NL9301541A - Antenna for electromagnetic detection system. - Google Patents
Antenna for electromagnetic detection system. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9301541A NL9301541A NL9301541A NL9301541A NL9301541A NL 9301541 A NL9301541 A NL 9301541A NL 9301541 A NL9301541 A NL 9301541A NL 9301541 A NL9301541 A NL 9301541A NL 9301541 A NL9301541 A NL 9301541A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- coil
- antenna
- transformer
- winding
- identification system
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
- H01Q7/005—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with variable reactance for tuning the antenna
Description
Antenne voor electromagnetisch detectiestelselAntenna for electromagnetic detection system
De uitvinding betreft een electromagnetisch detectiestelsel, omvattend een zend-ontvanginrichting die met tenminste één antenne-ele-ment is gekoppeld voor het vormen van een electromagnetisch onder-vragingsveld en een aantal responders, die onder invloed van het ondervragingsveld een detecteerbaar signaal kunnen genereren. Dergelijke electromagnetische detectiestelsels zijn ingericht voor het detecteren en herkennen van bepaalde personen, voorwerpen, voertuigen, dieren en dergelijke, danwel de klasse of groep waartoe personen, voorwerpen, voertuigen, dieren en dergelijke behoren. Een dergelijk stelsel omvat responders, die in een geschikt ondervragingsveld een gecodeerd signaal genereren. Een dergelijke responder is bijvoorbeeld beschreven in octrooi NL 176 404 van aanvraagster. Deze responder vindt op grote schaal toepassing in o.a. automatische veevoedersystemen. Een koe of een varken draagt bijvoorbeeld een responder aan een halsband. Als deze responder in de nabijheid van een zendspoel, waarmee een electromagnetisch ondervragingsveld wordt uitgezonden, komt, reageert de responder daarop door het uitzenden van een unieke code. Deze code wordt door een antenne opgevangen, welke dezelfde kan zijn als de zendantenne, in een electronische inrichting gedetecteerd en aan een computer toegevoerd. De computer bepaalt dan hoeveel voer het dier nog tegoed heeft, waarna deze hoeveelheid automatisch in een voerbak in de nabijheid van het dier kan worden gedeponeerd. Een hekconstructie zorgt ervoor dat alleen het bedoelde dier haar portie ontvangt en dat het dier bij het eten niet door andere dieren wordt gestoord. In de praktijk is het vaak zo, dat men voor het detecteren van de responder van een dier, het dier als het ware door de antenne heen laat lopen. In dat geval heeft de antennespoel de daarvoor geëigende afmetingen, bijvoorbeeld 2x1 meter.The invention relates to an electromagnetic detection system, comprising a transceiver which is coupled to at least one antenna element to form an electromagnetic interrogation field and a number of responders which can generate a detectable signal under the influence of the interrogation field. Such electromagnetic detection systems are designed to detect and recognize certain persons, objects, vehicles, animals and the like, or the class or group to which persons, objects, vehicles, animals and the like belong. Such a system comprises responders which generate an encoded signal in a suitable interrogation field. Such a responder is described, for example, in applicant NL 176 404. This responder is widely used in, among other things, automatic feed systems. For example, a cow or a pig wears a responder on a collar. When this responder comes near a headpiece with which an electromagnetic interrogation field is emitted, the responder responds by transmitting a unique code. This code is received by an antenna, which may be the same as the transmitting antenna, detected in an electronic device and fed to a computer. The computer then determines how much feed the animal still has credit, after which this amount can be automatically deposited in a feeding trough in the vicinity of the animal. A fence construction ensures that only the intended animal receives its portion and that the animal is not disturbed by other animals when eating. In practice, it is often the case that, in order to detect the responder of an animal, the animal is, as it were, run through the antenna. In that case, the antenna coil has the appropriate dimensions, for example 2x1 meters.
Het is een voordeel, dat de antennespoel resoneert op de systeemfre-quentie. Immers dan wordt door de opslingering de stroom in de kring veel groter dan de stuurstroom, zodat ook bij een geringe stuur-stroom een bepaalde veldsterkte kan worden bereikt. Bovendien vormt de resonerende spoel voor de ontvangen signalen een filter die vooral storingen met lage frequenties uitfiltert.It is an advantage that the antenna coil resonates at the system frequency. After all, the current in the circuit then becomes much greater than the control current due to the oscillation, so that a certain field strength can be achieved even with a low control current. In addition, the resonant coil forms a filter for the received signals, which mainly filters out disturbances with low frequencies.
Traditioneel bestaat de antennespoel uit meerdere windingen. Daarnaast moet de spoel robuust zijn (bestand tegen aanvreten door dieren en tegen het stalmilieu) en zal deze ter bescherming in een omhulsel moeten worden aangebracht. Dit omhulsel, bijvoorbeeld een buis, moet weer worden behandeld en afgedicht tegen o.a. vochtin-dringing.Traditionally, the antenna coil consists of several turns. In addition, the coil must be robust (resistant to eating by animals and the stable environment) and it must be enclosed for protection. This casing, for example a tube, must be treated again and sealed against, inter alia, moisture penetration.
In de praktijk leiden deze eisen vaak tot ingewikkelde en bezwaarlijke constructies van de antennespoel, die bovendien, wat het installeren betreft, veel tijd vergen.In practice, these requirements often lead to complicated and objectionable constructions of the antenna coil, which also require a great deal of time to install.
Genoemde bezwaren kunnen worden ondervangen door toepassing van een antennespoel met slechts één winding. De antenne kan worden geconstrueerd uit een sterke metalen geleider, bijvoorbeeld roestvrij staal. Hierdoor wordt een robuuste antenne verkregen en behandeling tegen vocht en mechanische bescherming is niet meer noodzakelijk.Said drawbacks can be overcome by using an antenna coil with only one turn. The antenna can be constructed from a strong metal conductor, for example, stainless steel. This provides a robust antenna and treatment against moisture and mechanical protection is no longer necessary.
Het ook mogelijk, zoals beschreven in EP 0 331 269, om een deel van de fysiek aanwezige constructie te gebruiken als éénwindingantenne-spoel.It is also possible, as described in EP 0 331 269, to use part of the physically present construction as a single winding antenna coil.
Om de gewenste impedantie-aanpassing tussen de antennespoel en de zend- ontvanginrichting te verkrijgen, wordt een impedantie-trans-formator toegepast. Het electromagnetische detectiestelsel heeft dan een electrische configuratie zoals geschetst in figuur 1. Een zend- ontvang-inrichting (1) is door middel van een impedantie-transforma-tor (2) gekoppeld met een éénwindingantennespoel (3). Gezien de relatief hoge stromen die in spoel (3) kunnen vloeien en de lage toegelaten impedantie van spoel (3), wordt de transformator (2) bij voorkeur zo dicht mogelijk bij spoel (3) aangebracht.To achieve the desired impedance matching between the antenna coil and the transceiver, an impedance transformer is used. The electromagnetic detection system then has an electrical configuration as outlined in figure 1. A transceiver (1) is coupled by means of an impedance transformer (2) to a one-winding antenna coil (3). Given the relatively high currents that can flow in coil (3) and the low permissible impedance of coil (3), the transformer (2) is preferably mounted as close as possible to coil (3).
Het detectiestelsel wordt op de juiste afstem-frequentie gebracht door middel van een regelbare condensator, die is aangebracht aan de primaire zijde van de antenne-transformator (2).The detection system is brought to the correct tuning frequency by means of an adjustable capacitor, which is mounted on the primary side of the antenna transformer (2).
Het bezwaar van deze manier van afstemmen is dat de afstemcapaciteit zeer afhankelijk is van de transformatie-verhouding van de transformator (2). Doordat de transformator onderdeel uitmaakt van de reso-nantiekring zullen de verliezen in de transformator (2) ook van invloed zijn op de kwaliteitsfactor Q van de afgestemde antenne.The drawback of this tuning method is that the tuning capacity is very dependent on the transforming ratio of the transformer (2). Since the transformer is part of the resonant circuit, the losses in the transformer (2) will also affect the quality factor Q of the tuned antenna.
De uitvinding beoogt deze bezwaren te ondervangen. Hiertoe wordt de schakeling zodanig gewijzigd, dat resonantie nog uitsluitend in het secundaire circuit van de transformator optreedt. De éénwindingantennespoel moet dan met een afstemcondensator resoneren op de werk-frequentie van het systeem. Deze stap is niet voor de hand liggend, immers de zelfinductie van een éénwindingantenne is zeer klein, zodat een erg grote waarde voor de afstemcondensator moet worden gekozen. Bij het realiseren van een antennekring met een hoge kwaliteitsf actor is de bandbreedte klein en moet de afstemming nauwkeurig worden verzorgd. Een continue afstemmogelijkheid is dan zeer wenselijk. Een zeer grote condensator continu instelbaar maken is technisch moeilijk te realiseren.The object of the invention is to overcome these drawbacks. To this end, the circuit is changed in such a way that resonance only occurs in the secondary circuit of the transformer. The one-winding antenna coil must then resonate with the tuning frequency of the system with a tuning capacitor. This step is not obvious, since the self-inductance of a one-winding antenna is very small, so that a very large value for the tuning capacitor must be chosen. When realizing an antenna circuit with a high quality factor, the bandwidth is small and the tuning must be carefully arranged. Continuous tuning is then highly desirable. Making a very large capacitor continuously adjustable is technically difficult to achieve.
Afstemmen op de gewenste frequentie kan ook geschieden door de zelfinductie van de resonantiekring regelbaar te maken. Een regelbare zelfinductie als afstemelement in serie met de antennespoel maakt dit mogelijk.Tuning to the desired frequency can also be done by making the inductance of the resonant circuit adjustable. An adjustable inductance as a tuning element in series with the antenna coil makes this possible.
In het navolgende wordt de uitvinding aan de hand van figuren nader beschreven.The invention is described in more detail below with reference to figures.
Figuur 1 toont schematisch een gebruikelijke configuratie van een éénwindingantenne van een electromagnetisch identificatiesysteem. Figuur 2 toont schematisch de electrische configuratie van een detectiestelsel volgens de uitvinding.Figure 1 schematically shows a conventional configuration of a one-winding antenna of an electromagnetic identification system. Figure 2 schematically shows the electrical configuration of a detection system according to the invention.
Figuur 3 toont schematisch de electrische configuratie van de automatische afstemming.Figure 3 schematically shows the electrical configuration of the automatic tuning.
Figuur 4 toont schematisch een andere configuratie voor de automatische afstemming.Figure 4 schematically shows another configuration for the automatic tuning.
Figuur 5 toont schematisch de ongewenste koppeling tussen twee antennes en de gebruikte compensatieschakeling.Figure 5 schematically shows the unwanted coupling between two antennas and the compensation circuit used.
Figuur 6 geeft een uitvoeringsvoorbeeld van de compensatieschakeling.Figure 6 shows an exemplary embodiment of the compensation circuit.
Figuur 2 toont schematisch de electrische configuratie van een detectiestelsel volgens de uitvinding. De zend-ontvanginrichting (1) is gekoppeld aan een impedantie-transformator (2) die voor de juiste impedantie-aanpassing zorgt. De transformator(2) is aangesloten op de antennespoel (3) door middel van een afstemelement (4), dat er voor zorgt dat de antennespoel (3) op de juiste frequentie wordt afgestemd. Afstemmen aan de secundaire zijde van de transformator (2) door middel van een afstemelement (4) heeft als voordeel dat de afstemming niet afhankelijk is van de transformatie-verhouding van de transformator (2) maar alleen van de impedantie van de antennespoel (3). Tevens zijn de verliezen in de transformator (2) veel lager doordat deze geen deel meer uitmaakt van het resonantiecir-cuit.Figure 2 schematically shows the electrical configuration of a detection system according to the invention. The transceiver (1) is coupled to an impedance transformer (2) that provides the correct impedance matching. The transformer (2) is connected to the antenna coil (3) by means of a tuning element (4), which ensures that the antenna coil (3) is tuned to the correct frequency. Tuning on the secondary side of the transformer (2) by means of a tuning element (4) has the advantage that the tuning does not depend on the transform ratio of the transformer (2) but only on the impedance of the antenna coil (3) . The losses in the transformer (2) are also much lower because it is no longer part of the resonant circuit.
Afstemmen van de resonantiefrequentie van de antennekring op de systeemfrequentie kan worden gerealiseerd door een gelijkstroom in de regelbare zelfinductie te sturen. Door voormagnetiseren van de kern ontstaat dan een verandering van de permeabiliteit van de spoelkern en zal de zelfinductie overeenkomstig veranderen. Er kan zelfs een schakeling worden bedacht waarin deze afstemming automa- tisch wordt gerealiseerd.Tuning the resonant frequency of the antenna circuit to the system frequency can be achieved by controlling a direct current in the adjustable inductance. Pre-magnetizing the core then results in a change in the permeability of the coil core and the self-inductance will change accordingly. A circuit can even be devised in which this coordination is automatically realized.
In figuur 3 is een dergelijke uitvoering schematisch getoond. Een fasevergelijkschakeling (7) vergelijkt de fase van stroom en spanning en regelt de gelijkstroom door het afstemelement totdat er geen faseverschil tussen stroom en spanning meer bestaat: de kring resoneert. Om de resonantiefrequentie goed in te stellen, moet stroom en spanning worden gemeten. Bij resonantie is niet alleen stroom en spanning in fase, maar zijn beiden ook maximaal.Figure 3 shows such an embodiment schematically. A phase comparator (7) compares the phase of current and voltage and controls the direct current through the tuning element until there is no longer a phase difference between current and voltage: the circuit resonates. Current and voltage must be measured to properly set the resonant frequency. At resonance not only current and voltage are in phase, but both are also maximum.
Een andere uitvoering, getoond in figuur 4, maakt hiervan gebruik. Eénwindingantennes zijn vaak erg groot uitgevoerd, zodat de magnetische koppeling tussen twee zulke antennes, die bij verschillende zend/ontvangers horen, lang niet altijd 0 is. Indien twee zulke antennes in eikaars nabijheid staan, dan is er sprake van overspraak van signalen van de ene naar de andere antenne en vice versa. Indien dit beperkt blijft tot alleen het zendsignaal is dit geen groot probleem. Doordat frequentieverschillen van verschillende zenders klein zijn, ontstaan er zwevingen met deze zeer lage frequentie. Deze zwevingen zijn op eenvoudige wijze in de ontvanger te filteren. Ook respondersignalen worden via deze ongewenste koppeling doorgegeven. Bijvoorbeeld zal een responder die in het veld van een antenne (3) wordt geactiveerd, een signaal in antenne (3) opwekken. Het signaal dat de responder direct in een andere niet al te verre antenne opwekt, is erg zwak. Echter door de magnetische koppeling van de grote antennelussen, wordt op deze indirecte wijze toch een signaal doorgegeven en kan de responder op de verkeerde plaats worden gedetecteerd.Another embodiment, shown in Figure 4, uses this. One-winding antennas are often very large, so that the magnetic coupling between two such antennas, which belong to different transmitters / receivers, is by no means always 0. If two such antennas are in close proximity, then there is crosstalk of signals from one antenna to the other and vice versa. If this is limited to only the transmission signal, this is not a major problem. Because the frequency differences of different transmitters are small, beatings occur at this very low frequency. These beats can be easily filtered in the receiver. Respondent signals are also passed on via this unwanted link. For example, a responder activated in the field of an antenna (3) will generate a signal in antenna (3). The signal that the responder generates directly in another not too distant antenna is very weak. However, due to the magnetic coupling of the large antenna loops, a signal is still passed on in this indirect manner and the responder can be detected in the wrong place.
Om deze koppeling tegen te gaan is parallel aan de antennespoelen, die mogelijk dit effect vertonen, een transformator met regelbare koppeling aangesloten.In order to counteract this coupling, a transformer with an adjustable coupling is connected parallel to the antenna coils, which may show this effect.
In figuur 5 is dit getoond. De toegevoegde transformator (8) is met een zodanige fase aangesloten, dat bij juiste instelling de koppeling, die tussen de grote spoelen aanwezig is, juist wordt gecompenseerd.This is shown in figure 5. The added transformer (8) is connected with such a phase that, when correctly adjusted, the coupling present between the large coils is correctly compensated.
Een praktische uitvoering van deze transformator is in figuur 6 getoond. De transformator (8) bestaat hier uit twee potkernhelften (9) die onderling verschuifbaar op een as (10) zijn gemonteerd. Het verschuiven van de potkernhelften (9) over deze as (10) naar elkaar toe vergroot de magnetische koppeling tussen de twee helften en vice versa.A practical embodiment of this transformer is shown in figure 6. The transformer (8) here consists of two pot core halves (9) which are mounted on a shaft (10) in a slidable manner. Sliding the pot core halves (9) along this axis (10) towards each other increases the magnetic coupling between the two halves and vice versa.
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9301541A NL9301541A (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Antenna for electromagnetic detection system. |
EP94202552A EP0646984A1 (en) | 1993-09-06 | 1994-09-06 | Electromagnetic detection system provided with an antenna element having one winding |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9301541A NL9301541A (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Antenna for electromagnetic detection system. |
NL9301541 | 1993-09-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL9301541A true NL9301541A (en) | 1995-04-03 |
Family
ID=19862844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL9301541A NL9301541A (en) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | Antenna for electromagnetic detection system. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0646984A1 (en) |
NL (1) | NL9301541A (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0410385D0 (en) * | 2004-05-10 | 2004-06-16 | Gardtech Ltd | Detection system |
US7498952B2 (en) | 2005-06-06 | 2009-03-03 | Lutron Electronics Co., Inc. | Remote control lighting control system |
WO2006133153A1 (en) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Lutron Electronics Co., Inc. | Load control device having a compact antenna |
NL2002596C2 (en) | 2009-03-06 | 2010-09-07 | Nedap Nv | ANTENNA UNIT WITH AUTOMATIC TUNING. |
CA2887413A1 (en) | 2012-11-23 | 2014-05-30 | Delaval Holding Ab | Registering of a transponder tag via an alternating electromagnetic field |
WO2015171058A1 (en) | 2014-05-06 | 2015-11-12 | Delaval Holding Ab | Registering of a transponder tag via an alternating electromagnetic field |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3112033A1 (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Tuning detector for frame antennas |
CH667955A5 (en) * | 1984-03-29 | 1988-11-15 | Svaetopluk Radakovic | Transmitter for broadband antenna - has antenna as induction in parallel resonator stage coupled to transmitter coil |
EP0331269A1 (en) * | 1988-03-04 | 1989-09-06 | N.V. Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP | Electromagnetic detection system |
US5225847A (en) * | 1989-01-18 | 1993-07-06 | Antenna Research Associates, Inc. | Automatic antenna tuning system |
-
1993
- 1993-09-06 NL NL9301541A patent/NL9301541A/en not_active Application Discontinuation
-
1994
- 1994-09-06 EP EP94202552A patent/EP0646984A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3112033A1 (en) * | 1981-03-26 | 1982-10-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Tuning detector for frame antennas |
CH667955A5 (en) * | 1984-03-29 | 1988-11-15 | Svaetopluk Radakovic | Transmitter for broadband antenna - has antenna as induction in parallel resonator stage coupled to transmitter coil |
EP0331269A1 (en) * | 1988-03-04 | 1989-09-06 | N.V. Nederlandsche Apparatenfabriek NEDAP | Electromagnetic detection system |
US5225847A (en) * | 1989-01-18 | 1993-07-06 | Antenna Research Associates, Inc. | Automatic antenna tuning system |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BARR ET AL.: "ELF,VLF and LF radiation from a very large loop antenna with a mountain core", IEE PROCEEDINGS H. MICROWAVES, ANTENNAS & PROPAGATION, vol. 140, no. 2, April 1993 (1993-04-01), STEVENAGE GB, pages 129 - 134 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0646984A1 (en) | 1995-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0131440B1 (en) | Variable frequency rf electronic surveillance system | |
NL9100111A (en) | ANTENNA SYSTEM FOR AN INQUIRY STATION FOR IDENTIFYING OBJECTS. | |
AU653177B2 (en) | System for the reception of signals from a passive transponder | |
EP1449113B1 (en) | Dual antenna coil transponder system | |
EP0253877B1 (en) | Aerial systems | |
CA1110341A (en) | Marker tag for a detection system | |
EP0615136B1 (en) | Electronic transponder tuning procedure | |
EP0414628A2 (en) | Individually fed multiloop antennas for electronic security systems | |
US4551712A (en) | Electronic detection system for detecting a responder including a frequency divider | |
EP1036424A1 (en) | Antenna and transmitter arrangement for eas system | |
AU2002353975A1 (en) | Dual antenna coil transponder system | |
CA2091728C (en) | Electrically-and-magnetically-coupled, batteryless, portable, frequency divider | |
EP0331269B1 (en) | Electromagnetic detection system | |
NL9301541A (en) | Antenna for electromagnetic detection system. | |
DE69015668D1 (en) | Transmission theft shoplifting detection system. | |
US6677754B2 (en) | Magnetic resonance installation having a trap for suppressing currents on a cable shield | |
DE69921527T2 (en) | Electric resonance element, detection device and method for controlling a mobile vehicle | |
NL8700369A (en) | METHOD FOR PLACING AN ELECTRONIC RESPONDER IN A METAL ENVIRONMENT | |
NL8502903A (en) | SYSTEM FOR THE TRANSMISSION OF MAIN FREQUENT ELECTROMAGNETIC SIGNALS. | |
WO2009005504A1 (en) | Inductively coupled loop antenna for a radio frequency identification reader | |
CA2181344C (en) | An alarm element | |
NL9300250A (en) | Decoupled antenna coils | |
GB2280089A (en) | System for the reception of signals from a passive transponder | |
EP0226239A1 (en) | Electromagnetic detection system of high sensitivity | |
EP0800094A1 (en) | Circuit for detecting a transponder |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
BV | The patent application has lapsed |