用于信号连接的电路、用于感应功率传输和信号发送的装置及其制造方法与流程

本发明涉及一种用于借助于信号将用于产生近场通信信号的单元连接至用于近场通信信号发送的天线结构的电路、一种用于感应功率传输和信号发送的装置、以及一种制造用于借助于信号将用于产生近场通信信号的单元连接至用于近场通信信号发送的天线结构的电路的方法。

背景技术：

为了发送近场通信信号，通过适合的单元生成的近场通信信号通常经由滤波器电路和所谓的匹配电路发送至适合的天线结构。该滤波器电路用于衰减非期望频率范围内的信号分量。

ep2339501a1公开了一种近场通信单元。

de102013015736a1公开了一种天线匹配电路。

de102014113910a1公开了一种天线电路、特别是天线匹配电路，其与发送天线一起用于近场通信。近场通信(nfc)是现有技术中已知且通过验证的通信技术，其通过使两个发送/接收单元彼此靠近而使验证、数据交换或支付转账更加便利。

现有技术中已知的这类天线电路使用二阶低通滤波器。因此，例如ep2339501a1的图1所示，滤波器和匹配电路被布置在集成电路与天线之间的电路中，其中，该滤波器是二阶滤波器。整个电路的幅度响应在第一个十倍频程中仅下降了60db。

de102013015736a1也仅公开了一种二阶低通滤波器，其与其他电容器和线圈连接在一起，形成了所谓的pi滤波器。此处的pi滤波器是匹配电路的一部分，其功能将在下文中更详细地描述。然而，测试表明，所述电路未能对nfc载波信号的谐频提供理想衰减、特别是在vhf范围内。

已知电路的不利之处是其不能满足电磁兼容性的严格标准、特别是当其应用于汽车中时。

技术实现要素：

技术问题包括创造一种用于借助于信号将用于生成近场通信信号的单元连接至用于近场通信信号发送的天线结构的电路、一种制造这样的电路的方法、一种用于感应功率传输和信号发送的装置，其在产生近场通信信号时能提高所述单元的电磁兼容性、特别是当该单元是用于感应功率传输和信号发送的装置的一部分时。

此外，技术问题包括使近场通信尽可能地无损耗。此外，技术问题还包括使近场通信尽可能可靠地满足近场通信的条件，例如，以法律要求或标准的形式、例如nfc论坛的条件。

该技术问题的解决方案来自具有独立权利要求的特征的主题。另外有利的实施例来自于具有从属权利要求的特征的主题。

提出了一种电路，该电路用于借助于信号将用于产生近场通信信号的单元连接至用于近场通信信号发送的天线结构。

所述电路可以安装在车辆中。特别地，所述电路因此可以借助于信号和/或数据与车辆通信系统和/或车辆的车载网络连接。但这并非绝对必须的。所述电路当然也可以用于需要近场通信的信号发送的其他应用领域中、例如用于将信号发送到轨道车辆并从轨道车辆接收信号的控制单元的远程控制中等。

用于产生近场通信信号的单元可以是计算机系统的形式或者至少包括这样的计算机系统。特别地，计算机系统可以是微控制器。

特别地，近场通信信号可以由13.56mhz的基本频率或载波频来产生，其中，基本频率也可以被称为基频。

然而，当然可以想到的是，近场通信信号还包括其他的频率、特别是其他的旁频。特别地，旁频可以是基本频率的谐频。

所述电路包括至少一个滤波器电路和用于近场通信信号发送的天线结构。所述天线结构在这里指的是在被施加交流电压时会产生电磁场的结构。该电磁场可以被接收器装置接收。

滤波器电路可以表示电气或电子元件的布置结构，该电气或电子元件整体提供期望的电特性、特别是滤波器特性。滤波器电路优选是低通滤波器电路、即具有低通滤波器的特性的滤波器电路。但是，也可以设想该滤波器电路为带通滤波器电路、即具有带通滤波器的特性的滤波器电路。

此外，滤波器电路是偶数阶的滤波器电路，其中，阶的数量根据本发明至少为4。因此，滤波器电路的阶的数量也可以是6或8等。此处的滤波器电路可以通过顺次顺序连接、即串联连接几个二阶低通滤波器来设置。此处的二阶低通滤波器可以通过顺次连接、即串联连接两个一阶低通滤波器来设置。但是，二阶低通滤波器也可以在不存在串联的两个低通滤波器的情况下，通过连接电气或电子元件、例如通过连接一个电感元件和一个电容元件而设置。

因此，例如，四阶滤波器电路可以通过顺次连接两个二阶低通滤波器电路来设置。n阶滤波器电路的幅度响应或绝对值频率响应的至少一部分、特别是下文中基于频率描述的、例如波德图中的幅度比的绝对值的一段，可以具有负梯度、特别是-nx20db每十倍频程的梯度。替代地，但优选附加地，滤波器电路能够衰减输入信号、即减弱输入信号。

幅度响应a在这里可以描述电路的输出信号uout的幅值与电路的输入信号uin的幅值的比率或所述比率的绝对值和所述输入信号的频率f之间的对数关系，其特别为以下形式：

a＝20×log|(uout/uin)|公式1。

在有衰减的情况下，所述幅度响应a为负值。

此处的输入信号可以由用于生成近场通信信号的单元生成。输出信号可以描述在用于近场通信信号发送的天线结构处发出/施加的信号。所述幅度响应还可被描述为衰减曲线。

此外，所述电路的幅度响应在限定频率范围内单调递减。所述限定频率范围的最小频率例如可以是14.4mhz或包括高于14.4mhz的频率。此处，所述限定频率范围可以是单侧开放范围、即向更高频率开放。然而，所述限定频率范围的最大频率也可以等于限定频率。例如，其可以是100ghz。

此外，幅度响应可以在所述限定频率范围内具有预定衰减，其中，所述衰减代表幅度响应的负梯度。该限定频率范围内的衰减也可能强于或高于限定最小衰减。因此，针对该频率范围内的不同频率可存在不同的衰减值，然而其中，所有衰减值都大于该最小衰减。该最小衰减可以是例如80db每十倍频程。

此外，幅度响应或衰减曲线可以在所述限定频率范围的不同局部范围内以不同的速率下降，或者针对该局部范围的最小衰减彼此不同，其中，针对该局部范围的最小衰减描述了在相应局部范围内的最弱或最低衰减。就此而言，幅度响应的降低描述了衰减的增加。

因此，特别地，具有相对较低频率的局部范围可以比具有相对较高频率的局部范围具有更高的衰减或更高的最小衰减。优选地，在所述频率范围的第一个十倍频程内、即在14.4mhz(包含或不包含)至114.4mhz(包含或不包含)的局部范围内的衰减或最小衰减大于包括高于114.4mhz的频率的局部范围内的衰减或最小衰减。

例如，在该第一个十倍频程中，最小衰减可以大于或等于100db、优选大于或等于107db。在这种情况下，在其他局部范围内的最小衰减可以小于100db或107db但同时大于80db。其有利结果是，在vhf频率范围内的频率、即87mhz至108mhz范围内的频率有极高的衰减。这是特别有利的，因为当产生近场通信信号时、特别是借助于所谓的发射器级时，会产生许多谐频振荡、例如前述的基本或基频信号的第六、第七和第八谐频，其频率处于所述vhf频率范围内，并且在该vhf频率范围内的用户特定的emc极限值特别低。

这有利地使得在对于近场通信信号发送不需要的频率中尤其有效地降低。因此，先前已知的二阶滤波器被用作所述电路中的滤波器电路时，相比之下其在第一个十倍频程中仅达到60db的衰减。在vhf频率范围内、特别是在频率为94.92mhz的第七谐频处，相比使用先前已知的二阶滤波器电路，所提出的电路可以实现高出45db的衰减，或特别是与de102013015736a1中公开的电路相比更高的衰减。

因此，所提出的电路对emc(电磁兼容性)、特别是对经天线结构输出至环境中的所谓的辐射干扰发射，具有特别好的改善。特别地，与现有技术中已知的滤波器电路相比，可以实现高大约46db或更多的衰减、特别是在所述第一个十倍频程中。

在另一实施例中，所述电路包括至少一个补偿电路，补偿电路也可被描述为匹配电路。补偿电路用于将所提出的电路的谐振频率与限定频率相匹配、特别是与基频匹配。这意味着所提出电路的谐振频率与限定频率的偏差不超过限定量。补偿电路在这里可以包括具有限定的电特性的电气和/或电子元件。此时，补偿电路可被配置为使得和/或电特性可被选择为使得谐振频率与限定频率相匹配。

特别地，所提出的电路可以包括滤波器电路和补偿电路的串联连接结构。因此，补偿电路可以与滤波器电路串联连接。此外，特别地，所提出的电路可以由滤波器电路、补偿电路和用于近场通信信号发送的天线结构的串联连接结构、即串联电路构成。

由于匹配使得信号损失最小化，因此这有利地使近场通信信号可以特别节能地生成。

在一个优选实施例中，所述电路的幅度响应在所述限定频率范围内严格地单调递减。这有利地使emc进一步改善。

在另一实施例中，所述限定频率范围的最小频率是14.4mhz。前面已经对此进行了解释。借助于此最小频率的规定所产生的有利结果是，具有先前描述的基本频率的近场通信信号的信号分量和具有例如是13.56mhz加0.848mhz的第一旁频的信号分量，都可以以未衰减或尽可能不被衰减的方式被发送，从而又提高了信号发送的质量。

在另一实施例中，所述电路、特别是滤波器电路的元件的电特性被选择为使得至少在限定频率处或限定频率范围内，所述电路的阻抗等于限定阻抗或处于限定阻抗范围内。

这可以意味着至少在所述限定频率处或所述限定频率范围内，所述电路的阻抗的绝对值等于限定量或处于限定阻抗量范围内。

特别地，所述限定频率可以等于先前描述的载波频率。此外，所描述的载波频率可以处于所述限定频率范围内。优选地，所述限定频率范围是所谓的近场通信有用频带。在这种情况下，所述限定频率范围可以包括12.712mhz至14.407mhz的频率。

在所述载波频率的子载波频率和/或最高载波频率处，所述电路的阻抗也可以替代地或附加地等于限定阻抗或处于限定阻抗范围内。

所述限定阻抗或所述限定阻抗范围可以是最大允许或可产生的发射功率pmax和/或发送输出电压u_tx和/或用于产生近场通信信号的单元的最大允许或可产生的发送输出电流imax的函数。

因此，所述限定阻抗z的绝对值例如可以根据以下公式获得：

|z|＝pmax/imax²公式2

或

|z|＝u_tx/imax公式3

所述限定阻抗范围可以包括以下阻抗：特别地、该阻抗可以是所述阻抗范围的中值阻抗，其中，所述阻抗范围还可以具有限定大小。

替代地，所述限定阻抗范围可以包括根据公式2或公式3确定的针对彼此不同的几个最大允许或可产生的发送功率pmax或最大允许或可产生的发送输出电流imax的阻抗。

所述最大允许或可产生的发送功率pmax或最大允许或可产生的发送输出电流imax在这里可以被预先确定或限定。

此外，最大允许或可产生的发送功率pmax的范围或最大允许或可产生的发送输出电流imax的范围可以被预先确定或限定。

特别地，所做的选择必须能够保证利用限定的近场通信发送装置(接收站)的可靠的近场通信、特别是保证不超过限定的、例如法定的发射限值。

替代地或附加地，期望的阻抗或期望的阻抗范围还可以根据应用场景和进一步的限制条件来确定，例如，根据用于近场通信信号发送的天线结构的特性来确定。另外替代地或附加地，期望的阻抗或期望的阻抗范围还可以根据用于产生近场通信信号的单元的电特性来选择，并且可以由例如制造商预先确定。

例如，所述限定阻抗范围包括绝对值为20至100欧姆、优选地绝对值为30至50欧姆的阻抗。然而，当然也可以考虑其他阻抗值。

有利结果是特别低损耗的发送近场通信信号。

在滤波器的设计步骤中，可以将滤波器电路设计成使得和/或将滤波器电路的元件的电特性规模设计成使得至少一个与先前描述的基于阻抗或基于阻抗范围的标准无关的标准可以被满足。

例如，在滤波器的设计步骤中，可以将滤波器电路设计成使得和/或将滤波器电路的元件的电特性规模设计成使得滤波器电路的截止频率处于14mhz至15mhz的范围间、优选是14.4mhz。

如果所述电路包括补偿电路，则在补偿设计步骤中，可以将补偿电路设计成和/或将补偿电路的元件的电特性规模设计成使得至少一个与先前描述的基于阻抗或基于阻抗范围的标准无关的标准可以被满足。例如，在补偿设计步骤中，可以将补偿电路设计成和/或将补偿电路的元件的电特性规模设计成使得具有在滤波器设计步骤中确定的滤波器电路的所提出的电路以及所使用的天线结构的谐振频率与限定频率、特别是基频的偏差不超过限定程度。

在此，天线结构的电特性可以以固定方式预先确定。

此外，在匹配步骤中，所述电路的元件的电特性可以在相应的设计步骤中根据相应的设计步骤中的规模设计来改变，以使得至少在限定频率处或限定频率范围内，所述电路的阻抗等于限定阻抗或处于限定阻抗范围内。就此而言，可以使滤波器电路的元件的电特性改变，而补偿电路的元件的电特性不变。替代地，可以使补偿电路的元件的电特性改变，而滤波器电路的元件的电特性不变。然而，当然也可以使滤波器电路和补偿电路的元件的电特性都改变。

此外，可以仅允许改变特定的、特别是并非全部的电特性。特别地，滤波器电路的元件的电特性只有在滤波器电路的极限频率通过所述改变减小或保持不变时才可以改变。替代地或附加地，滤波器电路的元件的电特性只有在滤波器电路的截止频率小于或等于电路的截止频率时才可以改变。

借助于电特性的适当匹配，能够可靠地避免在限定频率范围内幅度响应的大幅升高。

在另一实施例中，电路的元件的电特性被选择为使得至少在第一限定频率处，所述电路的阻抗的虚部为零或偏离零不超过限定量。

就此而言，在匹配步骤中，实施电路、特别是滤波器电路和/或补偿电路的元件的电特性在设计步骤中可以基于其规模设计而被改变，使得至少在第一限定频率处，所述电路的阻抗的虚部为零或偏离零不超过一限定量。

此外，特别是在匹配步骤中，所述电路、特别是滤波器电路和/或补偿电路的元件的电特性被选择为使得至少在第一限定频率范围内，所述电路的阻抗的虚部为零或偏离零不超过一限定量。

特别地，第一限定频率可以等于先前描述的载波频率。所述限定频率范围可以等于近场通信有用频带。特别地，第一限定频率可以等于当所述电路的阻抗等于限定阻抗或处于限定阻抗范围内时的频率。相应地，第一限定频率范围可以包括以下频率或频率范围或其部分：在该频率处或该频率范围中，所述电路的阻抗等于所述限定阻抗或处于限定阻抗范围内。

特别地，所述限定量可以被选择为使得具有虚部的阻抗的绝对值处于所述限定阻抗范围内，或者使得所述虚部处于限定虚部范围内，其最小值比所述限定阻抗范围的最小值小限定量，和/或其最大值比所述限定阻抗范围的最大值小另一或所述限定量。所述限定量例如可以是10％，20％，30％，40％或50％。

因此，有利结果是特别低损耗的发送近场通信信号。

在另一实施例中，所述电路的元件的电特性被选择为使得附加地在另外的限定频率处，所述电路的阻抗的虚部为零或偏离零不超过一限定量。优选地，所述另外的限定频率等于滤波器电路的所谓的截止频率(极限频率)。特别地，该极限频率可以是滤波器电路的幅度响应已经衰减至最大值的1/sqrt(2)倍时的频率。

在此，在匹配步骤中，所述电路、特别是滤波器电路和/或补偿电路的元件的电特性可以基于其在相应的设计步骤中的规模设计被改变，使得附加地在另一个限定频率处，所述电路的阻抗的虚部为零或偏离零不超过限定量。

此外，特别是在匹配步骤中，所述电路、特别是滤波器电路和/或补偿电路的元件的电特性可以被选择为使得至少在另外的限定频率范围内，所述电路的阻抗的虚部为零或偏离零不超过限定量。

根据前面的解释，特别地，所述另外的限定频率可以等于当所述电路的阻抗等于所述限定阻抗或处于限定阻抗范围内时的频率。因此，另外的限定频率范围可以包括以下频率或频率范围或其部分：在该频率处或该频率范围中，所述电路的阻抗等于所述限定阻抗或处于限定阻抗范围内。

此处的限定量可以如上所述被确定。

有利结果是近场通信中损耗的进一步减少。

在另一实施例中，所述电路中的元件的电特性被选择为使得所述电路、即滤波器电路以及适当情况下补偿电路和nfc天线结构的整体的回波损耗或回波损耗值在限定频率处小于第一限定值，和/或使得回波损耗在限定频率内小于另外的限定值。所述另外的限定值的限定值例如可以是-15db。当然，所述电路中的元件的电特性还可以被选择为使得在至少一个另外的频率处，所述电路的回波损耗小于可分配给该另外的频率的限定值。因此，如下文所述，回波损耗可以通过在滤波器电路的输入端子处检测的量来确定，其中，这些输入端子可以或已经与用于产生近场通信信号的单元的输出端子连接。

就此而言，在匹配步骤中，所述电路、特别是滤波器电路和/或补偿电路的元件的电特性基于其在相应的设计步骤中的规模设计被改变，使得所述电路、即滤波器电路以及适当情况下补偿电路和nfc天线结构的整体的回波损耗在预定频率处小于第一限定值，和/或使得回波损耗在限定频率范围内小于另外的限定值。

特别地，术语“反射因数”(也称为“反射系数”)描述在过渡到另一传播介质中时反射波和入射波之间的振幅比。根据电传输线理论，反射是由线路路径中的不连续引起的。这可能是在线路末端或插入的电路部分(组件、过渡、线路段)处的未对正。反射因数γ是复变量。反射因数的大小显示了反射波比入射波弱的比例，而反射因数的参数显示了反射波相对于入射波的相位。

对于反射因数γ，以下是正确的：

γ＝u_refl/u_inc公式4，

其中，u_refl代表反射波，u_inc代表入射波。

回波损耗(rl)可以根据γ的大小如下计算：

rl＝20*log(|γ|)公式5。

回波损耗rl也可以直接解释为功率比，特别是反射功率p_ref1和耦入功率p_inc的比值：

rl＝10*log(p_refl/p_inc)公式6，

因此，回波损耗是耦入信号的无法被用户、在此处即是天线结构发觉的功率部分的量度，因为它被反射回了源中。

在本发明中，回波损耗为负值。但是，也可以根据反向功率比(p_inc/p_refl)计算回波损耗。在这种情况下，回波损耗仅改变符号。

本发明中选择的回波损耗的定义/计算具有以下优点：相应的值直接示出反射值有多小。例如，-20db的回波损耗意味着仅百分之一的耦入功率被反射回源中。

先前描述的反射因数(作为复数值)可以直接从史密斯图表上读取。如前所述，回波损耗rl可以根据所述反射因数的值确定。

回波损耗显示了通过用于生成具有功率p_inc的近场通信信号的单元生成的输入信号的哪一部分p_ref在天线结构的端子处被反射回源中、即反射回该单元中，也就是说，该部分p_ref无法在用于近场通信信号发送的天线结构中被转换成电磁波。回波损耗的值越小，则源(此处指用于生成nfc信号的单元)与用于生成电磁波的单元(nfc天线结构)的匹配度越好。例如，-10db的回波损耗通常是代表匹配良好的量。

限定频率可以依旧等于载波频率。因此，第一限定回波损耗值可以分配给载波频率。同样地，第一限定回波损耗值、但优选与之不同的回波损耗值、特别是较高的回波损耗值可以分配给旁频。限定频率范围可以对应于近场通信有用频带。

特别地，限定频率可以等于当电路的阻抗等于所述限定阻抗或处于限定阻抗范围内时的频率。因此，限定频率范围可以包括以下频率或频率范围或其部分：在该频率处或该频率范围中，所述电路的阻抗等于所述限定阻抗或处于限定阻抗范围内。

第一限定回波损耗值可以是例如-15db。因此，有利结果是所述部分pref与所述输入功率pin的比率小于3％、特别是小于2.6％。可以将-6db或-4db的回波损耗值分配给旁频。

另外的限定回波损耗值可以是例如-4db或-5db。因此，有利结果是针对频率范围内的所有频率，所述部分pref与输入功率pin的比率小于33％或小于25％。

在另一实施例中，滤波器电路具有至少一个与参考电势连接的接地部分。所述参考电势优选为质量电势(接地电势)。这有利地使近场通信信号尽可能无故障地产生。

在一个优选实施例中，滤波器电路设计成相对于所述接地部分对称。这意味着滤波器电路的在滤波器电路的第一交流电压输入端子和所述接地部分之间的电子组件的第一局部布置结构与滤波器电路的在第二交流电压输入端子和所述接地部分之间的另外的电子组件的第二局部布置结构相同。

就此而言，第一输入端子可以与前述用于产生近场通信信号的单元的第一交流电压输出端子连接。此外，第二输入端子可以与前述用于产生近场通信信号的单元的第二交流电压输出端子连接。

换句话说，特别是在电子部件的规模及其电布置/连接方面，上述两个局部布置结构可以有相同的设计。因此，如果滤波器电路的第一交流电压输入端子通过滤波器电路的电子组件的第一局部布置结构与所述接地部分连接，则滤波器电路的第二交流电压输入端子可以通过第二局部布置结构与所述接地部分电连接，其中，第二布置结构与第一布置结构的设计相同。

因此而产生的有利的结果是滤波器电路的电子组件关于操作过程中出现的最大允许的电压/电流可以具有较小的规模，其结果是，相应降低了在生产所提出的电路过程中所需要的构造空间和成本。

还提出了一种用于感应功率传输和信号发送、特别是近场通信信号发送的装置。特别地，感应功率传输是指将能量传输至移动终端装置、例如移动电话或平板计算机，其也可以被称为接收器。

用于感应功率传输的装置可以包括用于产生电磁场的电路，其中，这种电路可以包括至少一个逆变器。其也可以被称为功率传输电路。此外，这种电路可以包括或具有用于控制逆变器的操作的至少一个控制单元、用于对逆变器的输出电压进行滤波的至少一个滤波器单元、以及用于在被施加输出电压时产生用于感应功率传输的电磁场的至少一个绕组结构。

此外，所述用于感应功率传输和信号发送的装置可以包括用于发送/接收无线电信号、即用于移动无线电信号的传输的电路。该电路也可以被描述为移动无线电传输电路。该移动无线电传输电路可以用于在外部终端装置、特别是便携式终端装置、例如移动电话与另一通信单元、例如基站之间传输移动无线电信号。所述移动无线电传输电路此处可以包括用于在外部终端装置、特别是便携终端装置之间传输信号的天线结构。此外，所述移动无线电传输电路还可以包括用于在另外的通信单元之间传输信号的天线结构，或者可以与另外的通信单元连接或将要与其连接。所述移动无线电传输电路还可以包括用于放大所传输的信号的放大单元和/或用于衰减所传输的信号的衰减装置。

此外，所述装置包括用于产生近场通信信号的单元和根据本公开中描述的任一实施例的电路。其也可以被描述为近场发送电路。此外，用于产生近场通信信号的单元和该近场发送电路电连接。因此，该单元可以产生近场通信信号，并且经由滤波器电路且在适当的情况下经由补偿电路，将近场通信信号发送到用于近场通信信号发送的天线结构。

功率传输电路可以不同于所提出的用于借助于信号进行连接的电路。此外，功率传输电路可以不同于移动无线电传输电路。此外，移动无线电传输电路可以不同于近场发送电路。特别地，所述装置的各个电路的元件可以彼此不同。

功率传输电路和所提出的近场发送电路或这些电路的一些或全部元件可以布置在共同的壳体中。此外，移动无线电传输电路或此电路的一些或全部元件也可以布置在所述共同的壳体中。

优选地，各个电路、即功率传输电路、移动无线电传输电路和所提出的近场发送电路，或者这些电路的一些或全部元件布置在共同的印刷电路板之上或之处或之中。

就这方面，这些电路之一的元件可以仅布置在所述印刷电路板的一侧上。然而，这些电路之一的不同元件还可以布置在所述印刷电路板的不同侧上。

借助于所提出的近场发送电路的设计，可以有利地改善所提出的用于感应功率传输和信号发送的装置的emc、特别是在vhf频率范围内。因此可以观察到，使用现有技术的近场发送电路无法实现对nfc有用信号的有效衰减、特别是对nfc有用信号的谐频的有效衰减、特别是在vhf频率范围内，这特别是由于功率传输电路、近场发送电路和/或可能存在的移动无线电传输电路之间的元件的电磁相互作用引起的。因此，现已发现特别是移动无线电传输电路的天线结构和相应的电缆对近场通信的emc有很大的影响。

使用根据本发明的近场传输电路的有利的结果是，尽管电路或电路元件之间存在电磁相互作用，但可以实现不期望的频率的有效衰减。产生这种结果的一个特殊原因是，所提出的近场传输电路的特性与功率传输电路的特性、以及在存在的情况下的移动无线电信号传输电路的特性良好匹配。

还已发现，功率传输电路的元件或用于感应功率传输的系统的元件和/或移动无线电信号传输电路的元件或用于移动无线电发送的系统的元件会影响近场通信信号的发送，使得这些信号需要以高功率产生并发送。然而，近场通信信号的干扰信号分量因此也以并不期望的高功率产生，并对emc有不利影响。还已发现，以这种方式产生的干扰信号分量以不希望的方式被功率传输电路的元件或用于感应功率传输的系统的元件和/或移动无线电信号传输电路的元件或用于移动无线电传输的系统的元件反射，这也对emc有不利影响。当使用根据本发明的近场发送电路时，有利结果是，干扰信号分量的这些影响被有效降低。

在另一实施例中，所述装置包括至少一个绕组结构，其用于产生用于感应功率传输的电磁场。这可以形成用于产生电磁场的电路的元件、即功率传输电路的元件。前面已经对此进行了解释。特别是，绕组结构不同于用于近场通信信号发送的天线结构，也不同于用于移动无线电信号传输的天线结构。

在另一实施例中，所述装置包括至少一个衰减结构，其用于衰减通过绕组结构产生的电磁场、特别是用于衰减通过所述绕组结构产生的电场。特别地，该衰减结构可以被设计为衰减网。

此处绕组结构的电场描述了由绕组结构产生的电场或电磁场的电部分。就此而言，衰减结构可以在投影平面中与至少一个绕组结构至少部分地重叠。所述投影平面可以是垂直于绕组结构的中心轴线定向的平面。

如果绕组结构具有例如围壳，特别是具有最小几何规模的围壳，则衰减结构的至少一部分可以在投影平面内布置在该围壳内。如果该装置具有用于终端装置的支承表面，则衰减结构或衰减结构的至少一部分可以沿着所述中心轴线布置在绕组结构和支承表面之间。此外，在这种情况下，支承表面的一部分也可以在所述投影平面中与绕组结构和/或衰减结构重叠。

衰减结构可以例如至少部分地设计为梳状结构。这里的梳状结构包括例如一个或多个中央腹板和垂直于其布置的齿。所述腹板和齿例如可以由具有限定的导电性的材料、例如铜制成。

在这种情况下，衰减结构用于衰减电场或电磁场的电部分。例如，衰减结构可以设计成使得由绕组结构产生的电场在通过衰减结构之后被衰减至少20db、或者优选地被完全衰减。同时，所述衰减结构可以设计成使得对由绕组结构产生的磁场或电磁场的磁部分的衰减是最小的。例如，衰减结构可以设计成使得磁场在通过该衰减结构之后最多被衰减1db、或者理想情况下不被衰减。

因此，所述衰减结构用于尽可能地专门衰减电场，而对磁场的影响尽可能小。

有利地，这使得信号发送受到绕组结构产生的电磁场的电场的影响尽可能小。然而，它同时也确保经由电磁场的磁场进行的功率传输或信号发送得到保证并且也尽可能地不受影响。衰减电场的有利结果是能够符合关于辐射的emc指示。这对于在汽车领域、特别是在机动车内部的应用特别重要。

借助于电磁场，感应功率传输与不同的交变电场相连，该交变电场不仅在基本频率、例如在10khz至10mhz之间的间隔中产生，而且(在所需的高效率下)也在基本频率的上波中产生。因此，频谱在基本频率的倍数处包含最大值。所提出的衰减结构还有利地促进了对这些上波的屏蔽，其中，磁场完全没有或仅略微衰减。

在另一实施例中，所述装置包括用于发送和接收移动无线电信号的天线结构。该天线结构也可以被称为耦合天线。所述耦合天线可以是移动无线电传输电路的元件。该天线结构可以与所述用于近场通信信号发送的天线结构不同。所述耦合天线可以用于在外部终端装置、尤其是便携式终端装置与移动无线电传输电路之间传输信号。

因此，可以通过所述用于近场通信信号发送的天线结构来发送或接收通信信号，并且可以通过用于发送和接收移动无线电信号的天线结构来发送或接收另外的通信信号。

此处的移动无线电信号可以包括/具有在700mhz(包含)至2600mhz(包含)的范围内的频率。特别地，耦合天线可以包括第一局部结构和第二局部结构，其中，耦合天线被设计成使得信号可以借助于该耦合天线在限定频率范围内被接收和发送。

此处用于感应功率传输的电磁场的频率在700mhz至2600mhz的频率范围之外。特别地，用于感应功率传输的电磁场的频率不同于近场通信信号的频率，并且也不同于移动无线电信号的频率。此外，移动无线电信号的频率也不同于近场通信信号的频率。

用于感应功率传输的电磁场的频率可以处于100khz到10mhz的频率范围内，进一步地，例如处于105khz到205khz的频率范围内。

在另一实施例中，用于近场通信信号发送的天线结构的至少一部分和绕组结构的至少一部分和/或衰减结构的至少一部分和/或用于移动无线电信号传输的天线结构、即耦合天线的至少一部分，在共同的投影平面中重叠。

所述共同的投影平面已经在前面进行了解释。所述投影平面还可以垂直于用于近场通信信号发送的天线结构的中心对称轴和/或垂直于耦合天线的中心对称轴和/或垂直于所描述的印刷电路板的表面而定向。

因此，特别地，用于近场通信信号发送的天线结构或其一部分可以在所述共同的投影平面中与衰减结构或其一部分重叠。替代地或优选附加地，用于近场通信信号发送的天线结构或其一部分可以在所述共同的投影平面中与耦合天线或其一部分重叠。进一步替代地或优选附加地，用于近场通信信号发送的天线结构或其一部分可以在所述共同的投影平面中与绕组结构或其一部分重叠。该重叠可以是前述的各个电路的元件之间的电磁相互作用的原因。

还提出了一种制造用于借助于信号将用于产生近场通信信号的单元连接至用于近场通信信号发送的天线结构的电路的方法。所述方法用于制造根据公开中描述的实施例中的任一实施例的电路，并且因此可以包括制造这种电路所需的所有步骤。

在此，设置至少一个滤波器电路和一个天线结构，其中，所述电路包括所述至少一个滤波器电路和天线结构。此外，滤波器电路被设置为偶数阶的滤波器电路，其中，阶的数量至少为4。此外，所述电路被设置成使得幅度响应在限定频率范围内单调递减。

特别地，所述电路的设计或配置和/或所述电路的电气或电子元件的特性、特别是电特性可以被选择为使得幅度响应在所述限定频率范围内单调递减。特别地，可以执行前述的滤波器设计步骤和匹配步骤。同样，如前所述，可以执行补偿设计步骤。

所提出的用于制造电路的方法可以是制造根据本公开中描述的实施例中任一实施例的用于感应功率传输和信号发送的装置的方法的一部分。这种方法用于制造这种装置并且因此可以包括制造这种电路所需的所有步骤。特别地，在这种方法中，可以设置用于产生用于感应功率传输的电磁场的绕组结构和/或衰减结构和/或用于发送和接收移动无线电信号的天线结构。此外，这些电路的这些结构或元件如前所述可以布置在共同的印刷电路板上。替代地或附加地，用于近场通信信号发送的天线结构的一部分和/或绕组结构的至少一部分和/或衰减结构的至少一部分和/或用于移动无线电信号传输的天线结构的至少一部分可以在共同的投影平面上重叠。

附图说明

下面将参照示例性实施例更详细地描述本发明。附图如下：

图1是根据本发明的用于借助于信号将用于产生近场通信信号的单元连接至天线结构的电路的示意性框图，

图2是用于感应功率传输和信号发送的装置的示意性框图，

图3是滤波器电路的示意性电路图，

图4是根据本发明的电路的示例性幅度响应，

图5是根据本发明的电路的另一示例性幅度响应，以及

图6是印刷电路板的示意性俯视图。

在下文中，相同的附图标记代表具有相同或相似技术特征的元件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的电路1的示意性框图，所述电路1用于借助于信号将用于产生近场通信信号的单元、例如以微控制器2或所谓nfc芯片的形式的单元连接至用于近场通信信号发送的天线结构3。

电路1包括滤波器电路4、补偿电路5和所述用于近场通信信号发送的天线结构3。图1示出了滤波器电路4、补偿电路5和天线结构3相互前后连接、即串联连接。滤波器电路4的输入端子借助于信号与微控制器2的输出端子连接。微控制器2产生交流电压作为近场通信信号。该交流电压通过滤波器电路4和补偿电路5被发送到天线结构3。天线结构3然后根据所发送的交流电压产生用于近场通信信号发送的电磁场。滤波器电路4是偶数阶的滤波器电路。这将参照图3进行更详细的描述。从图4中也可以看出，电路1的幅度响应在限定频率范围内、特别是在14.4mhz至114.4mhz的频率范围内单调递减、优选地严格单调递减。

特别地，电路1、特别是滤波器电路4的电气或电子元件的电特性被选择为使得在限定频率处、特别是在近场通信信号的载波频率处、例如在可以是13.56mhz的载波频率处，电路1的阻抗等于限定阻抗或处于限定阻抗范围内、例如处于30欧姆至50欧姆的阻抗范围内。

电路1、特别是滤波器电路4的元件的电特性也可以被选择为使得在限定频率范围内、特别是在前述的近场通信信号有用频带内、例如包括12.712mhz至14.407mhz的频率的近场通信信号有用频带内，电路1的阻抗处于所描述的阻抗范围内。

此外，电路1、特别是滤波器电路4的元件的电特性可以被选择为使得在第一限定频率处，电路1的阻抗的虚部为零。特别地，第一限定频率可以是前述的载波频率。

此外，电路1、特别是滤波器电路4的元件的电特性可以被选择为使得在至少一个或几个另外的频率处，特别是在滤波器电路4的截止频率处，电路1的阻抗的虚部也为零。

在此，上述用于滤波器电路4和补偿电路5的设计步骤可以已被执行，然后电路1的电气或电子元件的电特性的选择在匹配步骤中被执行，其中在匹配步骤中，在设计步骤中确定的电特性被改变。

图2示出了用于感应功率传输和信号发送的装置6的示意性框图。装置6包括用于产生近场通信信号的单元、例如被设计为微控制器2，并包括图1所示的用于借助于信号将微控制器2连接至天线结构3的电路1。此外，装置6包括用于产生用于感应功率传输的电磁场的绕组结构7。此外，装置6包括用于发送和接收移动无线电信号的天线结构8，其在下文中也被称为移动无线电天线结构8。

可能但未示出的是，装置6还包括用于衰减由绕组结构7产生的电磁场的衰减结构9(例如见图3)。

图3示出了滤波器电路4和补偿电路5的示意性框图。滤波器电路4包括两个局部布置结构、特别是第一滤波器局部布置结构4a和第二滤波器局部布置结构4b。

示出了滤波器电路4的第一微控制器侧端子mth和另一微控制器侧端子mtl。还示出了补偿电路5的第一天线结构侧端子ath和另一天线结构侧端子atl。天线结构3可以被连接至这些端子ath、atl。

滤波器电路4具有接地部分ea，其与参考电势rp电连接。特别地，参考电势rp可以是质量电势。此外，还示出了滤波器电路4被设计成相对于接地部分ea对称。特别地，第一微控制器侧端子mth和接地部分ea之间的电连接结构、即第一滤波器局部布置结构4a，与第二微控制器侧端子mtl和接地部分ea之间的电连接结构、即第二滤波器局部布置结构4b，以相同的方式设计。滤波器局部布置结构4a、4b分别包括第一电感元件l1h、l1l，例如，设计成线圈的第一电感元件l1h、l1l。此外，滤波器局部布置结构4a，4b分别包括第一电容元件c1h、c1l，例如，分别设计成电容器的第一电容元件c1h、c1l。第一微控制器侧端子mth经由第一滤波器局部布置结构4a的第一电感元件l1h和第一电容元件c1h的串联电路与接地部分ea连接。第二微控制器侧端子mtl经由第二滤波器局部布置结构4b的第一电感元件l1l和第一电容元件c1l的串联电路与接地部分ea连接。

第一电感元件l1h、l1l各自可具有在330nh至1.5μh、优选地在400nh至600nh范围内的电感。第一电容元件c1h、c1l各自可具有在220pf至700pf、优选地在400pf至600pf范围内的电容。

此外，滤波器局部布置结构4a、4b分别包括第二电感元件l2h、l2l，例如，设计成线圈的第二电感元件l2h、l2l。此外，滤波器局部布置结构4a、4b分别包括电容元件c2h、c2l，例如，设计成电容器的电容元件c2h、c2l。第一滤波器局部布置结构4a的第二电感元件l2h和第二电容元件c2h的串联连接结构被布置为与第一滤波器局部布置结构4a的第一电容元件c1h电并联。相应地，第二滤波器局部布置结构4b的第二电感元件l2l和第二电容元件c2l的串联连接结构被布置为与第二滤波器局部布置结构4b的第一电容元件c1l电并联。

第二电感元件l2h、l2l各自可具有在330nh至1.5μh、优选地在500nh至1μh的范围内的电感。第二电容元件c2h、c2l各自可具有在200pf至700pf、优选地在200pf至560pf的范围内的电容。

每个滤波器局部布置结构4a、4b形成四阶低通滤波器。特别地，相应的滤波器局部布置结构4a、4b的第一电感元件l1h、l1l和第一电容元件c1h、c1l的串联连接结构分别形成二阶低通滤波器。同样，相应的滤波器局部布置结构4a、4b的第二电感元件l2h、l2l和第二电容元件c2h、c2l的串联连接结构分别形成二阶低通滤波器。

此外，补偿电路5包括第一补偿局部布置结构5a和第二补偿局部布置结构5b。第一补偿局部布置结构5a包括两个电容元件c4h、c5h的并联连接结构，例如，电容元件c4h、c5h被设计为电容器。此外，第一补偿局部布置结构5a包括另外的电容元件c3h，例如，被设计为电容器的电容元件c3h，其中，第一补偿局部布置结构5a由该另外的电容元件c3h与所述并联连接结构的串联连接结构形成。

并联连接的c4h、c5h中的第一电容元件可以具有在1pf至220p、优选地在1pf至120pf的范围内的电容。c5h、c4h中的其余电容元件可以具有在0pf至100pf的范围内的电容。另外的电容元件c3h可以具有在1pf至100pf、优选地在1pf至70pf的范围内的电容。

第二补偿局部布置结构5b包括两个电容元件c4l、c5l的并联连接结构，例如，电容元件c4l、c5l被设计为电容器。此外，第二补偿局部布置结构5b包括另外的电容元件c3l，例如，被设计为电容器的电容元件c3l，其中，第二补偿局部布置结构5b由该另外的电容元件c3l与所述并联连结构接的串联连接结构形成。

并联连接的c4l、c5l中的第一电容元件可以具有在1pf至220pf、优选地在1pf至120pf的范围内的电容。c5l、c4l中的其余电容元件可以具有在0pf至100pf的范围内的电容。另外的电容元件c3l可具有在1pf至100pf、优选地在1pf至70pf的范围内的电容。

第一天线结构侧端子ath通过第一电阻元件r1h、例如被设计为电阻的第一电阻元件r1h与第一补偿局部布置结构5a连接。第二天线结构侧端子atl通过第二电阻元件r2l、例如被设计为电阻的第二电阻元件r2l与第二补偿局部布置结构5b连接。特别地，第一天线结构侧端子ath通过第一电阻元件r1h和第一补偿局部布置结构5a的串联连接结构而与接地部分ea连接。相应地，第二天线结构侧端子atl通过第二电阻元件r2l和第二补偿局部布置结构5b的串联连接结构而与接地部分ea连接。

第一电阻元件r1h可以具有在0ω至4ω、优选地在0ω至1ω的范围内的电阻。第二电阻元件r2l可以具有在0ω至4ω、优选地在0ω至1ω的范围内的电阻。天线结构可以具有在500nh至4μh范围内的电感。

特别地，第一滤波器局部布置结构4a的第二电感元件l2h和第二电容元件c2h之间的连接部分经由电容元件c3h连接至第一电阻元件r1h和第一补偿局部布置结构5a的电容元件c4h、c5h的并联连接结构之间的连接部分。相应地，第二滤波器局部布置结构4b的第二电感元件l2l和第二电容元件c2l之间的连接部分经由电容元件c3l连接至第二电阻元件r2l和第二补偿局部布置结构5b的电容元件c4l、c5l的并联连接结构之间的连接部分。

滤波器局部布置结构4a、4b的第一电感元件l1h、l1l的电感可以相等。相应地，滤波器局部布置结构4a、4b的第二电感元件l2h、l2l的电感可以相等。滤波器局部布置结构4a、4b的第一电容元件c1h、c1l的电容可以相等。相应地，滤波器局部布置结构4a、4b的第二电容元件c2h、c2l的电容可以相等。

此外，滤波器局部布置结构4a，4b的第一电感元件l1h、l1l和第二电感元件l2h、l2l的电感也可以彼此不同。特别地，第一电感元件l1h、l1l的电感可以小于相应的滤波器局部布置结构4a、4b的第二电感元件l2h、l2l的电感。然而，滤波器局部布置结构4a、4b的第一电感元件l1h、l1l和第二电感元件l2h、l2l的电感也可以相等。特别地，第一电感元件l1h、l1l的电感可以等于相应的滤波器局部布置结构4a、4b的第二电感元件l2h、l2l的电感。

此外，滤波器局部布置结构4a、4b的第一电容元件c1h、c1l和第二电容元件c2h、c2l的电容可以彼此不同。特别地，第一电容元件c1h、c1l的电容可以大于相应的滤波器局部布置结构4a、4b的第二电容元件c2h、c2l的电容。然而，滤波器局部布置结构4a、4b的第一电容元件c1h、c1l和第二电容元件c2h、c2l的电容也可以相等。特别地，第一电容元件c1h、c1l的电容可以等于相应的滤波器局部布置结构4a、4b的第二电容元件c2h、c2l的电容。

此外，用于连接滤波器局部布置结构4a、4b和补偿局部布置结构5a、5b的电容元件c3h、c3l的电容可以相等。

此外，补偿局部布置结构5a、5b的两个电容元件c4h、c5h、c4l、c5l的电容可以彼此不同。

图4示出了根据本发明的电路1(例如见图1)的示例性幅度响应fg。该图以示例性方式示出，在13.56mhz的载波频率f1处，衰减为零或非常低。在高于14.4mhz的频率f处，所示的幅度响应严格地单调递减。因此，在27.12mhz的第二频率f2处，衰减例如是-51.13db。特别是可以看出，在包括87mhz至108mhz的频率的vhf频率范围内，衰减小于-54db。

除了图4所示的电路1的幅度响应fg之外，图5还示出了针对不同频率f的电路1的回波损耗rl的曲线。该图以示例性方式示出，在12.712mhz至14.408mhz的频率范围内的回波损耗rl小于-4db。在载波频率f1处，回波损耗rl小于-15db。

换句话说，很明显，在近场通信有用频带中的回波损耗非常低，因此通过电路1可以实现用于近场通信的非常有效的信号发送。

图6示出了印刷电路板9的示意性俯视图。所示虚线示出了布置在印刷电路板9上或在其底侧或其下表面处的结构或元件。实线示出了布置在印刷电路板9上或在其顶侧或其上表面处的结构或元件。图6在这里示出了用于近场通信信号发送的系统、用于感应功率传输的系统和用于移动无线电信号传输的系统的元件的重叠，但其中所示出的仅是该系统的选择的元件的而非全部的元件。

示出了布置在印刷电路板9的底侧上的耦合天线10的第一局部结构10a。还示出了布置在印刷电路板9的顶侧上的耦合天线10的第二局部结构10b。耦合天线10形成用于移动无线电信号传输的天线结构8(见图2)。以点划线示出的是布置在印刷电路板9的底侧上的衰减结构11。还示出了用于近场通信信号发送的天线结构3的第一局部结构3a，其布置在印刷电路板9的顶侧上。

用于产生用于感应功率传输的电磁场的绕组结构7未在此示出。特别地，绕组结构7不布置在印刷电路板9处或其上。然而，这样的绕组结构7可以布置为使得由该绕组结构7产生的电磁场、特别是该场的电部分，能够在发送至终端装置(未示出)时被衰减结构11衰减。

在垂直于衰减结构11或天线结构3的中心对称轴定向、或平行于印刷电路板9的底侧或顶侧定向的共同的投影平面中，天线结构3的一部分与衰减结构11重叠。还示出的是，在所述共同的投影平面中，天线结构3的另一部分与用于移动无线电信号传输的天线结构8的一部分重叠。在所述共同的投影平面中，天线结构3的一部分还可以也与未示出的用于产生用于感应功率传输的电磁场的绕组结构7重叠。