用于轮胎的电子构件的天线制造技术

本发明专利技术涉及用于轮胎的电子构件的半波辐射天线，所述半波辐射天线的长度适合于工作在860MHz和960MHz之间的频率范围内，所述半波辐射天线包括用黄铜涂布包覆的芯，使得黄铜涂布的厚度在1.0和2.0μm之间。

Antenna for electronic components of tyres

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于轮胎的电子构件的天线
本专利技术涉及用于轮胎的电子构件的领域。
技术介绍
现有技术中已知的电子构件包括两个天线，所述天线与安装在底板上的电子装置(例如芯片)连接。每个天线在形状方面实质上是螺旋形的。每个天线包括用黄铜的涂布直接包覆的钢芯，所述黄铜是铜和锌的合金，铜的比例大约是75％，锌的比例大约是25％。众所周知，对于这样的天线的电磁传导主要地通过集肤效应发生，也就是说主要地发生在天线的外层。表层的厚度特别地取决于辐射的频率和制作传导层的材料。举例来说，针对UHF(例如915MHz)，对于银的表层厚度是2.1μm，对于铜的表层厚度是2.2μm，而对于黄铜的表层厚度是4.4μm。为了制造天线，从存储卷轴上取下的裸露的、丝状的芯，通过塑性变形来定型以赋予它螺旋形的形状。然后用黄铜涂布来包覆赤裸的螺旋形的芯。包覆步骤在电解池中进行。也可以在已经用黄铜涂布包覆芯之后定型天线，如在文献WO2012/020203中所提出的。如上所提及的，为使黄铜包覆的天线在UHF下最佳地工作，涂布层的厚度不应该小于4.4微米。然而，这样的天线是非常特殊的，因此需要昂贵的制造过程。多于4微米的厚度也会导致黄铜层的非均匀性，当天线在使用时这可能成为它的弱点。
技术实现思路
本专利技术的一个主题是用于电子构件的半波辐射天线，所述半波辐射天线的长度适合于工作在860MHz和960MHz之间的频率范围内，所述半波辐射天线包括用黄铜涂布包覆的芯，天线用来并入到橡胶块(特别是轮胎)内，其特征在于，黄铜涂布的厚度在0.5和4.0μm之间。出人意料地，申请人已经注意到：这样的具有低于4.0μm的厚度的黄铜涂布的天线，展示出对于在橡胶块(特别是轮胎)中使用的足够的电磁传导特性。低于0.5μm，传导被过于严重地中断，而高于4.0μm，涂布和制造天线的费用变得显著较高。具体地，众所周知，UHF频段的无线电通信在高于1GHz时，对于并入到橡胶块内的电子构件以及对于可用频率范围是不令人满意的。因此，在860MHz和960MHz之间的频率范围，就能够使用于并入到橡胶块(例如轮胎)内的这些电子构件的频率而言，构成了最高频率范围。由于为了最佳地工作半波辐射天线的长度与在其介质中的通信频率成反比，所以使用这样的频率范围以最大可能程度地减少天线的长度，从而便于天线和相关电子构件并入于轮胎中。最后，辐射天线针对远场进行优化，使得能够与几米外的外部读取器进行射频通信。优选地，黄铜涂布的厚度在1和2μm之间，更优选地，黄铜涂布的厚度范围从1.2至1.8μm。执行传导层的功能的黄铜外涂布通过天线和与其连接的电子装置之间的集肤效应使得电磁信号能够进行传导。涂布的厚度取决于生成该涂布的过程。对使用于用来并入到轮胎内的电子构件的射频天线来说，生成从1.2至1.8μm范围的涂布层相对容易和便宜。涂布步骤按照惯例在电解池中进行。优选地，天线的芯由钢制成。优选地，芯的丝的直径在0.15和0.32mm之间。高于0.32mm，天线变得太难以成形，而低于0.15mm，获得丝的过程变得更加复杂并且天线的机械强度变得不够。优选地，芯的钢的碳含量低于1％，更优选地，在0.5和0.8％之间。这样低的碳含量对于钢的机械特性来说是非常积极的。钢的纯度得到提高，即存在较少的杂质，这在便于天线的成形而不断裂的同时增加了其强度。天线也可以包括用于将天线黏附于橡胶上的黏合剂外层，所述黏合剂外层包覆黄铜涂布或者传导层。顾名思义，在交联橡胶块的步骤之后，黏合剂外层确保邻近的橡胶块和天线之间的持久的紧密的接触。优选地，黏合剂外层直接包覆传导层。作为变体，传导层能够用一个或者更多个黏合剂层包覆。黏合剂层可以包括水基的以及非金属的黏合剂。所述非金属的黏合剂可以包括相继施加的两层，并且其总厚度在1和40μm之间。低于1μm，天线与邻近的橡胶的黏结的成功可能会下降，而高于40μm，黏合剂层变得过于僵硬，这可能导致天线在使用时的疲劳问题。Lord公司的Chemlok8210和8007是这样的黏合剂。所述黏合剂优选地通过喷涂来淀积以获得具有低厚度的高水平的均匀性。黏合剂层也可以是基于酰亚胺的。优选地也通过喷涂来施加，这使得能够获得大约2μm的厚度。Chemlok6411或者Chemosil411-NL是这样的黏合剂。优选地，天线包括至少一个螺旋部分。所述天线优选地用来并入到轮胎内。当轮胎在运行中时，轮胎受到传递到天线的应力和变形。螺旋形的形状使得与天线所受到的应力有关的天线的耐久性增强。具体地，螺旋形的形状赋予天线弹性，使得天线能够变形而没有断裂的风险，断裂会既导致电子功能失效又冒损坏轮胎的风险。优选地，螺旋部分的外径在0.8和1.5mm之间并且螺旋形部分的螺距在5匝/厘米和15匝/厘米之间。本专利技术的另一主题是包括具有辐射天线的射频应答器的电子构件，所述辐射天线与电子构件相连接，天线如上述定义。射频应答器通常包括电子芯片和能够与外部射频读取器进行通信的辐射天线。根据第一实施方式，辐射天线包括两个螺旋天线段，电子芯片电性连接到两个螺旋天线段。根据另一实施方式，射频应答器另外包括电连接到电子芯片的主天线，其中主天线与辐射天线电感耦合，并且其中辐射天线是由单股螺旋弹簧组成的偶极天线。该第二实施方式具有机械地分离辐射天线和应答器的电子组件的优点，从而避免常规应答器的弱点，也就是天线段固定至电子芯片的载体的区域。这样的电子构件与轮胎的集成，因为其结构，使得构件的恶化的风险减小，同时提高无线电通信性能，并且最小化与轮胎的物理完整性有关的风险。尤其是，电子构件的恶化普遍地由电连接的失败而造成，所述电连接存在于通信辐射天线和构件的电子部分之间。在这里，由于通信天线和电子芯片之间的能量的转移经由主天线用电磁场来实现，从而不产生机械连接。然而，虽然与通信频段和其远场工作有关的辐射天线的尺寸自然是大的，但是主天线不受此约束。因此，它的通常较小的尺寸使得轮胎的变形容易承受，而在它和电子芯片之间的电性的接合点内没有过高的机械应力的生成。最后，辐射天线的柔顺的性质降低了靠近应答器的轮胎区域的恶化的风险。第二，主天线的引入使得可以将辐射天线的尺寸和构件的电子部分的电阻抗之间的矛盾因素分离。因此，可以定出主天线的尺寸以便将其电阻抗与芯片相匹配来使损耗最小化，并且因此来提高电子构件的能量效率。然后仅仅就电子构件的通信频率的标准来选择辐射天线的尺寸。所有这些易于改善电子构件的无线电通信性能。根据一个优选实施方式，辐射天线定义第一纵向轴线，主天线是具有至少一匝的线圈，所述具有至少一匝的线圈定义限制在圆柱体内的第二纵向轴线，所述圆柱体的旋转轴线平行于第二纵向轴线并且所述圆柱体的直径介于辐射天线的螺旋弹簧的平均直径的1/3和3倍之间，优选地在1/2和2倍之间。因此，由于主天线是环形天线，能量主要地通过电感耦合在辐射天线和主天线之间转移。然后这要求两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子构件的半波辐射天线，所述半波辐射天线的长度适合于工作在860MHz和960MHz之间的频率范围内，所述半波辐射天线包括用黄铜涂布包覆的芯，其特征在于，黄铜涂布的厚度在1.0和2.0μm之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 FR 17572781.一种用于电子构件的半波辐射天线，所述半波辐射天线的长度适合于工作在860MHz和960MHz之间的频率范围内，所述半波辐射天线包括用黄铜涂布包覆的芯，其特征在于，黄铜涂布的厚度在1.0和2.0μm之间。


2.根据权利要求1所述的天线，其中黄铜涂布的厚度范围从1.2至1.8μm。


3.根据前述权利要求的任一项所述的天线，其中天线的芯由钢制成。


4.根据权利要求3所述的天线，其中芯的钢的碳含量低于1％。


5.根据前述权利要求的任一项所述的天线，其中黄铜涂布用黏合剂层覆盖。


6.根据权利要求5所述的天线，其中黏合剂层是非金属的以及水基的。


7.根据权利要求5所述的天线，其中黏合剂层是基于酰亚胺的。


8.根据前述权利要求的任一项所述的天线，其包括至少一个螺旋形部分。


9.一种电子构件，其特征在于，所述电子构件包括射频应答器，所述射频应答器包括电子芯片和根据前述权利要求的任一项所述的辐射天线，所述射频应答器能够与外部射频读取器进行通信。


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【专利技术属性】
技术研发人员：J·德特拉韦斯，S·诺埃尔，A·图雷纳，N·舍沃，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR