslesen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann ein NFC-Teilnehmer auch die Rolle eines RFID-Transponders einnehmen, womit eine teilweise Kompatibilität zwischen den verschiedenen Technologien gegeben ist.In the field of Near Field Communication (NFC) technology, NFC subscribers can take on different roles; for example, they can exchange data as more or less equal partners via the inductive interface, or an NFC subscriber can assume the role of a reader and thus, for example, compatible ones Read RFID transponder. Alternatively or additionally, an NFC subscriber can also play the role of an RFID transponder, which provides a partial compatibility between the different technologies.
Induktive Energie- und Informationskanäle sind nicht auf die RFID- bzw. NFC Technologie beschränkt. So können auch andere Frequenzen verwendet werden oder die Informationsübertragung ist auf proprietäre Weise realisiert. Im Folgenden einschließlich der Ansprüche wird der Begriff RFID/NFC stellvertretend für induktive Energie- und/oder Kommunikationsschnittstellen verwendet, wobei jedoch andere induktive Energie- und/oder Informationsübertragungstechniken explizit eingeschlossen sind.Inductive energy and information channels are not limited to RFID or NFC technology. Thus, other frequencies can be used or the information transfer is realized in a proprietary way. In the following, including the claims, the term RFID / NFC is used to represent inductive energy and / or communication interfaces, but other inductive energy and / or information transmission techniques are explicitly included.
Somit bezeichnet im Folgenden einschließlich der Ansprüche ein RFID/NFC-Interface eine elektronische Einrichtung, die eine Schnittstelle für den induktiven Übertragungskanal darstellt. Dies kann z. B. ein RFID-Transponder sein, der beispielsweise aus einem einzelnen IC (Integrated Circuit) besteht. Die möglicherweise daran angeschlossene Antenne oder Spule ist in diesem Zusammenhang nicht eingeschlossen. Alternativ kann ein RFID/NFC-Interface auch verschiedene elektronische Komponenten wie beispielsweise einen Verstärker, ein Anpassnetzwerk, einen oder mehrere Resonanzkondensatoren oder eine Zuleitung zu einer externen Antenne beinhalten.Thus, hereinafter including the claims, an RFID / NFC interface refers to an electronic device that provides an interface for the inductive transmission channel. This can be z. B. an RFID transponder, which consists for example of a single IC (Integrated Circuit). The possibly connected antenna or coil is not included in this context. Alternatively, an RFID / NFC interface may also include various electronic components, such as an amplifier, matching network, one or more resonant capacitors, or a lead to an external antenna.
Ein RFID/NFC-Gerät bezeichnet im Folgenden einschließlich der Ansprüche ein elektronisches Modul, das eine Elektronik, ein RFID/NFC-Interface, mindestens eine Antenne bzw. Spule enthält und ggf. eine oder mehrere Antennenzuleitung enthält. Ein Beispiel eines RFID/NFC-Gerätes ist ein RFID Lesegerät.An RFID / NFC device in the following, including the claims, an electronic module that contains electronics, an RFID / NFC interface, at least one antenna or coil and optionally contains one or more antenna feed line. An example of an RFID / NFC device is an RFID reader.
Im Bereich der RFID/NFC Technik werden häufig RFID/NFC-Interfaces auf einer Trägereinrichtung z. B. auf einer Leiterplatte integriert, so dass damit eindeutige Informationen mit der Trägereinrichtung in Form eines Barcodeersatzes verknüpft werden können oder eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle mit einer auf der Trägereinrichtung, insbesondere in Art einer Leiterplatte oder mit einer Leiterplatten ähnlichen Struktur, aufgebrachten Elektronik derart aufgebaut werden kann, um z. B. die Elektronik zu konfigurieren oder Auswertedaten auszulesen.In the field of RFID / NFC technology are often RFID / NFC interfaces on a support device z. B. integrated on a printed circuit board, so that it can be linked to the carrier device in the form of a barcode replacement unique information or a wireless communication interface with a on the support means, in particular in the manner of a circuit board or a circuit board-like structure, applied electronics can be constructed to B. to configure the electronics or read out evaluation data.
Für die drahtlose Kommunikation zwischen einem RFID/NFC-Gerät und der auf der Trägereinrichtung angeordneten Elektronik mittels der RFID bzw. NFC Schnittstelle, benötigt das RFID/NFC-Interface in aller Regel eine an dieses angeschlossene Antenne. Bei der Kombination mit einer Leiterplatte kann es sich in einigen Fällen anbieten, die Antenne direkt als gedruckte bzw. geätzte Leiterplattenantenne auszuführen. Die Ausgestaltung der Antenne durch Leiterbahnen auf der Leiterplatte hat den entscheidenden Vorteil, dass praktisch keine Zusatzkosten und zusätzliche Produktionsschritte entstehen, außerdem kann eine gute Reproduzierbarkeit gewährleistet werden.For the wireless communication between an RFID / NFC device and the electronics arranged on the carrier device by means of the RFID or NFC interface, the RFID / NFC interface usually requires an antenna connected to it. When combined with a printed circuit board, in some cases it may be convenient to run the antenna directly as a printed or etched circuit board antenna. The design of the antenna by printed conductors on the circuit board has the decisive advantage that virtually no additional costs and additional production steps arise, also good reproducibility can be ensured.
Für induktive Anwendungen vom kHz-Bereich bis in den MHz-Bereich sind die Antennen häufig als Spulen ausgebildet. Als Beispiele können um einen Ferritkörper gewickelte oder geätzte spiralförmige Spulen dienen. Häufig werden auch Luftspulen ohne magnetischen Kern verwendet, es können aber auch magnetische Kerne zur Konzentration der magnetischen Energie oder zur Schirmung der magnetischen Felder gegenüber Störkörpern wie beispielsweise Metallen verwendet werden.For inductive applications from the kHz range to the MHz range, the antennas are often designed as coils. As examples, helical coils wound or etched around a ferrite body can serve. Frequently also air coils become without magnetic core, but magnetic cores may also be used to concentrate the magnetic energy or to shield the magnetic fields from interfering objects such as metals.
Ein System zum kontaktlosen Austausch von Energie und Daten auf Basis der RFID Technologie wird z. B. in
Spulensysteme mit gekoppelten Spulen, wie sie in RFID/NFC Systemen vorkommen können, beinhalten typischerweise eine orts- und orientierungsabhängige magnetische Kopplung. So kann es vorkommen, dass ein in paralleler und koaxialer Ausrichtung beider Spulen gut funktionierendes Systemverhalten dann nicht mehr aufrechterhalten werden kann, wenn eine Spule beispielsweise um 90 Grad in eine bestimmte Richtung gedreht wird. In diesem Fall können magnetische Felder senkrecht aufeinander stehen und eine sehr geringe magnetische Kopplung zwischen den Spulen kann auftreten. Wenn die gedrehte Spule wiederum seitlich verschoben wird, kann beispielsweise eine Systemfunktionalität wiederhergestellt werden.Coupled coil systems such as may occur in RFID / NFC systems typically include location and orientation dependent magnetic coupling. It may happen that a system behavior that works well in parallel and coaxial alignment of both coils can no longer be maintained if, for example, a coil is rotated 90 degrees in a certain direction. In this case, magnetic fields can be perpendicular to each other and very little magnetic coupling between the coils can occur. For example, when the rotated coil is laterally displaced, system functionality can be restored.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, für induktive RFID/NFC Anwendungen mit auf einer Trägereinrichtung angebrachten Antennen bzw. Spulen ein verbessertes Spulenssystem für gekoppelte Spulen bereitzustellen, welches insbesondere auch bei aneinander gereihten Trägereinrichtungen, welche z. B. an einer Tragschiene aneinandergereihte Module ohne Zwischenräume mit daran ausgebildeten RFID/NFC-Spulen bilden, effektiv mit herkömmlichen Spulen eines RFID/NFC-Gerätes ausgelesen, konfiguriert und/oder mit Energie versorgt werden können.An object of the invention is to provide an improved coil system for coupled coils for inductive RFID / NFC applications with mounted on a support means antennas or coils, which in particular also in juxtaposed carrier devices which z. B. modules lined up on a mounting rail modules without gaps form with RFID / NFC coils formed thereon, can be effectively read out with conventional coils of an RFID / NFC device, configured and / or can be supplied with energy.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch ein Spulensystem gemäß Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The inventive solution of the problem is given by a coil system according to
Die Erfindung schlägt folglich ein Spulensystem mit wenigstens zwei gekoppelten Spulen vor, welches wenigstens eine, einen Schichtaufbau beherbergende Trägereinrichtung, welche Leiterbahnen auf wenigstens zwei Schichten und mindestens ein RFID/NFC-Interface trägt, und ein RFID/NFC-Gerät mit mindestens einer RFID/NFC-Gerät-Spule, welche in Bezug auf die Trägereinrichtung unterschiedliche relative Ausrichtungen einnehmen kann, aufweist. Hierzu sind Leiterbahnen umfassende Schichten durch mindestens eine Isolationsschicht voneinander getrennt, wobei auf einer ersten Schicht wenigstens ein Segment einer ersten Leiterbahn und auf einer zweiten Schicht wenigstens ein Segment einer zweiten Leiterbahn angeordnet ist und wobei das wenigstens eine Segment der Leiterbahn auf der ersten Schicht mit dem wenigstens einen Segment der Leiterbahn auf der zweiten Schicht über Kontaktierungen miteinander elektrisch leitend verbunden ist derart, dass die miteinander elektrisch leitend verbundenen Leiterbahnsegmente wenigstens eine Windung einer ersten Spule bilden. Diese Spule ist als Antenne an das RFID/NFC-Interface angeschlossen und besitzt eine zentrale Spulenachse, die im Wesentlichen parallel zu den Schichten, insbesondere parallel zu den Schichten verläuft.The invention therefore proposes a coil system with at least two coupled coils, which carries at least one carrier structure accommodating a layer structure, which carries printed conductors on at least two layers and at least one RFID / NFC interface, and an RFID / NFC device with at least one RFID / NFC device coil which can assume different relative orientations with respect to the carrier device. For this purpose, layers comprising interconnects are separated from one another by at least one insulation layer, wherein at least one segment of a first interconnect is arranged on a first layer and at least one segment of a second interconnect on a second layer, and wherein the at least one segment of the interconnect on the first layer is connected to the first layer at least one segment of the conductor track on the second layer is electrically conductively connected to one another via contacts such that the conductor track segments connected to one another in an electrically conductive manner form at least one turn of a first coil. This coil is connected as an antenna to the RFID / NFC interface and has a central coil axis, which runs substantially parallel to the layers, in particular parallel to the layers.
Folglich kann sich zwischen der RFID/NFC-Gerät-Spule und der ersten Spule bei Ausrichtung der Spulenachse der RFID/NFC-Gerät-Spule parallel, zumindest jedoch im Wesentlichen parallel, zu den Schichten der Trägereinrichtung, eine bessere induktive Kopplung einstellen.Consequently, a better inductive coupling can be established between the RFID / NFC device coil and the first coil in alignment with the coil axis of the RFID / NFC device coil in parallel, but at least substantially parallel, to the layers of the carrier device.
Ein Vorteil der Erfindung liegt somit darin begründet, dass die magnetische Kopplung für bestimmte geometrische Orientierungen der Spulen optimiert bzw. maximiert werden kann. Dies ist insbesondere der Fall für geometrische Ausrichtungen bzw. Orientierungen der gekoppelten Spulen zueinander für den Fall, dass herkömmliche Systeme versagen können, bzw. keine optimalen Ergebnisse erzielen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn dünne nebeneinandergereihte Geräte, z. B. an einer Tragschiene angereihte Module ohne Zwischenräume, mit RFID/NFC-Interfaces und zugehörigen Spulen ausgestattet werden sollen und mit herkömmlichen RFID/NFC-Gerät-Spulen ausgelesen, konfiguriert bzw. versorgt werden sollen.An advantage of the invention is therefore based on the fact that the magnetic coupling for certain geometric orientations of the coils can be optimized or maximized. This is the case in particular for geometrical orientations or orientations of the coupled coils relative to one another in the case where conventional systems can fail or do not achieve optimal results. This is especially the case when thin juxtaposed devices, eg. B. attached to a mounting rail modules without gaps, to be equipped with RFID / NFC interfaces and associated coils and to be read out, configured or supplied with conventional RFID / NFC device coils.
Die Erfindung nutzt folglich geometrische Optimierungen der Spule auf der Trägereinrichtung, z. B. Platine oder Leiterplatte. Die zentrale Spulenachse oder zumindest ein Teil davon wird entgegen herkömmlichen Lösungen so gewählt, dass sie parallel oder nahezu parallel zur Grundfläche der Trägereinrichtung, an welcher Grundfläche die Spule angeordnet ist, liegt. Durch diese Maßnahme kann eine signifikante Kopplung für solche Spulenanordnungen geschaffen werden, bei denen eine Kopplung sonst nur sehr gering sein könnte.The invention thus uses geometrical optimizations of the coil on the support means, e.g. B. board or circuit board. The central coil axis or at least a part thereof is chosen contrary to conventional solutions so that it is parallel or nearly parallel to the base surface of the support means, on which base the coil is arranged. By this measure, a significant coupling for such coil arrangements can be created, in which a coupling could otherwise be very low.
Zur Ausbildung einer solchen an der Trägereinrichtung angeordneten Spule hat sich insbesondere eine helix- oder zylinderförmige Grundform als zweckmäßig erwiesen.In order to form such a coil arranged on the carrier device, in particular a helical or cylindrical basic shape has proven to be expedient.
Wird als Trägereinrichtung eine Leiterplatte eingesetzt, kann die an der Trägereinrichtung ausgebildete erste Spule günstig und mit Standardkomponenten aufgebaut sein, da in der Regel eine zur Verfügung stehende Fläche auf der Leiterplatte für die Spule nutzbar ist, und Leiterbahnen der Leiterplatte selbst zur Bildung der ersten Spule nutzbar sind. Die erste Spule verursacht folglich nahezu keine Zusatzkosten und auf derselben Leiterplatte können wie die erste Spule sonstige elektronische Komponenten untergebracht werden.If a printed circuit board is used as the carrier device, the first coil formed on the carrier device can be constructed inexpensively and with standard components, since as a rule an available area on the printed circuit board can be used for the coil, and printed conductors of the printed circuit board itself form the first coil are usable. Consequently, the first coil causes almost no additional costs, and other electronic components can be accommodated on the same circuit board as the first coil.
Das erfindungsgemäße Spulensystem eignet sich insbesondere für Ausführungsformen, bei welchen die RFID/NFC-Gerät-Spule, die in unterschiedlichen Orientierungen zur Trägereinrichtung ausgerichtet sein kann, als spiralförmige Flachspule ausgebildet ist. Denn bei herkömmlichen Spulen, die spiralförmig z. B. auf einer Leiterplatte untergebracht sind, kann in gewissen Ausrichtungen der Spulen zueinander die Kopplung sehr gering sein und eine Systemfunktionalität kann unter Umständen nicht garantiert werden. Um die Funktionalität für diese Anordnungen zu verbessern, ist die erfindungsgemäße Spulenform der RFID/NFC Leiterplattenspule hingegen so ausgelegt, dass die Ausrichtung beider Spulen, also der ersten, an der Trägereinrichtung ausgebildeten Spule und der RFID/NFC-Gerät-Spule, zueinander derart gewählt ist, dass magnetische Feldlinien die jeweils andere Spulenfläche durchstoßen können und somit zu einer signifikanten Kopplung beider Spulen beitragen können, so dass eine Systemfunktionalität weiterhin gegeben sein kann.The coil system according to the invention is particularly suitable for embodiments in which the RFID / NFC device coil, which can be aligned in different orientations to the carrier device, is designed as a spiral flat coil. Because in conventional coils, the spiral z. B. are housed on a circuit board, in certain orientations of the coils to each other, the coupling can be very low and a system functionality may not be guaranteed. On the other hand, in order to improve the functionality for these arrangements, the coil form of the RFID / NFC circuit board coil according to the invention is designed such that the alignment of both coils, ie the first coil formed on the carrier device and the RFID / NFC device coil, is selected to one another is that magnetic field lines can pierce the other coil surface and thus can contribute to a significant coupling of the two coils, so that a system functionality may continue to exist.
Bevorzugt ist daher ein Spulensystem, bei welchen der Anteil eines magnetischen Feldes zwischen der RFID/NFC-Gerät-Spule und der ersten Spule nutzbar ist, bei welchem die Feldlinien parallel zu den Schichten der Trägereinrichtung verlaufen.Preference is therefore given to a coil system in which the proportion of a magnetic field between the RFID / NFC device coil and the first coil can be used, in which the field lines extend parallel to the layers of the carrier device.
Zur Verbesserung der Kopplungseigenschaften zur RFID/NFC-Gerät-Spule und/oder zur Erhöhung der Induktivität des Spulensystems kann innerhalb der ersten Spule ein magnetischer Kern, insbesondere ein Ferritkern, integriert sein.To improve the coupling properties to the RFID / NFC device coil and / or to increase the inductance of the coil system, a magnetic core, in particular a ferrite core, may be integrated within the first coil.
Besitzt das erfindungsgemäße Spulensystem zweckmäßig ferner eine zusammengesetzte Spule, derart, dass die erste Spule lediglich einen Spulenanteil der zusammengesetzten Spule bildet, welche als Antenne an das RFID/NFC-Interface angeschlossen ist, wobei die zusammengesetzte Spule sowohl den Spulenanteil der ersten Spule und wenigstens einen zweiten an der Trägereinrichtung ausgebildeten Spulenanteil besitzt, der zum Spulenanteil der ersten Spule elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet und dessen zentrale Spulenachse im Wesentlichen senkrecht zu den Schichten, insbesondere senkrecht zu den Schichten der Trägereinrichtung verläuft, kann der wenigstens eine zweite Spulenanteil zur Funktionalität beitragen, wenn die Spulenachse der RFID/NFC-Gerät-Spule von einer Ausrichtung parallel, zumindest jedoch im Wesentlichen parallel zu den Schichten der Trägereinrichtung hin zu einer Ausrichtung in Richtung senkrecht, zumindest jedoch im Wesentlichen senkrecht zu den Schichten der Trägereinrichtung wechselt.The coil system according to the invention expediently further comprises a composite coil, such that the first coil forms only a coil portion of the composite coil, which is connected as an antenna to the RFID / NFC interface, wherein the composite coil both the coil portion of the first coil and at least one has second coil portion formed on the support means, which connected to the coil portion of the first coil electrically connected in series or parallel and the central coil axis substantially perpendicular to the layers, in particular perpendicular to the layers of the support means, the at least one second coil portion contribute to the functionality, when the coil axis of the RFID / NFC device coil of a Alignment parallel, but at least substantially parallel to the layers of the carrier device towards an orientation in the direction perpendicular, but at least substantially perpendicular to the layers of the carrier device changes.
Besitzt das erfindungsgemäße Spulensystem in hierzu alternativer oder ergänzender Ausführung zweckmäßig ferner eine zusammengesetzte Spule, derart, dass die erste Spule lediglich einen Spulenanteil der zusammengesetzten Spule bildet, welche als Antenne an das RFID/NFC-Interface angeschlossen ist, wobei die zusammengesetzte Spule sowohl den Spulenanteil der ersten Spule und wenigstens einen dritten an der Trägereinrichtung ausgebildeten Spulenanteil besitzt, der zum Spulenanteil der ersten Spule elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet und dessen zentrale Spulenachse im Wesentlichen parallel zu den Schichten, insbesondere parallel zu den Schichten der Trägereinrichtung verläuft, jedoch in Bezug auf die Spulenachse des Spulenanteils der ersten Spule um die Normale der Schichten der Trägereinrichtung verdreht ist, kann der wenigstens eine dritte Spulenanteil zur Funktionalität beitragen, wenn die Spulenachse der RFID/NFC-Gerät-Spule von einer Ausrichtung parallel, zumindest jedoch im Wesentlichen parallel zu den Schichten der Trägereinrichtung hin zu einer alternativen Ausrichtung in Richtung parallel, zumindest jedoch im Wesentlichen parallel zu den Schichten der Trägereinrichtung, und um die Normale der Schichten der Trägereinrichtung drehend wechselt.The coil system according to the invention in this alternative or complementary embodiment expediently further comprises a composite coil, such that the first coil forms only a coil portion of the composite coil, which is connected as an antenna to the RFID / NFC interface, wherein the composite coil both the coil portion the first coil and at least one third formed on the support means coil portion which connected to the coil portion of the first coil electrically connected in series and / or parallel and its central coil axis substantially parallel to the layers, in particular parallel to the layers of the support means, but in With respect to the coil axis of the coil portion of the first coil is rotated about the normal of the layers of the carrier device, the at least one third coil portion may contribute to the functionality when the coil axis of the RFID / NFC device coil from an orientation parallel, i However, it is substantially parallel to the layers of the support means to an alternative orientation in the direction parallel, but at least substantially parallel to the layers of the support means, and to rotate about the normal of the layers of the support means.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst auf die
Die Trägereinrichtung
In einem solchen Fall ist es häufig sinnvoll, die zum RFID/NFC-Interface
Bei der Auslegung der Spulenform ist es insbesondere von Vorteil, die Form der Spule sowie die Anzahl der Windungen elektrisch auf das RFID/NFC-Interface
Wird ein weiteres RFID/NFC-Interface
Wenn beide zentralen Achsen der Spulen
In
In
Dies wird dadurch ermöglicht, dass die zentrale Spulenachse der Spule
In
So sind beispielsweise die Vias
Im Gegensatz zu herkömmlichen Spulen
Die Vorgehensweise nach der Erfindung bedingt somit zwar, dass die Querschnittsfläche der Spulengrundfläche und somit auch die Induktivität der Spule typischerweise geringer ist als im herkömmlichen Fall. Dieser Effekt kann allerdings zumindest teilweise durch eine Vielzahl von Windungen kompensiert werden. Eine weitere Verbesserung lässt sich beispielsweise auch dadurch erreichen, dass ein magnetischer Körper
Die in
In
Die in
In Abwandlung zu
Auch die Trägereinrichtung
Basierend auf der Terminologie gemäß Beschreibung zu
Je nach Größe des Elements
Ferner liegen gemäß der Ausbildung nach
In weiteren möglichen Alternativen hierzu könnte z. B. auch die leitfähige Verbindung von der Kontaktierung
Ersichtlich sind weitere Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich.Obviously, further modifications are possible within the scope of the invention.
Entsprechend könnten im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung, welche sich im Rückbezug unter anderem auf Spulenausbildungen gemäß
In
Die Spule
Der Spulenanteil
Die spezielle Form des Spulenanteils
Diese spezielle Form des Spulenanteils
Wenigstens ein zweiter Spulenteil
Die weiteren dritten Spulenanteile
Auch bei den Spulenanteilen
Die erfindungsgemäße zusammengesetzte Spule
In
Die zusammengesetzte Spule
Der beschriebene Sachverhalt der bei
Durch die erfindungsgemäß geometrischen Optimierungen der Spulenform kann somit erreicht werden, dass eine relativ homogene magnetische Kopplung zwischen der RFID/NFC-Gerät-Spule
Zusammenfassend ermöglicht die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Halterungbracket
- 22
- elektronisches Gerätemodul,electronic device module,
- 33
- Trägereinrichtung,Carrier device,
- 44
- RFID/NFC-Interface (z. B. RFID Transponder),RFID / NFC interface (eg RFID transponder),
- 55
- Spule,Kitchen sink,
- 66
- RFID/NFC-Interface (z. B. RFID Transceiver),RFID / NFC interface (eg RFID transceiver),
- 77
- Zuleitung,supply,
- 88th
- RFID/NFC-Gerät-Spule,RFID / NFC device coil,
- 99
- Feldlinien,Field lines,
- 1010
- RFID/NFC-Gerät (z. B. RFID Reader),RFID / NFC device (eg RFID reader),
- 5050
- erste Spulefirst coil
- 60a, 60b, 60c, 61a, 61b, 61c60a, 60b, 60c, 61a, 61b, 61c
- Durchkontaktierungen,vias
- 70a, 70b, 70c, 71a, 71b, 71c70a, 70b, 70c, 71a, 71b, 71c
- leitfähige Segmente,conductive segments,
- 51, 51a51, 51a
- magnetischer Körper, z. B. Ferritkörper,magnetic body, z. B. ferrite bodies,
- 5252
- Ferritkörper oder zusätzliche Leiterplatte oder KombinationFerrite body or additional circuit board or combination
- 50a, 50b, 50c, 50d50a, 50b, 50c, 50d
- Spulenteile,Coil parts,
- 80a, 80b, 80c, 80d80a, 80b, 80c, 80d
- Kopplung/Gegeninduktivität,Coupling / mutual inductance,
- 8181
- Kopplung/Gegeninduktivität,Coupling / mutual inductance,
- aa
-
Winkel der Spulenachse der RFID/NFC-Gerät-Spule
8 ,Angle of the coil axis of the RFID / NFC device coil8th . - NN
- Normale,normal,
- NwNw
- Anzahl von WindungenNumber of turns
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20140528 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R071 | Expiry of right |