(57)【要約】      （修正有）【課題】非接触ＮＦＣ通信チャンネル又はＲＦＩＤ通信チャンネルの送信素子及び受信素子として使用できる小型で良好な放射特性を有する非定常磁界放射体を提供する。【解決手段】キャリア上に配置された非定常磁界放射体は、１よりも高い透磁率を備えた長方形コア１に、細線２を巻いて構成する。隣接する細線２同士は、密接して配置し、前記コア１を遮蔽する。細線２の有効幅ｗは、コア１の円形断面での半径の０．２５から１．７５倍とするか、またはコア１の形状に対する等価的半径の０．２５から１．７５倍とする。【選択図】図５
2018110419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦なキャリア上の小型アンテナの容量における非定常磁界放射体において、
前記放射体は、１よりも高い透磁率を備えた長方形コア（１）を有し、前記コア（１）は少なくとも部分的にはフェライトであり、少なくとも１つの細線（２）を備えたワイヤ（４）が前記コア（１）の上に巻かれ、かつ、前記放射体は、非接触のＮＦＣ通信チャンネルまたはＲＦＩＤ通信チャンネルを創成するための素子を形成し、前記放射体から送信された信号は、標準のＮＦＣ受信手段または標準のＲＦＩＤ受信手段によって受信され、
細線（２）は、１または２つの層で前記コア（１）上に同一方向で巻回されて配置され、
隣接する細線（２）同士は密接して配置されることで前記コア（１）の遮蔽を形成し、その遮蔽によって前記コア（１）内に磁界を均質に保つと共に、細線（２）の配置されないコア（１）の端部のみから磁界が放射されるようにし、
１つの細線（２）の有効幅ｗは、コア（１）の円形断面でコア（１）の半径の０．２５から１．７５倍に対応するか、または他のコア（１）形状に対して等価的半径の０．２５から１．７５倍に対応し、
それによって、前記１つの細線の有効幅ｗが隣接する細線が織り合わされていない場合の細線の幅であり、かつ前記細線の幅は、前記隣接する細線が織り合わされる場合に重なり合う縁部を引いたものであり、
前記非円形断面の等価的半径は、仮にリングが特定の非円形断面の断面形状と同じ面積を有する場合、該リングが有すべき半径である
ことを特徴とする非定常磁界放射体。
【請求項２】
１つの細線（２）の前記有効幅ｗは、前記コア（１）の円形断面で前記コア（１）の半径の０．８５から１．１５倍に対応するか、または、他のコア（１）形状に対して前記等価的半径の０．８５から１．１５倍に対応する
請求項１に記載の非定常磁界放射体。
【請求項３】
前記コア（１）の断面の小さい方のパラメータが１ｍｍよりも小さく、前記コア（１）の長さが、前記コア（１）の断面の前記小さい方のパラメータの７倍よりも大きい
請求項１または２に記載の非定常磁界放射体。
【請求項４】
前記コア（１）の断面が、円形または楕円形、または少なくとも部分的に矩形、特に正方形または長方形であり、好ましくは湾曲した角部を備え、または、これらを組み合わせることによって形成される断面を有する
請求項１ないし３のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項５】
前記コア（１）が、まっすぐなロッド形状である
請求項１ないし４のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項６】
前記コア（１）が、１ｍｍまでの高さ、好ましくは０．６ｍｍまでの高さ、５ｍｍまでの幅、好ましくは１ｍｍの幅、及び１５ｍｍまでの長さ、好ましくは１１ｍｍの長さを有する
請求項１ないし５のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項７】
前記コイルワイヤ（４）は平坦であり、好ましくは断面においてワイヤ（４）の高さの２倍を超える幅である
請求項１ないし６のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項８】
平坦なワイヤ（４）は、隣接する細線ワイヤ（４）と重ねられた縁部に沿っており、前記重ねられた縁部に絶縁体（８）が施される
請求項７に記載の非定常磁界放射体。
【請求項９】
前記コイルは、多段細線（２）を形成するいくつかの平行なワイヤ（４１から４Ｎ）を含み、１つの細線（２）のこれらのワイヤ（４１から４Ｎ）は、電気的に相互接続され、好ましくは前記コア（１）の側面に接続される
請求項１ないし８のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項１０】
前記多段ワイヤ（４１から４Ｎ）は、前記コイルの端部で、接続パッド（７）までもたらされ、かつ接続パッド（７）に取り付けられ、前記ワイヤ（４）は、互いから遠い
請求項９に記載の非定常磁界放射体。
【請求項１１】
前記多段ワイヤ（４１から４Ｎ）で、１つの細線（２）の少なくとも４つで、１つの細線（２）の周縁ワイヤ（４１から４Ｎ）だけが、表面上で電気気に絶縁される
請求項９または１０に記載の非定常磁界放射体。
【請求項１２】
前記ワイヤ（４）は、前記細線（２）間にギャップを備えた状態で、金属被覆をコア（１）表面上に適用することによって形成される
請求項１ないし８のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項１３】
与えられたワイヤ（４）コイルで、前記放射体が６００ｎＨから１２００ｎＨのインダクタンス、好ましくは７５０ｎＨに近いインダクタンスに達するように、前記コア（１）の透磁率が選ばれる
請求項１ないし１２のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項１４】
前記放射体を磁界フロー障壁（３）の内部に、例えば遮蔽カバーを有する機器の内部に配置する場合、放射体の共振周波数が送信周波数に近くなるように、前記放射体が送信周波数に調整され、障壁（３）に近接すると放射体インダクタンスが減少し、かつ、前記障壁（３）効果を除去すると、前記放射体インダクタンス増加し、内部抵抗が増加し、かつ共振周波数が減少し、かつ送信周波数が移動する
請求項１ないし１３のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項１５】
最も好ましくない遮蔽において最大送信パワーとなるように、周波数及び／またはインダクタンス及び／または内部抵抗が事前設定され、環境の遮蔽素子が、前記放射体の周波数及び／またはインダクタンス及び／または内部抵抗に影響を与えるという事実によって、周囲との関係によって遮蔽度合いを減少させることが、同じ入力励磁で送信パワーを減少させ、その一方で、ゼロ遮蔽でも、放射体送信パワーは、標準のＮＦＣまたはＲＦＩＤによる受信のための最小パワーを超える環境に配置された
請求項１４に記載の非定常磁界放射体。
【請求項１６】
前記コア（１）は、非導電性基板（６）上に配置されたフェライトロッドによって形成され、前記非導電性基板（６）は、前記コア（１）の幅に対応する幅を有し、非導電性基板（６）は、前記コア（１）の長さに等しい、または前記コア（１）の長さを超える長さを有し、細線（２）のワイヤ（４）は、フェライトロッドを横切って、かつ非導電性基板（６）をも横切って機械的に巻かれ、これによって、ワイヤ（４）のコイルは、前記コア（１）を前記非導電性基板（６）に接続し、前記非導電性基板（６）は、前記コイルの前記ワイヤ（４）を接続し、かつ前記放射体をホスト装置の本体に接続する目的で、前記コア（１）の側面に沿って接続パッド（７）を有する
請求項１ないし１５のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項１７】
前記非導電性基板（６）は、前記コア（１）の高さの１／８よりも小さな厚さを有する誘電体材料から成る
請求項１６に記載の非定常磁界放射体。
【請求項１８】
細線（２）のコイルは、アースに接続された導電性遮蔽カバーによって覆われる
請求項１ないし１７のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項１９】
前記放射体は、リムーバブルメモリカード（５）の基板上に配置される
請求項１ないし１８のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項２０】
前記放射体の前記コア（１）の軸は、主として前記リムーバブルメモリカード（５）の本体の表面に平行に方向付けられ、かつ前記放射体は、前記リムーバブルメモリカード（５）の縁部で、リムーバブルメモリカード（５）のコンタクトインターフェースのゾーンから外に配置される
請求項１９に記載の非定常磁界放射体。
【請求項２１】
前記放射体は、前記ホスト装置の、特に携帯通信装置のＰＣＢボード（１０）上に配置される
請求項１ないし１８のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項２２】
前記コア（１）の前記軸は、前記携帯通信装置の本体の主な外側表面に主として平行に方向付けられる
請求項２１に記載の非定常磁界放射体。
【請求項２３】
前記放射体は、任意のフォーマット（ＳＩＭ、ミニＳＩＭ、マイクロＳＩＭ、ナノＳＩＭ）のＳＩＭカード（９）上に配置される
請求項１ないし１８のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項２４】
前記放射体は、携帯電話のリムーバブルバッテリ（１１）の本体内に配置される
請求項１ないし１８のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項２５】
放射体電磁界の範囲の中に増幅素子（１３）が付加され、該増幅素子（１３）は前記ホスト装置の中に安定に位置し、好ましくは、リムーバブル素子に適したスロット（１２）またはコネクタの中に位置することを特徴とする、前記ホスト装置の中のリムーバブル素子上に位置する
請求項１ないし２０のいずれか、または２３または２４のいずれかに記載の非定常磁界放射体。
【請求項２６】
前記増幅素子（１３）はフェライト箔、またはフェライト板、若しくは共振回路である
請求項２５に記載の非定常磁界放射体。
【請求項２７】
放射体から受信器に相互変成器接続でデータを転送するシステムにおいて、請求項１ないし２６のいずれかに記載の非定常磁界放射体の接続であって、
前記受信器は発生器、アンテナ、復調素子を含み、前記放射体は変調素子、電磁波発生器に接続され、前記受信器は第１周波数でキャリア信号を前記放射体に送信するように適合され、前記受信器はこれのアンテナの出力上で信号を受信し、前記信号は、前記第１周波数でのキャリア周波数と、第２周波数で送信されたデータで変調されたサブキャリア信号との形態で出現し、かつ前記受信器は、前記キャリア信号をこれのアンテナの出力上の信号から分離し、かつ送信されたデータを復調するように適合される、非定常磁界放射体の接続において、
前記放射体に接続された前記電磁波発生器は、前記受信器の周波数と異なる周波数で励磁するように適合され、それらの周波数間の差異は、サブキャリア周波数に対応し、その結果、前記受信器の側で受信され、かつ復調される信号は、前記受信器によって送信されたキャリア信号を、前記放射体によって送信される変調データと結合することによって創成される
ことを特徴とする非定常磁界放射体の接続。
【請求項２８】
前記放射体は、前記受信器によって期待される前記サブキャリア周波数に対する放射特性を考慮することなく、送信周波数に狭く調整される
請求項２７に記載の非定常磁界放射体の接続。
【請求項２９】
前記復調素子は、好ましくは誘導子を介して、センサ抵抗に向けてのアンテナの誘導体の回転部に接続される
請求項２７または２８に記載の非定常磁界放射体の接続。
【請求項３０】
請求項１ないし２６のいずれかに記載された非定常磁界放射体からの送信におけるデータ変調方法であって、
前記放射体から前記受信器へのデータ転送で、変成器がアンテナを介して接続され、前記受信器は第１周波数でキャリア信号を送信し、前記放射体側ではデータが変調され、かつ受信機に送られ、前記受信器はアンテナの出力で前記信号を受信し、その一方で、第１周波数でのキャリア信号、および前記キャリア周波数に関して第２周波数でのデータで変調されたサブキャリア周波数の形態で、前記信号が出現し、前記受信器において、前記キャリア信号は前記アンテナの出力上の信号から分離され、かつ送信されたデータは復調され、
前記受信器の周波数と前記放射体の周波数が異なり、周波数における差異は、前記サブキャリア周波数に対応し、これに対して、前記受信器側で受信され、かつ変調される信号は、送信されたキャリア信号と前記放射体によって送信された変調データとを組み合わせることによって形成される
ことを特徴とする非定常磁界放射体からの送信におけるデータ変調方法。
【請求項３１】
前記送信されたデータは、該データの受信器周波数信号位相の、好ましくはφ＝０°またはφ＝１８０°の変化によって変調される
請求項３０に記載の非定常磁界放射体からの送信におけるデータ変調方法。
【請求項３２】
前記送信された周波数の前記位相は、１ｅｔｕ（基本時間単位）当たりに１回変更され、これに対してｅｔｕは１ビット間隔に対応する
請求項３１に記載の非定常磁界放射体からの送信におけるデータ変調方法。
【請求項３３】
前記受信器の前記キャリア信号は、１３．５６ＭＨｚ±７ｋＨｚの周波数を有し、前記受信器の信号キャリア周波数と前記送信器の周波数との間の差異は、前記キャリア周波数によって、好ましくは前記キャリア周波数の１／１６によって完全に形成される
請求項３０ないし３２のいずれかに記載の非定常磁界放射体からの送信におけるデータ変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型アンテナ代替物を、小さく利用可能な構築高さを備えた平坦なキャリア上、特にマイクロＳＤカードまたはＳＩＭカードのような、リムーバブルメモリカードの表面上に形成する非定常磁界放射体に関する。アンテナは、携帯電話において、または異なる電子装置のＰＣＢボード上においても、特に付加的な非接触のＮＦＣ／ＲＦＩＤ通信チャンネルを創成するのに使用可能である。このソリューションは、携帯通信装置によって実行される支払いアプリケーションのために主として意図される。しかしながら、基本的には、本発明による新しいタイプの放射体、その配置及び変調の方法は、特に、アンテナを拡張するための十分なスペースが無い場合、及びアンテナが様々な環境で適用される際に、異なる構造および異なる環境的特性に関する属性を備えた隣接要素によってアンテナが遮蔽される場合の、他のアプリケーション及び装置に対しても使用可能である。
【背景技術】
【０００２】
携帯通信装置のスロットの中に挿入する目的で、リムーバブルカード上にアンテナを直接配置することは、特許文献１、特許文献２のような出版された特許文献から既知である。これらの出版物は、カード上でアンテナ使用することの一般的な可能性を記載しているが、リムーバブルカードが携帯通信装置、特に携帯電話の隣接部品によって遮蔽される状況における、十分なアンテナの仕様を含んでいない。
【０００３】
具体的に記載されているＮＦＣアンテナは、表面上のワイヤループ形状である。これに対して、小さなサイズの場合、全ての利用可能なスペースが使用される。ＮＦＣアンテナを比較的小さなエリア上に配置する場合、アンテナは、丸められた角部を備えた、刻印された矩形螺旋コイルの形状であり、これは一般に、利用可能なエリアの外部輪郭に従う。この配列によって、極めて典型的なＮＦＣアンテナ形状が創成されてきた。
【０００４】
ＮＦＣ送信及びＲＦＩＤ送信のためのアンテナは、本質的に平坦であり、それ故に、ループが利用可能なエリアの縁部に巻きつけられるが、このことは、次のような特許文献による。即ち、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９である。リムーバブルメモリカード上でそのようなアンテナを実施する場合、平坦なカードの特質が自然な方法で利用され、かつアンテナは、最も大きなエリアの利用可能な部分の上にループを巻くことによって張られるが、これについては、例えば、特許文献２０、特許文献２１、特許文献２２、特許文献２３に示される。しかしながら、利用可能な表面上のフレーム・アンテナ・ソリューションは、望ましい結果に結びつかず、またそれ故に、他の出願者は、リブ、層などのような他の要素でアンテナを補完している。これらのソリューションは構造複雑性を増加させ、かつ信頼できる通信チャンネルを創成することにも結びつかない。現在のところ、特許文献２４によるような、小型アンテナソリューションが既知であり、アンテナサイズの縮小及びそれを基板に接続することに関する問題に取り組んでいるが、このような出願人は、異なるアンテナ遮蔽に関する問題を解決していない。利用可能なわずかな余地を備えたエリアに、既存のＮＦＣアンテナに関する知識を適用しても、望ましい結果を産み出さない。これに対して、ある一定レベルに満たない小型化では、結果としてのアンテナ属性は直線的に変化しない。
【０００５】
出版されたロゴモーション（Ｌｏｇｏｍｏｔｉｏｎ）社の特許出願は、アンテナ構成及び特別なリムーバブルメモリカード層を記載しているが、その目的は、放射及び受信のアンテナ特性を事前設定することであり、これによって、遮蔽された異なるカードスロットにおいてさえも、信頼できる通信チャンネルを創成することが可能になる。そのように定義された技術的タスクによって、いくつかの技術的ソリューションの創成に結びつき、これによって、いくつかの携帯電話に関してのみ満足のいく結果に結びついてきた。そしてその後、開発は、遮蔽されたエリア外で、携帯電話の本体上のより大きくて付加的なアンテナの創成に向けて進められた。これらの付加的なアンテナは（特許文献２５）、例えばステッカーの形態であり、カード上の基本的アンテナと非接触に連結することが可能であるが、そのような配列の汎用性が依然として小さいままであり、また、適用が複雑であることは、平均的なユーザーにとっては好ましくない。
【０００６】
リムーバブルカード上に直接配置されたアンテナは、寸法的な選択肢が非常に限られている。携帯電話は、マイクロＳＤフォーマットのカードのためのスロットを有し、該スロットはアンテナのサイズを著しく制限し、該アンテナはカード上に直接配置することが可能である。非常に遮蔽されたスロットの中に、例えば携帯電話のバッテリの下に、リムーバブルカードを配置する場合、カード上のアンテナから送信する条件は著しく悪くなる。整流層（箔）を使用しても、狭い特定の効果しかなく、かつ携帯電話の様々な構造を設定する場合、より汎用性が少なくなる。非特許文献１に記載されている図２．１１、図２．１５、図１２．７、図１２．９、図１２．１１、図１２．１３に示されているように、基本となる理論的かつ技術的出版物は、小さな厚さ及び小さな利用可能なスペースでは、ＲＦＩＤアンテナまたはＮＦＣアンテナは、シートアンテナとして形成されるべきであるという考えである。同じ出典（非特許文献１）によると、送信アンテナの半径が、要求されるアンテナ範囲の平方根に対応する場合が最適である。
【０００７】
非接触通信のための標準ＩＳＯ１４４４３では、周波数１３．５６ＭＨｚを有するキャリア信号に関して、Ａ変調またはＢ変調の条件が特徴付けられる。送信されるデータは、送信器においてサブキャリア周波数に変調され、かつサブキャリア周波数は基本キャリア信号と結合される。結果は、送信されるデータに関する周波数重ね合わせとなる。送信されるデータは、受信スペクトルからキャリア信号を分離することによって、受信器で検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２５２３４８Ａ１号
【特許文献２】国際公開第０３／０４３１０１Ａ３号
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００８００５７９５号
【特許文献４】中国特許出願公開第１０２０７４７８８号
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９３１４８４２号
【特許文献６】中国特許出願公開第１０１５７７７４０号
【特許文献７】中国特許出願公開第２０１５９０４８０号
【特許文献８】中国特許出願公開第２０１２１５８２７号
【特許文献９】中国特許出願公開第２０１５１５００４号
【特許文献１０】中国特許出願公開第２０１８３０２５１号
【特許文献１１】特開２０１０−１０２３５１号
【特許文献１２】特開２０１１−１９３３４９号
【特許文献１３】韓国特許出願公開第２０１０００５６１５９号
【特許文献１４】韓国特許出願公開第１００６９３２０４号
【特許文献１５】国際公開第２０１０１４３８４９号
【特許文献１６】特開２００４−００５４９４号
【特許文献１７】特開２００６−３０４１８４号
【特許文献１８】特開２００５−０３３４６１号
【特許文献１９】特開２０１０−０５１０１２号
【特許文献２０】国際公開第２０１２０１９６９４号
【特許文献２１】独国特許出願公開第１０２０１００５２１２７号
【特許文献２２】独国特許出願公開第１０２００４０２９９８４号
【特許文献２３】中国特許出願公開第１０１９６４０７３号
【特許文献２４】米国特許出願公開第２００７／０１９４９１３Ａ１号
【特許文献２５】中国特許出願公開２０１５９０４８０Ｕ号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＲＦＩＤ  ＨＡＮＤＢＯＯＫ，Ｋｌａｕｓ  Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ，２０１０（ｓｅｃｔｉｏｎ  ４．１．１．２  Ｏｐｔｉｍａｌ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ／Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  ＲＦＩＤ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
携帯電話においては金属部品及び金属ハウジングがより頻繁に使用されるので、構造及びＮＦＣアンテナ配置に関して問題が生じることがある。それは、ＮＦＣ素子が、携帯電話設計または同様な通信素子の中で既に予測される状況においてさえも起こる。望ましいソリューションは、携帯電話のＰＣＢボードから、ＳＩＭカードから、またはリムーバブルメモリカード上の素子から、高スループットな信号が送信されるのを保証することであるが、この信号は、バッテリまたは金属ハウジングのような、周囲にある携帯電話の金属素子によって遮蔽され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の欠点は、アンテナの容量において、特に電子装置（例えば携帯電話）の中の平坦な基板上のアンテナの容量において使用される非定常磁界放射体によって著しく取り除かれる。そこでは、本発明による放射体の本質は、該放射体が、長方形の少なくとも部分的にはフェライトコアを有するという事実にある。該コアは、少なくとも２つの細線を備えたワイヤで巻かれ、該細線は、隣同士で密接に配置され、かつ１つの細線の有効幅ｗは、円形コア断面において、±７５％の偏差でコアの半径に対応する。他の有効コア断面において、１つの細線の幅は、±７５％の偏差で等価的半径に対応する。
【００１２】
コア半径に対する１つの細線の有効幅ｗについて、０．２５から１．７５までの比率、好ましくは０．５から１．５まで、特に好ましくは０．８５から１．１５までの比率、または、等価的コア半径は、サイズ寸法設計の唯一の確認方法ではない。放射体を発明する上で見えてくることであるが、密接なワイヤ巻き線に関連して、まさしく寸法関係を遵守することによって、いくつかの物理的パターンの相乗効果的な相互作用が示される。定められた間隔の範囲では、望ましくない渦磁界を形成することなく、ワイヤの異なる部分からの、及び個々のコイルからの磁界相互作用が創成される。それによって、コアの中の磁界は増幅され、かつ磁界は、コアの端子端部から外へ、コイルに沿って漏出できない。コア半径に対する１つの細線の有効幅ｗの定められた比率は、放射体またはアンテナにおいて、未だ観察されるパラメータではなかった。コアを備えた既存のアンテナにおいて、１つの細線の有効幅ｗは、コアの半径の０．００１倍から０．１倍より小さな値を達成する。本発明によれば、放射体にとって好ましい比率は、１に近い。即ち、ｗ＝Ｄ／２であり、ここでＤはコア直径、または等価的なコア直径である。
【００１３】
放射体は、古典的電磁アンテナに対する代替物として使用される。これに対して、非接触ＮＦＣ結合またはＲＦＩＤ結合の他の側では、標準的なＮＦＣ受信手段またはＲＦＩＤ受信手段によって、信号が受信され、かつ送信される。放射体は、強力でかつ均質な磁界を創成するためのタスクを有する。マイクロＳＤカードまたはＳＩＭカード（加入者識別モジュール）の上で放射体を使用する場合、コア断面はより小さく（例えば、コア高さのパラメータ）、１ｍｍ未満である。マイクロＳＤカード上で放射体を使用する場合、コア長さは、コア断面の小さい方のパラメータの７倍以上である。コア長さは、通常、１５ｍｍを超えない。ナノＳＩＭカード上で放射体を使用する場合、放射体の厚さは０．６５ｍｍよりも小さく、かつその長さは１２ｍｍを超えない。放射体は、特に、付加的な非接触通信チャンネルを創成するために使用される。本発明の放射体はまた、電界を生成する。しかしながら、受信装置の側では、電界は信号キャリアではない。電界は単に、小さい方の場の成分であり、これは、ホスト装置の遮蔽を貫通するための重要な寄与はしない。１ｍｍ未満のコア厚さを備えたアンテナの小型化では、一般に知られたより大きなアンテナ構造を単に比例的に寸法取りすることによっては解決できない技術的問題が生じる。先ず始めに、本発明によれば、細線直径が著しく減少することになるという事実によって、キャリア表面軸に平行な細線を使用することが明らかになる。このことは、非特許文献１による、アンテナ範囲を増加させるための一般的要求に反する。
【００１４】
コアは長手方向に長方形であるが、その理由は、コアの端部が、表面上の利用可能な余地内で、互いに最も離れて配置されるためである。コアは湾曲していることも可能であるが、しかし最良の結果は、真直ぐなロッドコアによって達成される。その場合、磁力線は、最も長い経路において放射体の外側を囲み、かつ、それ故に、遮蔽された空間から外に漏出するには労力を有する。コアのフェライトは、放射体のインダクタンスが６００ｎＨから１２００ｎＨであったように、好ましくは７５０ｎＨに近かったように比透磁率を事前設定するべきである。この基準を考慮すると、フェライトコアは、３０から３００の範囲に透磁率を有することが可能である。コア透磁率は、最大許容の磁気飽和及びコア断面の寸法選択肢の技術的可能性に従って、設定される。フェライトは、磁界特性及び属性を増幅する任意の材料を意味するものとする。
【００１５】
本質的なこととして、磁界がコアからコア端部の外側に放射されるのを防止するために、細線が隣同士で密接に巻かれるものとする。細線ワイヤは、コアの遮蔽を形成する。隣接する細線のワイヤは、隣接するワイヤ間で、ワイヤの渦磁界が創成されることを防止する。近隣の細線間では、実質的に、ワイヤ絶縁体厚さの形態でちょうどギャップが存在する。一組の金属コイルは、コア遮蔽カバーを創成し、該遮蔽カバーは、磁界フローを支配する。
【００１６】
ホスト装置内の遮蔽素子間のわずかなギャップを通してさえも、放射体から磁界が漏出する場合、条件を達成するために、コア内の磁界は、可能な限り均質であることが必要であり、かつ同時に、小さなコア断面で最大の強度を有する。均質性の要求は、小さな放射体サイズでは、コア内の不均一な磁界強度が、大きな損失を示すという知見に関連する。周囲を横切る磁界の高い貫通性を達成するために、我々は高い磁界強度を要求する。
【００１７】
両方の要求は、１つの細線の有効幅ｗが円形コア断面でのコア半径に対応する構成において、最も満たされる。１つの細線の有効幅ｗは１つのパラメータであり、該パラメータにおいて、細線ワイヤがコアの長さを反映する。ワイヤは異なる断面を有し、それ故に、１つの細線の有効幅ｗは、実際のワイヤ幅と異なる場合がある。最も普通の場合、細線ワイヤはリング形状または単純な平坦形状であるが、織り合わされていない場合、細線の有効幅ｗは、実質的にはワイヤ幅に等しい。一細線ワイヤの一部分が、隣接するワイヤの縁部で覆われるように平坦なワイヤを使用する場合、有効ワイヤ幅ｗは、既に隣接ワイヤを覆っている縁部を除いた幅と見なされる。基本的に、縁部はワイヤ幅の一部である。縁部は、平坦なワイヤの中でコアと接触する。密度が高く、密接なコイルにおいては、一細線ワイヤの有効幅ｗは、細線ピッチと同一である。
【００１８】
有効幅ｗをコアの半径に、またはコアの等価的半径に一致させる要求は、有効幅ｗが実質的にコア半径に等しいことと理解されるべきである。コアの全体的断面パラメータが小さい場合、小さな技術的な偏差さえも、その規則からの逸脱を引き起こすが、一方では、依然として利益に到達するか、またはその原理の少なくとも十分に有用な効果に到達する。寸法的な関係を満足させることを受けて、条件は、それ故に、１つの状況を考慮する必要があり、その状況の場合、細線の有効幅ｗは、コアの半径の０．６から１．４倍までの範囲にあるか、またはコアの等価的半径である。０．６から１．４までの比率の程度では、最大磁気力の損失は１０％である。比較的大きな比率範囲（０．２５から１．７５まで）でさえも、十分強くかつ好ましい結果が達成される。これに対して、先行技術では、有効幅及びコア半径について、異なるオーダーの比率が含まれる（０．００１未満から０．１まで）。
【００１９】
寸法的関係に関して、我々は磁気銃の効果を備えた放射体を創成するが、その場合、磁界は、小型コアの小さな断面から集中的に放射される。
【００２０】
非円形断面の等価的半径という用語は、仮にリングが特定の非円形断面の断面形状と同じ面積を有した場合、リングが有すべき半径を意味する。非円形断面の等価的半径は、それ故に、板を横切る等価的半径である。例えば、辺「ａ」を備えたコアの正確に正方形の断面では、等価的半径はｒe＝ ａ／（π）1/2である。丸められた縁部のない、パラメータ「ａ］、「ｂ」の矩形断面では、等価的半径はｒe＝（ａｂ／π）1/2である。コアは正方形、矩形、円形、または楕円形の断面を有することが可能であるか、または上述の形状の組み合わせることによって形成することが可能である。コアの最も一般的な形状は、スペースを利用するように設計され、通常、コアは円形または楕円形の断面形状を有する。若しくは、断面は、少なくとも部分的には矩形であり、特に正方形または長方形であり、好ましくは湾曲した角部を備える。
【００２１】
2018110419.tif 000003
【００２２】
共振回路の品質がＱ＞＞１と仮定すれば、その場合には関係式は、Ｌ＝Ｌs及びＲp＝Ｑ2Ｒsのパターンに単純化され得る。
【００２３】
損失をまかなうための電源パワーは、以下の通りである。
【００２４】
【数１】
2018110419.tif 000004
【００２５】
仮にＲsが実数部Ｒe（Ｚ）よりも小さい場合、インダクタンスＬsは調節され得る。その状況では、インダクタンスＬsに関して流れる電流ＩLは、以下の通りである。
【００２６】
【数２】
2018110419.tif 000005
【００２７】
放射体の中央部における磁界は、以下の通りである。
【００２８】
【数３】
2018110419.tif 000006
【００２９】
式中、Ｎは細線の数である。関係式は、更に以下の通り書き直される。
【００３０】
【数４】
2018110419.tif 000007
式中、Ｒ1Nは、１つの細線に関する巻き線の標準化された損失であり、かつ、以下の特徴を有する。
【００３１】
【数５】
2018110419.tif 000008
【００３２】
図２は、この場合、コア直径で除算されたコイル幅ｗに対するＲs依存性を示す。図２では、比率ｗ／Ｄ＝０．５に対応する点Ｃが記されている。最大コイル幅は、ｗmax＝２πＤである。より大きな幅では、ワイヤの相互的な重なりが生じる。グラフの残りの部分は、細線数がＮ＝２．５からＮ＝５５までのエリアを含んでいる。
【００３３】
図３におけるグラフは、放射体の中心における磁界強度の依存性を示す。磁界の最大値（グラフにおける点Ａ）は、仮にｗ＝０．５Ｄとした場合にあたり、そのため、細線の有効幅ｗが、放射体のコアの半径に対応する場合である。点Ｂの左に対しては（非常に薄いワイヤ幅）、抵抗Ｒsは内部インピーダンスＲe（Ｚ）よりも大きく、かつ電源は、負荷に対して要求される電力を送達できない。このことにより、磁界強度は著しく減少する。点Ｂはまた、容量Ｃ２＝０であるために、興味深く、結果としての共振回路は、図４に示すように、直列共振回路に単純化される。そのような単純化された回路は、しかしながら、最大磁気力を供給しない。点Ａの右側に対する磁界は減少するが、その理由は、幅ｗが増加するコイルは、放射体のコアの軸に関して、依然としてより大きな角度を形成するからである。
【００３４】
ビオ・サバール（Ｂｉｏｔ−Ｓａｖａｒｔ）の法則に基づいて、ベクトルＨxは、電流ＩLとベクトルｒのベクトル積として計算され、我々の場合、ｒは放射体のコアの軸である。ベクトルＨxは、巻き線（ピッチｗを備える螺旋）の全ての曲線ｘにわたって積分する（式（１））。
【００３５】
【数６】
2018110419.tif 000009
【００３６】
従って、その知見が示していることは、非常に広いコイルにおいては、角度αの開始が、係数ｃｏｓαで磁界強度に強く影響を与えることである。これに反して、点Ａの左側に対しては、角度αの影響は無視できるが、しかし図２に示されるように、Ｒsの著しい損失を示し始めている。Ｗ＝Ｄ／２の値から、損失Ｒsは著しく増加し始める（点Ｃ）。グラフは、最適な放射体インダクタンスは、約Ｌ＝７５０ｎＨであることを示している。放射体の与えられたパラメータの下では、ｗ＝Ｄ／２でインダクタンスがちょうどＬ＝７５０ｎＨであるような透磁率μを選ぶ必要がある。
【００３７】
古典的な円形断面の単段コイルワイヤを使用する場合、ワイヤの曲げ半径に関して問題が生じる。その理由は、ワイヤの有効幅ｗ（今はワイヤ直径に等しい）は、実質的にコア半径、例えば円形コアに等しいはずだからである。許容し得る最小のワイヤ曲げは、通常、曲げ半径の２倍以上と決定される。その場合、仮に放射体を配置するための構築高さを、我々は１ミリメートルしか有さないとすれば、コアの最大高さは、０．５ミリメートル未満となる。このことによって、壊れやすく、しかも小さなコア上の比較的太いワイヤの巻き線に関して、技術的問題及び複雑さが引き起こされる。巻き線に関する問題は、本発明によれば、コア半径に対する有効幅の比率によって引き起こされるが、その理由は、ワイヤがコアと比べて比較的広く、かつそれ故に、厚くあるべきだからである。
【００３８】
空間の利用可能な高さをより良く利用し、かつ依然として本発明の基本的ルール（即ち、細線の有効幅ｗとコア半径との間の寸法的な関係）に従うために、平坦なワイヤを使用することを含むソリューションが発明された。コアを横切って巻いた後のワイヤの幅は、コアの半径に対応する。平坦なワイヤはコアの上で容易に巻かれ、かつ、断面高さにおいて、平坦なワイヤは多くのスペースを取らない。与えられたスペースは、その場合、放射体のコアのためにより良く使用できる。平坦なワイヤは、依然として十分に低い電気抵抗を有する。平坦なワイヤは、ワイヤの高さ、またはワイヤ厚さの２倍を超える幅を有する。
【００３９】
更に、好ましい構成では、平坦なワイヤは、少なくとも２つの隣接するコイルワイヤのシステムによって置き換えることが可能であるが、しかしそれらは共に依然としてただ１つの細線を作るということであることが発見された。これらのワイヤも電気的に接続される。仮に、例えば我々が、平坦なワイヤを元のアスペクト比である１：３に置き換えたければ、我々は、そのような平坦なワイヤを置き換えるために、隣同士で巻かれた均一な円形断面の３つのワイヤを、あたかもこれが三段の細線であるかのように用いる。仮に我々が、平坦なワイヤを元の１：８の断面で置き換える場合、我々は隣同士に配置された円形断面の８つのワイヤを用いるが、あたかもこれは、機械用語では、八段の細線であるかのようである。１つの多段細線おけるワイヤは、互いの間で絶縁される必要はない。その理由は、これらのワイヤは、電気的に連結されたコイル端部を有するが、しかし、技術的な簡単化のために、同じ絶縁されたワイヤが、特定の細線の全てのワイヤのために使用され得るからである。他の配列において、１つの細線の縁のワイヤだけを電気的に絶縁することが可能であり、内部に配置されるワイヤは、絶縁性を有する必要はない。
【００４０】
離れたコア端部から放射されることになる磁界に関して、均質で高い強度を達成するための努力は、多くの相反する要件に結びつく。可能な限り少ない数の細線を用いることが望ましいが、しかし細線の数を減少させると、コアの長さも削減される（コアはこれらの細線によって遮蔽される）。細線の数を減少させると、電流負荷もまた増加するが（これは信号放射のために必要である）、しかしながら、電流強度は、ホスト装置の素子によって制限される。平坦なワイヤを用いるか、または平行に保持された、多段の一細線ワイヤを用いることで、この対立した要求が衝突することを適切に除去される。
【００４１】
小型サイズの放射体は、携帯通信装置内部のＰＣＢボード上に配置するか、またはリムーバブルメモリカードの本体内に配置するか、またはＳＩＭカード上に配置するか、またはバッテリ上に配置するか、または上記の組み合わせの中で配置することが可能である。
【００４２】
本発明による放射体を、携帯通信装置（特に携帯電話）のＰＣＢボードの直接上に用いると、アンテナとして使用される放射体は、特に小型サイズを有するという点で利点を提供し、かつそれは、ボード上のほぼどこにでも配置することが可能である。従来、ＮＦＣアンテナは、新しい各携帯電話モデルに対して特別に設計された。これに対して、アンテナループは、ＰＣＢボード上の、またはＰＣＧボードの周りのより大きな表面エリアを取り囲んでいた。今まで、いくつかの携帯電話モデルの一製造業者は、いくつかのタイプのＮＦＣアンテナを使用する必要があった。本発明の放射体を使用する場合、ＰＣＢボードの直接上で使用される場合でさえも、小型の放射体を使用すれば十分である。
【００４３】
リムーバブルメモリカード上で放射体を使用する場合には、そのようなカードは、携帯通信装置の拡張スロットの中に挿入するために設計される。この場合、リムーバブルメモリカード基板上の放射体は、アンテナコアの軸がリムーバブルカードの本体の表面に対して主として平行に方向付けられるような方法で配置され、かつ放射体は、リムーバブルメモリカードの本体の周縁部で、コンタクト・インターフェース・ゾーンから外に位置する。有利なのは、仮に放射体が、リムーバブルメモリカードのコンタクト・インターフェース・ゾーンに関して、縁部の反対側である縁部に沿って位置する場合である。
【００４４】
好ましいのは、巻き線軸の方向にあるコアパラメータであるコアの長さが、カードの寸法的可能性の中で可能な限り長い場合である。この場合は、最も長い磁力線が可能となり、かつ磁気フローの小さな部分のみが、短い経路の中で閉じられる。リムーバブルカードの本体の中に放射体を配置する場合、コア高さは１ｍｍまでであり、幅は５ｍｍまでであり、長さは１５ｍｍまでである。コンタクトのゾーンから外側への好ましい方位において、コアは、高さが０．７ｍｍまでの、幅が１ｍｍまでの、かつ長さが１１ｍｍまでの矩形断面を有する。
【００４５】
ＳＩＭカード上で放射体を使用する場合には、放射体配置に対して、より大きなスペースが利用可能である。ＳＩＭカードはマイクロＳＤカードよりも大きく、かつまた、コンタクト領域におけるチップ外側の電子部品に関して、そのような高い貫通性を有していない。放射体は、ＳＩＭカード上で、異なる位置及び異なる回転で配置され得る。放射体をマイクロＳＩＭカードまたはナノＳＩＭカードの上に配置する場合、通常のＳＩＭカードにおけるよりも、スペース的な選択肢はかなり限定される。そのような放射体の位置に対して、ソリューションが発明された。その場合、リムーバブルカード上の放射体は、増幅器（ブースター）と協力する時、該増幅器はスロットの中に、またはスロットのすぐ近傍に配置され、該スロットの中にカードが挿入される。
【００４６】
増幅素子は、その場合、スペース、またはリムーバブルカードそれ自体の上の放射体表面のような、構築のためのより大きなスペース、またはより大きなエリアが利用可能である。増幅素子という用語は、磁界のエネルギーレベルを増加させない素子も含むが、しかし放射体から放射されるフローが、例えば単に方向的に向けられる、または均質化されるような素子を含む。増幅素子は、強磁性箔またはフェライト箔、若しくは共振回路などの形態をとることが可能なボード、の形態をとることが可能である。原則として、増幅素子は、スロットを、例えば電源などのための基板に接続するための新しい付加的なコンタクトを要求しないことが適切である。その場合、周囲（ＰＣＢボード、ホルダなど）の設計を変更せずに、新しいスロットを設計することが可能であり、それによってスロットの機能性が高められる。
【００４７】
放射体及びスロットの中の増幅素子について述べた構成は、製造実施において十分使用可能である。何故ならば、スロットは外部供給の部品、外部製造のサブシステムであり、これによって、設計後に、ホスト装置の中に十分なスペースが既に確保されているからである。変更されないスペースの中で、我々は後に、増幅素子が補足されたスロットを配置できる。リムーバブルカード上の放射体とホスト装置内に位置する増幅素子との間の協力の原理もまた、より一般的に使用され得る。その場合、放射体は、カード、ジャック、バッテリ、他のアクセサリのようなリムーバブル素子に位置し、かつ増幅素子は、放射体の磁界の範囲内にあるスロット、コネクタ、リムバブルカバーに位置する。
【００４８】
放射体を携帯電話バッテリ（蓄電池）の中で使用する場合、放射体のコアの、より多くの配置選択肢及び回転が利用可能である。原則として、異なる場所に、異なる相互的方位の状態で、より多くの放射体が、１つのバッテリの中に配置され得る。特定の放射体の活性化は、与えられた携帯電話における連続的な送信の結果に応じて選択され得る。
【００４９】
本発明による磁界放射体から送信される信号は、与えられた周波数帯おける標準的な受信手段によって受信される。例えば、仮に放射体が、携帯電話とＰＯＳ端末リーダーとの間のＮＦＣ送信のために指定される場合、携帯電話側のアンテナは、フェライトコアを備えた磁界放射体の形態をとるが、しかしＰＯＳ端末ＮＦＣリーダー側には、一般的な受信アンテナが位置される。ＰＯＳ端末側で普及しているハードウェアを変更する必要を無くすために、既存の標準的装置にまさに準拠することが重要である。携帯電話側でのハードウェア変更は、携帯電話の既存の拡張スロットに加えて、リムーバブルメモリカード（特にマイクロＳＤフォーマット）を単に挿入するか、または、新しいＳＩＭカードまたは新しいバッテリを挿入することによって起こる。携帯通信装置の拡張スロットは、装置の基本的通信機能に影響を与えないカードのためのスロットであり、その場合、拡張スロットは特に、しかし排他的ではないが、マイクロＳＤフォーマットのリムーバブルメモリカードのためのスロットである。
【００５０】
技術的観点からは、コアが、非導電性基板上に位置するフェライトロッドで形成されれば、好ましい。非導電性基板は、コアの幅に対応する幅と、コアの長さに少なくとも等しい長さとを有する。細線ワイヤはフェライトロッドを横切って巻かれ、かつ非導電性基板も横切って巻かれ、これによって、ワイヤコイルは、非導電性基板でコアを機械的に支持する。非導電性基板は、コイルワイヤを接続するために、かつアンテナをリムーバブルメモリカードの本体に接続するために、両端に接続パッドを有することが可能である。接続パッド上には、多段コイルワイヤが各々接続され、かつこれらの放射体コンタクトは、ホスト装置の導電性回路に相互接続される。
【００５１】
本発明による放射体で発生された磁界は、携帯通信装置の空間的構造における小さなギャップを貫通する能力を有する。例えば、カードとカードスロットとの間の、更にまたバッテリハウジングと隣接する携帯電話の本体との間の平坦なギャップは、磁界が形態電話本体から貫くことを十分可能にする。放射体の外へ放射される磁界は、例えばＰＯＳ端末の形態をした一般的なアンテナによって受信される通信チャンネルの反対側にある。実際には、放射体は主に携帯電話の内部に位置するが、携帯電話は、好ましくない構成において、金属カバーを有する。磁力線は、カバーの間の小さなギャップを通して、それ故に、ＮＦＣリーダーが位置する空間の中に出てくる。カバーは、しばしばカバーの下からバッテリを除去することを可能にするため、基本的に常に着脱可能であり、カバー部品の間にギャップを作る。カバーは、高い強度を備えた磁界が、本発明による放射体から外に貫くことを保証するのに十分である。
【００５２】
放射体の共振特性は、コイルワイヤの位置及びパラメータを調節することによって達成することが可能であり、その結果、コイル自体が十分な能力を有するか、または全てのコイルワイヤのシステム全体が、おそらく電磁的環境連鎖を含めて十分な能力を有する。
【００５３】
放射体は、異なる周囲の影響の下で、自身が適切に調整されるような方法で設計され得る。仮に放射体が電気伝導性材料の近くに位置する場合、放射体のインダクタンスは減少する。この特徴は、周囲（この中に放射体が位置する）に依存する放射パワーの自動制御に利用される。このことは、放射体を適用する上での汎用性を増加させる。放射体が配置される場合、異なるタイプの携帯電話の影響を考慮する必要がない。放射体は、ちょうどそれが金属カバーの中にある場合、例えば１５ＭＨｚの共振に対して調整される。環境的な影響の下で、アンテナのインダクタンスは、１μＨに減少して安定化される。しかしながら、仮にアンテナがハウジングの外側に配置される場合、インダクタンスは１．３μＨに増加し、かつ共振は１２ＭＨｚに移動する。放射体は１４．４ＭＨｚの周波数を持つパワーを放射するので、最大パワーは、共振がその値に近い時に正確に放射される。何故ならば、その内部抵抗は、その時に最も小さいからである。しかしながら、仮に放射体がプラスチックカバーの下に配置される場合、共振は１２ＭＨｚまで下方に移動し、かつ１４．４ＭＨｚの周波数での内部抵抗は増加する。放射体は、好ましい構成で設計され、かつ構築される。その結果、周波数及び／またはインダクタンス及び／または内部抵抗は、起こり得る最も好ましくない遮蔽、例えば完全カバーにおいて、最大送信パワーに事前設定される。その時、環境との関係において、遮蔽の削減率は、同じ入力通電時での送信パワーを減少させる。その理由は、隣接する遮蔽要素が、放射体の周波数及び／またはインダクタンス及び／または内部抵抗に影響を与えるからである。単純に、放射体によって送信するために、我々は囲まれた金属部品も意図的に使用する。それらが存在しないことによって、送信パワーにおける減少が引き起こされるが、しかし放射体は設定され、その結果、ゼロ遮蔽であってさえも、放射体送信のパワーは、標準のＮＦＣ手段またはＲＦＩＤ手段によって受信されるための最大性能を超える。
【００５４】
本発明による磁界放射体は、原則として、リムーバブルメモリカードの本体またはＳＩＭカードの本体から、ＰＣＢボードまたはバッテリから信号を送信するために使用されるはずである。通信の逆方向において、信号がリムーバブルメモリカード上で受信される場合、通常、電磁界強度に関しては問題がない。これに対して、この方向では、送信アンテナは寸法的に制限されない。原則として、特に、放射体（これは、受信アンテナとして役立つ）に向けての転送経路を最適化する必要はない。他の配列において、放射体は、リムーバブルカードに向けての信号を受信するための古典的コイル、個別のＮＦＣアンテナとして補完され得る。
【００５５】
最大有効電流負荷が標準のカードインターフェースに基づく場合、出力ドライバからの最大有効電流は、０．１Ａｒｍｓから０．２Ａｒｍｓの範囲であり得る。出力ドライバは、パワー増幅器出力段の一部である。コイルワイヤにおける電流は、０．８Ａｒｍｓの値を超えない。マイクロＳＤカード上のそのような設定及びの電力供給において、出力ドライバの出力抵抗は、１０オーム未満であり得る。特定のインピーダンス値は、電圧、電流及び電力の事前設定比率に応じて変化してもよい。
【００５６】
コア断面を縮小する場合、我々は、コア内で可能な最も高い磁界強度を達成するための試みをする。これによって、コア材料に対する要求が増える。フェライトコアの効率を増加させるための適切な方法は、周波数帯を可能な限り狭い周波数スペクトルに集中させることである。周波数スペクトル設計は、通常の変調原理によっては未だ大いに不確定であり、基本的には、非接触通信標準によって決定される。非接触通信標準によれば、送信されるデータは、サブキャリア周波数に変調され、これが基本のキャリア信号に結合される。周波数スペクトルが調整され、単一周波数に調節される場合、本発明による放射体は、新しい原理の変調に対して特に有利であることが示された。放射体は、サブキャリア周波数とは無関係に、送信周波数に狭く調整される。周波数スペクトルは、それ故に、鋭いピークを有し得る。
【００５７】
放射体及び受信器は接続された変成器であり、受信器は第１周波数でキャリア信号を送信し、放射体の側では、データが変調され、かつ受信器に送信され、受信器は信号を解析する。その一方で、信号は、第１周波数でのキャリア信号と、キャリア周波数に対して第２周波数でのデータで変調されたサブキャリア周波数との形態で出現する。受信器では、キャリア信号は、アンテナ出力上の信号から分離され、かつ送信されたデータが復調される。放射体から受信器へのデータ送信における新しい変調の主題が意味するのは、特に、受信器周波数及び放射体周波数が異なり、かつ周波数における差異が、サブキャリア周波数に対応することである。受信器側で受信され、かつ復調される信号は、送信されたキャリア信号と放射体によって送信される復調されたデータとを結合することによって形成される。その場合、この結合は検出され、かつ受信器アンテナで受信される。周波数におけるこの差異は、不正確さによって引き起こされるのではなく、意図的でかつ意味のあるものである。周波数における差異は、サブキャリアの範囲内にあり、サブキャリアの用い方に対して、受信器が事前設定される。
【００５８】
応答器において変成器接続を使用する場合、周波数信号は積極的に送信される必要はない。応答器アンテナの誘導回路が、必要とされる周波数で短絡されていれば十分である。応答器側でのこれらの変化は、受信器アンテナ出力上で測定され得る。
【００５９】
放射体の送信周波数における変化は、受信器のキャリア周波数とは反対に、受信器側で受信された信号の評価方法を変化させる必要さえなく、かつ受信器の接続（配列）を変化させる必要もないような方法で選ばれる。送信周波数における変化は、キャリア周波数値の両側に対して事前設定されることが可能であるが、このことは、送信周波数が、受信器キャリア周波数の値よりも低い、または高い場合があり得ることを意味する。
【００６０】
相互距離が小さいことによって、変成器接続はアンテナシステムの中に創成されるが、該アンテナシステムは、受信器のアンテナと、相互誘導を備えた放射体とによって形成される。データ送信の間は、受信器は、そのキャリア周波数をアンテナに送り、放射体は異なる周波数で変調された信号をそのアンテナに送り、かつ、その後、異なる周波数の信号は、相互アンテナシステムの中で結合される。
【００６１】
受信器のアンテナからの出力は、受信器において解析される。受信器のアンテナ上のこの出力は、あたかも放射体が、負荷変調を使用しながら、サブキャリア信号の変調を備えたキャリア周波数上で送信したのと同じ特性を有する。その後、周波数結合の結果から、信号キャリアは受信器の中で応答され、かつ、放射体はサブキャリア信号を物理的に使用していないにもかかわらず、得られた結果は、変調されたサブキャリア信号に対応する。送信されたデータは、現実には、それらが放射体の送信周波数に直接変調された場合でさえも、復調によって、この信号から受信される。データ進行方法は、受信器のためのこの種の構成によって変更されない。このことは、重要な要素である。その理由は、このことによって、新しい放射体を備えた既存の受信器を使用することが可能になるからである。
逆方向のデータフローは、今までと同じであり得る。
【００６２】
本発明によって説明されたように、受信器は、受信器が自身のアンテナと共に有する相互誘導の外側に、その信号を送信する場合、送信された信号は、サブキャリア周波数を使用することに対応しない。その理由としては、放射体はサブキャリア周波数を送信せず、かつ標準の信号構造を期待すると思われる受信器は、この種の信号を評価できない、というものである。相互誘導が創成される場合のみ、異なる周波数を合併する物理的効果が生じる。これらの周波数間の差異は、期待されるサブキャリア周波数の範囲に対して慎重に設定される。受信された信号は、今までの既存のソリューションの中でなされるのと同じような方法で、受信器によって処理される。本発明の重要な寄与は、本発明が、既存の受信器側での変更を要求しないことである。放射体は、例えば、携帯電話の中に位置する。キャッシュレス支払いを実現する間、メモリカード上に放射体を備えた携帯電話は、ＰＯＳ端末リーダー内にある受信器に近づけられる。信号は、カードの中で発生され、かつキャリア周波数として受信器によって発生された周波数とは異なる周波数で変調される。受信器からの信号は、放射体からの信号と結合され、かつ結合された信号の形態で信号を形成するが、この信号は、受信器においては、既存の構造に従う信号のように見える。受信器、リーダーは、その後、合併され、結合された信号を、既存の処理における一般的な方法で処理する。
【００６３】
送信されるデータが、放射体の周波数の位相φ＝０°、またはφ＝１８０°における変化によって、直接変調されれば適切である。放射体における変調では、送信される周波数の位相が、変調の間、基本単位時間ｅｔｕ当たりに１回変更されれば十分である。このように、より小さな回数の位相変化で十分であり、ある状況では、放射体側での変調管理に対する要求が下がり、かつノイズも下がる。
【００６４】
説明された方法は、放射体と受信器との間の変成器接続における動作を可能にし、この方法の利点は、変成器接続係数ｋ＝０．２−０．００１を備えた弱い変成器接続において主に現れる。
【００６５】
既存の受信器を使用する観点からは、キャリア信号ｆrが１３．５６ＭＨｚ±７ｋＨｚの周波数を有していれば適切である。信号キャリア周波数と放射体の周波数との間の差異は、キャリア周波数によって、好ましくはキャリア周波数の１／１６（これは８４７ｋＨｚに相当する）によって完全に形成される。周波数間のこの関係は、ハードウェアの観点からは有利であり（そこでは周波数の分割に対して、既存の電子素子を使用することが可能である）、かつ既存の標準に準拠するという観点からも有利である。放射体によって生成された周波数ｆtは、１３．５６ＭＨｚ＋８４７ｋＨｚ＝１４．４０７５ＭＨｚの値である。ここで、公差は同様に±７ｋＨｚである。
【００６６】
受信器側で検出された信号は、キャリア周波数の一般的負荷変調の間の状況に対応する。しかしながら、本ソリューション及び本方法においては、アンテナ負荷は、サブキャリア信号の半波ごとに変化させなければならず、これは、キャリア周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、約０．６μｓごとである。本発明によるソリューション及び方法では、変更は、１ｅｔｕ当たりに１回だけ（そのため、約９．３μｓごとである）なされれば十分である。変更のより小さな帯域幅によって、より小さなノイズが発生され、その値は、ノイズパワー＝１０．ｌｏｇ（１６）＝１２ｄＢである。
【００６７】
本発明によるデータ送信方法によって、放射体のアンテナは狭い送信周波数に調整されることが可能になる。これに対して、サブキャリア周波数のために、アンテナの放射特性を考慮する必要はない。現実には、放射体は、サブキャリア周波数を使用しない。サブキャリア周波数は、周波数干渉の間だけ存在する。受信器は、サブキャリア周波数の受信を期待する。ＩＳＯ１４４４３による構成では、受信器のアンテナ出力上にサブキャリアが存在しなければ、いかなる種類の通信が起こることも妨げられる。
【００６８】
説明された方法は、送信器が携帯通信装置の上または中に、好ましくはカード上に位置するような送信の間は、広いアプリケーションを見つける。そこでは、該カードは（取り外し可能な方法で）、携帯通信装置のスロット（ＳＤカード、マイクロＳＤカード、ＳＩＭカード、マイクロＳＩＭカード、ナノＳＩＭカード）の中に配置される。その場合には、変成器結合係数を増加させることは実際に可能ではなく、かつ送信特性の改善が、本発明の中で説明された方法の主な利点である。放射体は、本発明で説明されるように、狭い周波数特性に調整されるが、これは送信周波数に対応する。逆のデータ過程の場合、異なる周波数が使用されるが、このことによって、放射体側／応答器側で、いかなる送信の困難さも創成されない。その理由として、リーダーは、比較的高いエネルギーで送信し、かつより高い周波数スペクトルでさえも送信するからである。リーダーは、例えば、ＰＯＳ端末の通信素子であり得る。
【００６９】
本発明による放射体における変調の方法を実現するために、放射体、変調素子、復調素子、及び受信器の周波数と異なる周波数を備えた電磁波発生器から構成される接続（配列）が使用され得る。接続において電磁波発生器を使用することは、受信器の変成器接続及び送信器アンテナ誘導においては一般的ではない。その理由は、従来、送信器側では負荷変調が使用されてきたからである。我々の接続では、発生器は、電磁波の発振器である。そして、送信データは発振器の入力に接続される。
【００７０】
放射体は、逆のデータフローの間でさえも、動作可能であるべきであり、放射体の復調素子は、センサ抵抗器の方を向いた誘導体の回転部に接続される。復調素子の中への入口で電圧ピークを除去するために、復調素子は、誘導子を介して接続される。回転部は張力を減少させ、かつインピーダンス回路を改善する。放射体回路の電力供給は、受信された電磁界から確保することが可能であり、この場合、送信器は受動素子であると考えることができる。しかしながら、電力供給は、それ自身の電力源によっても確保され得る。本ソリューションによる携帯電話において、メモリカードの中に放射体を埋め込む場合、送信器は、カードのインターフェースを通してエネルギーを供給され得る。
【００７１】
ここで述べる周波数値は、適切な設定値であり、かつ既存の基準及び標準に対応する。しかし、周波数組み合わせの説明される方法を、完全に異なる周波数値に対してさえも適用することが可能である。その理由は、周波数結合器におけるサブキャリア信号の創成は、一般に妥当な波の発現に基づくからである。
【００７２】
本発明によるカード上の放射体は、異なる携帯通信装置のスロットの中で、しかもバッテリの下に位置するスロットの中でさえも、優れた送信特性を有する。測定によって示されてきたのは、本発明によれば、放射体を備えたリムーバブルメモリカードを備えた携帯電話は、信頼できるＮＦＣ通信チャンネルを創成でき、これに対して、ＮＦＣリーダーに対する携帯電話の方向的な方位は、制限されないということである。付加的に創成された非接触チャンネルの信頼性に対する、異なる携帯電話構造の影響は、抑制される。
【００７３】
放射体の接続及び記載されたデータ送信変調の方法は、他の送信ソリューション（例えば、センサからガルバノ分離されたデータ送信において、移動する要素、振動する要素などからのデータ送信の間）においてさえも使用され得る。本発明による接続（配列）及び方法によって、家庭用設備、電気器具、医療、自動車技術などで使用されるデータ送信において、送信システムを最適化することが可能になる。本発明は、放射体の部品上で信号の変調を単純化し、ノイズを下げ、かつ放射体の非常に狭く、かつ有効な調整を許容する。
【００７４】
放射体の新しい構造的構成（放射体コア半径に対する１つの細線の有効幅の比率）に関連するこれらの効果は、変成器接続が弱い場合でさえも、送信特性を相乗作用的に改善する。このことによって、遮蔽された周囲からさえも、高品質のデータ送信のための前提条件が創成される。
【００７５】
本発明は、図１から図２６を用いて更に説明される。使用される表示スケール及び個々の構成要素の比率は、実施例における記述に対応しない場合があり、またスケール及び割合は、保護の範囲を狭めるものとして解釈され得ない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】直列ＬＲ回路から並列回路への変換を模式的に描いた説明図
【図２】コア直径に対するワイヤ幅の比率に依存した、放射体のコイルにおける損失のグラフ
【図３】コア直径に対する巻き線幅の比率に依存した、放射体の中心での磁界の大きさを表すグラフ
【図４】直列共振回路であり、この回路は、図３によるグラフの点Ｂでの、結果としての共振回路を単純化した説明図
【図５】平坦なワイヤ断面を備えた放射体のアクソノメトリック図。ワイヤコイル間のギャップは、単に明白性を上げるために示され、実際には、巻き線は隣同士で密接に配列される。
【図６】コア及び単一コイルでの平坦なワイヤの断面図。再び、コイル同士間、及びコイルとコアとの間で、明白性を上げるためのギャップが示されているが、実際には、巻き線は隣同士で密接に、かつギャップ無しでちょうどコア上に配列される。
【図７】重なり合う縁部を備えた平坦なワイヤの断面領域を描いた説明図。コイル同士間で、かつコイルとコアとの間で、明白性を上げるためにギャップが示されているが、実際には、巻き線は隣同士で密接に、かつギャップ無しでちょうどコア上に配列される。
【図８】多段ワイヤコイルを備えたコアの断面図。全ての一細線段のワイヤは同じであり、かつ絶縁されている。図８から図１３における隣接する細線の周縁ワイヤ間で、明白性を上げるために、ギャップが描かれているが、実際の巻き線では、ギャップは生じない。図中のギャップは、一細線グループに対してワイヤを区別することを意図したものである。
【図９】多段ワイヤコイルを備えたコアの断面を描いた説明図。１つのコイルの周縁ワイヤだけが絶縁される。１つのコイルの、１つのグループの内部に配置されるワイヤは、絶縁されない。
【図１０】円形断面を備えたコア上のコイルにおけるワイヤピッチを示す説明図。明確にするために、１つのワイヤ４１だけが示され、他のワイヤは断面だけが示される。細線ピッチは、円形コアの直径の半分である。
【図１１】放射体の半分を提示し、コイルは平坦な絶縁されていないワイヤからなり、これの縁部に沿って円形断面の絶縁されたワイヤが巻かれる説明図
【図１２】非導電性基板を備えたコアの端部での放射体のコイル端部の説明図。非導電性基板はリムーバブルメモリカード基板上にハンダ付けされる。
【図１３】接続パッド上の一細線ワイヤ相互接続の詳細を示す説明図。接続パッドは非導電性基板の底部上に創成される。
【図１４】マイクロＳＤフォーマットのリムーバブルメモリカード上の放射体配置の例を描いていた説明図
【図１５】側面透視における磁界放射図。放射体はリムーバブルメモリカード上に配置され、かつ該リムーバブルメモリカードは金属ハウジングを備えた携帯電話の中に挿入される。水平面における放射図は、磁力線が閉じるように、磁界が金属カバーの中の狭いスリットを無理に通り抜ける試みをしていることを示す。
【図１６】ＮＦＣ送信ゾーンにおける４つのアンテナ周波数設定の例を含む説明図。共振曲線は、実線で記されている。共振曲線の頂点は、アンテナ共振周波数ｆRを表し、かつ、送信周波数ｆ１または受信周波数ｆ２に一致し得るか、または、利用可能な周波数帯を特徴付ける曲線の頂点だけを形成し得る。送信周波数ｆ１は、破線で示される。受信周波数ｆ２は、一点鎖線で示される。軸ｙは、アンテナへの入力電流を示す。
【図１７】放射体のインピーダンスパラメータを示す説明図
【図１８】放射体インピーダンスが環境に依存して変化する場合の、放射体パワーの自動調整を描いていた説明図。曲線「ａ」は、プラスチックハウジングの中に配置された放射体を備えたシステムの内部抵抗を表し、曲線「ｂ」は、金属ハウジングの中に配置された放射体を備えたシステムへの適用である。
【図１９】カードの本体の中で異なって配置された放射体を備えたＳＩＭカードを示す説明図
【図２０】カードの本体の中で異なって配置された放射体を備えたＳＩＭカードを示す説明図
【図２１】カードの本体の中で異なって配置された放射体を備えたＳＩＭカードを示す説明図
【図２２】カードの本体の中で異なって配置された放射体を備えたＳＩＭカードを示す説明図
【図２３】携帯電話のＰＣＢボード上に放射体が直接配置された様子を描く説明図
【図２４】携帯電話バッテリの本体の中に放射体が配置された様子を描く説明図
【図２５】ミニＳＩＭカードのスロットを描いていた説明図。スロットは、増幅素子と共に提供され、かつホスト装置から取外した状態で示される。
【図２６】図２６は、ナノＳＩＭカードのスロットを描いた説明図。スロットは、増幅素子と共に提供され、かつホスト装置から取外した状態で示される。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
［実施例１］
図１から図４、図８、図１２から図１８による本実施例において、矩形断面のフェライトコア１を備えた放射体の構造が説明される。コア１は、９ｍｍの長さと断面０．８ｍｍ×０．６ｍｍとを有する。コア１には非導電性基板６が追加され、非導電性基板６は、０．８ｍｍの幅と０．０４ｍｍの厚さとを有する。コア１上に、かつ更に非導電性基板６を横切って、銅の絶縁されたワイヤの細線２が、すぐ隣同士に配置して巻かれている（２１）。１つの細線２は、０．０５ｍｍの直径を備えた６つの平行ワイヤ４で構成される。これは、大きさが０．３ｍｍ×０．０５ｍｍの１つの細線２の平坦な導線と置き換えられる。
【００７８】
非導電性基板６上には、その端部に、２つの接続パッド７があり、これらの上に６つのワイヤ４１、４２、４３、４４、４５、４６が導電的に連結される。最後の細線２の後にある、コア１の端部でのワイヤ４１、４２、４３、４４、４５、４６は、超音波溶接の先端のためのより大きなスペースを形成するために離れる。ワイヤ４１、４２、４３、４４、４５、４６は超音波で下に接合され、接続パッド７に溶接される。
【００７９】
同時に、接続パッド７はコンタクトに連結されるが、該コンタクトと共に放射体の本体全体が基板に、この実施例では、マイクロＳＤフォーマットのリムーバブルメモリカード５の基板にハンダ付けされる。リムーバブルメモリカード５上の放射体は、カードコンタクトに関するゾーンの反対に位置し、この実施例では、スロット１２からのカード除去を容易にするために、カードが小さな肥厚部を有する部分において、好ましくは右に位置する。
【００８０】
０．８ｍｍ×０．６ｍｍの断面を備えたコア１は、０．３９１ｍｍの等価的半径を有する。これは特定の半径であり、該半径では、円形コアは、０．８ｍｍ×０．６ｍｍのパラメータを備えた矩形コアの断面積と同じ面積である０．４８ｍｍ2を有する。長さ９ｍｍ当たりの細線２１に関して、１つの細線２の有効幅ｗは約０．４２８ｍｍである。等価的半径と有効幅との間の比率は１：１．０９５であり、１つの細線の有効幅ｗは、従って等価的半径の約１．１倍に対応する。
【００８１】
平坦なワイヤと比較して、６つの平行ワイヤ４の利点はまた、高い周波数でのより良い導電率である。表皮効果深さρ＝１７μｍ／１４ＭＨｚによって、６つの円形ワイヤの導電性表面は、同じサイズを備えた平坦なワイヤにおけるよりもπ／２倍大きく、かつ、従って、結果として損失は下がる。本実施例の放射体は、１４．４ＭＨｚの周波数で、インダクタンスＬ＝１．３μＨ、及び１３ｄＢｍのパワー負荷において品質Ｑ＝２１を有する。
【００８２】
アンテナアレイは、アンテナ励磁装置（ドライバ）と、磁界放射体を備えた直列並列共振システムと、高利得を備えた低ノイズ増幅器（リミッタ）とから構成される。ドライバは、ブリッジ供給電圧Ｖｃｃ＝２．７Ｖで４オームよりも小さな出力抵抗Ｒｏｕｔを備えたブリッジ接続（Ｈブリッジ）の中に設計される。
ＭＯＳＦＥＴトランジスタのスイッチング時間が１ｎｓよりも小さいという事実によって、より高次のスイッチング調和積は、容量Ｃ３によってフィルタにかける必要がある。ブリッジＨ＋及びブリッジＨ−のスイッチング信号は、相互に２．２ｎｓだけ位相がずれており、その結果、両方の制御された分枝の同時スイッチング、及び、従って、アースに対する電源Ｖｃｃの短絡が防止される。
【００８３】
上記の構造によって、我々は、コア１のフェライトロッドの端部に、水平放射を備えた「磁気銃」の効果を達成する。本発明で定義されたように、磁気銃の理論では、磁力線は、コア１のフェライトロッドを、その端部においてよりも早く離れることができず、その理由は、より近くの相互巻き線を備えたワイヤ４の電気伝導性材料が不透過性であることによる。そして、磁力線は常に互いに対して閉じなければならないので、磁力線が放射体を離れることが可能な唯一の場所は、コア１の端部である。実際には、しかしながら、ワイヤ４と、それ故に、ワイヤ４を貫通する磁力線の一部との間にギャップが存在しないように巻き線を作製することは不可能である。金属遮蔽の内部に配置される放射体の優れた放射特性は、図１５において認められる。
【００８４】
放射体は、金属カバーを有する携帯電話の内部に位置する。これは、図１５において遮蔽カバー３、即ち、磁界フロー障壁として見ることができる。磁力線は、カバー間の、即ち、ＮＦＣリーダーが配置されるエリアに対するカバーの間の小さなギャップから出て来る。
【００８５】
異なる背景位置によって、放射体は離調し、かつ放射体が電気伝導性材料の近くに位置する場合、放射体のインダクタンスは１μＨへと減少する。この属性は、放射体が位置する環境に依存して、放射されるパワーを自動制御するために使用される。放射体は、仮にそれが金属ハウジングの中にある場合にのみ、１５ＭＨｚでの共振に調整される（環境的影響は、アンテナのインダクタンスを１μＨまで減少させる）。金属ハウジングは、遮蔽カバー３を表す。しかしながら、仮にハウジングの外に配置された場合、インダクタンスは１．３μＨへと増加され、かつ共振は１２ＭＨｚに移動される。放射体パワーは１４．４ＭＨｚの周波数で放射されるので、そのため、共振がその値にまさしく近い場合に、最大パワーが放射される。その場合、内部抵抗は最小の約２０オームである。しかしながら、仮に放射体がプラスチックカバーの下に配置される場合、共振は１２ＭＨｚまで下方に移動され、かつ１４．４ＭＨｚを有する内部抵抗は、５０オームまで大きくなる。この構成により、金属カバーの下に配置された放射体が最大パワーを放射する１つの状態に、我々は到達する。その一方で、放射体がプラスチックカバーの下にある場合の状況では、放射されるパワーは自動的に下がり、これによって、この場合には、受信装置（ＰＯＳ端末）は、高すぎる信号では励磁されないことが保証される。インピーダンスが環境に応じて変化する場合の、放射体パワーのこの自動調整は、図１８に示される。
【００８６】
［実施例２］
本実施例では、図５、図６に示すように、平坦な絶縁されたワイヤ４が使用され、これの断面高さは、ワイヤ４の断面幅の約１／８に対応する。平坦なワイヤ４は、コア１の楕円形断面において使用され得、そこでは、矩形コア１は小さなサイズ及び小さな半径で丸み付けされ、コア１上にワイヤを巻く際にワイヤ４を損傷または破壊するリスクはない。構造の別の例では、ワイヤ４は、金属層の蒸着によってコア１上に創成されるか、または表面に導電性経路を被覆する他の同様な技術によって創成され得る。コア１上では、ワイヤ４の厚さに少なくとも等しい細線２間のギャップを分離する機能において、マスクが創成され得る。この場合、マスクは、細線間絶縁体８を形成する幅を備えた、螺旋状先導細片の形状をしている。その後、金属層が、平坦で広いコイルを形成するために適用される。ワイヤ４の縁部上に可能と思われる絶縁体を適用し、かつ、その後、導電性層細片を繰り返して適用することによって（これは細線間ギャップを重ねる）、コア１の端部からの磁界漏出を制限するように、平坦なワイヤ４の縁部をぴったりと取り付けることが可能である。
【００８７】
［実施例３］
本実施例では、図５及び図７に示すように、平坦な絶縁されたワイヤ４は、隣接する細線２の縁部にまたがって先導され、その結果、細線が重なり、細線間の磁界の貫通を防ぐ。しかしながら、ワイヤ４の絶縁体８の厚さの２倍の厚さを備えたギャップを通して磁界が漏洩する可能性は、依然として残る。
【００８８】
［実施例４］
本実施例では、図９及び図１０に示すように、絶縁されていないワイヤ４２、４３、４４、４５、４６と、絶縁されたワイヤ４１及び４７の組み合わせが使用される。１つの細線２は７つのワイヤ４から作られ、そこでは、与えられた細線４１及び４７の２つの周縁ワイヤは、密接な巻き線での細線間の短絡を防止するために、絶縁体８を有する。絶縁されていないワイヤ４２、４３、４４、４５、４６は、グループの内部に配置される。それらは絶縁体８を有していないので、磁界漏洩ためのギャップが形成されるのを減少させる。また、これらのワイヤ４２、４３、４４、４５、４６は、電気的に相互接続される必要はない。それ故に、ワイヤ４１、４２、４６、４７だけが、接続パッド７に出力される。
【００８９】
［実施例５］
本実施例では、図１１によれば、単一細線２を創成するために、１つの平坦な絶縁されていないワイヤ４２と、古典的な円形断面を備えた、２つの絶縁されたワイヤ４１、４３との組み合わせが使用される。その組み合わせは放射体の生産を単純にするが、このことは、小さな厚さを備えた、適切で利用可能な平坦なワイヤが、任意の絶縁体を有していないのと同様である。境界ワイヤ４１及び４３は、細線間絶縁体を形成し、かつ接続パッド７上にあるが、接続パッド７は、互いに導電的に連結され、かつ平坦なワイヤ４２にも連結される。
【００９０】
［実施例６］
本実施例では、コア１は、直径０．８ｍｍの円形断面と７ｍｍの長さとを備えたフェライトロッドの形態をとる。放射体は１７個の細線２を有し、細線２の有効幅ｗは０．４１ｍｍである。コア１の半径に対する細線２の有効幅の比率は、１．０２５である。コア１の透磁率は、与えられた放射体のサイズ及び巻き線で、インダクタンスがＬ＝７５０ｎＨとなるように選ばれる。
【００９１】
本実施例では、リムーバブルカード５上に放射体が配置される。リムーバブルカード５はまた、支払いカード機能を含み、かつこの支払いカードとＰＯＳ端末との間の通信のために、２つの異なる周波数を使用するデータ送信が使用される。
ＰＯＳ端末は、非接触の支払いカードリーダーを含む。カードは、通信接続を確立するために、リーダーの動作空間に接近しなければならない。通信素子を携帯メモリカード５の中に含む支払いカードをスロット１２の中に配置すると、支払いカード上の通信素子をリーダーの動作空間の中心に十分接近させる可能性が低くなる。同時に、携帯電話スロット１２は、一般的なメモリカード５を挿入するために、主として設計される。通信素子に対して、スロット１２は望ましくない遮蔽を提示し、スロット１２の本体の一部は、金属形状の殻から成る。通信素子は、本発明による放射体を含み、本実施例では、それはマイクロＳＤカード上に直接配置される。カード５のフォーマットは、本発明の範囲を制限せず、将来いかなるフォーマットであれ、使用され得る。メモリカード５の、及び対応するスロット１２の継続的な小型化によって、カード５上に通信素子を有効的に配置する可能性は低下する。しかしながら、ここで説明されたソリューションは、問題を解決する。通信素子は、ＮＦＣプラットフォームを使用する。現実の環境において、かつ携帯電話が通常の方法でユーザーによって扱われる場合、変成器接続係数はｋ＝０．２−０．００１である。
【００９２】
送信されるデータの内容及び構造は異なる可能性があり、本実施例では、支払いプロセスの通信及び認可の間に必要なデータが扱われる。携帯電話の所有者は、自分の装置にメモリカード５を装備し、メモリカード５には非定常的磁界放射体が装備される。こうすることによって、所有者は自分の携帯電話の機能を拡張する。好ましい構成では、メモリカード５上には、本特許出願の異なる発明に対応する支払いカードも存在する。メモリカード５への携帯電話の接続は、ＰＯＳ端末と、標準的な非接触カードとしての、ＰＯＳ端末の支払いカードリーダーとに対して出現することは、重要である。そのため、送信されるデータの構造は、支払いにおける標準に従う。述べられたソリューションの利点は、携帯電話ユーザーインターフェースの快適な使い易さである。
【００９３】
放射体は、周波数１４．４０７５ＭＨｚ±７ｋＨｚを備えた電磁波の発生器を含む。この周波数は、受信器の周波数よりも８４７ｋＨｚ高い。受信器の周波数は、標準値１３．５６ＭＨｚ±７ｋＨｚにある。周波数間の差異は、受信器のキャリア周波数の１／１６である。従来使用されなかったことであるが、変成器接続を通してデータが送信される場合、仮に発生器が接続され、かつ放射体を励磁するべく活性であれば、それは重要である。発生器が、既存のソリューションにおいて、放射体の中に存在する場合、発生器は、変成器接続において活性な活動のための設計がなされなかった。その理由は、同じ送信周波数のために、そのような設計の必要がなかったからである。発生器は共振回路に接続され、該共振回路の出力がアンテナに接続される。
【００９４】
メモリカード５上の放射体からのデータは、放射体の変成器接続及び受信器アンテナ誘導Ｍを通して、ＰＯＳ端末リーダーの中の受信器に送信される。データは放射体の側で信号に変調され、かつ受信器はキャリア信号を送信する。受信器からの放射体の距離は、基本的にｃｍである。携帯電話の本体は、リーダーに接触する。送信は、物理的意味において非接触である。放射体は、動作空間の中で移動することさえも可能であるが、一方でその速度は、１ｍ／ｓよりも低い。
【００９５】
放射体は、１４．４０７５ＭＨｚ±７ｋＨｚの周波数を備えた信号を送り、受信器のキャリア信号は１３．５６ＭＨｚ±７ｋＨｚである。周波数間の差異は、サブキャリア周波数の大きさに対応する値である。該サブキャリア周波数は、ＩＳＯ１４４４３に従うキャリア周波数の１／１６として導かれる。
【００９６】
受信器及び放射体のアンテナアレイでは、異なる周波数の信号が結合され、かつアンテナの出力上の受信器において、信号は、キャリア周波数と、データで変調されたサブキャリア周波数との結合の形態で出現する。キャリア信号は、受信器における信号組み合わせの結果から分離される。放射体は、物理的には決してサブキャリア信号を送信していないにもかかわらず、この分離の結果は、サブキャリア信号である。サブキャリア信号から、送信された信号が復調される。復調素子、共振回路及び受信器の発生器は、今日の既存の技術的ソリューションにおけるのと同じ構成及び機能を有する。
【００９７】
本実施例では、基本的な時間単位ｅｔｕは、１ビット時間間隔に対応し、そのため１データ単位を送信するのに必要な時間に対応する。放射体から受信器の中へのデータフロー方向においては、ｅｔｕは１ｅｔｕ＝８／ｆｔとして定義され、ここで１ｆｔは、放射体によって送信された変調信号の周波数である。基本的な送信速度は、１０６ｋｂｉｔ／ｓである。放射体からの信号を変調する間、位相は１ｅｔｕ当たりに１回（約９．３μｓに１回）変更されれば、それ故に既存の負荷変調と比較して１６倍少ない頻度で変更されれば十分である。より小さな広帯域性では、１２ｄＢ少ないノイズを発生する。送信されるデータは、放射体の周波数信号位相φの変化によって直接変調されるが、ここでφ＝０°またはφ＝１８０°である。この変調された信号はまた、放射体のキャリア信号と呼ばれ得る。その理由は、しかしながら、放射体はサブキャリア周波数を創成せず、そうすると、この周波数は、単に放射体の信号周波数と呼ばれるからである。
【００９８】
放射体は１４．４０７５ＭＨｚの送信周波数に狭く調整されるが、それは狭く、かつ高い過程のＦＦＴ曲線を有する。放射体は、サブキャリア周波数８４７ｋＨｚを送信するために、放射特性を考慮することなく、調整される。このアンテナが、サブキャリア周波数さえも送信するべきである場合には、放射特性は、信頼できる送信のためには不十分である。本発明によるソリューションにおいては、送信されるデータに関する信号放射は、ＦＦＴ曲線のピークである周波数１４．４０７５ＭＨｚで正確に実現されることが重要である。
【００９９】
本実施例では、ＰＯＳ端末リーダーから携帯電話内のメモリカード５の中への逆方向のデータフローさえも保証することが必要である。放射体は復調素子を包含するが、該復調素子は、好ましくは誘導子を通して、センサ抵抗器の方に回転するアンテナのインダクタンスに接続される。誘導子を使用することによって、復調素子の入口での電圧ピークが減少する。回転及び誘導子のおかげで、復調素子は、より小さな電圧に合わせて寸法設計され得る。このデータフロー方向では、ｅｔｕは１ｅｔｕ＝１２８／ｆｒとして定義され、ここでｆｒは受信器のキャリア周波数である。
【０１００】
［実施例７］
矩形断面を備えたフェライトロッドの形態をしたフェライトコア１は、導電性層によって被覆され、これがワイヤ４を形成する。先ず、コア１上に螺旋状に先導されるマスクが配置され、これが細線２を別々に分離する。その後、コア１は金属層によって被覆されるが、そこでは、分離マスクによって、望ましい数の細線２を備えたコイルが創成される。マスクによって創成されたギャップは、細線間絶縁体を表す。コア１の側面上の被覆された金属層の終端は、接続パッド７を形成し、これが、放射体素子全体を基板に取り付ける。
【０１０１】
本実施例では（しかし、それはまた、他の実施例に関連してもよい）、放射体は、携帯電話ＰＣＢボード１０上に位置する。電話は、遮蔽カバー３を表す金属部分を備えたハウジングを有する。本発明による放射体を使用するおかげで、本質的に、放射体は、ＰＣＢボード１０上の任意の自由空間上に配置することが可能であり、かつ携帯電話本体から外への不十分な磁界貫通に関して問題がない。
【０１０２】
［実施例８］
放射体は、図２３に示すように、実施例１から実施例７までと同様に作製される。携帯電話製造業者は、ＰＣＢボード１０を設計する場合、既知のタイプのＮＦＣアンテナに対する要求によって制限されない方法で、新しいモデルを設計する。異なるタイプ及び異なるモデルの携帯電話は、１つのタイプの放射体を直接ＰＣＢボード１０上に装備する。
【０１０３】
［実施例９］
放射体は、ＳＩＭカード９の中に位置する。放射体のコア１は、図１９から図２２による異なるバージョンにおいては、異なった具合に方向付けされ、かつ異なった具合に位置する。
【０１０４】
［実施例１０］
放射体は、図２４に示すように、携帯電話バッテリ１１の本体の中に配置される。基本的に、それは充電蓄電池１１であり、これは、しかしながら、一般にはバッテリ１１と呼ばれる。コア１の小さな厚さに関して、放射体は、プラスチックバッテリ１１のハウジングの最後の層の下で、一般的なバッテリ１１の表面上に配置される。
【０１０５】
［実施例１１］
ナノＳＩＭカード９のスロット１２は、図２６に示すように、金属プレート形状のホルダを有する。スロット１２は、フェライト箔の形態をした増幅素子１３を含む。ナノＳＩＭカード９は、カードのカード本体の縁部上に放射体を有する。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
産業上の適用性は明らかである。本発明によれば、リムーバブルメモリカード上に直接配置されたアンテナの容量において、高い放射性及び小さなサイズを備えた非定常磁界放射体を、産業によって、しかも繰り返し生産し、かつ使用することが可能である。新しいタイプの放射体変調は、実質的にノイズを減少させ、かつ放射体のコアにおける磁界強度を増加させることを可能にする。
【符号の説明】
【０１０７】
１  コア
２  細線
３  磁界フロー障壁
４  ワイヤ
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７から４Ｎ  １つの細線のワイヤ／一細線ワイヤ
５  リムーバブルメモリカード
６  非導電性基板
７  接続パッド
８  ワイヤ絶縁体
９  ＳＩＭカード
１０  ＰＣＢボード
１１  蓄電池／バッテリ
１２  スロット
１３  増幅素子
ｗ  細線の有効幅
ＰＣＢ  プリント回路基板
ＲＦＩＤ  無線ＩＤタグ
ＮＦＣ  近距離無線通信
ＳＤ  セキュアデジタル
ＰＯＳ  販売時点情報管理
ＳＩＭ  加入者識別モジュール
【図１】
2018110419.tif 000010
【図２】
2018110419.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018110419.tif 000016
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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