KR20170039653A - 자동차의 보드 상에 있는 휴대용 요소와 근거리 무선 주파수 통신을 하기 위한 디바이스 - Google Patents

자동차의 보드 상에 있는 휴대용 요소와 근거리 무선 주파수 통신을 하기 위한 디바이스 Download PDF

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콘티넨탈 오토모티브 프랑스
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Abstract

본 발명은, 휴대용 요소와 근거리 무선 주파수 통신(D')을 하기 위한 디바이스로서, 상기 디바이스는,
Figure pct00018
미리 결정된 통신 주파수(Fc)를 구비하는 적어도 하나의 1차 근거리 통신 안테나(A0), 및
Figure pct00019
상기 1차 안테나에 전기적으로 링크된 마이크로제어기(30')를 포함하고, 상기 마이크로제어기는 상기 1차 안테나에 전류를 공급하는 소스, 및 상기 1차 안테나에 의해 수신되는 데이터(20')를 위한 수신 유닛을 포함하는, 상기 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 통신 디바이스는,
Figure pct00020
적어도 하나의 수동 중계 안테나(A1 ... A8)로서, - 상기 1차 안테나와 병렬 배치되고, - 상기 미리 결정된 통신 주파수(Fc) 부근의 값의 범위에 놓여 있고, 상기 통신 주파수(Fc)와는 상이한 중계 주파수(F1 ... F8)를 구비하고, - 상기 데이터 수신 유닛에 전기적으로 링크된, 상기 적어도 하나의 수동 중계 안테나(A1 ... A8), 및
Figure pct00021
상기 중계 주파수를 조절하는 수단(C4)을 더 포함한다. 본 발명에 따른 통신 디바이스는 상기 통신 디바이스의 근거리 통신 영역을 확장할 수 있다.

Description

자동차의 보드 상에 있는 휴대용 요소와 근거리 무선 주파수 통신을 하기 위한 디바이스{DEVICE FOR NEAR-FIELD RADIOFREQUENCY COMMUNICATION WITH A PORTABLE ELEMENT ON BOARD A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 자동차의 보드 상에 있는 휴대용 요소(portable element)와 근거리 무선 주파수 통신을 하기 위한 디바이스에 관한 것이다. "근거리 무선 주파수 통신"(또는 NFC: Near Field Communication)이라는 표현은 약 13.56 ㎒의 주파수에서 통신하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
이제 NFC 기술을 장착하는 자동차가 점점 증가하고 있다. 이 NFC 기술은 예를 들어 핸즈프리 액세스 배지(hands-free access badge) 또는 모바일 폰을 사용하여, 짧은 범위에 걸쳐 그리하여 보안 방식으로 통신할 수 있다. 핸즈프리 액세스 시스템에 통합될 때 이 NFC 기술은 상기 배지 또는 폰이 차량에 매칭되는 것으로 식별될 수 있다. 이 인증 후에, 사용자가 도어(door)를 수동으로 동작시킴이 없이 차량의 개방 가능한 차체 구획(body section)이 자동적으로 잠금 해제될 수 있다. 이 NFC 기술은 또한 차량의 보드 상에 있는 유도성 충전 디바이스에 통합될 수도 있다. 이 경우에, 모바일 폰이 유도성 충전 디바이스의 충전 표면에 놓여 충전될 때, 차량의 전자 시스템과 상기 폰 사이에 통신이 수립될 수 있다. 이 통신을 사용하여 오디오 파일을, 예를 들어, 차량의 멀티미디어 시스템에 다운로드하거나 다른 목적을 수행할 수 있다.
NFC 디바이스는 전자 송신 및 수신 회로와 연관된 평면 NFC 안테나 형태를 취한다.
이 NFC 안테나(1차 안테나라고 언급된다)와, 휴대용 요소에 통합된 NFC 안테나(2차 안테나라고 언급된다) 사이에 데이터 통신의 품질과 효과는 주로 다음 사항에 의존한다:
Figure pct00001
서로에 대한 2개의 안테나의 위치; 효과적인 통신을 하는데 최적의 위치는 2개의 안테나(1차 및 2차)가 서로에 대해 센터링(centered)되고 병렬 배치되고, 최대 결합을 제공하는 위치이다,
Figure pct00002
서로에 대한 안테나의 사이즈; 가장 효과적인 NFC는 2개의 안테나(1차 및 2차)가 실질적으로 동일한 사이즈일 때 획득된다.
2차 안테나의 사이즈는 핸즈프리 액세스 배지, 모바일 폰, 또는 다른 디바이스일 수 있는 휴대용 요소의 유형에 따라 가변된다.
추가적으로, 동일한 유형의 휴대용 요소, 예를 들어 모바일 폰에서, 2차 안테나의 사이즈는 또한 폰마다 상당히 가변될 수 있다. 그리하여 휴대용 요소의 전체 범위, 다시 말해, 2차 안테나의 유형의 전체 범위에 걸쳐 최대 NFC 품질 및 효과를 달성하는 것이 곤란하다.
종래 기술의 NFC 디바이스(D)가 도 1에 도시된다. 1차 안테나(A0)가 지지부(10), 예를 들어, 유도성 충전 디바이스 또는 차량에 핸즈프리 액세스를 제공하는 NFC 판독기에 위치된다.
1차 안테나(A0)는 디바이스의 중심(0)에 센터링되고, 전자 NFC 데이터 송신 및 수신 회로(20)에 전기적으로 연결되고, 이 전자 NFC 데이터 송신 및 수신 회로는 차량의 보드 상에 있는 전자 제어 유닛(0), 예를 들어, BCM(또는 영어로 "Body Control Module")에 또는 마이크로제어기(30)에 전기적으로 연결된다.
도 2는, 지지부(10)에 수직인 축(Z)을 따라 그리고 지지부(10)의 길이방향 축(X)(또는 횡방향 축(Y))을 따라 그리고 상기 지지부(10)의 1/2 길이(1/2 LS)에 걸쳐 상기 1차 안테나(A0)로부터 연장되는 근거리 통신 전자기장(B)을 도시한다.
명백히, 전자기장(B)의 최대 세기는 1차 안테나의 중심(0)에서 이용가능하고, 전자기장(B)의 세기는 1차 안테나(A0)의 중심(0)으로부터 거리가 증가함에 따라 감소한다.
따라서, 휴대용 요소(도 1에 미도시)가 지지부(10) 상에 놓일 때, 휴대용 요소에 존재하는 2차 안테나가 1차 안테나(A0)에 센터링되는 경우에만, 다시 말해, 자기장(B)이 최대 세기를 갖는 경우에만, 이 휴대용 요소는 최적의 근거리 통신을 수신한다. 2차 안테나가 1차 안테나(A0)에 대해 (다시 말해, 중심(0)에 대해) 중심으로부터 벗어난 경우, 또는 예를 들어, 2차 안테나가 상기 1차 안테나(A0)보다 더 큰 경우, NFC의 품질과 효과가 저하된다. 그리하여 근거리 통신 영역은 제한된다.
이 문제를 극복하기 위해, 통신 디바이스(D)에서 복수의 조절 가능한 1차 안테나를 배열하고, 각 안테나를 하나 이상의 스위치에 연결하는 종래 기술의 방법이 있다. 휴대용 요소가 지지부(10)의 충전 표면 상에 놓일 때, 2차 안테나와 가장 가까이 정렬된 1차 안테나(A0)만이 지지부와 연관된 스위치에 의해 활성화된다. 이 조절 가능한 1차 안테나(A0)는 각 안테나를 형성하는 코일의 구리선의 정확한 선회 수(number of turn)를 선택하는 수단과 같은 사이즈를 조절하는 수단을 더 포함한다. 이 조절 수단은 2차 안테나의 사이즈에 따라 1차 안테나의 사이즈를 적응시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 스위치 및 (다른 스위치일 수 있는) 사이즈 조절 수단을 사용하는 것에 의해, 1차 안테나의 위치와 사이즈는 휴대용 요소의 2차 안테나와 통신을 수행하는 최적의 효과와 품질을 제공하도록 적응될 수 있어서, 근거리 통신 영역이 확장된다.
그러나, 이 종래 기술의 솔루션은 복수의 능동 1차 안테나(다시 말해, 전류가 공급되는 안테나)와 복수의 스위치를 요구하기 때문에 매우 값비싸다.
본 발명은, 2차 안테나의 사이즈에 상관 없이 그리고 1차 안테나에 대한 그 위치에 상관 없이, 저렴하면서 상기 2차 안테나와 NFC를 수행하는 최적의 품질과 효과를 제공하는 휴대용 요소와 근거리 통신을 하는 디바이스를 제안한다.
본 발명은, 휴대용 요소와 근거리 무선 주파수 통신을 하기 위한 디바이스로서,
Figure pct00003
미리 결정된 통신 주파수를 구비하는 적어도 하나의 근거리 통신 1차 안테나, 및
Figure pct00004
상기 1차 안테나에 전기적으로 연결된 마이크로제어기를 포함하되, 상기 마이크로제어기는 상기 1차 안테나를 위한 전력 공급 소스, 및 상기 1차 안테나에 의해 수신되는 데이터를 위한 수신기 유닛을 포함하는, 상기 디바이스를 제안한다.
본 발명은,
Figure pct00005
적어도 하나의 수동 중계 안테나(passive relay antenna)로서,
- 상기 1차 안테나와 병렬 배치되고,
- 미리 결정된 통신 주파수 부근의 값의 범위 내에 있지만, 상기 통신 주파수와는 상이한 중계 주파수(relay frequency)를 구비하고,
- 상기 데이터 수신기 유닛에 전기적으로 연결된, 상기 적어도 하나의 수동 중계 안테나; 및
Figure pct00006
상기 중계 주파수를 조절하는 수단
을 더 포함하는 통신 디바이스를 제안한다.
따라서 상기 수동 중계 안테나를 사용하여 상기 1차 안테나에 의해 방출되는 전자기장의 일부를 회수하고(recover) 상기 휴대용 요소 쪽을 향하는 전자기장을 생성할 수 있다.
상기 수동 중계 안테나는 전력이 공급되지 않고 스위치를 요구하지 않거나 또는 이러한 스위치를 제어하는 수단을 요구하지 않기 때문에 저렴하다. 본 경우에, 상기 안테나는 구리선 권선 코일이다.
바람직한 실시예에서, 상기 적어도 하나의 수동 중계 안테나의 크기는 상기 1차 안테나의 크기와 실질적으로 동일하다,
제2 실시예에서, 상기 통신 디바이스는 상기 1차 안테나 주위에 병렬 배치된 복수의 수동 중계 안테나를 포함한다. 상기 수동 중계 안테나의 중계 주파수는 서로 상이하다.
상기 수동 중계 안테나의 적어도 하나는 상기 1차 안테나를 통해 상기 데이터 수신기 유닛에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
유리하게는, 상기 통신 디바이스는 짝수 개의 수동 중계 안테나를 포함하고,
Figure pct00007
상기 1차 안테나는 중심을 한정하고, 상기 중심에서 교차하는 길이방향 축과 횡방향 축이 통과하고,
Figure pct00008
상기 수동 중계 안테나들은 상기 2개의 축에 대해 대칭적으로 상기 1차 안테나 주위에 분배되고,
Figure pct00009
상기 중계 주파수는 상기 2개의 축에 대해 대칭적으로 상기 중계 안테나에 할당된다.
바람직하게는, 상기 중계 주파수의 값은 상기 통신 주파수의 -10% 내지 +10% 범위이다.
상기 디바이스는 통신 표면을 포함하고, 상기 1차 안테나와 상기 적어도 하나의 수동 중계 안테나의 총 표면은 상기 통신 표면과 적어도 실질적으로 동일하다.
또한 본 발명은 전술된 특성들 중 임의의 특성에 따른 통신 디바이스를 포함하는 자동차의 임의의 도어 핸들뿐만 아니라 전술된 특성들 중 임의의 특성에 따른 통신 디바이스를 포함하는 자동차의 보드 상에 있는 임의의 유도성 충전 디바이스에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 전술된 특성들 중 임의의 특성에 따른 통신 디바이스를 포함하는 임의의 자동차에 적용될 수 있다.
본 발명의 다른 특성과 장점은 이하 설명을 읽고 첨부 도면을 파악함으로써 명백해질 것이다.
- 도 1은 종래 기술에 따른 근거리 통신 디바이스(D)의 개략 상면도,
- 도 2는 축(Z)을 따라 도 1의 디바이스의 1/2-표면에서 종래 기술에 따른 근거리 통신 영역을 도시하는 도면,
- 도 3은 본 발명에 따른 근거리 통신 디바이스(D')의 제1 실시예의 개략 상면도,
- 도 4는 축(Z)을 따라 도 3의 디바이스의 1/2-표면에서 본 발명에 따른 근거리 통신 영역을 도시하는 도면,
- 도 5는 도 3에 따른 통신 디바이스의 개략 측면도,
- 도 6은 본 발명에 따른 통신 디바이스(D'')의 제2 실시예의 개략도, 및
- 도 7은 본 발명에 따른 통신 디바이스(D')의 수동 중계 안테나(A4)의 개략도.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 근거리 무선 주파수 통신 디바이스(D')를 제안한다. 통신 디바이스(D')는 직사각형 통신 표면(S)을 구비한다.
통신 디바이스(D')는 중심(0)을 갖는 근거리 무선 주파수 통신 안테나 유형의 1차 안테나(A0)를 포함하고, 이 중심(0)에서 교차하는 길이방향 축(X)과 횡방향 축(Y)이 통과한다. 1차 안테나(A0)는 길이방향 축을 따른 길이(L)와 횡방향 축(Y)을 따른 폭(l)을 구비한다.
적어도 하나의 수동 중계 안테나는 1차 안테나(A0)와 병렬 배치된다. 단지 설명을 위하여, 도 3은 1차 안테나(A0)와 병렬 배치된 복수의 수동 중계 안테나(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)를 도시한다.
각 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 전자 NFC 데이터 송신 및 수신 회로(20')에 연결되고, 이 전자 NFC 데이터 송신 및 수신 회로는 차량의 보드 상에 있는 전자 제어 유닛, 예를 들어, BCM(또는 영어로 "Body Control Module")에 또는 마이크로제어기(30')에 전기적으로 연결된다. 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 (도 3에 도시된 바와 같이) 전자 NFC데이터 송신 및 수신 회로(20')에 직접 연결될 수 있고, 또는 전자 NFC데이터 송신 및 수신 회로(20')에 전기적으로 연결된 1차 안테나(A0)를 통해 전자 NFC데이터 송신 및 수신 회로(20')에 간접 연결될 수 있고; 후자의 경우에, 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 전자 NFC데이터 송신 및 수신 회로(20')에 연결된 1차 안테나(A0)에 연결된다.
1차 안테나(A0)는 종래 기술에 사용된 것과 동일할 수 있다. 이 1차 안테나는 전자 NFC데이터 송신 및 수신 회로(20')에 의해 전력 공급되고, 약 13.56 ㎒의 통신주파수(Fc)의 전자기장(B0)을 방출한다.
수동 중계 안테나(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)는 상기 1차 안테나(A0)(도 3 참조)의 각 측에 병렬 배치된다. "병렬 배치된"이라는 용어는, 1차 안테나(A0)가 수동 중계 안테나(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)에 의해 둘러싸이고, 이 수동 중계 안테나(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8))가 모두 서로 병렬 배치될 뿐만 아니라 상기 1차 안테나(A0)와 병렬 배치된 것을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 각 수동 중계 안테나(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)는 1차 안테나(A0)의 크기, 다시 말해, 길이(L) 및 폭(l)과 실질적으로 동일한 크기를 가진다. 그러나, 본 발명에 따라, 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 또한 1차 안테나(A0)의 것과 상이한 크기를 구비할 수도 있다.
도 3에 도시된 실시예에서, 1차 안테나(A0)는 정사각형 형상을 구비하지만, 원형, 직사각형 또는 육각형과 같은 다른 형상을 구비할 수도 있다.
단지 설명을 위하여, 도 7은 직사각형 형상의 단일 수동 중계 안테나(A4)를 도시하고, 여기서 그 폭(l4) 및 길이(L4)는 1차 안테나(A0)의 폭(l) 및 길이(L)와 각각 동일하다. 수동 중계 안테나(A4)는 1차 안테나(A0)의 구리선 권선(N0)의 개수와 동일한 개수의 구리선 권선(N4)을 포함하는 코일로 구성된다.
도 6에 도시된 제2 실시예에서, 1차 안테나(A0'')는 직사각형이다. 수동 중계 안테나(A1'', A2'' 및 A3'')는 또한 직사각형이고(그리고 동일한 크기를 가지고), 상기 1차 안테나(A0)의 단 하나의 측과 병렬 배치된다.
바람직하게는, 1차 안테나(A0)(또는 A0'', 각각)와 수동 중계 안테나(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)(또는 A1'', A2'', A3'', 각각)이 점유하는 총 표면 영역은 통신 디바이스(D')(D'')의 통신 표면(S)(또는 S'', 각각)과 적어도 실질적으로 동일하다.
상기 중계 안테나(A1 ... A8)는 전자 NFC 데이터 송신/수신 회로(20')를 통해 전력이 공급되지 않기 때문에 "수동"이라고 언급된다. 이들 중계 안테나는 각각 구리선 권선 코일로 구성되고, 이들 중계 안테나는, 전자 NFC 데이터 송신/수신 회로(20')를 통해 전력 공급 소스에 연결된 1차 안테나(A0)와는 달리, 전력 공급 소스에 연결되지 않는다.
통신 디바이스(D')는, 각 수동 중계 안테나(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)에 대해, 중계 주파수(F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8)(도3 참조)라고 언급되는 각 수동 중계 안테나의 주파수를, 13.56 ㎒의 통신 주파수(Fc) 부근의 값의 범위 내에 있으나, 상기 통신 주파수(Fc)와는 상이한 값으로 조절하는 주파수 조절 수단을 더 포함한다. 예를 들어, 수동 중계 안테나의 중계 주파수(F1 ... F8)는 13.9 ㎒,14.5 ㎒,및 14.7㎒와 동일할 수 있다. 바람직하게는, 중계 주파수(F1 ... F8)의 값은 통신 주파수(Fc) 플러스 또는 마이너스 10%의 값의 범위, 다시 말해, 12 ㎒ 내지 15 ㎒의 범위 내에 있다. 일 실시예에서, 중계 주파수(F1 ... F8)는 모두 서로 상이하다.
이들 주파수 조절 수단은, 예를 들어, 수동 중계 안테나(A1 ... A8)의 각 코일에 전기적으로 연결된 커패시터(예를 들어, 도 7에서 수동 중계 안테나(A4)에 연결된 커패시터(C4))를 포함할 수 있다. 중계 주파수(F1 ... F8)를 조절하는 이들 수단은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 잘 알려져 있으므로, 여기서는 상술되지 않는다.
바람직한 실시예에서, 상기 통신 디바이스(D')는 짝수 개의 수동 중계 안테나(A1 ... A8)를 포함하고, 수동 중계 안테나(A1 ... A8)들은 길이방향 축(X)과 횡방향 축(Y)(도3 참조)에 대해 1차 안테나(A0) 주위에 대칭적으로 분배되는 반면, 중계 주파수(F1 ... F8)는 상기 2개의 축(X, Y)에 대해 대칭적으로 상기 수동 중계 안테나(A1 ... A8)에 할당되고; 보다 정확히는, 도3에 도시된 바와 같이, F1 = F3 = F6= F8 및 F2=F7 및 F4=F5이다.
명백히, 통신 디바이스(D')는 1차 안테나(A0) 주위에 분배된 홀수 개의 수동 중계 안테나(A1 ... Ai)를 포함할 수 있다. 이 경우에, 2개의 축(X, Y)에 대해 중계 주파수(F1 ... Fi)의 값이 대칭인 것을 보장하는 것이 곤란하고; 그 결과, 통신 디바이스(D')의 통신 표면(S)에서 자기장은 2개의 축(X, Y)에 대해 대칭이 아닐 수 있거나 또는 통신 표면(S) 위에서 균일할 수 있다.
그리하여 짝수 개의 수동 중계 안테나(A1 ... A8)를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 핵심은 1차 안테나(A0)에 의해 방출되는 전자기장 선속(B0)의 일부분, 약 20% 부분이 상기 안테나의 양 측에서 소비되어서, 휴대용 요소(미도시)를 유도성으로 충전하는데 사용될 수 없다는 것이다. 유리하게는, 본 발명은 전자기장(B0)의 이 부분의 선속(F)(도 5 참조)이 1차 안테나(A0)의 양측에 수동 중계 안테나(A1 ... A8)를 놓는 것에 의해 재활용될 것을 제안한다. 설명을 위하여, 도 5는 1차 안테나(A0)의 길이방향 축(X)을 따라 양측에 위치된 단 2개의 수동 중계 안테나(A4 및 A5)만을 도시한다.
수동 중계 안테나(A4, A5)는 전자기장(B0)의 이 부분의 선속(F)(예를 들어, 약 20%)을 각각 수신한다. 이런 방식으로 수신된 선속(F)은 수동 중계 안테나(A4, A5)의 각 코일에 전기 전류를 생성하고; 이후, 이 전류는 각 상기 수동 중계 안테나(A4, A5)에 전자기장(B4, B5)을 생성한다. 이 전자기장(B4, B5)은 다시 말해 휴대용 요소 쪽을 향하는 1차 안테나(A0)의 전자기장(B0)과 동일한 방향으로 배향되고, 1차 안테나(A0)의 전자기장(B0)의 세기 이하의 세기를 가진다.
따라서,
F = 0.2 x B0인 경우,
B4 = B5 ≤ B0이고,
여기서,
F는 1차 안테나(A0)에 의해 생성된 전자기장(B0)에 의해 생성된 손실된 선속 부분이고,
B4는 수동 중계 안테나(A4)에 의해 생성된 전자기장이고,
B5는수동 중계 안테나(A5)에 의해 생성된 전자기장이다.
실제, 중계 안테나(A1 ... A8)의 중계 주파수(F1 ... F8)는 1차 안테나(A0)의 통신 주파수(Fc)와 실질적으로 동일하므로, 상기 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 NFC에 대해 공진한다. 최적의 품질 계수를 얻기 위해 이들 중계 안테나를 적응시키는 것에 의해 (예를 들어, 저항기를 추가하거나 또는 부품 코일의 구리선의 두께를 변경하는 것에 의해), 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 전자기장 증폭기로 동작하도록 만들어진다. 상기 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 1차 안테나(A0)의 전자기장(B0)의 손실된 선속 부분(F)을 수신하고 이를 증폭한 다음, 증폭된 전자기장(B4, B5)을 방출하며, 그 값은 1차 안테나(A0)의 전자기장(B0)의 값과 같거나 이보다 약간 더 작다(예를 들어,80% x B0).
수동 중계 안테나(A4, A5)에 의해 생성된 전자기장(B4, B5)이 1차 안테나(A0)의 전자기장(B0)과 실질적으로 동일한 값을 가지는 것을 보장하기 위해, 수동 중계 안테나(A4, A4)의 크기는 바람직하게는 1차 안테나(A0)의 것과 실질적으로 동일하다. 이것은 통신 표면(S) 위에 균일한 전자기장을 제공한다.
또한 수동 중계 안테나(A1 ... A8)의 중계 주파수(F1 ... F8)는 1차 안테나(A0)의 통신 주파수(Fc)(13.56 ㎒)와 엄격히는 동일하지 않는 것이 중요하다. 이것은, 중계 주파수(F1 ... F8)의 값이 1차 안테나(A0)의 통신 주파수(Fc)와 동일한 경우, 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 1차 안테나(A0)에 전자기적으로 결합되어, 1차 안테나(A0)를 미스매칭(mismatch)시켜, 다시 말해, 통신 주파수(Fc)를 13.56 ㎒의 값으로부터 훨씬 더 멀어지게 시프트시켜, 그 동작에 악영향을 미치기 때문이다. 상기 1차 안테나(A0)의 통신 효과와 품질은 저하된다. 중계 주파수(F1 ... F8)가 1차 안테나(A0)의 통신 주파수(Fc) 부근으로 약간 오프셋되면, 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 근거리 통신 주파수 대역(약 13.56 ㎒)에서 여전히 방출하지만, 통신 디바이스(D')의 주 통신 안테나에 계속 있는 1차 안테나(A0)의 동작을 교란시키지 않게 된다.
따라서, 수동 중계 안테나(A1 ... A8)가 존재하는 것으로 인해, 종래 기술에서 손실된 1차 안테나(A0)의 전자기장(B0)의 선속(F) 부분을 재활용하여, 통신 디바이스(D')의 통신 표면(S)에 다른 전자기장을 생성하는 것이 가능하다. 이 전자기장을 사용하면, 휴대용 요소가 1차 안테나(A0)와 정렬되지 않는 경우에도, 통신 디바이스(D')에 놓인 휴대용 요소와 통신할 수 있다.
그리하여 종래 기술의 것에 비해 본 발명에 따르면 통신 디바이스(D')가 휴대용 요소와 통신하는 표면이 확장된다.
본 발명에 따라, 통신 디바이스(D')와 휴대용 요소 사이에 효과와 품질 면에서 최적의 통신을 제공하면서, 1차 안테나(A0)의 위치에 상관없이 휴대용 요소가 통신 디바이스(D')에 놓일 수 있다.
명백히, 본 발명은 전술된 실시예로 제한되지 않는다. 1차 안테나(및 그리하여 수동 중계 안테나)의 다른 기하학적 형상이 사용될 수 있다. 수동 중계 안테나는, 예를 들어, 1차 안테나(도 6 참조)의 단 하나의 측에 위치된 행을 형성할 수 있다. 본 발명은 13.56 ㎒에서 근거리 통신하는 것으로만 제한되지 않고, 임의의 고주파수 무선 통신을 커버하고, 예를 들어, 6 ㎒의 충전 주파수를 가지는 A 4WP 유형("Alliance for Wireless Power"의 약어)의 유도성 충전 안테나에도 동일하게 적용가능하다.

Claims (10)

  1. 휴대용 요소와 근거리 무선 주파수 통신을 하기 위한 통신 디바이스(D')로서,
    Figure pct00010
    미리 결정된 통신 주파수(Fc)를 가지는 적어도 하나의 근거리 통신 1차 안테나(A0), 및
    Figure pct00011
    상기 1차 안테나(A0)에 전기적으로 연결된 마이크로제어기(30')를 포함하고, 상기 마이크로제어기는 상기 1차 안테나(A0)를 위한 전력 공급 소스, 및 상기 1차 안테나(A0)에 의해 수신되는 데이터(20')를 위한 수신기 유닛을 포함하고,
    상기 통신 디바이스(D')는,
    Figure pct00012
    상기 1차 안테나(A0)의 크기와 실질적으로 동일한 크기를 각각 구비하는 적어도 2개의 수동 중계 안테나(A1 ... A8)로서,
    - 상기 1차 안테나(A0)의 양측에 위치되고 상기 1차 안테나(A0)와 병렬 배치되며,
    - 상기 미리 결정된 통신 주파수(Fc) 부근의 값의 범위에 각각 놓여 있으나, 상기 미리 결정된 통신 주파수(Fc)와는 상이한 중계 주파수(F1 ...F8)를 구비하고,
    - 상기 데이터 수신기 유닛(20')에 전기적으로 연결된, 상기 적어도 2개의 수동 중계 안테나; 및
    Figure pct00013
    상기 중계 주파수를 조절하는 수단(C4)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 디바이스(D').
  2. 제1항에 있어서, 상기 1차 안테나(A0) 주위에 병렬 배치된 복수의 수동 중계 안테나(A1 ... A8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 디바이스(D').
  3. 제2항에 있어서, 상기 수동 중계 안테나(A1 ... A8)의 중계 주파수(F1 ... F8)들은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 통신 디바이스(D').
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 수동 중계 안테나(A1 ... A8)는 상기 1차 안테나(A0)를 통해 상기 데이터 수신기 유닛(20')에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 통신 디바이스(D').
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    Figure pct00014
    상기 통신 디바이스(D')는 짝수 개의 수동 중계 안테나(A1 ... A8)를 포함하고,
    Figure pct00015
    상기 1차 안테나(A0)는 중심(0)을 구비하고, 상기 중심(0)에서 교차하는 길이방향 축(X)과 횡방향 축(Y)이 통과하고,
    Figure pct00016
    상기 수동 중계 안테나(A1 ... A8)들은 상기 2개의 축(X, Y)에 대해 대칭적으로 상기 1차 안테나(A0) 주위에 분배되고,
    Figure pct00017
    상기 중계 주파수(F1 ... F8)는 상기 2개의 축(X, Y)에 대해 대칭적으로 상기 중계 안테나에 할당되는 것을 특징으로 하는 통신 디바이스(D').
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중계 주파수의 값은 상기 통신 주파수(Fc)의 -10% 내지 +10% 범위인 것을 특징으로 하는 통신 디바이스(D').
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 통신 표면(S)을 포함하고, 상기 1차 안테나(A0)와 상기 적어도 하나의 수동 중계 안테나(A1 ... A8)의 총 표면은 상기 통신 표면(S)과 적어도 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 통신 디바이스(D').
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 통신 디바이스를 포함하는 자동차의 도어 핸들.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 통신 디바이스를 포함하는 자동차의 보드 상에 있는 유도성 충전 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 통신 디바이스를 포함하는 자동차.
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