WO2015173294A1 - Nahfeld-koppelmodul zum ein- und auskoppeln eines magnetischen nahfelds - Google Patents

Nahfeld-koppelmodul zum ein- und auskoppeln eines magnetischen nahfelds Download PDF

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WO2015173294A1
WO2015173294A1 PCT/EP2015/060572 EP2015060572W WO2015173294A1 WO 2015173294 A1 WO2015173294 A1 WO 2015173294A1 EP 2015060572 W EP2015060572 W EP 2015060572W WO 2015173294 A1 WO2015173294 A1 WO 2015173294A1
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Peter Scholz
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H04B5/26—Inductive coupling using coils

Definitions

  • the invention relates to a near-field coupling module for coupling and decoupling a magnetic data-transmitting near field and to using the near-field coupling module in a fieldbus system.
  • a passive RFID near-field transformer which has a first antenna coil for receiving a near field and a second antenna coil for outputting the near field, wherein the first and second antenna coil via a passive, electronic
  • the passive RFID near-field transformer is used to couple a near-field-based RFID transceiver with another near-field-based RFID transceiver.
  • the present invention is based on the object to provide a near-field coupling module, which less
  • the capacitance acting as resonance capacitance may be embodied, for example, as a discrete capacitor or as parasitic winding capacitance.
  • the antenna coil and the capacitance are dimensioned so that a resonant circuit with a defined resonant frequency arises.
  • a near-field coupling module for on and
  • the near-field coupling module has a resonant circuit with a capacitance and a single one
  • An antenna coil wherein the resonant circuit includes a first coupling region and a second coupling region and is adapted to a magnetic, data
  • the near field coupling module is preferably a passive NFC (near field communication) coupling module.
  • FIG. 2 shows another exemplary near-field coupling module which has two separate carriers
  • FIG. 3 is a schematic representation of a fieldbus system in which the near-field coupling module shown in FIG. 2 is used, and FIG
  • FIG. 4 shows an exemplary near-field coupling module with a
  • Oscillatory circuit comprising an antenna coil whose windings form parasitic capacitances.
  • the near-field coupling module 10 for coupling and decoupling a magnetic data-transmitting near field, which for example has the form of a check card.
  • the near-field coupling module 10 has a resonant circuit having a capacitance and a single antenna coil 30.
  • the capacity can be through, for example
  • electrically conductive pads 40 and 45 are formed, which are arranged on a carrier 20. These can be arranged, for example, as outlined next to each other. A higher capacity can also be achieved, for example, by arranging the pads 40 and 45 one above the other on different layers of the carrier 20.
  • the carrier 20 may be a rigid or flexible carrier in the form of a printed circuit board, on which the antenna coil 30 is arranged.
  • the antenna coil 30 may have a plurality of turns which run in a spiral. The turns can, as shown, describe rectangular paths. The two ends of the antenna coil are connected to one of the electrically conductive pads 40 and 45, respectively.
  • Antenna coil 30 and capacitance forming electrically conductive pads 40 and 45 are shaped and dimensioned that they form a resonant circuit with a defined resonant frequency.
  • the resonant circuit has a first coupling region 50 and a second coupling region 50
  • Coupling region 55 is adapted to a magnetic, data transmitting near field over the first
  • NFC and / or RFID chips are in
  • the stored energy of the near field can also be used to supply passive RFID / NFC components without contact with electrical energy.
  • the capacity of the near-field coupling module 10 may also be used.
  • FIG. 4 shows a near-field coupling module 150.
  • the near-field coupling module 150 has only a single resonant circuit
  • Antenna coil 160 whose windings are shaped so that they form parasitic capacitances.
  • the windings are to be designed in such a way that a resonant circuit with a defined resonant frequency is formed.
  • the resonant circuit in turn has a first coupling region 170 and a second coupling region 175 to form a magnetic coupling
  • the defined resonance frequency for example, the
  • FIG. 2 shows another exemplary embodiment of a near-field coupling module 60 with a single embodiment
  • Terminals of the antenna coil 80 is connected as a discrete component.
  • Antenna coil 80 and capacitor 85 in turn form a resonant circuit with defined
  • the antenna coil 80 has a first coupling region 90 and a second coupling region 95, wherein the first coupling region 90 at a
  • Printed circuit board 70 is disposed while the second
  • Coupling region 95 is disposed on a separate circuit board 75.
  • the separate printed circuit boards 70 and 75 may be flexible or rigidly interconnected. In the example shown, there is between the two
  • Circuit boards 70 and 75 a flexible connection over the windings of the antenna coil 80th
  • each of the second coupling regions can act for coupling a magnetic, data-transmitting near field, while the respective first coupling regions can act to decouple the magnetic, data-transmitting near field.
  • the quality of the resonant circuit of the respective near-field coupling modules 10, 60 and 150 are preferably between 20 and 100. Typically, the quality is less than 100.
  • a fieldbus system 100 which has a mounting rail 110, on which, for example, two communication modules 120 and 130 are arranged close to one another.
  • Such fieldbus systems are well known.
  • Communication modules 120 and 130 may be conventional
  • Be bus subscribers each having an NFC and / or RFID chip 125 and 135 for near field communication.
  • the NFC enabled communication device 140 may not be brought into sufficient proximity to the NFC chip 125 of the bus subscriber 120.
  • the near-field coupling module 60 shown in FIG. 2 can be inserted between the modules 120 and 130. In this way, a kind of antenna extension to the NFC-enabled communication device 140 can be made.
  • the arranged on the printed circuit board 70 first coupling region 90 between the
  • Coupling area 90 can be positioned in close proximity to the NFC-capable chip 125 of the bus station.
  • the second coupling region 95 arranged on the printed circuit board 75 is located outside the bus users 120 and 130, so that the NFC-capable communication device 140 can be positioned in its immediate vicinity. The operator can now via the NFC-enabled
  • Communication device 140 couple a request command via a magnetic near field in the second coupling region 95 of the near field coupling module 60, which is then delivered via the first coupling region 90 of the near field coupling module 60 to the NFC-capable chip 125 of the bus participant 120.
  • the NFC-enabled chip 125 in response to the received request profile, reads out the desired data stored in the bus participant 120 and modulates it to a near-field magnetic field, which is then coupled into the first coupling region 90 of the near field coupling module 60 and coupled to the second coupling region 95 NFC-enabled communication device 140 is coupled out. In this way, bidirectional near-field communication between the bus subscriber 120 and the NFC-capable one
  • the near-field coupling modules 10, 60 and 150 each have a resonant circuit with a single antenna coil 30, 80 or 160 and a
  • the near-field coupling modules 10, 60 and 150 each have a first coupling region 50, 90 or 170 and a second coupling region 55, 95 and 175 and are each adapted to receive a magnetic field transmitting near field over the respective first coupling region and the received
  • the near-field coupling module 10 may be a rigid or
  • the carrier 20 may be a printed circuit board.
  • electrically conductive pads 40, 45 may be arranged, which form the capacitance.
  • the shape and relative arrangement of the electrically conductive pads and the shape of the turns of the antenna coil 30 define the resonant frequency of the resonant circuit of the near-field coupling module 10.
  • Carrier 75 may be arranged, wherein the first carrier and the second carrier are rigidly or flexibly interconnected. Such an embodiment is shown in FIG.
  • the first carrier 70 and the second carrier 75 may each be formed as a printed circuit board. Electrically conductive pads may be disposed on the first carrier 70 and / or on the second carrier 75 and form the capacitance of the resonant circuit. The two electrically conductive pads are preferably connected to the respective end of the antenna coil.
  • the capacitance of the resonant circuit may also be formed as a discrete capacitor 85, as shown in FIG.
  • the antenna coils may be shaped such that their windings form a parasitic capacitance, as shown in FIG.
  • the near-field coupling module 10, 60 or 150 may be an NFC or RFID coupling module.
  • the oscillating circuits which, for example, in the
  • respective near-field coupling module 10, 60 and 150 which is shown for example in Figures 1 to 4, are between 20 and 100. Typically, the grade is less than 100, but it can be greater than 100.
  • a preferred application provides that, for example, the near-field coupling module 60, but also the near-field coupling modules 10 and 150 can be used in a fieldbus system 100.
  • the fieldbus system 100 has a plurality of communication modules 120 and 130 which can be mounted on a mounting rail 110, the communication modules 120 and 130 each having an NFC and / or RFID chip 125 or 135 for near field communication.
  • the near field coupling module 10, 60 and 150, respectively, is configured to be inserted between two adjacent communication modules 120 and 130 to enable near field communication between one of the adjacent communication modules and an external NFC and / or RFID capable communication device 140.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nahfeld-Koppelmodul (10) zum Ein- und Auskoppeln eines magnetischen, Daten übertragenden Nahfelds. Das Nahfeld-Koppelmodul (10) weist einen Schwingkreis mit einer einzigen Antennenspule (30) und einer Kapazität (40, 45) auf, wobei der Schwingkreis einen ersten Kopplungsbereich (50) und einen zweiten Kopplungsbereich (55) enthält und dazu ausgebildet ist, ein magnetisches, Daten übertragendes Nahfeld über den ersten Kopplungsbereich (50) zu empfangen und das empfangene magnetische, Daten übertragende Nahfeld über den zweiten Kopplungsbereich (55) abzugeben.

Description

Nahfeld-Koppelmodul zum Ein- und Auskoppeln eines
magnetischen Nahfelds
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Nahfeld-Koppelmodul zum Ein- und Auskoppeln eines magnetischen, Daten übertragenden Nahfelds sowie eine Verwendung des Nahfeld-Koppelmoduls in einem Feldbussystem.
Aus der EP 2 624 470 AI ist ein passiver RFID Nahfeld- Transformer bekannt, welcher eine erste Antennenspule zum Aufnehmen eines Nahfeldes und eine zweite Antennenspule zum Abgeben des Nahfeldes aufweist, wobei die erste und zweite Antennenspule über eine passive, elektronische
Anpassungsschaltung galvanisch miteinander verbunden sind. Der passive RFID Nahfeld-Transformer dient dazu, ein nahfeidbasiertes RFID Sende- und Empfangsgerät mit einem weiteren nahfeidbasierten RFID Sende- und Empfangsgerät zu koppeln .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Nahfeld-Koppelmodul zu schaffen, welches weniger
Komponenten aufweist und somit kostengünstiger hergestellt werden kann.
Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, den Aufbau eines Nahfeld-Koppelmoduls zu vereinfachen, indem eine Kapazität und nur eine Antenne zu einem
Schwingkreis verschaltet werden. Die als Resonanzkapazität fungierende Kapazität kann zum Beispiel als diskreter Kondensator oder als parasitäre Windungskapazität ausgeführt sein. Die Antennenspule und die Kapazität sind so dimensioniert, dass ein Schwingkreis mit definierter Resonanzfrequenz entsteht .
Das oben benannte technische Problem wird durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach wird ein Nahfeld-Koppelmodul zum Ein- und
Auskoppeln eines magnetischen, Daten übertragenden
Nahfeldes geschaffen. Das Nahfeld-Koppelmodul weist einen Schwingkreis mit einer Kapazität und einer einzigen
Antennenspule auf, wobei der Schwingkreis einen ersten Kopplungsbereich und einen zweiten Kopplungsbereich enthält und dazu ausgebildet ist, ein magnetisches, Daten
übertragendes Nahfeld über den ersten Kopplungsbereich zu empfangen und das empfangene magnetische, Daten
übertragende Nahfeld über den zweiten Kopplungsbereich abzugeben .
Bei dem Nahfeld-Koppelmodul handelt es sich vorzugsweise um ein passives NFC (Near Field Communication) Koppelmodul.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein beispielhaftes Nahfeld-Koppelmodul, welches auf einer Leiterplatte montiert ist,
Fig. 2 ein weiteres beispielhaftes Nahfeld-Koppelmodul, welches zwei separate Träger aufweist,
Fig. 3 die schematische Darstellung eines Feldbussystems, in welchem das in Fig. 2 gezeigte Nahfeld- Koppelmodul eingesetzt ist, und
Fig. 4 ein beispielhaftes Nahfeld-Koppelmodul mit einem
Schwingkreis, der eine Antennenspule aufweist, deren Windungen parasitäre Kapazitäten bilden.
Fig. 1 zeigt ein beispielhaftes Nahfeld-Koppelmodul 10 zum Ein- und Auskoppeln eines magnetischen, Daten übertragenden Nahfelds, welches beispielsweise die Form einer Checkkarte hat. Das Nahfeld-Koppelmodul 10 weist einen Schwingkreis auf, der eine Kapazität und eine einzige Antennenspule 30 aufweist. Die Kapazität kann beispielsweise durch
elektrisch leitfähige Pads 40 und 45 gebildet werden, welche an einem Träger 20 angeordnet sind. Diese können beispielsweise wie skizziert nebeneinander angeordnet sein. Eine höhere Kapazität kann beispielsweise auch dadurch erreicht werden, dass die Pads 40 und 45 übereinander auf unterschiedlichen Lagen des Trägers 20 angeordnet sind. Der Träger 20 kann ein starrer oder flexibler Träger in Form einer Leiterplatte sein, auf der auch die Antennenspule 30 angeordnet ist. Die Antennenspule 30 kann mehrere Windungen aufweisen, welche spiralförmig verlaufen. Die Windungen können, wie gezeigt, rechteckförmige Bahnen beschreiben. Die beiden Enden der Antennespule sind mit jeweils einem der elektrisch leitfähigen Pads 40 und 45 verbunden. Die
Antennenspule 30 und die die Kapazität bildenden elektrisch leitfähigen Pads 40 und 45 sind derart geformt und dimensioniert, dass sie einen Schwingkreis mit definierter Resonanzfrequenz bilden. Der Schwingkreis weist einen ersten Kopplungsbereich 50 und einen zweiten
Kopplungsbereich 55 auf und ist dazu ausgebildet, ein magnetisches, Daten übertragendes Nahfeld über den ersten
Kopplungsbereich 50 von einem NFC-und/oder RFID-Chip (nicht dargestellt) zu empfangen und das empfangene magnetische, Daten übertragende Nahfeld über den zweiten
Kopplungsbereich 55 zu einem anderen NFC- und/oder RFID- Chip abzugeben. Solche NFC- und/oder RFID-Chips sind in
Fig. 3 dargestellt. Gemäß der Funktionalität des NFC- bzw. RFID Systems kann die gespeicherte Energie des Nahfeldes auch dazu genutzt werden, passive RFID/NFC Komponenten kontaktlos mit elektrischer Energie zu versorgen.
Die Kapazität des Nahfeld-Koppelmoduls 10 kann auch
parasitäre, durch die Windungen der Antennenspule
hervorgerufene Kapazitäten gebildet werden. Eine solche Ausführungsform ist beispielhaft in Fig. 4 gezeigt, welches ein Nahfeld-Koppelmodul 150 zeigt. Das Nahfeld-Koppelmodul 150 weist als Schwingkreis lediglich eine einzige
Antennenspule 160 auf, deren Windungen derart geformt sind, dass Sie parasitäre Kapazitäten bilden. Die Windungen sind derart auszubilden, dass ein Schwingkreis mit definierter Resonanzfrequenz gebildet wird. Der Schwingkreis weist wiederum einen ersten Kopplungsbereich 170 und einen zweiten Kopplungsbereich 175 auf, um ein magnetisches
Nahfeld ein- oder auszukoppeln. In diesem Fall kann die definierte Resonanzfrequenz beispielsweise die
Eigenresonanzfrequenz der Spule sein und auf die
Arbeitsfrequenz des Nahfeldsystems abgestimmt sein. Fig. 2 zeigt eine weitere beispielhafte Ausbildungsform eines Nahfeld-Koppelmoduls 60 mit einer einzigen
Antennenspule 80 und einem Kondensator 85, der an die
Anschlüsse der Antennenspule 80 als diskretes Bauteil angeschlossen ist. Antennenspule 80 und Kondensator 85 bilden wiederum einen Schwingkreis mit definierter
Resonanzfrequenz. Die Antennenspule 80 weist einen ersten Kopplungsbereich 90 und einen zweiten Kopplungsbereich 95 auf, wobei der erste Kopplungsbereich 90 an einer
Leiterplatte 70 angeordnet ist, während der zweite
Kopplungsbereich 95 an einer separaten Leiterplatte 75 angeordnet ist. Die getrennten Leiterplatten 70 und 75 können flexibel oder starr miteinander verbunden sein. Im gezeigten Beispiel besteht zwischen den beiden
Leiterplatten 70 und 75 eine flexible Verbindung über die Windungen der Antennenspule 80.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die in den Figuren 1, 2 und 4 gezeigten Nahfeld-Koppelmodule birektional
betrieben werden können, das heißt, dass die jeweils zweiten Koppelbereiche zum Einkoppeln eines magnetischen, Daten übertragenden Nahfeldes fungieren können, während die jeweiligen ersten Kopplungsbereiche zum Auskoppeln des magnetischen, Daten übertragenden Nahfeldes fungieren können.
Die Güte des Schwingkreises der jeweiligen Nahfeld- Koppelmodule 10,60 bzw. 150 liegen vorzugsweise zwischen 20 und 100. Typischerweise ist die Güte kleiner als 100.
Allerdings kann auch die Güte der jeweiligen Schwingkreise größer als 100 sein. In Figur 3 ist eine Anordnung für eine beispielhafte
Anwendung dargestellt. In stark vereinfachter Weise ist ein Feldbussystem 100 dargestellt, welches eine Tragschiene 110 aufweist, an der beispielsweise zwei Kommunikationsmodule 120 und 130 eng nebeneinander angeordnet sind. Derartige Feldbussysteme sind hinlänglich bekannt. Die
Kommunikationsmodule 120 und 130, können herkömmliche
Busteilnehmer sein, die jeweils ein NFC- und/oder RFID-Chip 125 beziehungsweise 135 zur Nahfeldkommunikation aufweisen.
Angenommen sei, dass eine Bedienperson gezielt
Parameterdaten über eine NFC- und/oder RFID-fähige
Kommunikationseinrichtung 140 auslesen möchte. Aufgrund der der engen Anordnung der Busteilnehmer 120 und 130 kann jedoch das NFC-fähige-Kommunikationsgerät 140 nicht in ausreichende Nähe zum NFC-Chip 125 des Busteilnehmers 120 gebracht werden. Um dennoch Daten aus dem Busteilnehmer 120 auslesen zu können, kann das in Fig. 2 gezeigte Nahfeld- Koppelmodul 60 zwischen den Modulen 120 und 130 eingeführt werden. Au diese Weise kann eine Art Antennenverlängerung zum NFC-fähigen Kommunikationsgerät 140 hergestellt werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird der auf der Leiterplatte 70 angeordnete erste Koppelbereich 90 zwischen die
Busteilnehmer 120 und 130 geführt, so dass der erste
Koppelbereich 90 in unmittelbarer Nähe zum NFC-fähigen Chip 125 des Busteilnehmers positioniert werden kann. Der zweite, auf der Leiterplatte 75 angeordnete Koppelbereich 95 befindet sich außerhalb der Busteilnehmer 120 und 130, so dass das NFC-fähige Kommunikationsgerät 140 in dessen unmittelbarer Nähe positioniert werden kann. Die Bedienperson kann nunmehr über das NFC-fähige
Kommunikationsgerät 140 einen Aufforderungsbefehl über ein magnetisches Nahfeld in den zweiten Kopplungsbereich 95 des Nahfeld-Koppelmoduls 60 einkoppeln, das dann über den ersten Kopplungsbereich 90 des Nahfeld-Koppelmoduls 60 zum NFC-fähigen Chip 125 des Busteilnehmers 120 abgegeben wird. Der NFC-fähige Chip 125 liest unter Ansprechen auf den empfangenen Anforderungsprofil die im Busteilnehmer 120 gespeicherten, gewünschten Daten aus und moduliert sie einem magnetischen Nahfeld auf, welches anschließend in den ersten Kopplungsbereich 90 des Nahfeld-Koppelmoduls 60 eingekoppelt und über den zweiten Kopplungsbereichs 95 zum NFC-fähigen Kommunikationsgerät 140 ausgekoppelt wird. Auf diese Weise ist eine bidirektionale Nahfeld-Kommunikation zwischen dem Busteilnehmer 120 und dem NFC-fähigen
Kommunikationsgerät 140 möglich, auch wenn das NFC-fähige Kommunikationsgerät 140 nicht in unmittelbarer Nähe des NFC-fähigen Chips 125 des Busteilnehmers 120 gebracht werden kann.
Da das Nahfeld-Koppelmodul 60, 10 bzw. 150 passiv
ausgebildet ist, werden weder Hilfsenergie noch
Anschlusskontakte benötigt. Die wesentlichen Aspekte der Erfindung werden nachfolgend noch einmal zusammengefasst .
Es wird ein Nahfeld-Koppelmodul 10, 60 beziehungsweise 150 zum Ein- und Auskoppeln eines magnetischen, Daten
übertragenden Nahfeldes geschaffen, wie es in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist. Die Nahfeld-Koppelmodule 10, 60 und 150 weisen jeweils einen Schwingkreis mit einer einzigen Antennenspule 30, 80 beziehungsweise 160 sowie eine
Kapazität, 40, 45 beziehungsweise 85 auf. Die Schwingkreise der Nahfeld-Koppelmodule 10, 60 und 150 weisen jeweils einen ersten Kopplungsbereich 50, 90 beziehungsweise 170 sowie einen zweiten Kopplungsbereich 55, 95 beziehungsweise 175 auf und sind jeweils dazu ausgebildet, ein magnetisches Daten übertragendes Nahfeld über den jeweiligen ersten Kopplungsbereich zu empfangen und das empfangene
magnetische, Datenübertragende Nahfeld über den jeweils zweiten Kopplungsbereich abzugeben. Das Nahfeld-Koppelmodul 10 kann einen starren oder
flexiblen Träger 20 aufweisen, an dem der Schwingkreis 30, 40, 45 montiert ist. Der Träger 20 kann eine Leiterplatte sein . An dem Träger 20 können elektrisch leitfähige Pads 40, 45 angeordnet sein, welche die Kapazität bilden.
Die Form und relative Anordnung der elektrisch leitfähigen Pads sowie die Form der Windungen der Antennenspule 30 definieren die Resonanzfrequenz des Schwingkreises des Nahfeld-Koppelmoduls 10.
Alternativ kann der erste Koppelbereich 90 des
Schwingkreises an einem ersten Träger 70 und der zweite Koppelbereich 95 des Schwingkreises an einem separaten
Träger 75 angeordnet sein, wobei der erste Träger und der zweite Träger starr oder flexibel miteinander verbunden sind. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Figur 2 gezeigt .
Der erste Träger 70 und der zweite Träger 75 können jeweils als Leiterplatte ausgebildet sein. Elektrisch leitfähige Pads können an dem ersten Träger 70 und/ -oder an dem zweiten Träger 75 angeordnet sein und die Kapazität des Schwingkreises bilden. Die beiden elektrisch leitfähigen Pads sind vorzugsweise mit dem jeweiligen Ende der Antennenspule verbunden.
Die Kapazität des Schwingkreises kann auch als diskreter Kondensator 85 ausgebildet sein, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
Die Antennenspulen können derart geformt sein, dass ihre Windungen eine parasitäre Kapazität bilden, wie dies in Figur 4 dargestellt ist.
Das Nahfeld-Koppelmodul 10, 60 beziehungsweise 150 kann ein NFC- oder RFID-Koppelmodul sein.
Um eine bidirektionale Nahfeld-Kommunikation zu ermöglichen können die Schwingkreise, welche beispielsweise in den
Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, dazu ausgebildet sein, ein magnetisches Nahfeld über den jeweiligen zweiten
Kopplungsbereich zu empfangen und über den jeweiligen ersten Kopplungsbereich abzugeben.
Vorzugsweise wird die Güte des Schwingkreises des
jeweiligen Nahfeld-Koppelmoduls 10, 60 bzw. 150, welches beispielsweise in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, zwischen 20 und 100 liegen. Typischerweise ist die Güte kleiner als 100. Sie kann aber auch größer als 100 sein. Eine bevorzugte Anwendung sieht vor, dass zum Beispiel das Nahfeld-Koppelmodul 60, aber auch die Nahfeld-Koppelmodule 10 und 150 in einem Feldbussystem 100 verwendet werden können. Das Feldbussystem 100 weist mehrere, auf einer Tragschiene 110 montierbare Kommunikationsmodul 120 und 130 auf, wobei die Kommunikationsmodule 120 und 130 jeweils einen NFC- und/oder RFID-Chip 125 beziehungsweise 135 zur Nahfeldkommunikation aufweisen. Das Nahfeld-Koppelmodul 10, 60 bzw. 150 ist jeweils dazu ausgebildet, zwischen zwei benachbarten Kommunikationsmodulen 120 und 130 eingeführt zu werden, um eine Nahfeldkommunikation zwischen einem der benachbarte Kommunikationsmodule und einer externen NFC- und/oder RFID-fähigen Kommunikationseinrichtung 140 zu ermöglichen .

Claims

Nahfeld-Koppelmodul (10; 60; 150) zum Ein- und
Auskoppeln eines magnetischen, Daten übertragenden Nahfelds aufweisend
einen Schwingkreis mit einer Kapazität (40, 45; 85) und einer einzigen Antennenspule (30; 80; 160), wobei der Schwingkreis einen ersten Kopplungsbereich (50; 90; 170) und einen zweiten Kopplungsbereich (55; 95; 175) enthält und dazu ausgebildet ist, ein
magnetisches, Daten übertragendes Nahfeld über den ersten Kopplungsbereich (50; 90; 170) zu empfangen und das empfangene magnetische, Daten übertragende Nahfeld über den zweiten Kopplungsbereich (55; 95; 175) abzugeben .
Nahfeld-Koppelmodul nach Anspruch 1
gekennzeichnet durch
einen starren oder flexiblen Träger (20), an dem der Schwingkreis montiert ist.
Nahfeld-Koppelmodul nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet, dass
der Träger (20) eine Leiterplatte ist.
4. Nahfeld-Koppelmodul nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass elektrisch leitfähige Pads (40, 45) an dem Träger (20) angeordnet sind, welche die Kapazität bilden.
5. Nahfeld-Koppelmodul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Koppelbereich (90) des Schwingkreises an einem ersten Träger (70) und der zweite Koppelbereich
(95) des Schwingkreises an einem separaten, zweiten Träger (75) angeordnet ist, wobei der erste Träger
(70) und der zweite Träger (75) starr oder flexibel miteinander verbunden sind.
Nahfeld-Koppelmodul nach Anspruch 5
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Träger (70) und zweite Träger (75) jeweils eine Leiterplatte ist.
Nahfeld-Koppelmodul nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass elektrisch leitfähige Pads an dem ersten und/oder zweiten Träger angeordnet sind, welche die Kapazität bilden .
Nahfeld-Koppelmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kapazität ein diskreter Kondensator (85) ist.
Nahfeld-Koppelmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Antennenspule (30; 80; 160) derart geformt ist, dass ihre Windungen die Kapazität bilden.
Nahfeld-Koppelmodul nach einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Nahfeld-Koppelmodul ein NFC- oder RFID-Koppelmodul ist .
Nahfeld-Koppelmodul nach einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schwingkreis dazu ausgebildet ist, ein
magnetisches Nahfeld über den zweiten Kopplungsbereich zu empfangen und über den ersten Kopplungsbereich abzugeben .
Nahfeld-Koppelmodul nach einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Güte des Schwingkreises zwischen 20 und 100 liegt.
Verwendung eines Nahfeld-Koppelmoduls (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einem Feldbussystem (100), wobei das Feldbussystem (100) mehrere auf einer
Tragschiene (110) montierbare Kommunikationsmodule (120, 130) enthält, welche jeweils einen NFC- und/oder RFID-Chip (125, 135) zur Nahfeldkommunikation
aufweisen, wobei
das Nahfeld-Koppelmodul (60) dazu ausgebildet ist, zwischen zwei benachbarte Kommunikationsmodulen (120, 130) eingeführt zu werden, um eine
Nahfeldkommunikation zwischen einem der benachbarten Kommunikationsmodule (120) und einer externen NFC- und/oder RFID-fähigen Kommunikationseinrichtung (140) zu ermöglichen.
PCT/EP2015/060572 2014-05-14 2015-05-13 Nahfeld-koppelmodul zum ein- und auskoppeln eines magnetischen nahfelds Ceased WO2015173294A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014106767.3 2014-05-14
DE102014106767.3A DE102014106767A1 (de) 2014-05-14 2014-05-14 Nahfeld-Koppelmodul zum Ein- und Auskoppeln eines magnetischen Nahfelds

Publications (1)

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