金屬主體內的集成天線線圈的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年7月25日提交的、序列號為61/675, 589、標題為"金屬主體 內的集成天線線圈"的美國臨時專利申請的權益，該專利申請以其全文通過引入并入本文。
技術領域
[0003] 本公開總體上涉及嵌入到包括安全設備的金屬結構內的天線線圈，更具體地，涉 及射頻識別（RFID)和/或近場通信（NFC)鎖。
【背景技術】
[0004] 安全設備（諸如掛鎖和其它類型的鎖）用于防止進入房間、建筑物、容器、或設備 部件。有些鎖包括鍵控鎖或密碼鎖。為了打開這些鎖，用戶利用鑰匙打開鎖或利用數字、符 號、碼字等的組合來打開鎖。因為鎖可主要由金屬或其它耐用和防篡改材料構成，因此可以 使用這樣的設備。因此，鎖將不太可能由于元件或由于在毀壞鎖時所做的嘗試而受到損壞 或毀壞。
[0005] RFID系統針對各種類型的應用允許方便地無線識別和跟蹤人和/或對象。例如， RFID系統可在訪問控制應用中使用，諸如通過在耦聯到門鎖的讀卡器的附近持有RFID卡 而允許用戶訪問受保護的區域。RFID系統的其它示例性應用包括跟蹤產品（例如，在零售 環境中），跟蹤在醫院環境中的人，或者使用戶能夠無線地處理付款（例如，使用銷售點的 無線RFID檢測系統）。
[0006] 當RFID檢測系統檢測到RFID設備已經進入到檢測系統的附近時，RFID檢測系統 可識別RFID設備（例如，RFID標簽或卡）。檢測RFID設備何時進入到檢測系統附近的一種 方法是連續地保持檢測系統處于主動輪詢模式下。在主動輪詢模式下，檢測系統發送在檢 測系統附近內的RFID設備可接收的輪詢信號。然后，RFID設備可響應于輪詢信號，給檢測 電路指示設備處于檢測電路的附近，并且應當由相對于該設備的檢測電路做出識別確定。
[0007] RFID檢測系統和RFID訪問卡已被應用于建筑物內以便基本上防止未經授權地訪 問各個房間，除非經授權的訪問卡被呈現給相應的RFID檢測系統。這類讀卡器傾向于包括 天線線圈和印刷電路（pc)板，其已經在非金屬的非導電性的塑料殼體內部灌封有非金屬 的非導電性的樹脂材料。NFC通信設備（諸如能夠近場通信的移動電話）傾向于使用非金 屬的非導電性蓋板來覆蓋NFC天線。
【發明內容】
[0008] -個實施例涉及鎖定裝置，其包括天線和導電體，所述導電體具有圍繞天線設置 的并且形成于導電體內部部分中的空腔。導電體還包括從所述空腔延伸到所述導電體外表 面的狹槽。
[0009] 另一個實施例涉及一種電子鎖，其包括鎖組件和與鎖組件相關聯的檢測系統。檢 測系統包括處理電路和具有天線的檢測電路。檢測系統可操作成響應于來自代表授權訪問 的處理電路的數據來致動鎖組件。電子鎖還包括主體，所述主體包括圍繞天線設置的導電 體。導電體包括沿著所述導電體的至少一部分延伸的縱向狹槽。所述本體還包括具有豎直 狹槽的前導電部分。前導電部分與導電體電通信，并且所述豎直狹槽和縱向狹槽大體上共 面。
[0010] 再一個實施例涉及一種檢測組件，其包括檢測系統，該檢測系統包括天線。該檢測 組件還包括主體，其包括圍繞天線設置的導電體和具有豎直狹槽的前導電部分。導電體包 括沿著所述導電體的至少一部分延伸的縱向狹槽。前導電部分與導電體電通信，并且所述 豎直狹槽和縱向狹槽大體上共面。當設置于導電體內的天線發射RF信號時，圍繞豎直狹槽 產生RF電流。
[0011] 又一個實施例涉及一種電子鎖，其包括鎖組件和與鎖組件相關聯的檢測系統。檢 測系統包括天線并且可操作以檢測RFID和NFC設備中的至少之一。檢測系統可操作以響 應于授權的RFID和授權的NFC設備中的至少之一的檢測來致動鎖組件。所述電子鎖還包 括主體，其包括圍繞天線設置的大致圓筒形導電體和具有豎直狹槽的前導電部分。大致圓 筒形導電體包括沿著所述大致圓筒形導電體的至少一部分延伸的縱向狹槽。前導電部分與 所述大致圓筒形導電體電通信，并且所述豎直狹槽和縱向狹槽大體上共面。天線以及RFID 設備和NFC設備中的至少之一經由圍繞所述豎直狹槽產生的RF電流通信。
[0012] 在本文所描述的實施例的各種實施方式中，所述空腔可為大致圓筒形、八邊形、具 有正方形的橫截面、具有矩形的橫截面、具有對稱的橫截面、具有非對稱的橫截面、具有一 個或更多個側面，和/或具有與天線的橫截面互補的橫截面。
[0013] 在一些實施方式中，天線可圍繞非導電體設置，并且導電體可具有與非導電體的 橫截面互補的橫截面。
[0014] 在一些實施方式中，導電體可與鐵素體部分通信。
[0015] 在一些實現方式中，豎直狹槽或水平狹槽可填充有非導電材料。
[0016] 在一些實現方式中，檢測系統可操作成檢測RFID設備和NFC設備中的至少之一。
【附圖說明】
[0017] 圖1是根據示例性實施例的具有檢測器的鎖操作的框圖；
[0018] 圖2是根據示例性實施例的形成變壓器的一對線圈的電路圖；
[0019] 圖3是根據示例性實施例的RFID設備和具有感應電流的導電板的透視圖；
[0020] 圖4是根據示例性實施例的圖3所示RFID設備和導電板的電路圖；
[0021] 圖5是根據示例性實施例的RFID設備和鄰近RFID設備的線圈的導電門的框圖；
[0022] 圖6是根據示例性實施例的圖5所示RFID設置和導電門的等效電路圖；
[0023] 圖7是根據示例性實施例的處于具有狹槽的大致圓筒形開口內的天線的透視圖；
[0024] 圖8是根據示例性實施例的圖7所示天線與和大致圓筒形開口的電路圖；
[0025] 圖9是根據示例性實施例封裝于主體內的天線的前側透視圖；
[0026] 圖10是根據示例性實施例的封裝于具有前側狹槽的主體內的天線的前側透視 圖；
[0027] 圖11是根據示例性實施例的封裝于具有鐵素體圓盤的主體內的天線的后側透視 圖；
[0028] 圖12是根據示例性實施例的封裝于圖11中所示的主體內的天線沿著線12-12所 取的并示出示例性RFID或NFC設備的橫截面視圖；以及
[0029] 圖13是根據示例性實施例的封裝于具有前側狹槽的主體內的天線的前側透視 圖；
[0030] 在各種附圖中相同的參考數字和標記指示相同的元件。
【具體實施方式】
[0031] 在轉到詳細示出示例性實施例的附圖之前，應當理解的是本申請不限于在說明書 中所提及的或在附圖中所示的細節或方法。還應當理解的是，術語僅僅是為了描述的目的 而不應被認為是限制性的。
[0032] I?概述
[0033] 通常參照附圖，示出和描述用于將天線嵌入到金屬主體內的系統和方法以及用于 這種嵌入式天線的用途。在一些情況下，將線圈天線定位到金屬主體的表面上可能導致有 效射頻縮短至天線，從而使天線不太有效。在其它情況下，由于金屬主體操作成電磁屏蔽， 從而限制或分離金屬主體內的信號，因而將天線定位到封閉的金屬主體內部可能使天線 不太有效。此外，在一些情況下，通常將天線線圈定位成靠近金屬物體可能會導致雜散電 容，雜散電容可能會使得天線失諧。例如，雜散電容可使得天線的諧振頻率偏離設計頻率移 動。在一些情況下，塑料或其它非導電蓋板可用于避免這些問題。然而，這種蓋板可受到 由環境或由篡改造成的損壞。因此，將天線定位在金屬主體內同時保持其效率對于RFID或 NFC掛鎖或其它安全設備的設計來說是有利的。
[0034] 用于金屬主體內天線配置的一個實例是利用金屬主體的設計來將由天線的初級 線圈所產生的磁場傳遞到金屬主體的外表面（并且此后允許磁耦聯到RFID或NFC設備）。 例如，金屬主體可包括大致圓筒形的內表面，大致圓筒形的內表面具有沿著大致圓筒形表 面的長度延伸的縱向狹縫或縫隙。當天線有效時，位于大致圓筒形表面內的天線在大致圓 筒形的表面上產生電流。在表面內的間隙允許跨越間隙形成電壓，這在金屬主體的外側上 產生電流。在外表面上的電流產生磁場，磁場可促進與RFID或NFC設備（例如，附近的RFID 卡）通信。在金屬主體前側上的狹槽可限定在金屬主體外表面上的電流流動路徑。在一些 實施方式中，金屬主體可對位于金屬主體內的天線提供靜電屏蔽，從而潛在地降低附近的 金屬物體在天線上的雜散電容的影響。在一些實施方式中，鐵素體圓盤可定位在天