一种用于无线信息询问设备的装置以及制造该装置的方法

本发明涉及一种用于无线信息询问设备的装置。在使用这样一 种设备的情况下，由应答台通过询问台的一个无线询问信号向该装 置提供必要的能量以及相应的信息。这里举例描述一种设备：该设 备以无线方式通过一个阅读机得到必要的能量，再从阅读机将信息 以无线方式向一个询问台传输，由此该阅读台在读取过程中能够通 过一段给定的距离向前传输。本发明还涉及制造这种装置的方法。

众所周知：通过线圈传输电感能量和数据，实际上相当于一个 带相应空气隙的变压器。此外，在无线电技术领域，能量和数据是 通过高频进行传输的。一旦询问台在读取过程中移动，上述两种方 法从技术角度讲费用十分昂贵。

从DE-PS 4017934号文件可以知道一种用于无线信息询问的 设备，该设备是这样用于无线信息询问的，它利用简单的结构来保 证数据和能量的可靠传输。询问台装有一个振荡器，产生交流信号， 再通过电容器将该信号向应答台传输。

欧洲专利申请0441237号文件中叙述了一种轻便的，可以场编 程的平板检波器。在使用这种平板检波器的情况下，为了能量传输 和数据发送，利用了一个电感器。此外还可能同时进行场编程。在 这种情况下数据将通过脉冲间断调制进行传输并得到数字分析。

WO 89/10651号文件公开了一种电传输装置，利用该装置，可 以通过一个与振荡器终端网相连的非接触式耦合设备来驱动该传输 装置。除能量之外，通过基频的调制也传输相应的信息。为此要利 用振荡电路，它主要是由平面印刷电路组成。所用到的电容器仅仅 是为了平衡和补偿。

EP0006691A号文件还披露了一种系统，也是利用发射机应答 器原理。

本发明的目的在于：提供一种用于能量传输和数据读写的装 置，该装置结构简单，经济实惠，便于廉价批量生产。

达到本发明目的的过程如下：利用一个带载体的电感，对该电 感可以绕线，蚀刻或在相应的载体材料上蒸镀。也可以不带载体而 使用自载电感器，它作为线圈具有结构稳定的特点，不会因为机械 应力而改变其形状。在该电感器上淀积了一层高阻抗但可导电的材 料。这种材料构成电容器因此由彼此并不相连、几何形状相互独立、 但彼此相适合的两个成分构成。这种可导电材料，必须绝对地具有 高电阻值，因为这样才不会对电感器的磁场产生影响。同时这种材 料必须是低欧姆的，以保证完好无缺的信息的电容传输。为此，将 电容器面直接置于电感器的上面，以保证该可导电材料不能是低阻 抗的，因为否则的话，它在其内部并对电感器的反射场产生短路。 通过电感器和电容器在狭小空间里的紧密耦合，可以建立一个应答 台，它按照发射机应答器系统原理工作，可以与固定台站进行通讯。 此外，它的制造成本低，也就是说，可以建立一个薄的，如一张支 票大小的应答台。

现有技术所描述的系统存在这样的缺陷：在电容系统中，它与 电感器的相互作用取决于位置，正如纯电感系统中情况一样。基于 此，现有技术所描述的系统大抵是这样构造的：在系统的中心有一 个电感器，电容器紧接在它的左右两侧。由于这种布置造成各器件 单元要受位置影响，为了确保与固定台站的通讯，它们必须插在特 定的位置上。

如果电容器是由低阻抗材料制成，当电容器面置于电感器前面 时，如此结构就会对该电容器造成短路。这种短路会导致电感器崩 溃，并再次产生与电感线圈圈数存在相应比例的很强的电流。从而 使得已建立起来的磁场消失，造成装置不可能工作。

根据本发明，利用高阻抗可导电材料，可以将电容器面交错放 置。可以利用某种碳漆作为可导电材料，它的电阻很高，不会对电 容器产生短路环。该碳漆也可以理解为导电漆，优越于二元丝网印 刷漆。这种碳导电漆已经用某种特种碳黑和/或某种特殊石墨浓缩， 从而具有充分的导电性。除了导电性以外，这种漆还具有很高的机 械强度。这种漆也可以用在焊接部位，从而毫无困难地实现触点闭 合，而且在热镀锡之后也不会改变电阻值。要提高这种碳导电漆的 电阻，可以将它同一种二元绝缘浆进行浓缩。这种方法不会产生电 感器的干扰。由此实现该设备的电容馈电。通过上述装置可以在任 何位置进行数据的电容传输，并具有较高阅读间隔的优点。例如， 用这样的装置可以进行完全的双工作业，即，在进行能量传输的同 时也可以进行数据的询问和发送。

按照本发明的装置，电感器和电容器处在一个准平面上，即彼 此紧邻放置。这里在一个平面上表示，在对不带相互载体的薄的元 件进行安装时，它们直接彼此前后放置。

可以用碳漆或任何一种可导电材料作为导电材料，因为这种材 料对于现有的电感器来说阻抗很高，而且作为电容面也充分可导。 这种阻抗漆的被敷是这样实现的：模板放在该装置应产生一个电容 器面的位置。漆的被敷可以通过喷射、涂敷或印刷(丝网印刷)来 实现。这里敷层的厚度同时决定了阻抗值。当然也可以利用其他任 何通过上述方法进行被敷的高阻抗的电阻材料。此外，还可以利用 具有高阻抗值，并能同时作为电容材料的可导电的人造材料或薄 膜。

该电容器平面的大小视使用情况而定，但是各个面的几何形状 是完全独立的，因此可以毫无问题地满足市场要求。例如可以将电 容器面作成环形或圆形，并交错放置。各个电容器面不能接触，可 以将它们在某个位置敞开，但在这种情况下，必须有较大的电容器 有效平面。

以下结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：

附图1是一个圆环形电容器平面；

附图2是一个根据附图1所示的电容器平面的通过平面A-A 的截面，及其后放置的电感器；

附图3是两个不接触的电容器平面；

附图4是一个根据附图3所示的电容器平面的通过平面B-B 的截面，及其后放置的电感器；

附图5是一个穿过针对带载流的电感器而排列的电容器平面的 截面。

附图1表示一个圆形的电容器平面2，环绕其周边有第二个环 形电容器面1。在两个电容器面1和2之间是一段空隙，用作平板 之间的绝缘介质15。由此产生的电容器12通过上述说明的一种高 阻抗的、可导电材料及相应的方法进行淀积。本图中未显示连线所 必需的触点。

本实施例通过附图2中截面图A-A表示，电容器面1和2位 于在其一侧11的载体3上。载体3可以是一层薄膜或者其他非导电 材料。电感器4置于载体3的另一侧10。该电感器可以按照上述说 明通过蚀刻、蒸镀或作为线圈体与载体3相连。从图可见，在具有 电容器面1和2的电容器12和电容4之间有一个非常紧密的耦合。 这种紧密耦合只有在电容器面1和2都是由高阻抗的、可导电材料 构成的情况下才有可能。如果不是这种情况，将会导致电感器磁场 的短路。

附图3显示了一个电容器的变体。电容14由不完全闭合的电容 器面5和6构成。更确切地说，在环形电容器面5的任意位置存在 一个中断。此外，被绝缘介质15所分开的电容器面6也呈环形，并 在任意位置呈现中断。如果按照该方法制作电容值与附图1所示电 容相同的电容14，较大的容器面是必要的。

附图4是附图3平面B-B处的截面，电容14直接沉积在电 感4上。当电感4是一稳定体时，可以实现这种高阻抗、可导电材 料的直接淀积。

如附图5所示，在电感器内部相应的合适位置，可以加进一个 用于信息处理或信息存储的电路9。这里，电容器面1和2及电感8 也与载体3紧密相连利用电感8内部的电路9可以将电容器面1和2 的触点通过载体3直接与电路9相连。

正如说明书所述，可以以极微小的尺寸和廉价的成本制造一个 用于在其和一个询问台之间进行无线信息询问和能量传输的应答 台。

附图标记

1电容器面

2电容器面

3载体

4电感

5电容器面

6电容器面

7中断

8电感

9电路

10边侧

11边侧

12电容

13中断    

14电容

15绝缘介质