机动车辆中车载的用于与便携式元件进行近场射频通信的设备制造技术

本发明专利技术提出了一种与便携式元件的近场射频通信设备（D’），所述设备包括：·至少一个近场通信主天线（A0），其具有预定的通信频率（Fc），·电连接到所述主天线的微控制器（30’），其包括所述主天线的电流供电源以及通过所述主天线所接收的数据的接收单元（20’）。根据本发明专利技术，所述通信设备还包括：·至少一个无源中继天线（A1…A8）：‑与所述主天线并置，‑具有的中继频率（F1…F8）被包括在预定通信频率（Fc）周围且不同于通信频率（Fc）的值的范围中，‑电连接到数据接收单元，以及·中继频率调节装置（C4）。根据本发明专利技术的通信设备使得能够扩大通信设备的近场通信表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机动车辆中车载的用于与便携式元件的近场射频通信的设备。近场射频通信（或NFC“NearFieldCommunication（近场通信）”）是指其频率位于13.56MHz周围的通信。
技术介绍
现今，越来越多的机动车辆配备有NFC技术。该NFC技术使得能够在短距离上并且因此以安全的方式、例如与免提访问标记或与便携式电话通信。当所述NFC技术被集成到免提访问系统时，所述技术使得能够标识所述标记或所述电话，作为与所述车辆相配对的。一旦实现了该认证，车辆的门窗被自动解锁，而无需用户在车门上的手动动作。所述技术还可以被集成到车辆中车载的感应充电设备。在该情况下，当便携式电话被置于感应充电设备的充电表面上并且被充电时，在所述电话和车辆电子系统之间可以实现通信。该通信除了别的之外尤其使得能够实现音频文件的下载，例如下载向车辆的多媒体系统。NFC通信设备以与发射接收电子电路相关联的NFC平面天线的形式呈现。在该NFC天线（称为主天线）和集成在便携式元件中的NFC天线（称为副天线）之间的数据通信的质量和效率主要取决于：·两个天线相对于彼此的定位，对于有效通信的最优定位是这样的定位：其中这两个天线（主和副）在彼此之间定中心，并且平行，这允许最大的耦合，·天线相对于彼此的大小，在这两个天线（主和副）具有基本上相同大小的时候获得最有效的NFC通信。然而，副天线的大小根据便携式元件的类型（免提访问标记、便携式电话等等）而变化。此外，对于相同类型的便携式元件，例如便携式电话，副天线的大小同样可能从一个便携式电话到另一个而显著变化。因此难以获得对于混同的所有类型的便携式元件（即混同的所有类型的副天线）的最大NFC通信质量和效率。现有技术的NFC通信设备D在图1中被图示。主天线A0被布置在支承件10中，例如在感应充电设备中，或在对车辆的免提访问NFC读取器中。主天线A0以设备的中心O为中心，其电气连接到NFC数据发射/接收电子电路20，所述NFC数据发射/接收电子电路20本身电连接到车辆上车载的电子管理单元O（其例如为BCM（或英语为“BodyControlModule（主体控制模块）”）类型的）或电连接到微控制器30。在图2上图示了从所述主天线A0发出的、沿着支承件10的Z轴（垂直于支承件10的轴）以及沿着支承件10的纵轴X（或横轴Y）并且在所述支承件10的一半长度1/2LS上的近场通信电磁场B。清楚得出电磁场B的最大强度可在主天线的中心O处得到，并且电磁场B的强度在远离主天线A0的中心O时较小。因此当便携式元件（在图1上未表示）被置于支承件10上时，它只在便携式元件中存在的所述副天线以主天线A0（即磁场B具有最大强度处）为中心的情况下接收到最优的近场通信。如果副天线相对于主天线A0（也就是说相对于中心O）处于偏心；或如果例如所述副天线具有比所述主天线A0更大的大小，则NFC通信的质量和效率降级。近场通信区因此受约束。为了补救该问题，现有技术中已知的是在通信设备D中布置多个可调主天线，其各自连到一个或多个开关。当便携式元件被置于支承件10的充电表面上时，于是仅仅处于与副天线最对准的主天线A0经由与其相关联的开关而被激活。这些可调主天线A0还包括其大小的调节装置，例如用于选择构成它们的线圈的铜线的精确绕组数目的装置。这些调节装置使得能够根据副天线的大小而适配主天线的大小。因此，通过利用开关和大小调节装置（其可以是其它开关），主天线的定位和大小可以被适配以便确保与便携式元件的副天线的最优的通信质量和效率，并且近场通信区得以扩大。然而，现有技术的该解决方案非常昂贵，因为其需要多个有源（即通过电流供电）主天线和多个开关。
技术实现思路
本专利技术提出了一种与便携式元件的近场通信设备，其不太昂贵，使得能够确保与副天线的最优的NFC通信效率和质量，而无论所述副天线的大小如何并且无论其与主天线相对的定位如何。本专利技术提出了一种与便携式元件的近场射频通信设备，所述设备包括：·至少一个近场通信主天线，其具有预定的通信频率，·电连接到所述主天线的微控制器，其包括所述主天线的电流供电源以及由所述主天线接收的数据的接收单元，本专利技术提出了所述通信设备还包括：·至少一个无源中继天线：-其与所述主天线并置，-具有的中继频率被包括在预定通信频率周围且不同于通信频率的值的范围中，-电连接到数据接收单元，以及·中继频率调节装置。因此，所述无源中继天线使得能够回收由所述主天线发射的电磁场的一部分并且进而在便携式元件的方向上生成电磁场。所述无源中继天线具有较小的成本，因为其不通过电流被供电，不需要开关，也不需要所述开关的控制装置。其在此处涉及铜线的绕组线圈。在优选的实施例中，所述至少一个无源中继天线具有与所述主天线的尺寸基本上相同的尺寸。在第二实施例中，所述通信设备包括在主天线周围并置的多个无源中继天线。并且无源中继天线的中继频率彼此不同。合理地，所述至少一个无源中继天线经由主天线而电连接到数据接收单元。有利地，所述通信设备包括偶数数目的无源中继天线，并且·所述主天线定义中心，并且被在所述中心处相交的纵轴和横轴穿过，并且·所述无源中继天线关于所述两个轴对称地分布在主天线周围，并且·中继频率关于所述两个轴对称地被赋予所述中继天线。优选地，中继频率的值被包括在通信频率的-10%到+10%之间。所述设备包括通信表面，主天线和所述至少一个无源中继天线的总表面至少基本上等于所述通信表面。本专利技术还涉及包括根据以上阐明的特征中任一个的通信设备的机动车辆的任何门把手，并且还涉及被车载在机动车辆中的、包括根据以上阐明的特征中任一个的通信设备的任何感应充电设备。最后，本专利技术适用于包括根据以上阐明的特征中任一个的通信设备的任何机动车辆。附图说明在阅读随后的描述并且在参阅附图时，本专利技术的其它特征和优点将显现，在所述附图中：-图1示意性地表示了根据现有技术的近场通信设备D的俯视图，-图2根据现有技术而表示了在图1的设备的半表面上、沿着Z轴的近场通信场，-图3示意性地表示了根据本专利技术的近场通信设备D’的第一实施例的俯视图，-图4根据本专利技术表示了在图3的设备的半表面上、沿着Z轴的近场通信场，-图5示意性地表示了根据图3的通信设备的侧视图，-图6示意性地表示了根据本专利技术的通信设备D”的第二实施例，-图7示意性地表示了根据本专利技术的通信设备D’的无源中继天线A4。具体实施方式本专利技术提出了一种诸如在图3中所图示的近场射频通信设备D’。所述通信设备D’具有矩形的通信表面S。通信设备D’包括主天线A0，所述主天线A0为中心为O的近场射频通信天线类型，被在中心O处相交的纵轴X和横轴Y穿过。所述主天线A0具有沿着纵轴的长度L和沿着横轴Y的宽度I。与主天线A0并置的是至少一个无源中继天线。以纯解释性的目的，在图3上，多个无源中继天线A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8与主天线A0并置。每个无源中继天线A1…A8被连接到NFC数据发射/接收电子电路20’，所述NFC数据发射/接收电子电路20’本身电连接到车载在车辆上的电子管理单元（例如为BCM（或英语为“BodyControlModule（主体控制模块）”）类型的）或者电连接到微控制器30’。无源中继天线A1…A8可以要么直接连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与便携式元件的近场射频通信设备（D’），所述设备包括：·至少一个近场通信主天线（A0），其具有预定的通信频率（Fc），·电连接到所述主天线（A0）的微控制器（30’），其包括所述主天线（A0）的电流供电源以及通过所述主天线（A0）所接收的数据的接收单元（20’），所述通信设备（D’）的特征在于其此外包括：·至少两个无源中继天线（A1…A8），其各自具有与主天线（A0）的尺寸基本上相同的尺寸：‑位于主天线（A0）的每一侧并且与所述主天线（A0）并置，‑具有的中继频率（F1…F8）各自被包括在预定通信频率（Fc）周围且不同于预定通信频率（Fc）的值的范围中，‑电连接到数据接收单元（20’），以及·中继频率调节装置（C4）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.31 FR 14574241.一种与便携式元件的近场射频通信设备（D’），所述设备包括：·至少一个近场通信主天线（A0），其具有预定的通信频率（Fc），·电连接到所述主天线（A0）的微控制器（30’），其包括所述主天线（A0）的电流供电源以及通过所述主天线（A0）所接收的数据的接收单元（20’），所述通信设备（D’）的特征在于其此外包括：·至少两个无源中继天线（A1…A8），其各自具有与主天线（A0）的尺寸基本上相同的尺寸：-位于主天线（A0）的每一侧并且与所述主天线（A0）并置，-具有的中继频率（F1…F8）各自被包括在预定通信频率（Fc）周围且不同于预定通信频率（Fc）的值的范围中，-电连接到数据接收单元（20’），以及·中继频率调节装置（C4）。2.根据前项权利要求所述的通信设备（D’），其特征在于所述通信设备包括并置在主天线（A0）周围的多个无源中继天线（A1…A8）。3.根据前项权利要求所述的通信设备（D’），其特征在于无源中继天线（A1…A8）的中继频率（F1…F8）彼此不同。4.根据前述权利要求中任一项所述的通信设备（D’），其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M谢赫，G维尼奥，
申请(专利权)人：法国大陆汽车公司，大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR