CH683735A5 - Antenne für einen passiven Transponder. - Google Patents

Antenne für einen passiven Transponder. Download PDF

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CH683735A5
CH683735A5 CH2833/93A CH283393A CH683735A5 CH 683735 A5 CH683735 A5 CH 683735A5 CH 2833/93 A CH2833/93 A CH 2833/93A CH 283393 A CH283393 A CH 283393A CH 683735 A5 CH683735 A5 CH 683735A5
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CH
Switzerland
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coil
frequency
signal
antenna
khz
Prior art date
Application number
CH2833/93A
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Donald J Urbas
David Ellwood
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Bio Medic Data Systems Inc
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    • G06K19/07777—Antenna details the antenna being of the inductive type
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Description

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CH 683 735 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Antenne für einen passiven Transponder gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Transponder und Abtastsysteme sind sehr gut bekannt. Solche Systeme umfassen einen Abfrager zum Empfang der Signale von einem passiven Transponder. Ein solches System nach dem Stand der Technik ist aus dem US-Patent Nr. 4 730 188 bekannt. Dieses System umfasst eine Antenne, mit der ein 400 kHz-Signal gesendet wird, das vom Transponder empfangen wird. Dabei werden nur eine Antenne und eine Spule sowohl zum Senden als auch zum Empfangen verwendet. Der Abfrager erhält ein «geteiltes» Signal von 40 kHz und 50 kHz. Dieses Signal ist in Übereinstimmung mit einer Kombination von Teilen von 40 kHz und 50 kHz des übertragenen Signals codiert, um einer Information, die in einem Chip im passiven Transponder gespeichert ist, zu entsprechen.
Die bekannten Abfrager waren zufriedenstellend. Jedoch leiden sie am Nachteil, dass obwohl die Spule direkt durch einen Verstärker gespeist wird, es notwendig wird, Belastungswiderstände im Treiberkreis einzuschliessen. Diese Widerstände tendieren dazu, sich zu überhitzen, und ergeben damit ein ungenügend wirkendes Treibersystem, das eine hohe Eingangsspannung benötigt und einen geringen Strom abgibt.
Die Kopplung zwischen dem Abfrager und dem Transponder ist magnetischer Art. Es folgt daraus, dass je grösser der Strom innerhalb des Abfragers ist, um so stärker wird das übertragene magnetische Feld. Die bekannten Ausführungen leiden unter dem Nachteil, dass obwohl sie mit hohen Spannungen arbeiten, sich nur ein kleiner Strom ergibt, der ein schwaches magnetisches Feld erzeugt, was zu kleinen Ablesedistanzen des Transponders führt. Zudem liefert der Transponder ein Signal mit einer «zurückkommenden» Frequenz, die nahe bei der Erregerfrequenz liegt. Die «zurückkommende» Frequenz, die am nächsten bei der Erregerfrequenz liegt, entspricht dem Signal mit der höchsten Leistung, d.h. mit der grössten Amplitude. Weil jedoch die bekannte Anordnung eine Antenne mit nur einer einzigen Spule aufweist, musste die geringere Frequenz für das zurückkommende Signal von 40 kHz und 50 kHz benützt werden, weil das zurückkommende Signal mit der höheren Frequenz und das übertragene Signal miteinander interferieren (infolge der Proximität der übertragenen Signalfrequenz). Das 40 kHz/50 kHz-Signal wird mit einer geringen Leistung übertragen, was die Empfangsdistanz verringert. Da der Abfrager mit 40 kHz arbeitet, ist das Signal mit einem Hintergrundrauschen beaufschlagt, das von den Fernsehmonitorschirmen oder Computerschirmen herstammt, die notwendigerweise vorhanden sind, weil sie zusammen mit den Mikroprozessoren verwendet werden, die während der Abtastung in Betrieb sind. Diese Monitoren arbeiten auch mit 40 kHz und 50 kHz-Hochfrequenzsignalen. Da diese Monitoren eine relativ hohe Ausgangsleistung bezüglich der Antennen haben, interferieren sie mit der Arbeitsweise des Abfragers, wenn der
Abfrager nahe bei dem Computer oder den anderen verschiedenen Monitoren verwendet wird.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Antenne für einen passiven Transponder anzugeben, mit der ein Signal mit einer Sendefrequenz ausgesendet und ein Signal mit einer Rückmeldefrequenz empfangen wird, wobei diese zwei Frequenzen nahe beieinander liegen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Antenne mit den im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zum Abfragen eines passiven Transponders,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Empfangspartie einer Antenne nach der Erfindung,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Empfangs- und Sendeteils der Antenne nach der Erfindung,
Fig. 4 eine Schnittansicht gemäss der Schnittlinie 4-4 in Fig. 3,
Fig. 5 ein Schaltungsschema der Ankopplung gemäss der Erfindung, und
Fig. 6 ein Schaltungsschema des Bandpassfilter und Mischers des Empfängers nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der Anordnung zum Abfragen eines passiven Transponders gemäss der Erfindung dargestellt. Die Anordnung umfasst einen Empfänger 100, der ein Erregersignal mit einer vorbestimmten Frequenz an eine Sonde 10 liefert. Die Erregerfrequenz beträgt 410 kHz. Die Sonde 10 sendet das 410 kHz-Signal zu einem (nicht dargestellten) Transponder. In einer beispielsweisen Ausführungsform ist die Sonde 10 induktiv mit dem Transponder, wie in der US-Patentschrift Nr. 4 730 188 beschrieben, gekoppelt. Durch diese Referenz gilt der Inhalt dieser Patentschrift als in diese Beschreibung aufgenommen. Der zurückflies-sende Datenstrom, der durch den Transponder gesendet wird, hat einen höher frequenten Träger mit einer Mittenfrequenz von 455 kHz. Das Signal wird derart codiert, dass es 451 kHz-Partien und 461,25 kHz-Partien aufweist.
Das empfangene Signal wird dem Empfänger 100 zugeführt, der dieses Signal mit dem 410 kHz-Erregersignal mischt, um ein tiefer frequentes Signal mit 45 kHz zu erzeugen. Das 45 kHz-Signal wird dann in einen Datenstrom mit Manchester-co-dierten Daten umgewandelt. Eine Empfänger-Schnittstelle 200 erhält diesen Datenstrom und wandelt ihn in ASCII-Daten um, die durch die meisten Computer verwendbar sind.
Nachfolgend wird eine detailliertere Beschreibung der Erfindung angegeben. Der Empfänger 100 umfasst einen quarzkontroilierten Erregergenerator 102, der ein Erregersignal von 410 kHz abgibt, um den Transponder über einen Leistungsverstärker 12 der Sonde 10 zu erregen. Der Leistungsverstärker 12 verstärkt das Erregersignal und leitet das verstärkte Erregersignal an eine Antenne 14.
In Fig. 2 bis 4 ist die Antenne 14 im Detail dar5
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gestellt. Die Antenne 14 wirkt sowohl als Sendeantenne und als Empfangsantenne. Die Empfangsstruktur der Antenne 14 umfasst einen Ferritstab 16. Ein einziger Draht 18 ist an beiden Enden des Ferritstabs 16 zu Spulen gewickelt. Der Draht 18 bildet so eine erste Spule 20 in Richtung des Pfeils A an einem Ende des Ferritstabs 16 und gegen seine Mitte hin. Der Draht 18 ist aber auch in Richtung des Pfeils A am anderen Ende des Ferritstabs 16 gewickelt, und zwar auch gegen den mittleren Bereich des Ferritstabs hin, um eine zweite Spule 22 zu bilden.
Ein Ende 24 des Drahtes 18 erstreckt sich gegen das Zentrum des Ferritstabs 16 von der Spule 20, während ein zweites Ende 26 des Drahtes 18 sich gegen das Zentrum des Ferritstabs 16 von der Spule 22 erstreckt. Obwohl beide Spulen 20 und 22 in Richtung des Pfeils A gewickelt sind, erstrecken sie sich in entgegengesetzten Richtungen gegeneinander, so dass sich entgegengesetzte Polaritäten bezüglich eines Magnetfeldes ergeben.
Nachfolgend wird die Sendespule der Antenne 14 anhand von Fig. 3 und 4 beschrieben. In eine innere Kartonröhre 28, die einen Längsschlitz 30 aufweist, ist der Ferritstab 16 eingeführt. Ein Teil des Drahtes 18 der Spulen 20 und 22 ist somit sichtbar. Eine zweite Kartonröhre 32 ist über der inneren Kartonröhre 28 verschiebbar angeordnet. Eine Sekundärspule 34 aus einem einzigen Draht ist um die Kartonröhre 32 in Richtung des Pfeils C gewickelt. Der Draht der Spule 34 hat zwei Enden 36, 38, die von der Sekundärspule 36 weggerichtet sind. Die sekundäre Spule 34 kann mit einer Lage aus elektrischem Isoliermaterial umfasst sein, um diese an Ort und Stelle zu halten. Eine Primärspule 40 ist um die Sekundärspule 34 in Richtung des Pfeils C gewickelt und hat die Enden 42, 44. Die Primärspule 40 hat eine Anzahl Windungen um den Ferritstab 16, die merklich kleiner ist als die Anzahl Windungen der Sekundärspule 34 um den Ferritstab 16, wodurch ein zweistufiger Induktor gebildet ist.
Die Spulen 20, 22 sind im wesentlichen äquidi-stant vom Zentrum des Ferritstabs 16. Infolge ihrer gegensätzlichen Windungsrichtungen heben sich die magnetischen Felder durch beide Spulen auf. Insbesondere empfängt die Spule 22 das positive Feld der Welle, während die Spule 20 die negative Polarität der Wellenform sieht, so dass sich eine gegenseitige Kompensation ergibt. Dadurch wird das Feld gelöscht, das durch die aus den Spulen 34, 40 bestehende Erregerspule induziert wird. Die Kartonröhre 32 ist bezüglich des Nullpunktes, der durch die Spulen 20, 22 entlang dem Ferritstab 16 erzeugt wird, verschiebbar, so dass vor der Fertigstellung der Antenne diese perfekt auf den Nullpunkt abgestimmt werden kann, so dass die Empfangspartie der Antenne 14 das Feld, das durch die Erregerspulen 34, 40 induziert wird, besser löscht. Während das Sendesignal durch die Wirkung der Spulen 20, 22 gelöscht wird, wird das vom Transponder empfangene Signal nicht gelöscht, weil die Quelle des empfangenen Signals selten äquidistant von beiden Empfangsspulen 20, 22 sein wird, so dass dadurch in der einen Spule ein empfangenes
Signal entsteht, das stärker als das in der anderen Spule empfangene Signal ist, so dass sich keine gegenseitige Löschung ergibt.
In einer Ausführungsform kann das Verhältnis der Wicklungen der Primärspule 40 zur Sekundärspule 34 beispielsweise etwa 17:1 sein. Die Sekundärspule 34 ist mit 17 und 1/4 Wicklungen gebildet, während die darüberliegende Primärspule 40 durch 1 und 1/8 Windung gebildet ist. Die Empfangsspulen 20, 22 sind je aus 30 Einheiten eines Magnetdrahtes gebildet, der 20mal um jedes Ende des Ferritstabs 16 gewickelt ist. Jede Spule befindet sich 1,5 mm vom entsprechenden Ende des Ferritstabs entfernt, und jede Spule 20, 22 erstreckt sich nicht weiter als 7,75 mm vom entsprechenden Ende des Ferritstabes 16. Die Primärspule 40 und die Sekundärspule 34 sind aus Litzen gebildet.
Wie Fig. 1 zeigt, sind die Spulenenden 42, 44 der Primärspule 40 an den Verstärker 12 angeschlossen. Die Spulenenden 36, 38 der Sekundärspule 34 sind mit einem Abstimmkreis 46 für die Erregersekundärspule verbunden. Der Abstimmkreis 46 steuert die Frequenz, bei der die Sekundärspule 34 Resonanz zeigt. Die Sekundärspule 34 wird durch den Abstimmkreis 46 so abgestimmt, dass sie bei derselben Frequenz Resonanz zeigt, wie die Frequenz des Erregersignals der Primärspule 40. Dadurch ergibt sich eine induktive Kopplung der Sendeantenne mit einem sehr hohen Q.
In Fig. 5 ist die Schaltung des Abstimmkreises 46 und des Leistungsverstärkers 12 dargestellt. Der Verstärker 12 umfasst einen zwischen einer 12 Volt-Quelle und Masse geschalteten Kondensator 48, wobei an die 12 Volt-Quelle auch der 410 kHz-Signalausgang des quarzgesteuerten Frequenzgenerators 102 angeschlossen ist. Ein zweiter Kondensator 50 ist parallel zum Kondensator 48 geschaltet. Ein invertierender Verstärker 52 ist mit Masse verbunden. Ein zweiter invertierender Verstärker 54 empfängt an seinem Eingang das 410 kHz-Signal vom quarzgesteuerten Frequenzgenerator 102 und erzeugt ein Ausgangssignal für die Basis eines Transistors 56, der einerseits mit Masse und anderseits mit einem Kondensator 58 verbunden ist. Der Kondensator 58 ist über die Spulenenden 42, 44 gekoppelt, wobei sich dadurch ein verstärktes 410 kHz-Erregersignal ergibt.
Der Abstimmkreis 46 umfasst einen ersten Kondensator 60, der parallel zu einem variablen Kondensator 62 und zu den Spulenenden 36, 38 der Sekundärspule 34 geschaltet ist. Durch ihre An-kopplung an den sekundären Abstimmkreis 46 wird die Spule 34 auf die Erregersignalfrequenz von 410 kHz abgestimmt. Die Resonanzfrequenz der Sekundärspule 40 wird dementsprechend 410 kHz. Durch Abstimmung der Resonanzfrequenz der Sekundärspule 34 nahe zur Ausgangsfrequenz der Primärspule 40 wird eine Eingangskopplung der Sekundärspule 34 erreicht, die als Erregerspule mit hohem Q wirkt. Diese Massnahmen ergeben einen energiesparenden magnetischen Feldsender mit hohem Wirkungsgrad.
Wegen ihrer engen Ankopplung weist die Sekundärspule 34 ein hohes Q und eine natürliche Resonanz bei 410 kHz auf. Dementsprechend muss die
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Primärspule 40 nur durch 1/4 des Arbeitszyklus der Impulswelle mit 410 KHz angetrieben werden, damit die Sekundärspule 34 durch Resonanz für die drei verbleibenden Viertel Arbeitszyklus frei schwingen kann, wodurch ein Erregersignal mit einem vollständigen Arbeitszyklus erzeugt wird. Entsprechend muss der Erregerfrequenzgenerator 102 die Antenne 14 nicht dauernd erregen, sondern es genügt auch hier wieder ein Viertel der Zeit der Impulse. Die natürlichen Eigenschaften eines Kreises mit einem hohen Q-Wert ermöglichen einen langen Stromweg in der Sekundärspule 34 zu haben und die Primärspule 40 mit einer Stromquelle niedrigerer Leistung zu speisen. Wenn der Strom ansteigt, wird ein stärkeres Magnetfeld durch die Antenne 14 erzeugt, wodurch der Bereich, in dem sich eine magnetische Kopplung zwischen dem Transponder und der Ankopplung 10 ergibt, vergrössert wird.
Durch ein einfaches Drehen des variablen Kondensators 62 im sekundären Abstimmkreis 46 des Erregers kann eine Abstimmung der Sekundärspule 34 bei der gewünschten Resonanzfrequenz erfolgen, wodurch sichergestellt wird, das der höchste Q-Wert der induktiven Kopplung zwischen den Spulen 34, 40 erhalten wird. Der sekundäre Abstimmkreis zusammen mit den zwei Sendeantennenspulen ergibt ein Niederspannungshochstromgerät, das den Wirkungsgrad und die Abtastdistanz der Sendeantenne vergrössert. Die Verwendung einer niederen Spannung bei hohem Strom ermöglicht den Einsatz eines variablen Abstimmkondensators für die Abstimmung der Sekundärspule.
Das 410 kHz-Signal wird durch einen Transponder empfangen, der als Antwort auf das Erregersignal ein Indentifikationssignal mit 451 kHz-Partien und 461,25 kHz-Partien abgibt. Das Transpondersi-gnal wird durch die Empfangsspulen 20, 22 empfangen. Die Empfangsspulen 20, 22 der Antenne 14 sind mit einem Empfangsspulenabstimmkreis 64 gekoppelt, der die Empfangsspulen 20, 22 auf Resonanz bei einer Mittenfrequenz von 455 kHz abstimmt, wodurch sich eine abgestimmte Empfangsantenne mit 10 kHz Bandbreite ergibt, so dass das verschobene Empfangssignal mit einem höheren Empfangspegel als die umgebenden Signale empfangen wird. Die Empfangsspulen 20 und 22 erzeugen ein Empfangssignal. Wie Fig. 5 zeigt, sind die Spulenenden 24, 26 der Empfangsspulen 20, 22 mit mehreren parallel geschalteten Kondensatoren 66, 68 und 70 verbunden. Die Basis eines Transistors 72 ist über die Reihenschaltung eines Widerstands 74 und eines vierten Kondensators 76 mit dem Spulenende 24 verbunden. Ein zweiter Widerstand 78 ist zwischen den Kollektor des Transistors 72 und dessen Basis geschaltet. Ein dritter Widerstand 80 liegt zwischen den beiden Eingängen des Empfängers 100 und hat auch ein mit dem Emitter des Transistors 72 verbundenes Ende. Ein Kondensator 82 ist über einen Widerstand 84 an den Empfänger 100 angeschlossen und sein anderes Ende ist mit Masse verbunden. Dadurch ergibt sich, dass der abgestimmte Ausgang des Empfangsspulenab-stimmkreises 64 an die als Impedanzpuffer wirkende Schaltung 86 angeschlossen ist, so dass das empfangene Signal an den Empfangsspulen 20, 22
erfasst werden kann, ohne dass der Q-Wert der Empfangsspulen 20, 22 verschlechtert wird. Das erhaltene Signal wird dem Empfänger 100 zugeführt.
Der Empfänger 100 umfasst ein Bandpassfilter 104 mit einer Bandbreite von etwa 15 kHz. Die Verwendung eines 455 kHz-Signals für die verschiedenen vorgesehenen Operationen erlaubt nicht nur ein stärkeres empfangenes Signal zu haben, sondern auch ein keramisches Bandpassfilter zu verwenden, wodurch die Konstruktion des Empfängers 100 vereinfacht wird, und zwar sogar durch Verwendung von Filtern, die eine nahezu ideale Filtercharakteristik haben. Das Bandpassfilter 104 unterdrückt im wesentlichen vollständig das Rauschen des empfangenen Signals. Denn obwohl sich beispielsweise die Sendespulen an der Feldlöschstelle der Antenne 14 befinden, wird trotzdem ein 410 kHz-Signal durch die Empfangsspulen 20, 22 empfangen. Dieses Rauschen und dergleichen wird durch das keramische Bandpassfilter 104 unterdrückt. Das gefilterte Signal mit einer Mittenfrequenz von 455 kHz wird dann dem Hochfrequenzverstärker 106 zugeführt, wodurch sich eine Verstärkung von 40 dB ergibt. Das verstärkte Signal wird dann einem Analogmischer 108 zugeführt, dem auch das 410 kHz-Signal aus dem quarzgesteuerten Erregerfrequenzgenerator 102 zugeführt wird, um ein Signal mit einer Frequenz mit 45 kHz zu erzeugen.
Fig. 6 zeigt eine Schaltkreisanordnung mit einem keramischen Bandpassfilter 104, einem Hochfrequenzverstärker 106 und einem Analogmischer 108. Das 455 kHz-Signal wird am positiven Eingang des keramischen Bandpassfilters 104 eingespeist. Der negative Eingang des keramischen Bandpassfilters 104 ist geerdet. Der negative Ausgang des keramischen Bandpassfilters 104 ist ebenfalls geerdet. Der positive Ausgang des keramischen Bandpassfilters 104 stellt somit ein Filterausgang dar. Ein Widerstand 110 ist zwischen die Ausgänge des keramischen Bandpassfilters 104 eingefügt. Ein Kondensator 112 koppelt das keramische Bandpassfilter 104 zum Hochfrequenzverstärker 106.
Der Hochfrequenzverstärker 106 umfasst einen zwischen Erdanschluss und einer 12 Volt-Speiselei-tung eingeschalteten Operationsverstärker 114 und einen variablen Widerstand 116, der an den Ausgängen des Operationsverstärkers 114 angeschlossen ist und dessen mittlere Anzapfung an Erde liegt. Ein Ausgang des Verstärkers 114 ist über die Parallelschaltung eines Widerstandes 118 und eines Kondensators 120 mit seinem invertierenden Eingang 126 und über einen weiteren Widerstand 122 mit einer 6 Volt-Speisequelle verbunden, an die auch ein Widerstand 124 angeschlossen ist, der das Ausgangsignal des Kondensators 112 erhält. Der Kondensator 112 ist mit dem nichtinvertieren-den Eingang des Operationsverstärkers 114 verbunden.
Dem Analogmischer 108 wird über einen Kondensator 128 das Ausgangssignal des Verstärkers 106 und über seinen Eingang A das 410 kHz-Si-ganl des quarzgesteuerten Erregerfrequenzgenerators 102 zugeführt. Der Analogmischer 108 mischt das verstärkte 455 kHz-Signal mit dem 410 kHz-Si-
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gnal und gibt am Ausgang A ein Ausgangssignal mit der Differenzfrequenz ab. Dieses Ausgangssignal hat in diesem Beispiel eine Mittenfrequenz von 45 kHz und wird über ein Tiefpassfilter 130 geführt. Eine Induktionsspule 132, die mit dem Ausgang A verbunden ist, und ein Kondensator 134, der auf Masse geführt ist, bilden einen LC-Kreis. Ein zweiter Kondensator 136 ist zwischen dem Mischer 108 und Masse geschaltet.
Durch Heruntermischen der Frequenz des empfangenen Datensignals kann der Empfänger 100 das Signal besser verarbeiten. Vor dem Heruntermischen der Frequenz waren die Daten durch um 4-6 kHz von einer Mittelfrequenz von 455 kHz verschobene Signalpartien codiert. Eine solche Verschiebung entspricht etwa 1%. Der Analogmischer 108 erzeugt jedoch ein Signal, das bei 45 kHz zentriert ist und immer noch Partien hat, die um 5 kHz verschoben sind, um die Codierung der Daten anzuzeigen. Die detektierte Verschiebung wird nun 10% der Signalfrequenz, was einer Differenzfrequenz entspricht, die sehr viel einfacher zu erfassen und zu handhaben ist.
Das Tiefpassfilter 130 erhält das Signal mit der tieferen Frequenz und gibt ein rauscharmes 45 kHz-Signal an einen Phasenregelkreis (PLL) 140 ab, der ein Signal mit der Mittenfrequenz 45 kHz detektiert. Der Phasenregelkreis 140 erhält somit ein 45 kHz-Signal und gibt einen Manchester-co-dierten Datenstrom entsprechend dem durch die Antenne 14 empfangenen Signal.
Der Datenstrom wird einem Empfänger-Interface 200 zugeführt, das einen Mikrocomputer 202 umfasst, dem die Manchester-codierten Daten sowie auch ein Signal aus einem Stromdedektor 142 zur Detektion des Pegels des Stroms, der aus der Primärspule 140 kommt, zugeführt wird. Auf den Empfang des Datenstroms hin, schaltet der Mikro-Com-puter 202 den im EPROM 206 gespeicherten Manchesterdekodieralgorithmus mit Hilfe eines Adressendekoders 204 auf. Der Mikro-Computer 202 verwendet den im EPROM 206 gespeicherten Algorithmus, um den Datenstrom zu dekodieren. Ein Mikrocomputerquarz mit einem 8 MHz-Taktgeber 208 liefert den Taktimpuls für den Mikro-Computer 202. Nach Empfang von geeigneten Instruktionen vom EPROM 206, wandelt der Mikro-Computer 202 die codierten Daten in maschinenverwendbare ASCII-Daten um.
Eine solche Antenne mit einem Nullpunkt für das übertragene Signal ermöglicht, ein Transpondersi-gnal zu empfangen, das sehr nahe beim gesendeten Signal liegt, das ein Signal mit grösster Leistung ist, wodurch die Ablesedistanz der Ankopp-lung vergrössert wird. Die Ausgestaltung der Übertragerpartie der Antenne mit zwei Spulen, von denen die eine auf die Übertragungsfrequenz der anderen abgestimmt ist, erlaubt es, Energie zu sparen, indem die Resonanz zwischen den Spulen ausgenützt wird, um einen Teil des Erregersignals zu übertragen, so dass damit die Zeit verkürzt wird, die zum Treiben der Übertragerspulen durch Verwendung eines Erregerfrequenzgenerators erforderlich ist. Die zwei Spulen in der Sendeantenne, von denen die Primärspule eine Anzahl Windungen aufweist, die wesentlich kleiner ist als die Anzahl Windungen der Sekundärspule, bilden einen vorteilhaften Niederspannungshochstromübertrager.
Da die Sonde Hochfrequenzsignale empfangen kann, ist es möglich, ein keramisches Bandpassfilter im Empfänger zu verwenden. Der Analogmischer im Empfänger ermöglicht, ein Hochfrequenzsignal zu empfangen und das Signal auf eine niedrigere Frequenz umzusetzen, statt ein Niederfrequenzsignal als eine Harmonische des Hochfrequenzsignals zu empfangen, so dass der Wirkungsgrad des gesamten Systems vergrössert wird.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Antenne für einen passiven Transponder, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung eines ersten Signals mit einer ersten Freuquenz an dem passiven Transponder und zum Empfangen eines zweiten Signals mit einer zweiten Frequenz vom passiven Transponder ein Ferritstab (16) und eine Empfangsspule (20, 22) für den Empfang des Signals vom passiven Transponder vorhanden sind, und dass die Empfangsspule (20, 22) auf die zweite Frequenz abgestimmt ist.
    2. Antenne nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsspule (20, 22) aus einem einzigen Draht gebildet sind, aus dem eine erste nahe dem einen Ende des Ferritstabs (16) angeordnete Spule (22) und eine zweite nahe dem anderen Ende des Ferritstabs (16) angeordnete Spule (20) gebildet sind, dass die erste Spule (22) in Richtung gegen die zweite Spule (20) gewickelt ist, und dass die zweite Spule (20) gegen die erste Spule (22) hin gewickelt ist, um so eine feldneutrale Stelle zwischen der ersten Spule (22) und der zweiten Spule (20) zu bilden.
    3. Anordnung zum Abfragen eines passiven Transponders mit einer Antenne nach Patentanspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Sonde (10) zur Übertragung eines Erregersignals mit einer ersten Frequenz und zum Empfang eines Signals aus dem Transponder mit einer zweiten Frequenz, wobei die Sonde die Antenne (14) zum Senden des Erregersignals umfasst, die eine Sekundärspule (34) und eine über diese Sekundärspule (34) gewickelte Primärspule (40) aufweist, wobei die Sekundärspule auf Resonanz mit der ersten Frequenz abgestimmt ist, und durch einen Empfänger (100), der einen Spulentreiber (102) zur Einspeisung des Erregersignals in die Primärspule (40) umfasst.
    4. Anordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulentreiber (102) zur Abgabe einer Viertelwellenimpulsperiode mit der ersten Frequenz eingerichtet ist.
    5. Anordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Wicklungen der Primärspule (40) ein Bruchteil der Anzahl Wicklungen der Sekundärspule (34) ist.
    6. Anordnung nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch Abstimm-Mittel (46), um die Sekundärspule (34) auf die erste Frequenz abgestimmt zu halten.
    7. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimm-Mittel (46) einen
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    mit der Sekundärspule (34) verbundenen variablen Kondensator (62) umfassen, um die Frequenz, bei der die Sekundärspule (34) in Resonanz schwingt, einzustellen.
    8. Anordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (14) Empfangsspulen (20, 22) zum Empfang des Signals aus dem passiven Transponder umfasst, dass die Empfangsspulen (20, 22) auf Resonanz mit der zweiten Frequenz abgestimmt sind, und dass die Empfangsspulen (20, 22) bei der Primärspule (40) und der Sekundärspule (34) angeordnet sind.
    9. Anordnung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsspulen (20, 22) aus einem einzigen Draht gebildet sind, aus dem eine erste nahe dem einen Ende der Sekundärspule (34) angeordnete Spule (22) und eine zweite nahe dem anderen Ende der Sekundärspule (34) angeordnete Spule (20) gebildet sind, dass die erste Spule (22) in Richtung gegen die zweite Spule (20) gewickelt ist, und dass die zweite Spule (20) gegen die erste Spule (22) gewickelt ist, um so eine feldneutrale Stelle zwischen der ersten Spule (22) und der zweiten Spule (20) zu bilden.
    10. Anordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Frequenz wenigstens 90% der zweiten Frequenz ist.
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Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2074702C (en) * 1991-07-29 1996-11-19 Donald J. Urbas Programmable transponder
DE9409637U1 (de) * 1994-06-15 1994-08-11 Garny Sicherheitstechn Gmbh Tresoranlage sowie Kassette hierfür
US6472975B1 (en) 1994-06-20 2002-10-29 Avid Marketing, Inc. Electronic identification system with improved sensitivity
US5757305A (en) * 1994-07-29 1998-05-26 Dimango Products Transmitter for wireless audible indication system
US5626630A (en) * 1994-10-13 1997-05-06 Ael Industries, Inc. Medical telemetry system using an implanted passive transponder
US5521609A (en) * 1995-01-13 1996-05-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Magnetic antenna using metallic glass
US6329139B1 (en) 1995-04-25 2001-12-11 Discovery Partners International Automated sorting system for matrices with memory
US6331273B1 (en) 1995-04-25 2001-12-18 Discovery Partners International Remotely programmable matrices with memories
US6017496A (en) 1995-06-07 2000-01-25 Irori Matrices with memories and uses thereof
US6284459B1 (en) 1995-04-25 2001-09-04 Discovery Partners International Solid support matrices with memories and combinatorial libraries therefrom
US6100026A (en) * 1995-04-25 2000-08-08 Irori Matrices with memories and uses thereof
US5751629A (en) 1995-04-25 1998-05-12 Irori Remotely programmable matrices with memories
US6025129A (en) * 1995-04-25 2000-02-15 Irori Remotely programmable matrices with memories and uses thereof
US6416714B1 (en) 1995-04-25 2002-07-09 Discovery Partners International, Inc. Remotely programmable matrices with memories
US5961923A (en) * 1995-04-25 1999-10-05 Irori Matrices with memories and uses thereof
US5874214A (en) 1995-04-25 1999-02-23 Irori Remotely programmable matrices with memories
JPH095430A (ja) * 1995-06-22 1997-01-10 Fujitsu Ten Ltd トランスポンダ用アンテナ駆動装置
US5650778A (en) * 1995-06-30 1997-07-22 Bio Medic Data Systems, Inc. Antenna for programming a transponder
US5583520A (en) * 1995-07-28 1996-12-10 Motorola, Inc. Matched input antenna for a portable radio
US5641634A (en) 1995-11-30 1997-06-24 Mandecki; Wlodek Electronically-indexed solid-phase assay for biomolecules
US6051377A (en) * 1995-11-30 2000-04-18 Pharmaseq, Inc. Multiplex assay for nucleic acids employing transponders
WO1997019958A1 (en) 1995-11-30 1997-06-05 Wlodek Mandecki Screening of drugs from chemical combinatorial libraries employing transponders
US5736332A (en) * 1995-11-30 1998-04-07 Mandecki; Wlodek Method of determining the sequence of nucleic acids employing solid-phase particles carrying transponders
US6001571A (en) 1995-11-30 1999-12-14 Mandecki; Wlodek Multiplex assay for nucleic acids employing transponders
GB2313739B (en) * 1996-05-30 2000-04-19 Motorola Inc Contactless identification system
GB9616610D0 (en) * 1996-08-08 1996-09-25 Marconi Gec Ltd Interrogator circuit arrangement
KR0177030B1 (ko) * 1996-09-16 1999-05-15 장응순 무선기기용 안테나
US6134420A (en) * 1996-11-01 2000-10-17 Plantronics, Inc. Vector measuring aerial arrays for magnetic induction communication systems
US6061030A (en) * 1996-11-01 2000-05-09 Plantronics, Inc. Aerial arrays for magnetic induction communication systems having limited power supplies
US5981166A (en) * 1997-04-23 1999-11-09 Pharmaseq, Inc. Screening of soluble chemical compounds for their pharmacological properties utilizing transponders
US6015390A (en) * 1998-06-12 2000-01-18 D. Krag Llc System and method for stabilizing and removing tissue
FR2802710B1 (fr) * 1999-12-16 2002-05-17 Gemplus Card Int Antenne radiofrequence pour dispositif d'interrogation d'objets portant une antenne radiofrequence associee a un circuit electrique
DE10004423C2 (de) * 2000-02-02 2002-01-31 Siemens Ag Zusatzgerät für ein Steuergerät für einen Magnetresonanztomographen
AU2001280487B2 (en) * 2000-07-06 2004-06-24 C. Crane Company Twin coil antenna
US6711385B1 (en) * 2000-07-06 2004-03-23 Satius, Inc. Coupler for wireless communications
US6333723B1 (en) 2000-12-05 2001-12-25 Magneto-Inductive Systems Limited Switchable transceiver antenna
DE10130617C2 (de) * 2001-06-26 2003-06-18 Siemens Ag Spule mit Transponder für eine Magnetresonanzanlage
WO2003036760A1 (fr) * 2001-10-22 2003-05-01 Sumida Corporation Bobine d'antenne et antenne de transmission
US7003167B2 (en) * 2001-11-01 2006-02-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Single-pass guaranteed-fit data compression using rate feedback
WO2003042930A1 (en) * 2001-11-08 2003-05-22 Vega Elettronica S.R.L. Ancillary protection system against the unauthorized use of an access and/or ignition key
US6970089B2 (en) 2002-07-03 2005-11-29 Battelle Memorial Institute K1-53 Full-spectrum passive communication system and method
EP2362235A1 (de) * 2003-08-15 2011-08-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. MRI-System mit drahtloser Identifikationsfähigkeit
US6839035B1 (en) 2003-10-07 2005-01-04 A.C.C. Systems Magnetically coupled antenna range extender
US7277889B2 (en) * 2003-10-07 2007-10-02 Louis Salvatore Addonisio Asset management and status system
US7545272B2 (en) 2005-02-08 2009-06-09 Therasense, Inc. RF tag on test strips, test strip vials and boxes
US20090295541A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Intellidot Corporation Directional rfid reader
US8402667B2 (en) * 2009-12-17 2013-03-26 Stanley Black & Decker, Inc. Clamp level
EP2453523B1 (de) * 2010-11-12 2016-09-07 Panasonic Corporation Übertragungs-/Empfangsantenne und Übertragungs-/Empfangsvorrichtung damit
CN103379850B (zh) * 2010-12-22 2015-11-25 皇家飞利浦电子股份有限公司 使用基于微泡的造影剂的光声信号增强
GB2489416A (en) * 2011-03-25 2012-10-03 Mbda Uk Ltd A transponder shifts a received interrogation signal in frequency and uses the shifted signal as a carrier signal for data transmissions to a reader
US9495628B2 (en) 2014-04-03 2016-11-15 Tyfone, Inc. Passive RF tag with adiabatic circuits
US9317723B2 (en) * 2014-04-03 2016-04-19 Tyfone, Inc. Passive RF tag with power cycling
US9317796B2 (en) 2014-04-03 2016-04-19 Tyfone, Inc. RF probe alignment with passive tag
US11289195B2 (en) * 2020-08-09 2022-03-29 Kevin Patel System for remote medical care
WO2022186919A1 (en) * 2021-03-05 2022-09-09 Covidien Lp Interrogation and detection systems for radio-frequency tags, and methods

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2034558B (en) * 1978-11-15 1982-11-10 Rodrian J Identification systems for mobile objects
EP0111592B1 (de) * 1982-12-23 1987-03-18 ANT Nachrichtentechnik GmbH Automatisches Informationssystem für mobile Objekte
JPS60171475A (ja) * 1984-02-15 1985-09-04 アイデンティフィケ−ション・デバイセス・インコ−ポレ−テッド 識別システム
DK381885A (da) * 1985-08-22 1987-02-23 Electronic Identification Syst Identifikationssystem
GB8602913D0 (en) * 1986-02-06 1986-03-12 Cotag International Ltd Aerial systems
JPS6410190A (en) * 1987-07-02 1989-01-13 Fuji Electric Co Ltd Response exchange system for transponder system
US5084699A (en) * 1989-05-26 1992-01-28 Trovan Limited Impedance matching coil assembly for an inductively coupled transponder
US4996481A (en) * 1989-08-07 1991-02-26 Washington University Magnetic resonance RF probe with electromagnetically isolated transmitter and receiver coils

Also Published As

Publication number Publication date
GB2250893A (en) 1992-06-17
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CA2051082C (en) 1996-09-03
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FR2669478A1 (fr) 1992-05-22
NZ239710A (en) 1995-09-26
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JPH0756946B2 (ja) 1995-06-14
US5420579A (en) 1995-05-30
DE4134397A1 (de) 1992-04-30
CA2051082A1 (en) 1992-04-30
ITRM910770A0 (it) 1991-10-11
NL195006C (nl) 2003-11-04
US5250944A (en) 1993-10-05
NL195006B (nl) 2003-07-01
IT1250113B (it) 1995-03-30
CH683475A5 (de) 1994-03-15
JPH04266225A (ja) 1992-09-22
NL9101744A (nl) 1992-05-18
ITRM910770A1 (it) 1993-04-11
DE4134397C2 (de) 1997-04-24

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