转发器调谐方法及转发器

摘要

本发明涉及调谐天线电路，该天线电路包括谐振电路的电感以及包含组件阻抗的组件。该天线电路包括用于把该组件连接到该天线电路的多个连接区域。所述多个连接区域当中的至少两个是该谐振电路的一部分。所述调谐可以通过在所述多个连接区域的所述至少两个当中为所述组件选择至少一个连接区域来执行。

权利要求

1.一种用于制造天线电路(1)的方法，该天线电路(1)包括谐振电路的电感(2)，其特征在于，该方法包括：形成用于把组件连接到该天线电路的多个交替的连接区域(3.1，3.2)，其中所述多个连接区域(3.1，3.2)当中的至少两个是该谐振电路的一部分；

将所述谐振电路的电感形成为包括两个辐射器的偶极天线，所述辐射器包括第一端和第二端；

在所述两个辐射器的每一个辐射器的所述第二端和所述多个交替的连接区域之间形成导体；

将所述组件连接到所述多个交替的连接区域中的两个；

在所述辐射器之间形成环路导体，以及

以使得每个连接区域与该导体和该环路导体一起形成环路的方式形成所述连接区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括使用芯片作为所述组件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括使用包含芯片的模块作为所述组件。

4.一种包括谐振电路的电感的天线电路，其特征在于，该天线电路还包括：用于把组件(4)连接到该天线电路(1)的多个交替的连接区域(3.1，3.2)，该组件(4)包括组件阻抗，所述多个连接区域当中的至少两个是该谐振电路的一部分；

其中所述谐振电路的电感是包括两个辐射器的偶极天线，所述辐射器包括第一端和第二端；和在所述两个辐射器的每一个辐射器的所述第二端和所述多个交替的连接区域之间的导体；且其中所述组件被连接到所述多个交替的连接区域中的两个；

在所述辐射器之间的环路导体，且

其中每个连接区域与该导体和该环路导体一起形成环路。

5.根据权利要求4所述的天线电路，其特征在于，该天线电路包括一端连接到所述连接区域的辐射器(6.1，6.2)，并且各环路的横截面的面积彼此不同。

6.一种转发器(5)，包括谐振电路的电感(2)以及包含组件阻抗的组件(4)，其特征在于，该转发器(5)还包括：用于把该组件(4)连接到该转发器(5)的多个交替的连接区域(3.1，3.2)，其中所述多个连接区域当中的至少两个是该谐振电路的一部分；

其中所述谐振电路的电感是包括两个辐射器的偶极天线，所述辐射器包括第一端和第二端；和在所述两个辐射器的每一个辐射器的所述第二端和所述多个交替的连接区域之间的导体；且其中所述组件被连接到所述多个交替的连接区域中的两个；

在所述辐射器之间的环路导体，以及

其中每个连接区域与该导体和该环路导体一起形成环路。

7.根据权利要求6所述的转发器，其特征在于，所述组件(4)是芯片。

8.根据权利要求6所述的转发器，其特征在于，所述组件(4)是包含芯片的模块。

9.根据权利要求6、7或8所述的转发器，其特征在于各环路的横截面的面积彼此不同。

10.根据权利要求6所述的转发器，其特征在于，该转发器(5)附着有包含芯片(4)的模块。

说明书

转发器调谐方法及转发器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于天线电路的制造方法，该制造方法包括为该天线电路形成谐振电路的电感。本发明还涉及一种用于调谐天线电路的方法，该天线电路包括谐振电路的电感以及包含芯片阻抗的组件。本发明还涉及一种天线电路，该天线电路包括谐振电路的天线阻抗以及包含组件阻抗的组件。本发明还涉及一种转发器，该转发器包括谐振电路的电感以及包含组件阻抗的组件。

背景技术

[0002] 天线电路例如被实施在用于不同应用的转发器中。转发器通常是包括天线电路的小型设备。所述天线电路通常包括谐振电路，并且还可以包括天线，或者例如该谐振电路的线圈作为天线操作。所述转发器还可以包括芯片，可以无线地向/从该芯片存储/读取信息。所述信息被存储在该芯片的存储器中，或者例如由该芯片的逻辑电路应请求而生成。当要把信息存储到该芯片中或者要从该芯片中读取信息时，通常由读取器从外部把能量提供给所述转发器。所述能量作为射频(RF)能量被提供给该转发器。该转发器的天线接收能量。该天线是所述谐振电路的一部分，其中所述能量必须具有特定频率。在该转发器中，所接收的能量通常被存储到诸如电容器的能量存储装置中。当所述谐振电路与所述读取器的发射频率彼此接近时，即当该谐振电路被调谐到该读取器的发射频率时，所述所存储的能量足以用于所述信息存储/读取操作。

[0003] 存在其中利用转发器的不同系统。然而，在每种系统中，发射频率并不相同。因此，在不同系统的转发器中需要不同的谐振频率。此外，在转发器的制造工艺中的容差可能使得在转发器准备好使用之前需要调谐谐振频率。例如，所述芯片的输入阻抗在不同的生产批次中可能会发生变化。此外，不同制造商的芯片的输入阻抗可能大为不同，从而使得来自不同制造商的类似芯片不能被用于相同的天线电路。此外，所述线圈/天线制造和芯片组装工艺可能会导致联合阻抗的变化，从而影响转发器的谐振频率。

[0004] 还存在可能影响转发器的谐振频率的其他因素。例如，当转发器被放置到外壳中时，该外壳的材料可能会改变谐振频率。此外，其中将使用转发器的应用可能会影响谐振频率。诸如塑料之类的一些材料与诸如纸板的一些其他材料相比对谐振频率具有更大的影响。当转发器操作在UHF区域(超高频)时，谐振频率在塑料应用中可能会下降大约50-100MHz，或者在纸板应用中下降大约10-20MHz。在操作于HF频率的转发器中也存在相同的现象。

[0005] 存在一些现有技术的调谐方法，其中通过机械地改变线圈来改变谐振电路的线圈的电感。例如，线圈可以具有多条短路，所述短路可以被断开以便改变该线圈的电感。因此，对转发器进行测量，并且如果它不处在谐振中，则断开一条短路。此后，再次测量谐振频率，并且在必要时断开另一条短路。这种调谐方法是耗时的，并且需要额外的生产步骤。

[0006] 现有技术的另一缺陷在于不能在不同类型的系统中使用相同的天线和/或线圈，每一种系统都需要特定的天线和/或线圈。

发明内容

[0007] 本发明提供一种用于调谐谐振电路的谐振频率的改进方法、一种天线电路以及一种转发器。本发明所基于的思想是为天线电路提供用于某一组件(比如芯片)的多个连接区域，从而使得当该组件被组装到这种连接区域时，至少两个这种连接区域导致不同的谐振频率。因此，可以通过选择用于把组件连接到天线电路的连接区域来选择该天线电路的谐振频率。更为精确地说，根据本发明的制造方法的主要特征在于，该方法包括形成用于把组件连接到天线电路的多个连接区域，其中所述多个连接区域当中的至少两个是所述谐振电路的一部分。根据本发明的调谐方法的主要特征在于，所述天线电路包括用于把组件连接到天线电路的多个连接区域，其中所述多个连接区域当中的至少两个是所述谐振电路的一部分，其中该方法包括在所述多个连接区域的所述至少两个当中为所述芯片选择至少一个连接区域。根据本发明的天线电路的主要特征在于，该天线电路还包括用于把组件连接到该天线电路的多个连接区域，该组件包括组件阻抗，所述多个连接区域当中的至少两个是所述谐振电路的一部分。根据本发明的转发器的主要特征在于，所述天线电路还包括用于把组件连接到该转发器的多个连接区域，其中所述多个连接区域当中的至少两个是所述谐振电路的一部分。

[0008] 本发明提供优于现有技术的方法、天线电路和转发器的优点。当生产根据本发明的转发器时，不必测量某一生产批次的所有转发器的谐振频率，而只需要测量其中一个或几个，这是因为所述材料和工艺具有非常一致的质量。根据对所述生产批次的转发器的其中一个或几个样本的测量来生产其他转发器。换句话说，根据所述测量来选择用于所述芯片的连接区域，并且可以相应地制造同一批次的所有其他转发器。当需要不同的谐振频率时，为所述芯片选择另外的一个或多个连接区域。所述天线电路可以包括许多连接区域，其中，通过选择所述芯片的连接区域所能获得的最低与最高谐振频率之间的差可以非常大。因此，相同的天线电路可以被用在许多不同的转发器中。因此，可以实现类似天线电路的更大的制造量。例如，可以根据将在其产品中使用所述转发器的客户的需求对所述转发器进行大规模调整。所要提到的另外一个优点是所述调谐比现有技术的方法要简单。

[0009] 可以在不同技术的芯片装配线中使用相同的天线电路。高质量的生产线生产出具有较小寄生电容的转发器，这将提高谐振频率。许多连接区域允许在许多生产线中生产出得到优化的转发器。

附图说明

[0010] 下面将参考附图更加详细地描述本发明，其中：

[0011] 图1a、1b和1c描绘了根据本发明的转发器的电感和连接区域的不同示例性模式；

[0012] 图2描绘了转发器的一个示例性实施例的谐振电路的等效电路；以及[0013] 图3描绘了不同连接区域对谐振电路的阻抗的影响的测量结果。

具体实施方式

[0014] 在图1a中描绘了天线电路1的一个实例，其包括谐振电路的线圈2以及用于组件4(在图1a中用虚线正方形示出)的连接区域3.1、3.2(比如连接焊盘、接合焊盘等等)。
该组件4例如是芯片或者包括芯片的模块。很明显，可以有多于一个的组件以及用于所述多个组件当中的一个或多个的多个连接区域。该天线电路1被形成在基板5.1上。这种天线电路特别适用于HF频率，即在大约3MHz到30MHz之间的频率，典型地是大约13,56MHz。
线圈2具有多条环路2.1以便获得特定的基本电感。在该线圈2的第一端2.2存在多个短导体2.3，其通过导体2.4被连接到线圈2。在每个导体2.3的另一端存在用于组件4的连接区域3.1。靠近每一个所述连接区域3.1存在用于组件4的另一个连接区域3.2。这些其他连接区域3.2被形成在另一组导体2.5的末端，所述导体2.5又通过导体2.6被电连接在一起。该导体2.6例如通过线2.8被连接到所述线圈的另一端2.7。该组件4具有两个或更多个连接元件(比如导线、连接焊盘等等)以用于把该组件4连接到其他电子电路。
当该组件4例如在所述连接元件处被接合到所述转发器的连接区域时，该组件被固定到该转发器并且通常不需要其他固定装置。

[0015] 所述组件4可以被连接到该对相邻的连接区域3.1、3.2中的任何一个上。在该组件4的内部通常存在整流二极管和其他半导体组件(比如开关晶体管、存储器等等，其在图1a中未示出)，这通常导致存在电容性输入阻抗。用于该组件4的连接区域3.1、3.2是根据为所述转发器5设计的谐振频率而选择的。在图1a的实施例中，可以通过把该组件与形成最长线圈的该对连接区域(即在图1a中处在导体2.6的右端的连接区域)接合在一起来获得最高谐振频率，这是因为线圈面积在该替换方案中变得较小。相应地，可以通过把该组件4与形成最短线圈的该对连接区域(即在图1a中的最左边的该对连接区域)接合在一起来获得最低谐振频率，这是因为线圈面积在该替换方案中变得较大。

[0016] 在图1b中示出了根据本发明的天线电路1的另一个实例。这种天线电路特别适用于UHF频率，即300MHz以上直到3000MHz的频率，典型地是900MHz左右。在该实施例中，所述线圈2在电气上作为具有两个辐射器6.1、6.2的偶极天线。在该偶极天线的两个辐射器6.1、6.2中存在加长线圈1.1、1.2，其增大该偶极天线的电长度。在所述加长线圈1.1、1.2的另一端存在导体2.4、2.6以及处在导体2.4、2.6的不同位置中的多个连接区域3.1、
3.2。所述连接区域3.1、3.2允许按照与图1a的上述例子类似的方式选择所述组件4的连接区域。对所述连接区域的选择影响到所述谐振电路的电感，该谐振电路主要是由所述偶极天线与该组件4的各导电点之间的电容形成的。

[0017] 原则上，至少有两种影响所述天线电路的电感的方式。一种是改变该电线的操作(电)长度，另一种方式是改变该天线电路的串联电感。也有可能使用全部两种方式。

[0018] 在图1c中示出了根据本发明的天线电路1的又一个实例。这种天线电路也特别适用于UHF频率。所述线圈或天线1在电气上作为具有两个辐射器6.1、6.2的偶极天线。在所述辐射器6.1、6.2的一端存在导体2.4、2.6以及处在导体2.4、2.6的不同位置中的多个连接区域3.1、3.2。所述连接区域3.1、3.2允许按照与图1 a和1b的上述例子类似的方式选择所述组件4的连接区域。对所述连接区域的选择影响到由所选的连接区域3.1、3.2、所述导体2.4、2.6以及环路导体2.9形成的环路的面积。因此，所述谐振电路的电感也根据为所述组件4选择所述连接区域3.1、3.2而改变。

[0019] 图2描绘了根据本发明的图1b的天线电路1的一个例子的等效电路。存在由所述辐射器6.1、6.2和加长线圈1.1、1.2构成的电感L1、L2。在所述线圈、辐射器和导体中还存在一些电阻，其在图2中被表示为电阻器R1、R2。所述电阻尤其由损耗电阻和辐射电阻构成。连接两个连接区域3.1、3.2的每个导体也具有一些电感L3-L8。所述组件4具有一些电容性输入阻抗R、C，其影响所述转发器的电路的操作。能量发生器7表示产生用于该转发器的RF能量的读取器或某种其他装置。虽然图2中示出了该发生器7被连接到所述天线，但是该发生器7在正常操作中不被连接到该转发器5，而是从该发生器向该转发器5辐射能量。

[0020] 在数学上可以用下面的等式来给出选择组装所述组件的连接点的效果：

[0021]

[0022] 在该等式中，fc一项表示谐振频率，C表示该组件的输入阻抗的电容，Lant一项表示所述辐射器的电感，以及∑Lconnectionpoint表示对于把该组件4连接到天线电路1所选择的各连接点的电感的总和。

[0023] 图3描绘了本发明的一个示例性实施例的一些测量结果。在图3中，曲线301表示当所述天线电路处在自由空气中(即它未附着到应用材料上)时在第一频率区域(869MHz)处作为所选连接点(IC位置)的函数的归一化性能。在该非限制性例子中测量了五个可选位置。可以看出，在该例子中，当所述组件被连接到第五对连接区域时获得最佳结果。曲线302表示当所述天线电路被塑料板覆盖时在第一频率区域(869MHz)处作为所选连接点的函数的归一化性能。在该替换方案中，当所述组件被连接到第一对连接区域时获得最佳结果。曲线303表示当所述天线电路处在自由空气中时在第二频率区域(902MHz-928MHz)处作为所选连接点的函数的归一化性能。在该替换方案中，第三对连接区域给出最佳结果。曲线304表示当所述天线电路被塑料板覆盖时在第二频率区域(902MHz-928MHz)处作为所选连接点的函数的归一化性能。在该替换方案中，第一对连接区域给出最佳结果。

[0024] 在制造本发明的天线电路的过程中可以使用多种现有技术的制造方法。还应当提到，可以在相同的阶段制造所述天线电路1上的谐振电路的不同部件，比如线圈2、辐射器6.1、6.2、导体2.4、2.6、连接区域3.1、3.2。因此，不需要额外的步骤来提供对于所述转发器5的调谐可能性。还可以通过使用焊接、粘贴或者任何合适的已知方法把所述组件4接合到所述天线电路1。该组件4还可以被形成为一个模块，该模块随后被附着到该转发器。
这种模块例如包括带式基板，其中布置必要的电连接以便把该模块的芯片电连接到该转发器。这种包含芯片的模块例如还可以被称作带或带模块。

[0025] 所述谐振频率可以在大范围内变化。例如，所述转发器5可以被设计成操作在869MHz系统和915MHz系统中，这在UHF频率区域内是常见频率。本发明还适用于HF频率，典型地是13,56MHz。

[0026] 本发明有许多应用领域。作为所述应用领域的一个非限制性实例，可以对于所谓的RFID应用(射频识别)制作所述转发器。

[0027] 本发明不仅仅限于上述实例，而是可以在所附权利要求书的范围内进行修改。