PT993748E

PT993748E - Cartao para comunicacoes

Info

Publication number: PT993748E
Application number: PT98940133T
Authority: PT
Inventors: Franz Dosch
Original assignee: Dosch & Amand Gmbh & Co Kg
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2001-09-28
Also published as: DK0993748T3; EP0993748B1; US6587698B1; DE29711698U1; EP0993748A1; JP2000516076A; WO1999002002A1; ATE202443T1; DE59800895D1; ES2158691T3

Description

DESCRIÇÃO "CARTÃO PARA COMUNICAÇÕES" A presente invenção refere-se a um cartão para comunicações, de preferência um cartão PCMCIA, que pode ser utilizado para radiocomunicações. Em especial, a presente invenção refere-se a um cartão deste género, próprio para a comunicação na norma DECT.

No estado da técnica, são conhecidos adaptadores para comunicações radioeléctricas PCMCIA, por meio dos quais é possível uma ligação sem fios de um computador a uma rede. Estes adaptadores para comunicações radioeléctricas conhecidos são constituídos essencialmente por duas unidades, a saber o cartão PCMCIA propriamente dito e um módulo exterior para comunicações radioeléctricas, que é ligado, através de um cabo, com o cartão PCMCIA introduzido no dispositivo do computador. São além disso conhecidos cartões PCMCIA que apresentam, em si integrada, uma antena de barra destinada às comunicações radioeléctricas.

Da patente WO-A-95 34958 é conhecido um cartão PCMCIA, que pode ser introduzido num dispositivo do computador e serve para a ligação radioeléctrica deste dispositivo de computador, através de uma norma para comunicações numa rede celular. Para isso, o cartão PCMCIA apresenta uma antena que fica saliente do corpo propriamente dito do cartão PCMCIA. 1

Da patente US 5 345 367 A, é conhecido um cartão PCMCIA com indicação óptica do estado de serviço. Para a colocação de um LED no corpo do cartão, propõe-se utilizar no interior do cartão um LED que irradia perpendicularmente, ao qual se liga um condutor óptico, que retransmite a luz irradiada para a borda do cartão. O objectivo da presente invenção consiste em proporcionar um cartão para comunicações, para introdução num dispositivo do computador que torna possivel, com um custo reduzido dos meios físicos necessários, a comunicação radioeléctrica, de maneira cómoda e facilmente controlável, e que é apropriado especialmente para a comunicação radioeléctrica de computadores móveis, como o Laptops, pela norma DECT.

Este problema é resolvido pelo objecto de acordo com a reivindicação 1.

Nas reivindicações secundárias da presente invenção, definem-se formas de realização aperfeiçoadas da presente invenção.

Descrevem-se a seguir com mais pormenor formas de realização preferidas do cartão para comunicações de acordo com a invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, uma representação esquemática de um cartão para comunicações, de acordo com a invenção, para transmissões radioeléctricas na norma DECT, com indicação do estado de serviço, antena em arco e difusor, formando a antena e o difusor uma pega; 2

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U t A fig. 2, uma representação esquemática de um cartão para comunicações, para transmissão radioeléctrica, de preferência na norma DECT, com indicação do estado de serviço e com uma antena em arco, integrada numa pega assimétrica, que serve de corpo difusor para indicação do estado de serviço; e A fig. 3, uma representação esquemática de um cartão para comunicações de acordo com a invenção, com indicação do estado de serviço e uma antena de quadro, formando a caixa do cartão uma parte da antena de quadro. A presente invenção é a seguir descrita, primeiramente com referência à forma de realização preferida, representada na fig. 1. A fig. 1 mostra um cartão para comunicações (1), que apresenta, além dos circuitos de comando usuais (3), para os cartões de comunicações, um módulo de emissão/recepção (4), uma antena (6), bem como um dispositivo indicador, formado essencialmente por um díodo luminoso (17) e um difusor (8) . O módulo de emissão/recepção (4) possibilita, juntamente com a antena (6), estabelecer uma comunicação radioeléctrica entre o aparelho eléctrico no qual se introduz o cartão, ligado através da régua de encaixe (2), e uma estação distante. 0 cartão de acordo com a invenção serve, em especial, para a ligação radioeléctrica de computadores portáteis, em especial "Laptops", a estações de base de um sistema telefónico DECT. De acordo com isso, a antena e os circuitos de comando utilizados são dimensionados de preferência para frequências na banda entre 1 880 e 1 900 MHz. 0 dispositivo indicador referido informa o utilizador sobre o estado radioeléctrico reinante. Em especial, o dispositivo indicador pode ser dimensionado de modo tal que indique o estabelecimento da comunicação com uma estação de base reconhecia. Em 3

alternativa, ou adicionalmente, o dispositivo indicador serve para indicar uma transmissão de dados activa.

Como ainda se mostra na fig. 1, a luz produzida pelo díodo luminoso (17) é acoplada, através de uma abertura (5a) de uma régua terminal (5) do cartão de comunicações (1), a um corpo difusor (8), que é desse modo completamente iluminado. 0 cartão (1), que é introduzido mais ou menos até à régua terminal (5) , na caixa de um "Laptop", fica em condições de comunicar, através da parte (8) saliente do dispositivo indicador, ao utilizador, durante o serviço do "Laptop", informações sobre o troço de ligação radioeléctrica. Igualmente, a antena (6), saliente do cartão (1) e portanto do "Laptop", possibilita uma comunicação radioeléctrica não perturbada com a estação de base reconhecida. De acordo com a presente invenção, não é preciso, portanto, qualquer adaptador exterior adicional radioeléctrica, para o estabelecimento da comunicação radioeléctrica, mas sim a comunicação radioeléctrica é estabelecida pelos próprios componentes do cartão de comunicações. De preferência, a parte saliente do cartão, formada pela antena (6) e o difusor (8), serve simultaneamente de pega, por meio da qual se introduz o cartão comodamente no "Laptop" correspondente e pode sacar-se do mesmo. A antena representada na fig. 1 pode tecnicamente ser caracterizada como antena arqueada, em frente de uma superfície condutora. No caso de uma forma de realização na forma de antena λ/4, o comprimento efectivo da antena (6), para uma utilização do cartão na norma DECT, tem o valor de cerca de 4 cm. 4 U,

Em alternativa à forma de realização de acordo com a fig. 1, com a antena arqueada, podem também escolher-se formas de acordo com a fig. 2. Neste caso, a fig. 2 mostra uma forma de realização na qual a parte saliente do corpo do cartão (1) apresenta mais ou menos a forma da parte superior da letra "D", sendo a antena colocada de preferência na parte curva correspondente. Devido à disposição assimétrica e à curvatura da antena, resulta um efeito direccional, mais ou menos na direcção da seta (10). O efeito direccional pode então ser utilizado para optimizar a qualidade da via de transmissão radioeléctrica para a estação de base. Na maior parte dos casos, no entanto, é indesejável o efeito direccional da antena, visto que isso obriga o utilizador a usar o cartão de comunicações, e portanto o "Laptop", numa determinada direcção preferida.

Nas duas formas de realização indicadas, de acordo com as fig. 1 e 2, pode ligar-se a massa do módulo radioeléctrico (4), através de um fio (6b), com um revestimento electricamente condutor da caixa do cartão. O revestimento apropriado forma então um plano condutor para a antena. A caracteristica direccional de uma antena de barra λ/4, colocada perpendicularmente a uma superfície condutora, apresenta uma sensibilidade máxima no plano condutor e uma sensibilidade mínima perpendicularmente ao plano condutor, ou seja na direcção da antena de barra. Mostra-se então importante não ser indispensável uma orientação para a estação de base com a máxima caracteristica direccional. Mas, em nenhum caso deve fazer-se a orientação com a estação de base na posição zero da caracteristica direccional. Então, se o cartão de comunicações funcionar, como é usual, na posição 5 V Γ

horizontal, também os dois pontos de zero devem situar-se na direcção horizontal. Se se pretender trabalhar preponderantemente num plano, por exemplo num piso, com comunicações radioeléctricas, há então o perigo de as duas posições de zero da característica direccional da antena de barra impedirem a comunicação radioeléctrica. Uma disposição elegante para a solução deste problema consiste na utilização de uma antena de quadro (16), como se representa por exemplo na fig. 3. A antena de quadro irradia de preferência no plano do quadro e apresenta pontos de zero da característica direccional apenas na orientação ortogonal relativamente ao plano do quadro. A antena de quadro é constituída por um laço condutor que, como se mostra na fig. 3, é formado por uma ponte de fio (16a), o arco (16b) da antena, uma ponte de fio (16c), um condutor eléctrico (16d) na blindagem do cartão de comunicações, bem como uma ponte de fio (16e).

Todas as três formas de realização indicadas apresentam como características comuns o facto de a antena ficar, pelo menos parcialmente, de preferência substancialmente saliente do corpo do próprio cartão (1) e de se prever um dispositivo indicador que possibilite que o utilizador possa ler de maneira fácil o estado de serviço do cartão introduzido.

Na forma de realização de acordo com as fig. 1 e 3, o corpo metálico que forma a antena está de preferência revestido com uma camada de isolamento (5b) . No caso de haver essa solução, essa camada isolante poderia ser feita também transparente e a luz gerada pela fonte luminosa utilizada ser conduzida para o interior desta camada de isolamento, que actua também como corpo difusor. Uma tal forma de realização 6 L-Cj }è^>. poderia ser suficiente sem necessidade do corpo difusor adicional encaixado (8).

Nas fig. 1 a 3, o dispositivo indicador é sempre formado por uma combinação de uma fonte luminosa (17), de preferência um diodo luminoso (17), e um corpo difusor (8). Mas o corpo difusor (8) não é absolutamente necessário quando a fonte luminosa sobressair um pouco da caixa do cartão de comunicações, ou considera-se como suficiente que um pequeno ângulo sólido será considerado suficiente, segundo o qual possa ver-se o dispositivo indicador. O corpo difusor (8) é feito, de preferência, de "Plexiglas", com determinadas caracteristicas de difusão da luz. Deste modo, a luz do diodo luminoso (17) é desviada e difundida num amplo ângulo sólido. Como o cartão de comunicação é de preferência introduzido no "Laptop" lateralmente e o corpo difusor fica saliente do "Laptop", o utilizador do "Laptop" pode, na sua posição de trabalho normal, com um olhar para o ecrã do "Laptop", ver em qualquer instante o estado de serviço do circuito radioeléctrico para a estação de base. 0 estado de serviço indicado compreende, de preferência, pelo menos a informação de se o cartão está a ser alimentado com corrente. De preferência, utilizando cores diferentes, é ainda indicado se o cartão de comunicações tem ligação radioeléctrica para a estação de base. Por exemplo, a informação "existe ligação radioeléctrica" é indicado pela cor verde e a informação "não existe ligação radioeléctrica" por meio da cor vermelha.

De preferência, o módulo radioeléctrico (4) apresenta dispositivos que tornam possível uma determinação da qualidade 7 Γ

ΐ do circuito radioeléctrico. Como medida da qualidade desse circuito podem utilizar-se, por exemplo, a intensidade de campo com que a estação de base atinge a antena no cartão de comunicações, ou a taxa de erros, referida a bits, da transmissão de dados. A qualidade do circuito radioeléctrico é, de preferência, indicada no indicador do estado de serviço. Por exemplo, pode a indicação ser mais clara, no caso de a ligação radioeléctrica ser boa que no caso da ligação ser má. Em alternativa, poderia representar-se a qualidade da via radioeléctrica por meio de diferentes relações de impulsos. Tendo o dispositivo de emissão/recepção determinado a qualidade da via radioeléctrica, esta pode naturalmente ser indicada não só através do indicador do estado de serviço. Muitas vezes, esta informação pode também ser posta à disposição do "Laptop" ligado e ai ser indicada no ecrã.

Nas formas de realização de acordo com as fig. 1 e 2, poderiam os cartões de comunicações e o "Laptop", no qual o cartão está introduzido, ser equipados para optimização da via radioeléctrica para a estação de base. Se o cartão se realizar, além disso, com um dispositivo de charneira, em torno da qual a antena possa rodar, em relação ao cartão, neste caso seria suficiente para isso uma rotação da antena em torno do dispositivo de charneira apropriada. A pega formada pela antena e o corpo difusor, representada na fig. 2, está dividida em duas partes. A parte interior (5e) da pega da antena forma uma peça moldada por injecção, com a régua de fecho (5) . A parte exterior da pega da antena é formada pelo corpo difusor (8) . A antena (6) está introduzida entre a parte interior (5e) e a parte exterior (8) . Para garantir uma montagem simples, o corpo de charneira (8) está 8

L-c, equipado com ganchos (8a), que se engancham em aberturas (5d) na régua de fecho. Os ganchos (8a) e a abertura (5d) encontram-se, de preferência, dos dois lados do cartão de comunicações ou, respectivamente, nas duas extremidades do corpo difusor (8), portanto em especial também na proximidade do díodo luminoso (17). Na proximidade do díodo luminoso não se indicou qualquer gancho, para tornar a fig. 2 mais compreensível. A parte inferior da pega (5e) da antena e o corpo difusor (8) de preferência não são feitos de material maciço, mas sim apresenta espaços ocos (5c) ou, respectivamente, (8c). Os espaços ocos (5c) e (8c) conduzem a uma economia de material e portanto de peso. A vantagem principal deve, no entanto, verse no facto de, no caso das peças moldadas por injecção (8) e (5), se evitarem fortes diferenças das espessuras do material. As espessuras dos materiais na zona da régua de fecho (5) e dos ganchos são de cerca de 0,5 mm a 1,0 mm. A espessura da pega da antena é, pelo contrário, de 8 mm, portanto mais ou menos dez vezes maior. Uma espessura continuamente constante das peças moldadas por injecção evita espaços ocos indesejados (rechupes) e tensões mecânicas intensas depois do arrefecimento. Aumenta-se assim a estabilidade, designadamente a estabilidade de dimensões das peças moldadas por injecção. Além disso, as cavidades devidas ao rechupe são visíveis no corpo difusor transparente (8), podendo criar no utilizador, devido à irregularidade da forma, a impressão de qualidade deficiente. Nos espaços ocos (5c), prendem-se os narizes (8d) , para evitar um deslizamento do corpo difusor (8) relativamente à parte interior (5e) da pega da antena. O nariz (8d) do corpo difusor empurra a antena para o interior da ranhura (5d) da parte interior da pega da antena. Se a ranhura (5d) for mais 9 Γ u profunda que o diâmetro da antena, então a ranhura (5d) e o nariz (8d) podem igualmente impedir o deslizamento do corpo difusor (8), relativamente à parte interior da pega da antena (5e) . A fim de a luz do díodo luminoso (17), na fig. 2, se acoplar da maneira mais eficaz possível no corpo difusor (8) , o díodo luminoso fica saliente, com a sua parte semiesférica, para o interior do corpo difusor (8). 0 corpo difusor apresenta uma cavidade para o díodo luminoso (17). A régua de fecho (5) é realizada de preferência com possibilidade de ser soldada, de modo que a antena (6) possa ser facilmente ligada com o módulo radioeléctrico (4), no fio (6a) . Daqui resulta um comprimento de onda típico de λ = 15,8 cm, para frequências de 1,9 GHz da norma DECT. Para antenas arqueadas que ficam salientes de uma superfície condutora, utiliza-se um comprimento um pouco menor que λ/4, ou seja 3,5 cm. 0 cartão de comunicações propriamente dito é, de preferência, formado como um cartão PCMCIA, tendo portanto uma largura de 54 mm e um comprimento de 85, 6 mm. Na medida em que seja utilizado o cartão PCMCIA do tipo III, a altura do cartão de comunicações tem o valor máximo de 10,5 mm. Daqui resulta que um comprimento da antena de 35 mm se adapta bem às dimensões geométricas do cartão PCMCIA. A impedância do dispositivo de emissão/recepção tem de estar adaptada à impedância da antena. Os módulos de emissão/recepção apresentam, de preferência, uma impedância de 50 Ω. A impedância de uma antena de barra fina, em frente de uma superfície condutora, tem o valor de 40 Ω. Se a antena 10 tiver uma espessura final ϋΛ e um comprimento 1, a sua impedância pode ser calculada a partir da fórmula seguinte: ZA = 20.In( 1,15 . 1 ) ohms Da

No caso da utilização de um fio de antena com um diâmetro de 0,8 a 1 mm resulta uma impedância da antena de 47 a 44 ohms. A forma arqueada da antena conduz a uma outra redução insignificante da impedância da antena. Apesar disso, esta pequena desadaptação mostra-se ser tolerável. No entanto, idealmente utiliza-se um condensador variável rotativo ou uma combinação de condensador de fio e bobina, para a adaptação da impedância da antena e da impedância do módulo emissor/receptor. A forma de realização da fig. 3 está equipada com uma antena de quadro (16). Diferentemente da antena de barra, que primariamente gera um campo eléctrico, a antena de quadro gera primariamente um campo magnético. O campo magnético estabelece-se perpendicularmente ao plano do quadro. A antena de quadro irradia de preferência no plano do quadro. Para adaptar a impedância da antena de quadro à impedância do módulo emissor/receptor, a antena de quadro pode ser constituída por vários laços. A impedância da antena de quadro é calculada de acordo com a fórmula seguinte: ZR = 31000 ,n2 (A/m) 2 ohms (λ/m)4 onde n é o número de espiras do enrolamento, A a área incluída na antena de quadro e λ o comprimento de onda. A fórmula é 11 válida apenas no caso de as dimensões laterais do quadro serem pequenas relativamente ao comprimento de onda.

Lisboa, 5 de Julho de 2001.

O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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Claims

- u REIVINDICAÇÕES 1. Cartão para comunicações, de preferência cartões PCMCIA, apresentando o cartão um dispositivo de emissão e recepção (4), vem como uma antena (6 ou 16) para comunicação radioeléctrica, sobressaindo a antena, pelo menos parcialmente, do próprio corpo (1) do cartão, caracterizado por o cartão apresentar, além disso, um dispositivo indicador para a indicação de um estado de serviço, estando o dispositivo indicador, juntamente com a antena, integrado num componente e sendo este componente igualmente dimensionado como pega para o cartão para comunicações, sacar o cartão do aparelho no qual está introduzido, e por o dispositivo indicador provocar uma iluminação ao longo do percurso da antena.
2. Cartão para comunicações de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o estado de serviço indicado compreender pelo menos um dos estados seguintes: Estação de base detectada/não detectada Transmissão de dados activa/não activa
3. Cartão para comunicações de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a transmissão por via radioeléctrica ser feita de acordo com a norma DECT e portanto sendo o comprimento efectivo da antena aproximadamente igual a 4 cm. 1 )

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4. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado por o cartão ser protegido por metalização e por a camada metálica que o cobre formar para a antena um plano condutor, de acordo com as técnicas das altas frequências.
5. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 2 a 4, caracterizado por se prever um dispositivo para dobrar, rodar ou flectir a antena, para optimizar o efeito direccional da mesma.
6. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a antena ser formada como antena de quadro (16).
7. Cartão para comunicações de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a antena de quadro ser realizada com uma forma arqueada.
8. Cartão para comunicações de acordo com qualquer das reivindicações 6 ou 7, caracterizado por a geometria da antena de quadro ser adaptada para frequências à roda de 1,9 GHz, para a transmissão radioeléctrica na norma DECT.
9. Cartão para comunicações de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a antena (6 ou 16) ser revestida com uma camada isolante. 2 10. j-' U K Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o dispositivo indicador apresentar pelo menos um díodo luminoso ou um díodo de laser (17).
11. Cartão para comunicações de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o dispositivo indicador apresentar pelo menos um díodo luminoso ou um díodo de laser (17) bem como um meio de desvio (8), para o desvio da luz gerada pelo díodo luminoso ou o díodo de laser.
12. Cartão para comunicações de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o dispositivo indicador, no estado em que o cartão está introduzido e para a postura de trabalho normal do utilizador, ser visível exclusivamente através do meio de desvio (8).
13. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 11 ou 12, caracterizado por o meio de desvio ser formado pelo isolamento eléctrico que envolve a antena.
14. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 11, 12 ou 13, caracterizado por os meios de desvio (8) serem transparentes e difundirem a luz de maneira definida.
15. Cartão para comunicações de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 14, caracterizado por a secção 3 r transversal do meio de desvio diminuir com a distância ao diodo luminoso ou díodo de laser, para ajudar a uma irradiação uniforme da luz que é acoplada ao meio de desvio.
16. Cartão para comunicações de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 15, caracterizado por a forma da pega ser a forma da metade superior de uma letra "D" ou a forma de uma letra "C".
17. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 1 a 16, caracterizado por a pega ser constituída essencialmente por duas partes, designadamente uma interior (5b) e uma exterior, estando a parte interior fixada no corpo do cartão e a parte exterior da pega, na forma de capacete, encaixada na parte interior e encontrando-se a antena (6) entre as partes interior e exterior.
18. Cartão para comunicações de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por a parte exterior da pega ser feita transparente e formar o meio de desvio (8).
19. Cartão para comunicações de acordo com qualquer das reivindicações 16 a 18, caracterizado por a antena (16) se encontrar na secção curva da pega em forma de D. 4
20. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 17 a 19, caracterizado por a parte exterior transparente da pega ter ganchos que, quando da introdução na parte interior, se encaixam em cavidades correspondentes na parte interior.
21. Cartão para comunicações de acordo com qualquer das reivindicações 10 a 20, caracterizado por se utilizar um díodo luminoso circular (17), com cabeça semiesférica, que fica saliente para fora no corpo do cartão para dentro no meio de desvio.
22. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 1 a 21, caracterizado por existir um dispositivo para ajustar a impedância da antena à impedância do dispositivo de emissão e recepção.
23. Cartão para comunicações de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 22, caracterizado por o dispositivo indicador ser dimensionado para que os estados de serviço diferentes possam ser representados por cores diferentes e/ou sequências diferentes de acendimentos intermitentes.
24. Cartão para comunicações de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 23, caracterizado por o cartão para comunicações apresentar um dispositivo para a detecçâo da qualidade da via radioeléctrica, sendo a qualidade da via radioeléctrica caracterizada pela intensidade da estação 5 25. de base no local do cartão para comunicações ou por uma indicação da taxa de erros, referida a bits. Cartão para comunicações de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por se indicar o estado de serviço também pela qualidade do circuito da via radioeléctrica. 26. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 24 ou 25, caracterizado por o cartão para comunicações estar em condições de retransmitir a qualidade da via radioeléctrica detectada para o aparelho no qual está introduzido o cartão. 27. Cartão para comunicações de acordo com as reivindicações 1 a 26, caracterizado por a antena ser formada arqueada, sendo o comprimento efectivo da antena igual a um quarto do comprimento de onda apropriado para a comunicação radioeléctrica. Lisboa, 5 de Julho de 2001. O AGENTE OFICIAI. DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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