ES2874137T3 - Dispositivo de transmisión/recepción por radiofrecuencia - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de transmisión-recepción de radiofrecuencia (10) que comprende: - un primer y un segundo elemento de cable conductor (4a, 4b) cada uno de los cuales comprende un primer extremo, un segundo extremo y una parte central; - un primer chip de transmisión-recepción de campo lejano (21) que tiene un primer rango de frecuencias de funcionamiento, una primera impedancia característica y dos zonas de conexión longitudinales; un primer segmento (4a1, 4b1) de cada elemento de cable se fija respectivamente a una y otra de las zonas de conexión longitudinales del primer chip (21); - un segundo chip de transmisión-recepción de campo cercano (22) que tiene un segundo rango de frecuencia de funcionamiento, inferior al primer rango, una segunda impedancia característica, y dos zonas de conexión longitudinales; un segundo segmento (4a2, 4b2) de cada elemento de cable se fija respectivamente a una y otra de las zonas del segundo chip (22); el primer y el segundo elemento de cable (4a, 4b) se combinan con la impedancia característica del segundo chip de transmisión-recepción (22) para formar un dispositivo de acoplamiento asociado con el primer chip de transmisión-recepción (21) en el primer rango de frecuencias, el segundo chip de transmisión-recepción (22), en este primer rango de frecuencias, es pasivo, su impedancia característica es de naturaleza capacitiva, y constituye un cortocircuito; y se combina con la impedancia característica del primer chip de transmisión- recepción (21) para formar un dispositivo de acoplamiento asociado con el segundo chip de transmisión- recepción (22) en el segundo rango de frecuencias.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de transmisión/recepción por radiofrecuencia
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo de transmisión-recepción de radiofrecuencia.
Antecedentes tecnológicos de la invención
De los documentos US8471773 y FR2917895 se conoce un ejemplo de un dispositivo de este tipo que puede encontrar su aplicación en el campo del etiquetado electrónico r FiD (para "Radio Frequency Identification" según la terminología inglesa). Este comprende un chip y un dispositivo de acoplamiento, a menudo denominado con el término "antena", del chip a un campo electromagnético que permite la comunicación con un terminal de transmisión-recepción. El primer documento mencionado recuerda que dependiendo de la frecuencia de transmisión utilizada entre el terminal de transmisión-recepción y el dispositivo de radiofrecuencia, la antena de este dispositivo está configurada para formar un bucle (para frecuencias de transmisión comprendidas entre algunos cientos de kilohercios y algunos megahercios), o configurada para formar un dipolo (para frecuencias de transmisión comprendidas entre unos pocos megahercios y unos pocos gigahercios).
En el primer tipo de dispositivo de RF, que tiene un rango operativo de frecuencia relativamente baja, la comunicación entre el terminal y el dispositivo de RF solo es posible a una distancia muy corta. Se induce una señal en el dispositivo de acoplamiento sin que este último forme, estrictamente hablando, una antena (y aunque se acostumbra denominar este dispositivo de acoplamiento como “antena”). El dispositivo de acoplamiento puede adoptar la forma de un bucle. En este caso, en el modo de recepción, la señal puede desarrollarse por acoplamiento magnético. En otras configuraciones del dispositivo de RF, el dispositivo de acoplamiento toma la forma de una sola línea de transmisión y la señal se desarrolla por acoplamiento eléctrico con una línea de transmisión del transmisor, colocada cerca. Cualquiera que sea la forma, eléctrica o magnética, que adopte el acoplamiento entre el transmisor y la antena, el chip de transmisión-recepción está configurado para funcionar "en campo cercano". Este comprende un circuito de modulación, un circuito de demodulación y un circuito de alimentación eléctrica, asociados con la antena y configurados para activar el chip de transmisión-recepción en el rango operativo de frecuencia relativamente baja.
El segundo tipo de dispositivo de RF, que tiene un rango operativo de frecuencia más alta, se usa generalmente para aplicaciones en el campo de la logística, para identificar, contar y rastrear objetos. El dispositivo de acoplamiento consta de una antena dipolo, cuya longitud se ajusta a la frecuencia de transmisión del terminal de transmisión-recepción y resuena con el campo electromagnético generado. Esta configuración permite establecer, en función de la sensibilidad del chip y del terminal, una comunicación entre el chip y el terminal cuando estos últimos están separados por varios metros, hasta 10 m o 20 m. Dicho chip de transmisión-recepción de "campo lejano" comprende un circuito de modulación, un circuito de demodulación y un circuito de alimentación eléctrica asociados con la antena dipolo y configurados para activar el chip de transmisión-recepción en el rango operativo de frecuencia relativamente alta.
Ya sea que el chip de transmisión-recepción esté configurado para operar en el campo cercano o en el campo lejano, este generalmente exhibe una impedancia interna esencialmente capacitiva del orden de los picofaradios. Este es particularmente el caso de los llamados chips de transmisión-recepción "pasivos" que obtienen sus energías del campo captado por la antena.
Se conoce, por ejemplo, de los documentos US2012/258660 y US9166276, los chips de transmisión-recepción que permiten la operación en campo cercano y campo lejano. Por tanto, los dispositivos de transmisión-recepción formados a partir de estos chips siguen siendo relativamente voluminosos y tienen un factor de forma que no les permite integrarse en todo tipo de objetos. Además, el documento US 2011/068987 A1 muestra chips de transmisión-recepción asociados que operan en diferentes rangos de frecuencia. Además, el documento EP 3319 168 A1, que es un documento del estado de la técnica de acuerdo con el artículo 54(3) CBE, muestra un dispositivo de transmisión-recepción de radiofrecuencia que incluye elementos de cable.
La presente invención tiene como objetivo superar todos o parte de los inconvenientes mencionados anteriormente. Su objetivo en particular es proporcionar un dispositivo de transmisión-recepción capaz de operar en el campo cercano y en el campo lejano, que tenga un factor de forma más favorable que las soluciones del estado de la técnica.
Breve descripción de la invención
Con el fin de lograr uno de estos objetivos, el objeto de la invención propone un dispositivo de transmisión-recepción de radiofrecuencia de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende:
• un primer y un segundo elemento de cable conductor, cada uno de los cuales tiene un primer extremo, un segundo extremo y una parte central;
• un primer chip de transmisión-recepción de campo lejano que tiene un primer rango de frecuencias operativas, una primera impedancia característica y dos zonas de conexión longitudinales; un primer segmento de cada elemento de cable se fija respectivamente en una y otra de las zonas del primer chip;
• un segundo chip de transmisión-recepción de campo cercano que tiene un segundo rango de frecuencia de funcionamiento, más bajo que el primer rango, una segunda impedancia característica y dos zonas de conexión longitudinales; un segundo segmento de cada elemento de cable se fija respectivamente a una y otra de las zonas del segundo chip.
Según la invención, el primer y segundo elementos de cable se combinan con la impedancia característica del segundo chip de transmisión-recepción para formar un dispositivo de acoplamiento asociado con el primer chip de transmisión-recepción en el primer rango de frecuencias. Estos también se combinan con la impedancia característica del primer chip de transmisión-recepción para formar un dispositivo de acoplamiento asociado con el segundo chip de transmisión-recepción en el segundo rango de frecuencias. Aún de acuerdo con la invención, el segundo chip de transmisión-recepción, en el primer rango de frecuencias, es pasivo, su impedancia característica es de naturaleza capacitiva y constituye un cortocircuito.
Otras características ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes:
- el primer chip y/o el segundo chip están formado por un sustrato que comprende un circuito operativo y por una cubierta, el montaje de la cubierta y el sustrato permiten constituir las zonas de unión longitudinales en forma de ranuras longitudinales;
- el primer rango de frecuencias operativas está incluido en una de las bandas de frecuencia HF, UHF o VHF, y el segundo rango de frecuencias operativas está incluido en una de las bandas de frecuencia LF o MF;
- la primera impedancia característica y la segunda impedancia característica tienen una naturaleza capacitiva; - un segmento longitudinal posicionado en la parte central del primer elemento de cable se fija en una zona de conexión del primer chip;
- un segmento longitudinal posicionado en un primer extremo del primer elemento de cable se fija en la otra zona de conexión del primer chip;
- un segmento longitudinal posicionado en un primer extremo del primer elemento de cable se fija en un área de conexión del segundo chip;
- un segmento longitudinal posicionado en la parte central del segundo elemento de cable se fija en la otra zona de conexión del segundo chip;
- el dispositivo de acoplamiento asociado al primer chip de transmisión-recepción en el primer rango de frecuencia es una antena dipolo;
- el dispositivo de acoplamiento asociado con el segundo chip de transmisión-recepción en el segundo rango de frecuencia está constituido por líneas de transmisión;
- el dispositivo comprende un componente inductivo conectado respectivamente al primer elemento de cable y al segundo elemento de cable;
- el dispositivo de acoplamiento asociado con el segundo chip de transmisión-recepción en el segundo rango de frecuencia está constituido por un bucle de inducción magnética.
- el componente inductivo tiene la forma de un chip que tiene dos zonas de conexión longitudinales en las que se fijan dos segmentos del primer y del segundo elemento de cable;
- el componente inductivo se coloca en el lado del primer chip opuesto al segundo chip;
- el componente inductivo está integrado en el primer chip;
- el espacio entre el primer y el segundo chip se rellena con un material ferromagnético.
Breve descripción de los dibujos
Otras características y ventajas de la invención surgirán de la descripción detallada de la invención que seguirá con referencia a las figuras adjuntas en las que:
- La Figura 1 representa una vista en perspectiva de un chip de un dispositivo compatible con la invención;
- La Figura 2 representa una vista en sección de un chip de un dispositivo compatible con la invención;
- Las Figuras 3a a 3c representan respectivamente un dispositivo de transmisión-recepción según la invención y su estado en dos frecuencias de funcionamiento diferentes.
- Las Figuras 4a a 4c representan el principio de funcionamiento de una primera forma de implementación de la invención.
- Las figuras 5a a 5c representan el principio de funcionamiento de una segunda forma de implementación de la invención.
- Las Figuras 6 a 8 representan variantes de realización del segundo modo de implementación.
Descripción detallada de la invención
En aras de la simplificación de la descripción a continuación, se utilizan las mismas referencias para elementos que son idénticos o realizan la misma función en el estado de la técnica o en las diversas realizaciones del método descrito.
La presente invención proporciona un dispositivo de transmisión-recepción de radiofrecuencia que comprende una antena formada por dos elementos de cable, y chips de transmisión-recepción cada uno de los cuales comprende dos zonas de conexión longitudinales, paralelas entre sí y sobre las que se fijan respectivamente dos segmentos de los elementos de cable.
La invención puede implementar la tecnología de conexión, particularmente ingeniosa, designada con el nombre comercial E-THREAD™. Esta tecnología se describe, por ejemplo, en los documentos US8093617, US8723312, US2015318409, US8782880, US8814054 o US2015230336. Sin embargo, en los siguientes párrafos, y con el fin de brindar una descripción completa, se recuerdan las principales características de esta tecnología.
La Figura 1 representa así una vista en perspectiva de un componente electrónico o de un chip 1 compatible con la tecnología de conexión E-THREAD™. En esta Figura 1, el chip 1 se ensambla con dos elementos de cable conductores 4a, 4b (y algunas veces se denominan de manera más simple como "elementos de cable" en el resto de esta descripción). La Figura 2 representa una vista en sección del chip 1, sin los elementos de cable 4a, 4b.
El chip 1 comprende dos ranuras longitudinales 2a, 2b, que forman las dos zonas de conexión longitudinales, cada una de estas ranuras está definida por tres paredes 3a, 3b, 3c de los elementos que constituyen el chip 1, en el ejemplo mostrado. En la presente solicitud se denomina "ranura longitudinal" (o "zona longitudinal") una ranura o una zona que se extiende de un lado a otro del chip 1 en una dirección que define, de manera arbitraria, la longitud del chip 1. Cada ranura 2a, 2b está diseñada para alojar un segmento de un elemento de cable 4a, 4b. Cada elemento de cable 4a, 4b tiene un eje principal, paralelo al eje de la ranura longitudinal 2a, 2b en la que está alojado.
Cada elemento de cable 4a, 4b puede empotrarse mecánicamente en una de las ranuras longitudinales 2a, 2b y/o sujetarse mediante un adhesivo, por soldadura o por cualquier otro medio en esta ranura. En todos los casos, los elementos de cable 4a, 4b y el chip se ensamblan juntos de manera integral.
Como se muestra en las Figuras 1 y 2, el chip 1 puede comprender un sustrato 5 sobre y en el que se puede formar un circuito operativo 6. Al menos una de las paredes 3a, 3b, 3c de cada ranura longitudinal 2a, 2b puede estar provista de un contacto 8 o de una pluralidad de tales contactos. Cuando los elementos de cable 4a, 4b están alojados en sus ranuras 2a, 2b, estos están en contacto con el o los contactos 8 colocados en esta ranura. Estos contactos 8 pueden contribuir a la inserción del elemento de cable en la ranura. Algunos de estos contactos 8 pueden conectarse eléctricamente a terminales del circuito operativo 6 y, por lo tanto, formar contactos de conexión, por ejemplo mediante pistas conductoras formadas sobre o en el sustrato 5.
Cuando sea necesario formar un contacto eléctrico entre un elemento de cable 4a, 4b y un contacto de conexión 8, puede ser necesario pelar primero el elemento de cable conductor 4a, 4b, si este último está provisto de una funda aislante. Adicional o alternativamente, el contacto de conexión 8 puede tener la forma de una cuchilla afilada que perfora la funda durante la inserción del cable para establecer el contacto eléctrico.
Continuando con la descripción de las Figuras 1 y 2, el chip 1 también puede comprender una cubierta 7, por ejemplo con una sección en forma de T como se muestra en la Figura 2, ensamblada con una cara del sustrato 5. El montaje de la cubierta 7 en forma de T y del sustrato 5 permite constituir las ranuras longitudinales 2a, 2b. La cubierta 7 también puede estar provista de un circuito operativo, contactos 8 y pistas conductoras conectadas eléctricamente al circuito operativo 6 del sustrato 5 o al circuito operativo de la cubierta 7 en el caso de que exista tal circuito.
Son posibles otras realizaciones del chip 1 que las mostradas en las Figuras 1 y 2. Por ejemplo, el chip 1 puede estar formado por un soporte plano que comprende el circuito operativo, las ranuras longitudinales se forman, por ejemplo mediante grabado, en dos caras laterales opuestas de este soporte, o en una y/u otra de las caras principales de este soporte.
En una realización particular, el chip 1 no tiene ranura. La cubierta 7 se puede ensamblar al sustrato 5 solo temporalmente, para formar temporalmente las ranuras y permitir la fijación precisa de los elementos de cable 2a, 2b sobre el sustrato 5 al nivel de dos zonas de conexión longitudinales, paralelas entre sí. Después de esta etapa de fijación, la cubierta 7 se puede desmontar y el chip 1 en este caso no comprende una cubierta 7.
Una variante de esta realización se describe en el documento US2015024589 en el que la cubierta 7 se forma suministrando un material eléctricamente aislante sobre el sustrato 5 después de la fijación de los elementos de cable 4a, 4b, por ejemplo al nivel de dos zonas de conexión longitudinales 2a, 2b paralelas entre sí.
De acuerdo con otra realización, el chip 1 puede estar formado por dos soportes planos de dimensiones idénticas o similares, uno y/u otro de los cuales comprende un circuito operativo. Los soportes planos se ensamblan cada uno en las dos caras opuestas de un espaciador de menor dimensión, para definir las dos ranuras longitudinales 2a, 2b del chip 1.
Cualquiera que sea la realización elegida, un chip 1 compatible con la presente invención comprende un circuito operativo 6, dos zonas de conexión longitudinales 2a, 2b, cada una de las cuales puede recibir un segmento de un elemento de hilo conductor 4a, 4b. Los elementos de hilo conductor 4a, 4b están en contacto eléctrico con el circuito operativo 6.
La fijación de los elementos de hilo conductor 4a, 4b en las zonas longitudinales 2a, 2b de un chip 1 se puede automatizar, por ejemplo utilizando un equipo de inserción como el descrito en el documento. US8782880 o US2015024589.
Se pueden proporcionar elementos de cable grandes en el equipo en forma de bobinas; y chips 1, similar al que se acaba de presentar, almacenados en un tanque del equipo. Los elementos de cable de grandes dimensiones se desenrollan de las bobinas para ser llevados, paralelos entre sí, a una zona de pellizco del equipo. Este último también está configurado para llevar sucesivamente las chips 1 procedentes del depósito hasta el nivel de esta zona de pellizco y para enganchar un segmento de cada elemento de cable de gran dimensión en una y otra de las ranuras longitudinales 2a, 2b, o más generalmente, fije cada elemento de cable 4a, 4b en las zonas de conexión longitudinal 2a, 2b. De esta manera, se forma una cadena que consta de una pluralidad de chips 1 conectados por los elementos de cable de grandes dimensiones. El equipo puede estar provisto de una pluralidad de depósitos para almacenar en él chips de diferente naturaleza y formar una cadena de chips compuestos según una alternancia que se puede elegir. La cadena de chips se puede enrollar sobre un soporte para formar una bobina, para su almacenamiento y transporte. Los elementos operativos, es decir, tramos de esta cadena, se pueden extraer de la bobina, cortando los elementos de cable 4a, 4b según un patrón de corte deseado, como se describe en el documento US8471773 antes mencionado.
La presente invención aprovecha las características generales de la tecnología que se acaba de presentar para proponer un dispositivo de transmisión-recepción de radiofrecuencia 10 capaz de funcionar tanto en campo lejano como en campo cercano.
Un dispositivo 10 de este tipo se muestra en la Figura 3a. Este comprende un primer y un segundo elemento de cable conductor 4a, 4b. Cada uno de estos elementos de cable comprende un primer extremo, un segundo extremo y una parte central. El dispositivo 10 también comprende un primer chip de transmisión-recepción de campo lejano 21 que funciona en un primer rango de frecuencias. Este puede ser un chip RFID pasivo o activo, que funciona en las bandas de frecuencia HF, VHF o UHF. Por tanto, el primer chip 21 tiene un circuito operativo 6 que comprende un circuito de modulación y un circuito de demodulación diseñados para funcionar en un rango de frecuencias comprendidas en una de estas bandas de frecuencia. El primer chip 21 puede transmitir a una distancia relativamente grande, de varios metros o decenas de metros, diferentes datos tales como su identificador único, sus datos de estado, datos de telemetría tales como temperatura o humedad, si el primer chip 21 está provisto de sensores que permitan la medición de esta información.
El primer chip 21 tiene dos zonas de conexión longitudinales en las que se fijan respectivamente dos segmentos longitudinales 4a1, 4b1 de los elementos de cable 4a, 4b. Las zonas están provistas de contactos de conexión que permiten poner cada elemento de cable 4a, 4b en contacto eléctrico con el dispositivo operativo 6 del primer chip de campo lejano 21.
El primer chip 21 tiene, entre sus contactos de conexión, una primera impedancia característica. Esta impedancia característica puede depender de la frecuencia, pero normalmente es de naturaleza capacitiva y normalmente tiene un valor de unos pocos picofaradios.
Continuando con la descripción de la Figura 3a, el dispositivo de transmisión-recepción de radiofrecuencia 10 también comprende un segundo chip de transmisión-recepción de campo cercano 22, que funciona en un segundo rango de frecuencias. Este segundo rango de frecuencias de funcionamiento es inferior al primer rango de frecuencias de funcionamiento del primer chip 21. Por tanto, este puede ser un chip NFC que funcione en una banda de frecuencias LF o MF. Por tanto, el segundo chip 22 tiene un circuito operativo que comprende un circuito de modulación y demodulación configurados para funcionar en una de estas bandas de frecuencias. Este segundo chip 22, en campo cercano, puede comunicarse con un terminal de lectura cuando este último se coloca a una distancia corta, desde unos pocos milímetros hasta 1 m. La naturaleza de la información intercambiada, al igual que para el primer chip 21, es cualquiera y puede comprender el identificador único del segundo chip 22 o cualquier otro tipo de información.
Similar al primer chip 21, el segundo chip 22 tiene dos zonas de conexión longitudinal en las que los dos elementos de cable 4a, 4b están respectivamente fijados, al nivel de los segmentos longitudinales 4a2, 4b2. Las zonas del segundo chip 22 están provistas de contactos de conexión que colocan cada elemento de cable en contacto eléctrico con el dispositivo operativo de este segundo chip 22. Este también tiene, entre sus contactos, una segunda impedancia característica que puede depender de la frecuencia y que también suele ser de naturaleza capacitiva, de unos pocos picofaradios.
En la configuración mostrada en las Figuras 3a a 3c, un segmento longitudinal 4a1 del primer elemento de cable 4a, posicionado en una parte central de este elemento, se fija sobre una zona de conexión del primer chip 21. Otro segmento longitudinal 4a2 del primer elemento de cable 4a, posicionado en el primer extremo de este elemento 4a, está fijado en una de las zonas de conexión del segundo chip 22. Asimismo, otro segmento longitudinal 4b2 del segundo elemento de cable 4b, posicionado en la parte central de este elemento, se fija en una zona de conexión del segundo chip 22. Otro segmento 4b1 del segundo elemento de cable 4b, posicionado en un extremo de este elemento, se fija a la otra zona de conexión del primer chip 21. Como se vio anteriormente, las zonas de conexión pueden tener forma de ranuras, y en este caso los diversos segmentos longitudinales 4a1, 4a2, 4b1, 4b2 mencionados anteriormente están alojados respectivamente en estas ranuras.
La Figura 3b representa esquemáticamente el dispositivo de transmisión-recepción 10 cuando está sometido a un campo electromagnético de alta frecuencia, por ejemplo que tiene una frecuencia en una de las bandas de HF, UHF, VHF, y comprendido en el rango de frecuencia de operación del primer chip 21.
En este estado, el primer chip 21 de transmisión-recepción es capaz de funcionar, es decir que si un dispositivo de acoplamiento, tal como una antena dipolo, está conectado eléctricamente a los terminales de conexión del primer chip 21, este último es capaz de demodular la señal suministrada, para realizar el procesamiento y, a cambio, modular la información a transmitir mediante el dispositivo de acoplamiento.
El segundo chip 22, por su parte, no es capaz de funcionar a esta frecuencia. Es decir que su comportamiento es puramente pasivo y que constituye, visto desde sus terminales de conexión, una impedancia pura cuyo valor corresponde a su impedancia característica a esta frecuencia.
La Figura 3c representa esquemáticamente el dispositivo de transmisión-recepción 10 cuando está sometido a un campo electromagnético de baja frecuencia, por ejemplo con una frecuencia en una de las bandas LF o MF, y comprendido en el rango de frecuencia de funcionamiento del segundo chip 22.
En este estado, y a diferencia de lo presentado en relación a la Figura 3b, el primer chip de campo lejano 21 no es capaz de funcionar y se comporta como una impedancia pura, cuyo valor corresponde a su impedancia característica a esta frecuencia. El segundo chip de campo cercano 22, por su parte, es capaz de demodular una señal que le sería suministrada por un dispositivo de acoplamiento conectado eléctricamente a sus terminales, realizar el procesamiento y modular la información a transmitir mediante el dispositivo de acoplamiento.
La presente invención aprovecha estas observaciones para que, en el primer rango de frecuencias, el primer elemento de cable 4a y el segundo elemento de cable 4b se combinen eléctricamente con la impedancia característica del segundo chip de transmisión-recepción 22 para formar un dispositivo de acoplamiento asociado con el primer chip de transmisión-recepción 21.
En otras palabras, el segundo chip 22, que es pasivo en el primer rango de frecuencias, se combina eléctricamente con los elementos de cable 4a, 4b para formar la antena conectada al primer chip 21 permitiendo que el dispositivo de transmisión-recepción 10 sea completamente operativo en este primer rango de frecuencias.
En el segundo rango de frecuencias, el primer y segundo elementos de cable 4a, 4b se combinan eléctricamente con la impedancia característica del primer chip 21 para formar un dispositivo de acoplamiento asociado con el segundo chip 22. En otras palabras, el primer chip 21, que es pasivo en el segundo rango de frecuencias, se combina eléctricamente con los elementos de cable 4a, 4b para formar la antena conectada al segundo chip 22 permitiendo que el dispositivo de transmisión-recepción 10 sea también completamente operativo en este segundo rango de frecuencias.
Primera realización
La Figura 4a representa el dispositivo de transmisión-recepción 10 según una primera realización de la invención. El dispositivo está configurado de una manera bastante similar a lo que se ha presentado en la descripción general. En la Figura 4b, se muestra el diagrama eléctrico equivalente del dispositivo 10 de la Figura 4a, a la frecuencia de funcionamiento del segundo chip de campo cercano 22. A esta frecuencia de funcionamiento, el primer chip de campo lejano 21 es pasivo y su impedancia característica, que es de naturaleza capacitiva, constituye, a la frecuencia de funcionamiento del segundo chip, un circuito abierto. En esta configuración, los elementos de cable 4a, 4b conectados eléctricamente a los terminales de conexión del segundo chip de campo cercano 22 forman líneas de transmisión.
Estas líneas de transmisión constituyen el dispositivo de acoplamiento del segundo chip de campo cercano 22, capaz de transmitir y recibir una señal eléctrica de radiofrecuencia a otra línea de transmisión 31 de un terminal 30 de transmisión-recepción dispuesto cerca del dispositivo 10. Preferiblemente, para mejorar la calidad de la transmisión, la línea de transmisión 31 del terminal está dispuesta paralela a la línea de transmisión formada por uno de los elementos de cable 4a, 4b. También es posible adaptar fácilmente la impedancia del dispositivo de acoplamiento en forma de líneas de transmisión, ajustando la longitud de los elementos de cable y/o ajustando la distancia que separa estos dos elementos de cable, es decir, la distancia que separa, al nivel de los chips de transmisión-recepción 21,22, las áreas de conexión en las que se fijan los elementos de cable.
En la Figura 4c, se muestra el diagrama eléctrico equivalente del dispositivo 10 de la Figura 4a a la frecuencia de funcionamiento del primer chip 21 en el campo lejano, comprendido, por lo tanto, en el primer rango de frecuencias de funcionamiento.
A esta frecuencia de funcionamiento, el segundo chip 22 es pasivo y como su impedancia característica es de naturaleza capacitiva, este constituye un cortocircuito a esta frecuencia.
En esta configuración, los dos elementos de cable 4a, 4b conectados eléctricamente a los terminales de conexión del primer chip de campo lejano 21 forman una antena dipolo. Para este propósito, la longitud de cada elemento de cable se elige para que corresponda a un cuarto de la longitud de la longitud de onda de propagación, como es bien sabido de por sí. El cortocircuito formado por el segundo chip de campo cercano 22 a la frecuencia de funcionamiento del primer chip permite la formación de un bucle de adaptación de la impedancia de la antena. A tal fin se puede elegir la distancia que separa los chips 21 y 22 para que este bucle tenga realmente la dimensión requerida para permitir esta adaptación.
El dispositivo de acoplamiento así formado como dipolo es capaz de transmitir y recibir una señal electromagnética de radiofrecuencia a la frecuencia de funcionamiento del primer chip. Este puede comunicarse con un terminal de transmisión-recepción 30 provisto de una antena 31 compatible. Esta transmisión puede tener lugar a una gran distancia, de varios metros, entre el dispositivo de transmisión-recepción 10 y el terminal 30.
Segunda realización
La Figura 5a representa un dispositivo de transmisión-recepción 10 según una segunda realización de la invención. Esta segunda realización se diferencia de la primera realización en que se ha añadido un componente inductivo 25 entre el primer elemento de cable 4a y el segundo elemento de cable 4b. Este componente inductivo 25 se coloca cerca o al nivel de los segmentos 4a1,4b1 de los elementos de cable que están fijados en las zonas de conexión del primer chip de campo lejano 21.
La Figura 5b muestra el diagrama eléctrico equivalente del dispositivo 10 de la Figura 5a a la frecuencia de funcionamiento del segundo chip de campo cercano 22 y, por tanto, comprendido en el segundo rango de frecuencias de funcionamiento. A esta frecuencia de funcionamiento, el elemento inductivo 25, en paralelo con la impedancia capacitiva característica del primer chip 21, forma un cortocircuito.
Por tanto, se observa que a la frecuencia de funcionamiento del segundo chip 22, los elementos de cable 4a, 4b se combinan con la impedancia característica del primer chip y con el elemento inductivo 25 para constituir un dispositivo de acoplamiento de bucle. La disposición de este dispositivo de acoplamiento es capaz de transmitir y recibir, por inducción magnética, una señal magnética de radiofrecuencia a la frecuencia de funcionamiento del segundo chip 22 y comunicarse con un terminal de transmisión-recepción 30 provisto de su propio dispositivo de acoplamiento 31.
La Figura 5c representa el diagrama eléctrico equivalente del dispositivo de transmisión-recepción 10 de esta segunda realización a la frecuencia de funcionamiento del primer chip 21. El elemento inductivo 25, a esta frecuencia de funcionamiento relativamente alta, forma un circuito abierto. La configuración mostrada en la Figura 5c es idéntica a la de la primera realización mostrada en la Figura 4c. Por lo tanto, se aplican los mismos comentarios y no se reproducen en aras de la brevedad.
Ventajosamente, y como se muestra en la Figura 6, el elemento inductivo 25 tiene forma de chip compatible con la tecnología E-THREAD. Para ello, el chip está provisto de dos ranuras longitudinales en las que se depositan contactos de conexión para conectar eléctricamente elementos de cable al dispositivo operativo formado por un inductor. De manera más general, el elemento inductivo 25 puede tener la forma de un chip que tiene dos zonas de conexión, paralelas entre sí.
En una variante de esta segunda realización especialmente ventajosa, el elemento inductivo 25 está integrado en el primer chip 21. Esto evita tener que fijar por separado el elemento inductivo 25 entre los elementos de cable 4a y 4b. Esta variante se puede implementar utilizando un primer chip 21 que integra, por ejemplo, en una cubierta 7 el dispositivo inductivo 25 como se muestra en la Figura 7.
Para favorecer el acoplamiento electromagnético, se puede prever llenar el espacio que separa los dos chips 21, 22 y que forman al menos parte del dispositivo de acoplamiento, de un material ferromagnético.
La Figura 8 muestra una realización alternativa de la segunda realización. En esta variante, el primer chip 21 está asociado con los elementos de cable 4a, 4b a nivel de los segmentos longitudinales 4a1, 4b1 colocados en las partes centrales de los elementos de cable 4a, 4b. Por tanto, cada uno de los elementos de cable 4a, 4b tiene extremos situados a cada lado del primer chip 21. El elemento inductivo 25, que se puede realizar en forma de chip con zonas de conexión, tales como las ranuras representadas en la Figura 6, se puede colocar por tanto en el lado del primer chip 21 opuesto al segundo chip 22. De esta forma, el dispositivo de acoplamiento en bucles puede tener una dimensión mayor que la que se puede obtener con la configuración de la Figura 5a. Un bucle más grande promueve el acoplamiento magnético con el terminal 30. Por supuesto, esta variante puede combinarse con la presencia de un cuerpo o de una sustancia ferromagnética dentro del bucle, como se ha explicado anteriormente. Cualquiera que sea el modo de implementación elegido y las variantes empleadas, el dispositivo de transmisiónrecepción 10 según la invención tiene la característica de poder operar en campo cercano y en campo lejano. Este utiliza componentes, en particular los chips de transmisión-recepción 21, 22 que son completamente estándares y, por lo tanto, están disponibles a bajo costo. Este tiene un factor de forma completamente ventajoso, y no significativamente más voluminoso que un dispositivo de transmisión-recepción que funciona solo de acuerdo con uno de los modos de transmisión-recepción en el campo cercano o lejano.
Por supuesto, la invención no se limita a los modos de implementación descritos y es posible proporcionar realizaciones alternativas sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones.
Así, aunque se hayan elegido aquí en las diversas realizaciones expuestas, el caso de chips de transmisiónrecepción que tengan una impedancia de naturaleza capacitiva, es posible considerar implementar chips de transmisión-recepción que tengan una impedancia de naturaleza diferente. Podemos adaptarnos fácilmente a esta situación previendo colocar entre los dos elementos de cable componentes de adaptación, similar al componente inductivo 25, permitiendo lograr los diagramas eléctricos equivalentes buscados en alta y baja frecuencia. También es posible, como es bien conocido por los expertos en la técnica, ajustar la longitud, la separación, la terminación de los elementos de cable para adaptar la impedancia del dispositivo de acoplamiento de acuerdo con la naturaleza de la impedancia característica del primer chip 21 y/o del segundo chip 22.
Además, no es necesario que se utilicen las dos funcionalidades de "campo cercano" y "campo lejano" del dispositivo de transmisión-recepción. Se puede considerar proporcionar dispositivos genéricos, para los cuales un usuario podría optar por utilizar solo una de las dos funcionalidades.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de transmisión-recepción de radiofrecuencia (10) que comprende:
- un primer y un segundo elemento de cable conductor (4a, 4b) cada uno de los cuales comprende un primer extremo, un segundo extremo y una parte central;
- un primer chip de transmisión-recepción de campo lejano (21) que tiene un primer rango de frecuencias de funcionamiento, una primera impedancia característica y dos zonas de conexión longitudinales; un primer segmento (4a1, 4b1) de cada elemento de cable se fija respectivamente a una y otra de las zonas de conexión longitudinales del primer chip (21);
- un segundo chip de transmisión-recepción de campo cercano (22) que tiene un segundo rango de frecuencia de funcionamiento, inferior al primer rango, una segunda impedancia característica, y dos zonas de conexión longitudinales; un segundo segmento (4a2, 4b2) de cada elemento de cable se fija respectivamente a una y otra de las zonas del segundo chip (22);
el primer y el segundo elemento de cable (4a, 4b) se combinan con la impedancia característica del segundo chip de transmisión-recepción (22) para formar un dispositivo de acoplamiento asociado con el primer chip de transmisión-recepción (21) en el primer rango de frecuencias, el segundo chip de transmisión-recepción (22), en este primer rango de frecuencias, es pasivo, su impedancia característica es de naturaleza capacitiva, y constituye un cortocircuito; y se combina con la impedancia característica del primer chip de transmisiónrecepción (21) para formar un dispositivo de acoplamiento asociado con el segundo chip de transmisiónrecepción (22) en el segundo rango de frecuencias.
2. Dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación anterior en donde el primer chip y/o el segundo chip (21, 22) están formados por un sustrato (5) que comprende un circuito operativo (6) y una cubierta (7), el conjunto de la cubierta (7) y el sustrato (5) permiten constituir las zonas longitudinales de conexiones en forma de ranuras longitudinales.
3. Dispositivo (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer rango de frecuencias de funcionamiento está comprendido en una de las bandas de frecuencia de HF, UHF o VHF, y el segundo rango de frecuencias de funcionamiento está comprendido en una de las bandas de frecuencia de LF, o MF.
4. Dispositivo (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la impedancia característica del primer y del segundo chip Z es de naturaleza capacitiva.
5. Dispositivo (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde:
- un segmento longitudinal (4a1) posicionado en la parte central del primer elemento de cable (4a) se fija en una zona de conexión del primer chip un segmento longitudinal (4b1) posicionado en un primer extremo del segundo elemento de cable (4b) se fija en la otra zona de conexión del primer chip (21);
- un segmento longitudinal (4a2) posicionado en un primer extremo del primer elemento de cable (4a) se fija en una zona de conexión del segundo chip (22);
- un segmento longitudinal (4b2) posicionado en la parte central del segundo elemento de cable (4b) se fija en la otra zona de conexión del segundo chip (22);
6. Dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde el dispositivo de acoplamiento asociado al primer chip de transmisión-recepción (21) en el primer rango de frecuencias es una antena dipolo.
7. Dispositivo (10) de acuerdo con una de las dos reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de acoplamiento asociado al segundo chip de transmisión-recepción (22) en el segundo rango de frecuencias está constituido por líneas de transmisión.
8. Dispositivo (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende un componente inductivo (25) conectado respectivamente al primer elemento de cable (4a) y al segundo elemento de cable (4b).
9. Dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde el dispositivo de acoplamiento asociado al segundo chip de transmisión-recepción (22) en el segundo rango de frecuencias consiste en un bucle de inducción magnética.
10. Dispositivo (10) de acuerdo con una de las dos reivindicaciones anteriores 8 y 9, en donde el componente inductivo (25) tiene la forma de un chip que tiene dos zonas de conexión longitudinales sobre las que se fijan dos segmentos del primer y del segundo elemento de cable (4a, 4b).
11. Dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde el componente inductivo (25) se coloca en el lado del primer chip (21) opuesto al segundo chip (22).
12. Dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el componente inductivo (25) está integrado en el primer chip.
13. Dispositivo (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el espacio que separa el primer y el segundo chip está lleno de un material ferromagnético.
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