專利名稱：用于非接觸式數(shù)據(jù)載體的多用途天線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線結(jié)構(gòu)，其包括用于支撐該天線結(jié)構(gòu)天線臂的載體，還包括第一天線臂和第二天線臂，其中每個(gè)天線臂都和載體相連，并由導(dǎo)電材料制成，且包括第一末端和第二末端以及從第一末端延伸到第二末端的中間縱向部分，并且其中上述兩個(gè)中間縱向部分在兩個(gè)第一末端處彼此之間相隔第一距離，而每一個(gè)第一末端具有用于電耦合到集成元件端子的耦合區(qū)，兩個(gè)耦合區(qū)之間相隔第二距離，同時(shí)上述集成元件被設(shè)計(jì)以非接觸的方式通信，并且其中上述兩個(gè)中間縱向部分在兩個(gè)第二末端處彼此之間相隔第三距離，第三距離大于第一距離和第二距離。
本發(fā)明還涉及一種用于和通信站之間進(jìn)行非接觸式通信的數(shù)據(jù)載體，它具有一種天線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
以上開(kāi)始段中提到的這種天線結(jié)構(gòu)和第二段中提到的這種數(shù)據(jù)載體在例如專利文件JP 07-271.938 A中為人們所知。已知的數(shù)據(jù)載體是芯片卡，具有卡體，上述卡體形成為已知天線結(jié)構(gòu)的載體。這里的天線結(jié)構(gòu)包括排列成V字型的兩個(gè)天線臂，兩個(gè)天線臂在它們的第一末端和第二末端之間具有固定的寬度。已知天線結(jié)構(gòu)的兩個(gè)天線臂的兩個(gè)中間縱向部分圍成鈍開(kāi)度角(opening angle)，使得開(kāi)度角的值約為140度。由于大的開(kāi)度角，兩個(gè)天線臂的中間縱向部分除了在它們的第一末端區(qū)域之外，彼此相隔較大距離，這確實(shí)有利于兩個(gè)天線臂之間較好的去耦，但在申請(qǐng)人完成的測(cè)試中也顯示了自身的缺點(diǎn)。只有單一的集成元件與具有已知天線結(jié)構(gòu)的已知數(shù)據(jù)載體相連，而引用的專利文件并沒(méi)有具體討論根據(jù)什么連接技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)天線結(jié)構(gòu)和集成元件之間的電耦合。所以在已知的天線結(jié)構(gòu)和已知的數(shù)據(jù)載體中存在限制和缺點(diǎn)，因?yàn)榇箝_(kāi)度角存在于天線臂之間，并且該天線結(jié)構(gòu)的構(gòu)造僅適合于與單一的集成元件電耦合，于是僅適合于和單一的集成元件的有效合作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是消除上述問(wèn)題，并給出一種改進(jìn)的天線結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的數(shù)據(jù)載體。
為了達(dá)到上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，在天線結(jié)構(gòu)中給出這樣的發(fā)明特點(diǎn)，使得本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)的特征如下一種天線結(jié)構(gòu)，其包括用于支撐該天線結(jié)構(gòu)的天線臂的載體，還包括第一天線臂和第二天線臂，其中每個(gè)天線臂都和載體相連，并由導(dǎo)電材料制成，且包括第一末端和第二末端以及從第一末端延伸到第二末端的中間縱向部分，并且其中上述兩個(gè)中間縱向部分在兩個(gè)第一末端處彼此之間相隔第一距離，而每一個(gè)第一末端具有用于電耦合到集成元件的端子的耦合區(qū)，兩個(gè)耦合區(qū)之間相隔第二距離，同時(shí)上述集成元件被設(shè)計(jì)以非接觸的方式通信，并且其中上述兩個(gè)中間縱向部分在兩個(gè)第二末端處彼此之間相隔第三距離，第三距離大于第一距離和第二距離，并且兩個(gè)天線臂的兩個(gè)中間縱向部分彼此之間至少圍成銳開(kāi)度角，并且其中用于電耦合到集成元件的端子的兩個(gè)耦合區(qū)中的每一個(gè)耦合區(qū)都通過(guò)第一連接技術(shù)設(shè)置在載體上，并且其中每一個(gè)天線臂在距其耦合區(qū)一定距離的位置另外還有耦合區(qū)域，并且其中上述的兩個(gè)耦合區(qū)域之間相隔第四距離，第四距離大于第二距離，且其中每一個(gè)用于電耦合到附加的電子元件的端子的耦合區(qū)域，通過(guò)特定的連接技術(shù)設(shè)置在載體上。
為了實(shí)現(xiàn)上文描述的目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，在包含一天線結(jié)構(gòu)且用于和通信站進(jìn)行非接觸式通信的數(shù)據(jù)載體中，給出依據(jù)本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的這種天線結(jié)構(gòu)已經(jīng)在前面的段落中描述。
本發(fā)明特點(diǎn)的給出以一種簡(jiǎn)單的方式且?guī)缀醪恍枰~外花費(fèi)的實(shí)現(xiàn)了一種天線結(jié)構(gòu)，能有利于適合作為多用途天線結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的該天線結(jié)構(gòu)適合于電耦合到集成元件或適合于電耦合到從多個(gè)附加的電子元件中選出的附加電子元件，因而以簡(jiǎn)單的方式用不同的配件，也就是用不同的集成元件或用不同的附加電子元件實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)載體。這給出的基本優(yōu)點(diǎn)是集成元件和附加的電子元件能在它們的外殼設(shè)置上彼此相對(duì)明顯的不同，根據(jù)本發(fā)明具體也就是每一種情況下使用的外殼尺寸大小不同，以及因此從外殼外部可訪問(wèn)的、用于耦合到天線結(jié)構(gòu)的天線臂的端子的距離不同，其中根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地但不是必須地，每次將集成元件和附加電子元件中的一個(gè)電耦合到天線結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的解決方案中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用于電耦合到集成元件端子的兩個(gè)耦合區(qū)中的每一個(gè)耦合區(qū)通過(guò)芯片倒裝技術(shù)設(shè)置在載體上時(shí)，將是非常有利的。于是可以通過(guò)特別簡(jiǎn)單和廉價(jià)的方式，實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)耦合區(qū)和集成元件的兩個(gè)端子之間的電耦合。此外，這種設(shè)置有利于使它很小很平整。另一優(yōu)點(diǎn)是耦合區(qū)不需要鍍金來(lái)實(shí)現(xiàn)完全的導(dǎo)電連接作為電耦合。
然而在本發(fā)明的解決方案中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用于電耦合到集成元件端子的兩個(gè)耦合區(qū)中的每一個(gè)耦合區(qū)通過(guò)引線接合技術(shù)設(shè)置在載體上時(shí)，也將是非常有利的。這給出的優(yōu)點(diǎn)是，在以兩個(gè)耦合區(qū)和集成元件的兩個(gè)端子之間兩個(gè)導(dǎo)電連接的方式制造兩個(gè)電耦合的過(guò)程中，不需要實(shí)行集成元件關(guān)于天線臂的載體從而關(guān)于天線臂本身的特別精確的定位。這種構(gòu)架確實(shí)沒(méi)有使用芯片倒裝技術(shù)的構(gòu)架平整，但是它仍然可以做的很平整。這種設(shè)置的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是，在集成元件端子和耦合區(qū)之間幾乎沒(méi)有不想要的容性耦合發(fā)生。
在本發(fā)明的解決方案中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用于電耦合到附加的電子元件端子的兩個(gè)耦合區(qū)中的每一個(gè)耦合區(qū)通過(guò)焊接技術(shù)設(shè)置在載體上時(shí)，將是非常有利的。這種構(gòu)架給出的優(yōu)點(diǎn)是，關(guān)于耦合區(qū)域的位置具有很高的靈活性。該解決方案進(jìn)一步使以耦合區(qū)域和附加電子元件的端子之間導(dǎo)電連接的方式實(shí)現(xiàn)能高負(fù)荷工作的特別強(qiáng)壯的電耦合成為可能。這種解決方案給出的優(yōu)點(diǎn)是高制造速度成為可能，也就是每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)大量的產(chǎn)品生產(chǎn)。此外，這種解決方案給出的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)替換其中存在的集成電路，來(lái)以一種相對(duì)簡(jiǎn)單的方式使有缺陷的電子元件重新可用成為可能。
在本發(fā)明的解決方案中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每個(gè)耦合區(qū)域設(shè)置在由天線臂側(cè)向伸出的延伸部位上時(shí)，將是非常有利的。于是能得到關(guān)于耦合區(qū)域的位置特別高的靈活性。
在本發(fā)明的解決方案中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)延伸部位由長(zhǎng)條或圓形的凸出形成時(shí)，將是有利的，同時(shí)在長(zhǎng)條的情況中發(fā)現(xiàn)當(dāng)上述長(zhǎng)條設(shè)置在天線臂相互背對(duì)的天線臂側(cè)面給出時(shí)，將是有利的，而在圓形凸出的情況下發(fā)現(xiàn)當(dāng)上述凸出在天線臂互相面對(duì)的側(cè)面給出時(shí)，將是有利的。
在本發(fā)明的解決方案中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每個(gè)天線臂具有的寬度從它的第一末端向它的第二末端增加時(shí)，將是非常有利的。這種設(shè)置給出的主要優(yōu)點(diǎn)是，維護(hù)了相比于天線臂具有固定寬度的解決方案有重大改進(jìn)的輻射效率。
在本發(fā)明的解決方案中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每個(gè)天線臂都傾斜并且有一個(gè)向它的第一末端延伸的傾斜部分時(shí)，將是非常有利的。這樣的設(shè)置給出的優(yōu)點(diǎn)是，在兩個(gè)天線臂之間僅在傾斜部分的區(qū)域獲得比較強(qiáng)的耦合，然而在兩天線臂剩下的部分僅獲得比較弱的耦合，因?yàn)閮蓚€(gè)天線臂之間相對(duì)長(zhǎng)的距離，這從天線結(jié)構(gòu)的最大輻射效率的角度來(lái)看是非常有利的。
發(fā)明的以上方面和其它方面在隨后的描述中變得顯而易見(jiàn)，并且參考實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡明。


現(xiàn)參考圖中所示的若干實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體闡述，但是，本發(fā)明決不僅限于圖中所示的這些實(shí)施例。
圖1概略的示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例中的數(shù)據(jù)載體和本發(fā)明的第一實(shí)施例中的天線結(jié)構(gòu)。
圖2以大于圖1的比例示出了圖1的數(shù)據(jù)載體的一部分和圖1數(shù)據(jù)載體的天線結(jié)構(gòu)的一部分。
圖3以和圖2相同的方式示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例中數(shù)據(jù)載體的一部分，以及本發(fā)明的第二實(shí)施例中天線結(jié)構(gòu)的一部分。
圖4以和圖2與圖3相同的方式示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例中數(shù)據(jù)載體的一部分，以及本發(fā)明的第三實(shí)施例中的天線結(jié)構(gòu)。
圖5以和圖2、圖3與圖4相同的方式示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例中數(shù)據(jù)載體的一部分，以及本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中天線結(jié)構(gòu)的一部分。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了數(shù)據(jù)載體1，其形成所謂的標(biāo)志或所謂的標(biāo)簽?？蛇x地，這個(gè)數(shù)據(jù)載體可以被構(gòu)造成非接觸式芯片卡。數(shù)據(jù)載體1被設(shè)置和構(gòu)造成用于實(shí)現(xiàn)和通信站(未示出)之間的非接觸式通信。數(shù)據(jù)載體1包括數(shù)據(jù)載體基體2。在現(xiàn)有情況下，數(shù)據(jù)載體基體2由兩合成樹(shù)脂箔片組成，這兩箔片在層壓過(guò)程中已經(jīng)互相連接在一起。但是數(shù)據(jù)載體基體2的兩箔片中只有一片在圖1和圖2中示出。這個(gè)箔片形成載體3，用于支持?jǐn)?shù)據(jù)載體1的天線結(jié)構(gòu)4?？蛇x地，數(shù)據(jù)載體基體2可以由不同的電介質(zhì)材料制成，例如由紙張或個(gè)人電腦主板材料。上述和通信站之間的非接觸式通信可依靠天線結(jié)構(gòu)4實(shí)現(xiàn)，其中通信包括數(shù)據(jù)從通信站到數(shù)據(jù)載體1的傳輸和數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)載體1到通信站的傳輸。
天線結(jié)構(gòu)4有兩個(gè)天線臂5和6，上述天線臂5和6中的每一個(gè)天線臂都和載體3相連。這兩個(gè)天線臂5和6由導(dǎo)電材料制成，例如在本例中由銅制成?？蛇x地，這兩個(gè)天線臂5和6可以由不同導(dǎo)電材料制成，例如由銀、金、鋁或碳糊制成。在本例中兩個(gè)天線臂5和6以蝕刻工藝的方式設(shè)置在載體3上?？蛇x地，天線臂5、6可以以印刷工藝的方式來(lái)制造。兩個(gè)天線臂5、6中的每一個(gè)天線臂都有第一末端7、8和第二末端9、10。此外，兩個(gè)天線臂5、6中的每一個(gè)天線臂都有從第一末端7、8延伸到第二末端9、10的中間縱向部分11、12。這兩個(gè)縱向部分11、12在圖1和圖2中用點(diǎn)劃線表示。
兩個(gè)天線臂5、6的兩個(gè)中間縱向部分11、12在兩天線臂5、6的兩個(gè)第一末端7、8處彼此之間相隔第一距離D1。兩天線臂5、6的兩個(gè)第一末端7、8中的每一個(gè)都有用于電耦合到集成元件15端子的耦合區(qū)13、14。集成元件15被設(shè)計(jì)用于非接觸式通信，這已經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。集成元件15在圖1和圖2中用點(diǎn)劃線表示，使得示圖能更清晰。因?yàn)橄嗤脑?，集成元?5的兩個(gè)端子在圖1和圖2中沒(méi)有示出，因?yàn)榧稍?5的這種構(gòu)造已經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。兩天線臂5、6的兩個(gè)耦合區(qū)13、14之間相隔第二距離D2。在本例中第二距離D2和第一距離D1是相同的。但是這并不是必需的情況，因?yàn)榈谝痪嚯xD1和第二距離D2也可以不同，在這種情況下第二距離D2優(yōu)選地應(yīng)該大于第一距離D1，但是可選地它也可以被選擇成小于第一距離D1。兩天線臂4、5的兩個(gè)中間縱向部分11、12在兩天線臂5、6的兩個(gè)第二末端9、10處彼此之間相隔第三距離D3。第三距離D3大于第一距離D1，大于第二距離D2。
在圖1和圖2的天線結(jié)構(gòu)4中兩天線臂5、6中的每一個(gè)天線臂都在外形上成一定角度，并且因而含有較長(zhǎng)的由第二末端9、10延伸的基礎(chǔ)部分16、17，以及由基礎(chǔ)部分16、17向其第一末端7、8延伸的傾斜部分1 8、19。兩天線臂5、6的中間縱向部分11、12在兩個(gè)基礎(chǔ)部分16、17之間圍成第一銳開(kāi)度角，在傾斜部分18、19之間圍成第二銳開(kāi)度角。第一銳開(kāi)度角值大約為20度。第二銳開(kāi)度角值大約略小于90度。在本例中必需的是，兩個(gè)中間縱向部分11和12在基礎(chǔ)部分16和17的區(qū)域相互之間圍成銳開(kāi)度角，并發(fā)現(xiàn)第一銳開(kāi)度角40度的上限是有利的。然而，當(dāng)?shù)谝讳J開(kāi)度角值小于40度時(shí)將特別有利，例如上述的20度，或者可選的更小的數(shù)值，例如可以是10度、7度或5度。
在圖1和圖2的構(gòu)架中，兩天線臂5、6的兩個(gè)傾斜部分18、19之間的開(kāi)度角是略小于90度的銳角。然而可選地，兩個(gè)傾斜部分18、19之間可以設(shè)置更小的銳開(kāi)度角。但是要強(qiáng)調(diào)的是，可選地，兩天線臂5、6的兩個(gè)傾斜部分18、19之間也可以設(shè)置大于90度的開(kāi)度角，在這種情況下開(kāi)度角不再是銳角而是鈍角，但是傾斜部分18、19的短長(zhǎng)度意味著對(duì)總體上看兩天線臂5、6的兩個(gè)中間縱向部分11、12之間形成銳角的情況是沒(méi)有影響的。這個(gè)關(guān)系在這里已經(jīng)引用了圖5的構(gòu)架。
關(guān)于兩天線臂的中間縱向部分相互之間圍成銳開(kāi)度角的天線結(jié)構(gòu)，這里引用了2004年3月5日申請(qǐng)?zhí)枮閚o.EP 04 100 904.4的歐洲專利申請(qǐng)(PHAT040013)，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入本申請(qǐng)。
在圖1與圖2的數(shù)據(jù)載體1和天線結(jié)構(gòu)4中，兩個(gè)耦合區(qū)13、14中的每一個(gè)耦合區(qū)通過(guò)第一連接技術(shù)設(shè)置在載體3上，用于電耦合到集成元件15的端子。在本例中，兩個(gè)耦合區(qū)13、14中的每一個(gè)耦合區(qū)通過(guò)芯片倒裝技術(shù)設(shè)置在載體上，用于電耦合到集成元件15的端子。也就是說(shuō)，選擇兩個(gè)耦合區(qū)13、14之間的第二距離D2使得其與集成元件15的兩個(gè)端子(沒(méi)有示出)之間的距離相對(duì)應(yīng)，而電耦合以導(dǎo)電連接的形式實(shí)現(xiàn)。為了制造集成元件15的兩個(gè)端子和耦合區(qū)13、14之間的導(dǎo)電連接，首先必須使集成元件15放在一變化的位置上，在該位置上端子(在圖1和圖2中不可見(jiàn))指向耦合區(qū)13、14，于是使集成元件15的兩個(gè)端子放在耦合區(qū)13、14上，隨后就在集成元件15的端子和耦合區(qū)13、14之間形成導(dǎo)電連接，在本例中也就是通過(guò)熱壓縮工藝。也可以使用其它工藝來(lái)代替熱壓縮工藝，例如膠粘工藝，其中使用了導(dǎo)電的膠粘劑。
要注意的是，關(guān)于放在旋轉(zhuǎn)位置的集成元件15的兩個(gè)端子和兩個(gè)耦合區(qū)13、14之間的電耦合，不僅可以通過(guò)導(dǎo)電連接實(shí)現(xiàn)電耦合，也可以在集成元件15的端子和耦合區(qū)13、14之間的電容耦合中實(shí)現(xiàn)，其中集成元件端子為此進(jìn)行合適的構(gòu)造，而耦合區(qū)13、14也是同樣合適的進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
然而，可選地在圖1和圖2的數(shù)據(jù)載體1和天線結(jié)構(gòu)4中可以給出的另一情況是，兩個(gè)耦合區(qū)13、14中的每一個(gè)耦合區(qū)通過(guò)引線接合技術(shù)設(shè)置在載體3上，用于電耦合到不同集成元件的端子。在這種情況下，兩個(gè)耦合區(qū)13、14之間的距離可以和圖1和圖2描繪的設(shè)置中的距離一樣長(zhǎng)，也可以選擇修改這種設(shè)置使得選擇兩個(gè)耦合區(qū)13、14之間的第二距離D2更長(zhǎng)。然而，在所有的情況下都需要注意的是，第二距離D2的選擇要使得連接其它集成元件的端子和耦合區(qū)13、14所需的接合引線盡可能的短。這個(gè)關(guān)系在這里已經(jīng)引用了圖3的構(gòu)架。
在圖1和圖2的設(shè)置中，兩天線臂5、6中的每一個(gè)天線臂另外還包括距耦合區(qū)13、14一定距離的耦合區(qū)域20、21。兩個(gè)耦合區(qū)域20、21中的每一個(gè)區(qū)域都在圖2中用點(diǎn)劃線圈表示，但是這不能認(rèn)為是對(duì)兩個(gè)耦合區(qū)域20、21的實(shí)際幾何形狀的任何方式的限制。兩個(gè)耦合區(qū)域20、21相隔第四距離D4，它大于第二距離D2。兩耦合區(qū)域20、21中的每一個(gè)耦合區(qū)域通過(guò)特定的連接技術(shù)設(shè)置在載體3上，用于電耦合到附加的電子元件22的端子。附加的電子元件22在圖2中只用點(diǎn)劃線表示，并且附加的電子元件22的兩個(gè)電連接也沒(méi)有示出。在該種情況下，附加的電子元件22是所謂SMD的元件，具有給定的外殼形狀，標(biāo)號(hào)為T(mén)SSOP-8被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。為了適應(yīng)附加的電子元件22的構(gòu)造，這里兩個(gè)耦合區(qū)域20、21中的每一個(gè)耦合區(qū)域都通過(guò)焊接技術(shù)設(shè)置在載體3上，用于電耦合到附加的電子元件22的端子。這表示附加的電子元件22的電耦合通過(guò)焊接工藝中制造的導(dǎo)電連接的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
于是圖1和圖2的數(shù)據(jù)載體1和天線結(jié)構(gòu)4中以簡(jiǎn)單的方式就可以實(shí)現(xiàn)以下的情況，或者通過(guò)芯片倒裝技術(shù)使集成元件15能夠有效的和有利構(gòu)造的天線結(jié)構(gòu)4相連，或者通過(guò)引線接合技術(shù)連接圖2中沒(méi)有示出的不同集成元件，或者通過(guò)焊接技術(shù)連接其它的電子元件22，這樣給出的優(yōu)點(diǎn)是，一個(gè)同樣的天線結(jié)構(gòu)4能實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)載體1，其中數(shù)據(jù)載體1彼此之間的區(qū)別在于相關(guān)數(shù)據(jù)載體1上設(shè)置的集成元件或附加的電子元件。
圖3顯示了圖1和圖2中所示數(shù)據(jù)載體1和天線結(jié)構(gòu)4的構(gòu)架的修改版。在圖3的數(shù)據(jù)載體1和天線結(jié)構(gòu)4中，兩耦合區(qū)域20、21中的每個(gè)耦合區(qū)域設(shè)置在由相應(yīng)的天線臂5、6伸出的側(cè)向延伸部位23、24上，這和圖2中的設(shè)置形成對(duì)比，在圖2的設(shè)置中耦合區(qū)域20、21位于天線臂5、6的基礎(chǔ)部分16、17和傾斜部分18、19之間的過(guò)渡區(qū)域。每個(gè)天線臂5、6中的延伸部位23、24從天線臂5、6與另一個(gè)天線臂6、5背對(duì)的一側(cè)側(cè)向伸出。在本例中，每個(gè)延伸部位23、24給定的形狀是長(zhǎng)條，這兩個(gè)長(zhǎng)條相互平行，并在基礎(chǔ)部分16、17和傾斜部分18、19之間的過(guò)渡區(qū)域的附近和傾斜部分18、19連成一體。應(yīng)該注意到，關(guān)于由長(zhǎng)條形成的延伸部位23、24，這些延伸部位23、24可能長(zhǎng)度不同，使得選擇相應(yīng)的長(zhǎng)度來(lái)和附加的電子元件22的外殼尺寸相對(duì)應(yīng)，附加的電子元件22通過(guò)它的兩個(gè)端子和連接區(qū)域20、21相連。這使得用簡(jiǎn)單的方式在天線結(jié)構(gòu)4和標(biāo)志為T(mén)SSOP-4的SMD元件或者標(biāo)志為T(mén)SSOP-6的SMD元件或者標(biāo)志為T(mén)SSOP-8的SMD元件之間提供有效的連接成為可能。
形成為相互平行的長(zhǎng)條的延伸部位23、24用簡(jiǎn)單和有利的方式實(shí)現(xiàn)天線結(jié)構(gòu)4和附加的電子元件22之間焊接接頭機(jī)械穩(wěn)定性非常大的提升。作為長(zhǎng)條的延伸部分23，24的設(shè)置還給出了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即在給定不同的長(zhǎng)條長(zhǎng)度的條件下，可以用簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)不同的電阻值。此外，這樣的長(zhǎng)條給出的優(yōu)點(diǎn)還有，天線結(jié)構(gòu)4和通過(guò)長(zhǎng)條連接到天線結(jié)構(gòu)4的附加的電子元件22的組合體的諧振頻率可以通過(guò)合理的選擇長(zhǎng)條的長(zhǎng)度，以簡(jiǎn)單的方式受到影響，使得將諧振頻率放到想要得頻帶中，例如902MHz到928MHz的頻帶。
圖3示出了集成元件15，其中它的兩個(gè)端子通過(guò)芯片倒裝技術(shù)被電耦合到兩個(gè)耦合區(qū)13、14。圖3示出了附加的集成元件25，它的兩個(gè)端子通過(guò)引線接合技術(shù)，利用兩根接合引線26、27被電耦合到兩個(gè)耦合區(qū)13、14，也就是導(dǎo)電連接。圖3還示出了附加的集成元件28，其中它的兩個(gè)端子也通過(guò)引線接合技術(shù)，利用兩根接合引線29、30導(dǎo)電連接到兩個(gè)天線臂5、6的兩個(gè)另外的耦合區(qū)域31、32。兩個(gè)另外的耦合區(qū)域31、32在圖3中僅用點(diǎn)表示。兩個(gè)另外的耦合區(qū)域31、32位于天線臂5、6的傾斜部分18、19上，而選擇兩個(gè)另外的耦合區(qū)域31、32到耦合區(qū)13、14的距離，使得這些距離實(shí)際上和兩根接合引線29、30的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，結(jié)果是實(shí)質(zhì)上對(duì)于集成元件28和集成元件15具有相同的連接條件。
對(duì)圖3所示的三個(gè)集成元件15、25、28和附加的電子元件22，所有的四個(gè)元件中每次只有一個(gè)被電耦合到天線結(jié)構(gòu)4，使得用于非接觸式通信的相應(yīng)數(shù)據(jù)載體1得以實(shí)現(xiàn)。可選地，根據(jù)本發(fā)明，在許多情況下實(shí)現(xiàn)其中不是單一的元件而是兩個(gè)或三個(gè)這樣的元件被耦合到天線結(jié)構(gòu)這樣的解決方案是有可能的并且確實(shí)是有利的。
圖3的天線結(jié)構(gòu)4中給出了兩對(duì)耦合區(qū)域，也即兩個(gè)耦合區(qū)域20、21以及兩個(gè)耦合區(qū)域31、32。應(yīng)該注意的是，可能給出另外的這種耦合區(qū)域?qū)?，用于電耦合到另外的電子元件的兩個(gè)端子。
要注意的是，關(guān)于圖3中的天線結(jié)構(gòu)4，兩個(gè)側(cè)向伸出的延伸部位23、24不需要一定平行，而是可以相互之間成某角度，在這樣的情況下它們可能將自由末端置于和兩天線臂5、6的第一末端7、8更接近的位置，或者置于更加遠(yuǎn)離兩天線臂5、6的第一末端7、8的位置，這依賴于將被耦合到天線臂5、6的附加的電子元件22的兩個(gè)端子?？蛇x地，可以設(shè)置附加的電子元件22，用于和傳感器合作，例如和溫度傳感器、濕度傳感器、張力傳感器、力傳感器以及類似的傳感器，在這些情況下，同樣在天線結(jié)構(gòu)的載體3上設(shè)置相關(guān)的傳感器，以及在載體3上額外設(shè)置連接線用來(lái)將傳感器連接到用于以上目的的附加的電子元件22的額外端子，這是有利的。
圖4示出了圖3的天線結(jié)構(gòu)4的修改版。圖4只示出了天線結(jié)構(gòu)4，也就是說(shuō)圖4中沒(méi)有示出集成元件，也沒(méi)有附加的電子元件。圖4的天線結(jié)構(gòu)4的天線臂5、6在它們的基礎(chǔ)部分16、17的區(qū)域，沒(méi)有如圖1、2和3的天線結(jié)構(gòu)4中固定的寬度值。在圖4的天線結(jié)構(gòu)4中，每個(gè)天線臂5、6具有的寬度從它的第一末端7、8向它的第二末端9、10增加。于是天線臂5、6的基礎(chǔ)部分16、17給出V字型。
形成的設(shè)置使得天線結(jié)構(gòu)4關(guān)于對(duì)稱平面33鏡像對(duì)稱，于是天線臂5、6具有鏡像對(duì)稱性。天線臂5、6的基礎(chǔ)部分16、17的設(shè)置使得基礎(chǔ)部分16、17的內(nèi)邊界34、35和對(duì)稱平面33所成的角度β1大約為2度。天線臂5、6的基礎(chǔ)部分16、17的外邊界36、37和對(duì)稱平面33所成的角度β2大約為15度。要注意的是角度β1也可以是5度或10度。角度β2也可以是只有10度，或者20度。還應(yīng)該注意的是，兩天線臂5、6的內(nèi)邊界34、35和外邊界36、37可具有相同的長(zhǎng)度。在沒(méi)有鏡像對(duì)稱的天線結(jié)構(gòu)4的設(shè)置中，可以選擇第一天線臂5的β1角、β2角以及內(nèi)邊界34的長(zhǎng)度和外邊界36的長(zhǎng)度分別和天線臂6的β1角、β2角以及內(nèi)邊界35的長(zhǎng)度和外邊界37的長(zhǎng)度不相等。
以上描述的天線臂5、6的基礎(chǔ)部分16、17的V字型設(shè)置相比于基礎(chǔ)部分16、17寬度固定的設(shè)置，很明顯獲得了更高的天線結(jié)構(gòu)4的效率，這是由有利的高輻射功效和有利的高輻射效率以及有利的低反射率引起的。
圖5示出了圖2的天線結(jié)構(gòu)4的修改版。在圖5的天線結(jié)構(gòu)4中，天線臂5、6的傾斜部分18、19比圖2的天線結(jié)構(gòu)4更強(qiáng)烈的傾斜。這樣的結(jié)果是天線臂5、6的基礎(chǔ)部分16、17之間相隔一個(gè)長(zhǎng)距離，而與兩個(gè)耦合區(qū)13、14有一個(gè)較短的距離。這樣給出的優(yōu)點(diǎn)是，在兩個(gè)天線臂5、6的基礎(chǔ)部分16、17之間獲得相比于圖1、2、3和4的設(shè)置中天線臂之間的耦合更小的耦合，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這從獲得天線結(jié)構(gòu)盡可能高的效率的角度來(lái)看是有利的。圖5天線結(jié)構(gòu)4的天線臂5、6更強(qiáng)的傾斜，相比于描述的其它實(shí)施例，提供了改進(jìn)的輻射效率和改進(jìn)的阻抗適配。
在圖5的天線結(jié)構(gòu)4中，天線臂5、6的傾斜在兩級(jí)中實(shí)現(xiàn)，這從圖5中明顯可見(jiàn)。要注意的是，可選地，傾斜可以在大于兩級(jí)中發(fā)生，例如三級(jí)或四級(jí)。傾斜也可以在多級(jí)中發(fā)生，并且甚至于可以采用連續(xù)弧的形式，例如圓弧。
圖5的天線結(jié)構(gòu)4還包括兩個(gè)耦合區(qū)域38、39，用于電耦合附加的電子元件相應(yīng)的兩個(gè)端子，附加的電子元件在圖5中沒(méi)有示出。兩個(gè)耦合區(qū)域38、39用點(diǎn)劃線圈在圖5中概略的示出。兩個(gè)耦合區(qū)域38、39不是全部而是基本上設(shè)置在從天線臂5、6側(cè)向伸出的相應(yīng)延伸部位40、41上。這里天線臂5、6的延伸部位40、41從天線臂5、6的面向另一天線臂6、5的一側(cè)伸出。這里每個(gè)延伸部位40、41以圓形的凸出實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，這個(gè)凸出可以為V字型或U字型。本例中兩個(gè)耦合區(qū)域38、39大致位于天線臂5、6的傾斜部分18，19的中點(diǎn)。
圖5的天線結(jié)構(gòu)4包括兩個(gè)天線臂5、6，其中天線臂5、6和圖4的天線結(jié)構(gòu)4的天線臂5、6一樣，有一個(gè)V字型或且楔型的平面尺寸，這有利于獲得天線結(jié)構(gòu)4的高輻射效率。
以上描述的天線結(jié)構(gòu)4的設(shè)計(jì)主要用于所謂的RFID(射頻識(shí)別)系統(tǒng)，其中傳輸頻率位于大于800MHz的HF范圍。描述的天線結(jié)構(gòu)4特別有優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)是特別高的可獲得效率，以及按需將具有不同外殼形狀或具有不同接觸方法(芯片倒裝、引線接合、表面安裝器件)的半導(dǎo)體芯片連接到同一天線結(jié)構(gòu)來(lái)形成數(shù)據(jù)載體(收發(fā)機(jī))的可能性。很容易以上述方式用不同的半導(dǎo)體配件實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽和標(biāo)志。
權(quán)利要求
1.一種天線結(jié)構(gòu)(4)，包括用于支撐天線結(jié)構(gòu)(4)的天線臂(5，6)的載體(3)，以及包括第一天線臂(5)和第二天線臂(6)，其中兩個(gè)天線臂(5，6)中的每一個(gè)天線臂都和載體(3)相連，并由導(dǎo)電材料制成，且包括第一末端(7，8)和第二末端(9，10)以及從第一末端(7，8)延伸到第二末端(9，10)的中間縱向部分(11，12)，并且其中所述兩個(gè)中間縱向部分(11，12)在兩個(gè)第一末端(7，8)處彼此之間相隔第一距離(D1)，兩個(gè)第一末端(7，8)中的每一個(gè)末端都有用于電耦合到集成元件(15，25)的端子的耦合區(qū)(13，14)，兩個(gè)耦合區(qū)(13，14)之間相隔第二距離(D2)，同時(shí)所述集成元件(15，25)被設(shè)計(jì)以非接觸的方式通信，并且其中所述兩個(gè)中間縱向部分(11，12)在兩個(gè)第二末端(9，10)處彼此之間相隔第三距離(D3)，第三距離(D3)大于第一距離(D1)和第二距離(D2)，并且其中兩個(gè)天線臂(5，6)的兩個(gè)中間縱向部分(11，12)彼此之間至少圍成銳開(kāi)度角，并且其中用于電耦合到集成元件(15，25)的端子的兩個(gè)耦合區(qū)(13，14)中的每一個(gè)耦合區(qū)都通過(guò)第一連接技術(shù)設(shè)置在載體(3)上，并且其中兩個(gè)天線臂(5，6)中的每一個(gè)天線臂在距其耦合區(qū)(13，14)一定距離的位置另外還有耦合區(qū)域(20，21；31，32；38，39)，并且其中所述兩個(gè)耦合區(qū)域(20，21；31，32；38，39)之間相隔第四距離(D4，D4’)，第四距離(D4，D4’)大于第二距離(D2)，并且其中用于電耦合到附加的電子元件(22；28)的端子的兩個(gè)耦合區(qū)域(20，21；31，32；38，39)中的每一個(gè)耦合區(qū)域，通過(guò)特定的連接技術(shù)設(shè)置在載體(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中用于電耦合到集成元件(15)的端子的兩個(gè)耦合區(qū)(13，14)中的每一個(gè)耦合區(qū)通過(guò)芯片倒裝技術(shù)設(shè)置在載體(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中用于電耦合到集成元件(25)的端子的兩個(gè)耦合區(qū)(13，14)中的每一個(gè)耦合區(qū)通過(guò)引線接合技術(shù)設(shè)置在載體(3)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中用于電耦合到附加的電子元件(22；28)的端子的兩個(gè)耦合區(qū)域(20，21；31，32；38，39)中的每一個(gè)耦合區(qū)域通過(guò)焊接技術(shù)設(shè)置在載體(3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中每個(gè)耦合區(qū)域(20，21；38，39)設(shè)置在由天線臂(5，6)側(cè)向伸出的延伸部位(23，24；40，41)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中天線臂(5，6)的延伸部位(23，24)從天線臂(5，6)與另一個(gè)天線臂(6，5)背對(duì)的一側(cè)側(cè)向伸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中延伸部位(23，24)以長(zhǎng)條的形式實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中天線臂(5，6)的延伸部位(40，41)從天線臂(5，6)面向另一天線臂(6，5)的一側(cè)伸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中延伸部位(40，41)以圓形凸出的形式實(shí)現(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中每個(gè)天線臂(5，6)具有的寬度從它的第一末端(7，8)向它的第二末端(9，10)增加。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中每個(gè)天線臂(5，6)都傾斜并且具有向它的第一末端(7，8)延伸的傾斜部分(18，19)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5和11所述的天線結(jié)構(gòu)(4)，其中延伸部位(23，24；40，41)從相應(yīng)的天線臂(5，6)的傾斜部分(18，19)側(cè)向伸出。
13.一種用于和通信站之間進(jìn)行非接觸式通信的數(shù)據(jù)載體(1)，數(shù)據(jù)載體(1)包括天線結(jié)構(gòu)(4)，其中天線結(jié)構(gòu)(4)根據(jù)權(quán)利要求1到12中的任意一項(xiàng)設(shè)置。
全文摘要
在兩個(gè)天線臂(5，6)排列成V字型的天線結(jié)構(gòu)(4)中，緊密排列在一起的天線臂(5，6)的末端(7，8)區(qū)域中設(shè)置了用于電耦合到集成元件(15)相應(yīng)端子的兩個(gè)耦合區(qū)(13，14)，其中兩天線臂(5，6)中的每一個(gè)天線臂在距其耦合區(qū)(13，14)一定距離的位置另外還有耦合區(qū)域(20，21)，并且每個(gè)耦合區(qū)域(20，21)的設(shè)計(jì)是為了電耦合到附加的電子元件(22)的端子。
文檔編號(hào)H01Q9/06GK1998008SQ200580024284
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
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