AT5047U1 - ANTENNA ARRANGEMENT OF WRITE READERS FOR CONTACTLESS TRANSPONDER - Google Patents
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Abstract
Bei einer Antennenanordnung von Schreiblesegeräten, mit denen kontaktlose Transponder innerhalb einer bestimmten Distanz beschrieben und/oder gelesen werden können, und die mindestens eine Schreibleseantenne (1) aufweisen, wird vorgeschlagen, daß neben der Schreibleseantenne (1) mindestens eine Blindantenne (4) angeordnet ist und daß Schreibleseantenne (1) und Blindantenne (4) auf gleiche oder annähernd gleiche Resonanzfreqeunz eingestellt sind.In the case of an antenna arrangement of read / write devices with which contactless transponders can be written and / or read within a certain distance and which have at least one read / write antenna (1), it is proposed that at least one dummy antenna (4) be arranged next to the read / write antenna (1) and that read / write antenna (1) and dummy antenna (4) are set to the same or approximately the same resonance frequency.
Description
AT 005 047 UlAT 005 047 Ul
Die Erfindung betrifft Antennenanordnungen von Schreiblesegeräten, mit denen kontaktlose Transponder innerhalb einer bestimmten Distanz beschrieben und/oder gelesen werden können.The invention relates to antenna arrangements of read / write devices with which contactless transponders can be written and / or read within a certain distance.
Unter Transponder wird hierbei ein Datenträger mit einem elektrisch isolierenden Körper, vorzugsweise mit einem Kunststofikörper verstanden, der mindestens ein Chip enthält, welches elektrisch leitend mit mindestens einer Spule bzw. einer Antenne verbunden ist.In this context, a transponder is understood to mean a data carrier with an electrically insulating body, preferably with a plastic body, which contains at least one chip which is connected in an electrically conductive manner to at least one coil or antenna.
Bevorzugte Anwendungen sind hierfür kontaktlose Chipkarten, kontaktlose Etiketten und kontaktlose münzförmige Datenträger.Preferred applications for this are contactless chip cards, contactless labels and contactless coin-shaped data carriers.
Die Lage bzw. der Verlauf der Schreiblesedistanzgrenze ist dabei abhängig von der Transpondcrantenncnausführung. Mit kleinen Antennen können nur kurze Schreiblesedistanzen erreicht werden. Zur Erhöhung der Schreiblesedistanz ist der Einsatz großer Antennen erforderlich, was zu unerwünschten Baugrößen der Transponder führt. 2 AT 005 047 UlThe position or the course of the read / write distance limit is dependent on the transponder type. Only small read / write distances can be achieved with small antennas. To increase the read / write distance, the use of large antennas is necessary, which leads to undesirable sizes of the transponders. 2 AT 005 047 Ul
Im Stand der Technik ist es bekannt zur Erhöhung der Schreib-Lese-Entfier-nung am Transponder zusätzliche Spulen anzuoidnen. ln DE 197 03 029 ist eine Anordnung beschrieben, bei der eine Transponder-Vorrichtung einen Halbleiterchip mit angeschlossener Antennenspule und eine im Transponder zusätzlich angeordneten Koppelspule aulweist, wobei die Koppelspule aus einem Koppelelement, d. h. einem Spulenteil, der mit der Antennenspule in Verbindung steht, und einer größeren Antennenkoppelspule besteht.It is known in the prior art to add additional coils to increase the read / write distance on the transponder. DE 197 03 029 describes an arrangement in which a transponder device has a semiconductor chip with a connected antenna coil and a coupling coil additionally arranged in the transponder, the coupling coil consisting of a coupling element, i. H. a coil part, which is connected to the antenna coil, and a larger antenna coupling coil.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß der Transponderaufbau kostenaufiven-dig ist und das Transpondcrvolumen erhöht ist gegenüber Transpondern mit ausschließlich einer Antennenspule.A disadvantage of this arrangement is that the transponder structure is expensive and the transponder volume is increased compared to transponders with only one antenna coil.
Nachteilig ist weiterhin, daß die von der Größe und Bauart der Antennenspule abhängige Schreiblesedistanz bei Transpondern mit Koppelelcment und zweiter Antennenspule wegen der Übertragungsverluste zwischen Transponder und Koppcldement kleiner ist, als bei Transpondern mit Chip und flflchenmfißjg der zweiten Antennenspule gleichgroßen Antennenspule.A further disadvantage is that the write-reading distance, which is dependent on the size and design of the antenna coil, is smaller in the case of transponders with a coupling element and second antenna coil because of the transmission losses between the transponder and the coupling element, than in the case of transponders with a chip and the antenna coil of the same size as the second antenna coil.
In DE 44 23 066 A 1 ist eine Anordnung angegeben, bei der ein auf die Prozessor- und Speichereinheit des Datenträgers aufsteckbares Modul, welches den Schidb-ZLesekontakt mit der stationären Schreib-ZLeseeinhcit realisiert, die Daten und die Energie empfängt und über Steckkontakte, enge kapazitive oder induktive Kopplung an die entsprechend gestaltete Prozessor- und Speichereinheit de9 Datenträgers weiterreicht. Nachteilig ist, daß dieses zwischengescbal-tete Modul immer in enger Kopplung mit dem eigentlichen Transponder stehen muß, da die Herstellung des Moduls kostenaufwendig ist und im Modul selbst Energie der Schreib-/Lesestation verbraucht wird. 3 AT 005 047 UlDE 44 23 066 A 1 specifies an arrangement in which a module which can be plugged onto the processor and memory unit of the data carrier and which realizes the Schidb Z read contact with the stationary write Z read unit receives the data and the energy and via plug contacts, close capacitive or inductive coupling to the correspondingly designed processor and memory unit of the data carrier. It is disadvantageous that this interposed module must always be in close coupling with the actual transponder, since the manufacture of the module is expensive and the energy of the read / write station itself is consumed in the module. 3 AT 005 047 Ul
Weiterhin ist aus DE 19S 42 900 A 1 eine Anordnung zur Erhöhung der Schrcib-/Lesercichweite eines kontaktiosen Datenträgers bekannt, bei der auf dem Datenträger parallel zur Ebene der Antennenspule mindestens eine offene Zusatzspule angebracht ist.Furthermore, from DE 19S 42 900 A 1 an arrangement for increasing the writing / reader range of a contactless data carrier is known, in which at least one open additional coil is attached to the data carrier parallel to the plane of the antenna coil.
Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß die Zusatzspule gleich groß oder nur geringfügig größer ist als die Datenträgerspule und zu ihr fest angeordnet ist und daß die Zusatzspule nicht auf die Resonanzfrequenz des Sohreib-/Lesevor-ganges abgestimmt ist. Damit kann duruch diese Anordnung nur eine geringe Schreib'/Lesereichweitenerhöhung gegenüber dem eigentlichen kontaktiosen Datenträger erzielt werden.The disadvantage of this arrangement is that the additional coil is of the same size or only slightly larger than the data carrier coil and is fixed to it and that the additional coil is not tuned to the resonance frequency of the so-called read / write process. This arrangement means that only a slight increase in the read / write range compared to the actual contactless data carrier can be achieved.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antennenanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der die Schreiblesedistanz erhöht und die Abhängigkeit der Schreiblesedistanz von der WinkelsteHung zwischen Transponderantennen und der Antenne des Schieibiesegeräts verringert werden kann.The invention has for its object to provide an antenna arrangement of the type mentioned, with which the read / write distance can be increased and the dependence of the read / write distance on the angular position between transponder antennas and the antenna of the pushing device can be reduced.
Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1.According to the invention, the object is achieved with the characterizing features of patent claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltung«! der erfindungsgemäßen Anordnung/ des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous design «! The arrangement / method according to the invention are specified in the subclaims.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung werden insbesondere folgende Vorteile erreicht: 4 AT 005 047 Ul 1. Eine Erhöhung der Schreiblesereichweite bei gleichem Aufbau und gleicher Leistung des Schreiblescgcräts und der Schreibleseantenne. 2. Eine Vergrößerung der Fläche des Schreiblesefelds. 3. Die Veränderung der Fläche des Schreibieseantennenfelds bzw. das Schaffen mehrerer Richtungen des SchreibleseantennenfeldsThe following advantages are achieved in particular with the arrangement according to the invention: 4 AT 005 047 Ul 1. An increase in the read / write range with the same structure and the same performance of the write / read device and the write / read antenna. 2. An increase in the area of the read / write field. 3. Changing the area of the write antenna field or creating multiple directions of the read antenna field
Sie ist deshalb gut geeignet für den Einsatz in Kontroll- bzw. Durchlaßeiorich-tungen sowie in Sortiereinrichtung für Personen oder Fahrzeuge, Waren und Güter, deren Transponder identifiziert und/oder denen Transponderspeicherinhalte beschrieben, auf- oder abgewertet oder anderweitig verändert werden sollen.It is therefore well suited for use in control and transmission devices as well as in sorting devices for people or vehicles, goods and goods, whose transponders are identified and / or whose transponder memory contents are to be described, upgraded or devalued or otherwise changed.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausftihiungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings:
Figur 1 a die Seitenansicht einer Schreibleseantenne und zwei in gleicher Ebene angeordnete Blindantennen,FIG. 1 a shows the side view of a read / write antenna and two blind antennas arranged in the same plane,
Figur 1 b die Antennen gemäß Figur 1 a in der Draufeicht,1b shows the antennas according to FIG. 1a in the top view,
Figur 2 eine parallel angeordnete Schreiblese- und eine Blindantenne in Seitenansicht undFigure 2 is a parallel read-write antenna and a dummy antenna in side view and
Figur 3 die Seitenansicht eine Anordnung mit Schreibleseantenne und zwei im gleichschenkligen Dreieck angeordnete Blindantennen. 5 AT 005 047 Ul3 shows the side view of an arrangement with a read / write antenna and two dummy antennas arranged in the isosceles triangle. 5 AT 005 047 Ul
Bei der in Figur 1 a dargestellten Anordnung ist die Sehreibleseantenne 1 über die Antennenleitung 2 an die Schreiblesestation 3 angeschlossen. Die Schreiblesestation 3 verfügt mindestens über eine Sende- und Empfiuigscinheit. Sie ist ferner an hier nicht dargestellte Stromversorgungs- und Auswerte- oder Steuereinheiten angeschlossen. Neben der Schreibleseantenne 1 befind«! sich zwei Blindantennen 4, die in der gleichen Ebene angeordnet sind und die im daige-stellten Beispiel die gleiche Größe und Abmessung wie die Schreibleseantenne 1 aufweisen. Die BUndantenncn 4 sind über das elektromagnetische Feld an die Schreibleseantenne 1 angekoppelt und bilden ihrerseits elektromagnetische Felder aus, wodurch die Schreiblesedistanzgrenze 5 der Schreibleseantenne 1 nach beiden Seiten hin beträchtlich erweitert wind. Die BUndantenne 4 besteht hierbei aus der Antennenwicklung 9 und dazu parallel und/oder in Reihe geschalteten Kondensatorelementen 8.In the arrangement shown in FIG. 1 a, the read / write antenna 1 is connected to the read / write station 3 via the antenna line 2. The read / write station 3 has at least one transmitting and receiving unit. It is also connected to power supply and evaluation or control units, not shown here. Next to the read / write antenna 1 is «! there are two dummy antennas 4 which are arranged in the same plane and which in the example shown have the same size and dimensions as the read / write antenna 1. The antenna antennas 4 are coupled to the read / write antenna 1 via the electromagnetic field and in turn form electromagnetic fields, as a result of which the read / write distance limit 5 of the read / write antenna 1 is considerably expanded on both sides. The federal antenna 4 here consists of the antenna winding 9 and, in parallel and / or in series, capacitor elements 8.
Wie aus Figur 1 b ersichtlich ist, müssen die Blindantennen 4 nicht ausschließlich linear zur Schreibleseantenne I angeordnet sein, sondern können sich je nach Anwendungsziel auch in einer beliebigen Anordnung um die Schreibleseantenne 1 herum befinden.As can be seen from FIG. 1b, the dummy antennas 4 need not be arranged exclusively linearly with the read / write antenna I, but can also be arranged in any arrangement around the read / write antenna 1, depending on the application purpose.
Im gezeigten Beispiel befinden sich die Antennen 1 und 4 auf je einem Antennenträger 7, die eigentliche Antenne besteht hierbei aus einer Antennenwicklung 9 und in Reihe und/oder parallel geschalteten Kondensatoren 8. Es ist dabei erforderlich, die Antennen 1 und 4 auf gleiche oder annähernd gleiche Resonanzfrequenzen einzustellen.In the example shown, the antennas 1 and 4 are each on an antenna carrier 7, the actual antenna here consists of an antenna winding 9 and capacitors 8 connected in series and / or in parallel. It is necessary to set the antennas 1 and 4 to the same or approximately set the same resonance frequencies.
Antennenträger 7 für eine Schreibleseantenne 1 kann zum Beispiel eine Wand oder eine in einen Wandsehlitz eingesetzte Trägerfläche sein, als Antermentrft-ger 7 für eine Blindantenne 4 kann z. B. eine Glasscheibe dienen.Antenna support 7 for a read / write antenna 1 can, for example, be a wall or a support surface inserted into a wall misalignment. B. serve a sheet of glass.
In Figur 2 sind Sehreibleseantenne 1 und BHndantenne 4 zueinander parallel angeordnet. Die Antennenfelder spannen insgesamt eine zwischen den 6 AT 005 047 UlIn FIG. 2, visual reading antenna 1 and bra antenna 4 are arranged parallel to one another. The antenna fields span a total of 6 AT 005 047 Ul
Antennen 1 und 4 liegende größere Schreiblesedistanz auf, als diejenige, die sich bei Verwendung nur der Schreiblcseantenne 1 «geben würde. Die von der Schreibleseantenne 1 ursprünglich gesetzte Distanzgrenze 5 wird dadurch beträchtlich hinter die Blindantenne 4 verschoben.Antennas 1 and 4 have a larger read / write distance than that which would result if only the write antenna 1 "were used. The distance limit 5 originally set by the read / write antenna 1 is thereby moved considerably behind the blind antenna 4.
Sowohl zwischen den als auch beiderseits der Antennen 1 und 4 können Transponder 6 gelesen oder beschrieben werden.Transponders 6 can be read or written both between and on both sides of antennas 1 and 4.
Dadurch wird es möglich, daß ein Transponder 6 bzw. eine einen Transponder 6 tragende Personen auch in relativ breiten Durchgängen sicher zu identifizieren, ohne daß eine zweite Schreibleseantenne 1 angeschlossen und mit der ersten Schreibleseamenne 1 im Multiplexverfahren betrieben werden muß.This makes it possible for a transponder 6 or a person carrying a transponder 6 to be reliably identified even in relatively wide passages without having to connect a second read / write antenna 1 and to operate it with the first read / write antenna 1 in a multiplexed manner.
Die Blindantenne 4 kann auch an transportablen Gegenständen, Behältern oder Vorrichtungen angebracht sein, wob« die Blindantenne 4 selbst im Falle des vorgesehenen Schreib-ZLesevorganges parallel oder in einen für den Schreib-/Lesevorgang zulässigen Winkel zur Schreibleseantenne l steht. Innerhalb der von der Blindantenne 1 aufgespannten Fläche kann sich der Transponder 6 zumindest temporär befinden.The dummy antenna 4 can also be attached to transportable objects, containers or devices, in which case the dummy antenna 4 is parallel or at an angle to the read / write antenna 1 that is permissible for the read / write process, even in the case of the intended read / write process. The transponder 6 can be located at least temporarily within the area spanned by the blind antenna 1.
Hierzu kann beispielsweise die Behälterwand aus elektrisch nichtleitenden Stoffen (Plaste, Papier, Pappe, Stein, Keramik) bestehen und die Blindantenne 4 tragen. Der Transponder 6 wird dabei im Behältereinsatzfall innerhalb der BUndantenne 4 angebracht.For this purpose, for example, the container wall can consist of electrically non-conductive substances (plastic, paper, cardboard, stone, ceramic) and carry the dummy antenna 4. The transponder 6 is attached inside the aerial antenna 4 when the container is used.
Ferner ist es möglich, daß sich die BUndantenne 4 an einer Autoscheibe befindet. Der Fahrer hält dabei den Transponder 6 an die Blindantenoe 4 und vergrößert so die Schreib-/Lescdistanz zum Zugangssystem, einem Terminal mit Schreib-ZLeseantenne 1. 7 AT 005 047 UlIt is also possible that the antenna 4 is located on a car window. The driver holds the transponder 6 against the blind antenna 4 and thus increases the read / write distance to the access system, a terminal with write / read antenna 1. 7 AT 005 047 Ul
Bei herkömmlichen Anordnungen sind demgegenüber insbesondere in der Nähe der Schreiblesedistanzgrenze S die Transponder 6 nur dann sicher lesbar oder beschreibbar, wenn die Flächennormalen der Transponder 6 (bzw. der Antenne des Transponders 6) in Richtung des Mittelpunktes da* Schretblcseantenne l gerichtet sind.In contrast, in conventional arrangements, in particular in the vicinity of the write / read distance limit S, the transponders 6 can only be read or written securely if the surface normals of the transponders 6 (or the antenna of the transponder 6) are directed in the direction of the center da * Schretblcseantenne l.
Bei der in Figur 3 dargestellten Antennenanordnung sind zwei Blindantennen 4 und eine Schreibleseantcnne 1 in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet, wodurch eine starke Durchdringung der Antennenfelder aller Antennen erreicht wird. Transponder 6, die sich im Inneren des von den Antennen ) und 4 aufgespannten Dreieckes befinden, können beliebige Lagen einnehmen, ohne daß die Gefahr der Nichtlesbarkeit bzw. der Nichtbeschneibbarkcit besteht.In the antenna arrangement shown in FIG. 3, two blind antennas 4 and a read / write antenna 1 are arranged in the form of an isosceles triangle, as a result of which a strong penetration of the antenna fields of all antennas is achieved. Transponders 6, which are located in the interior of the triangle spanned by the antennas) and 4, can assume any positions without the risk of being illegible or unrecordable.
Durch die zweckmäßige Anordnung von mehreren größenmäßig in Bezug zur Schreibleseantenne 1 kleinen Blindantennen 4, die flächenhaft angeordnet sind, ist es beispielsweise mit einfachen Mittel möglich, mit kontaktlosen Etiketten versehene Waren in Warenkörben vollständig zu erfassen bzw. Transponder 6 allgemein zu lesen bzw. zu beschreiben. Dabei können die Blindantennen 4 in verschiedenen Lagen und Winkeln zur Schreib-Leseantene l angebracht sein. 8Due to the expedient arrangement of several blind antennas 4 which are small in size with respect to the read / write antenna 1 and which are arranged over a large area, it is possible, for example, with simple means to completely record goods provided with contactless labels in shopping baskets or to read or write transponders 6 in general , The blind antennas 4 can be attached in various positions and angles to the read / write antenna 1. 8th
Claims (7)
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| MM9K | Lapse due to non-payment of renewal fee |