DE10207944A1

DE10207944A1 - Schleifenantenneneinrichtung

Info

Publication number: DE10207944A1
Application number: DE2002107944
Authority: DE
Inventors: Kiyokazu Ieda; Yuichi Murakami; Rikuo Hatano; Eiji Mushiake
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2002-11-21
Also published as: US20020163474A1; JP2002252521A; US6583764B2

Abstract

Eine Schleifenantenneneinrichtung umfasst eine erste Schleifenantenne zur Bildung eines Schwingkreises mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auf der Basis eines von einer Oszillatoreinrichtung intermittierend ausgegebenen Hochfrequenzsignals mit einer Resonanzfrequenz auftritt, eine zweite Schleifenantenne zur Bildung eines Schwingkreises mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine induktive elektromotorische Kraft mittels einer Gegeninduktion über eine Verbindungsspule erzeugt wird, wenn sich die erste Antenne in Resonanz befindet, und eine zumindest mit einer der ersten Schleifenantenne und der zweiten Schleifenantenne verbundene Dämpfungseinrichtung zum zwangsweisen Beseitigen eines Entladeeffekts des Resonanzkondensators, wenn die Abstrahlung der elektrischen Welle vollendet ist.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Schleifenantenneneinrichtung.

GRUNDLAGEN DER ERFINDUNG

Eine bekannte Schleifenantenneneinrichtung (Ringantenneneinrichtung) ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 41 05 826 offenbart. Gemäß der Darstellung in den Fig. 8(a) und 8(b) umfasst diese Schleifenantenne 50 eine erste Antenne 55 und eine zweite Antenne 58. Die erste Antenne 55 umfasst eine um einen Ferritstab 52 gewickelte Spule 53 und einen mit der Spule 53 verbundenen Resonanzkondensator 54, wobei ein Parallelschwingkreis (parallele Resonanzschaltung) gebildet wird. Die zweite Spule 58 umfasst eine kreisförmige (ringförmige) Spule 56, die magnetisch mit der Spule 53 verbunden ist, und einen mit der kreisförmigen Spule 56 verbundenen Resonanzkondensator 57, wobei ein Parallelschwingkreis (parallele Resonanzschaltung) gebildet wird.

Wird durch eine Leistungsquelle 60 einer um den Ferritstab 52 gewickelten Spule 59 eine hohe Frequenz zugeführt, dann wird mittels der ersten Antenne 55 in der y-Richtung eine Magnetfeldkomponente erzeugt, und es wird mittels der zweiten Antenne 58 in der z-Achsenrichtung eine Magnetfeldkomponente erzeugt. Somit wird ein zusammengesetztes Magnetfeld in der y-z-Achsenrichtung erzeugt und es wird eine vorbestimmte elektrische Welle entsprechend diesem zusammengesetzten Magnetfeld von der Schleifenantenneneinrichtung 51 abgestrahlt, wenn sich jeder Schwingkreis der ersten und zweiten Antenne 55 und 58 in Resonanz befindet.

Eine weitere bekannte Schleifenantenneneinrichtung ist in der japanischen Offenlegungsschrift No. 2000-261245 offenbart. Gemäß der Darstellung in Fig. 9 umfasst in dieser Schleifenantenne eine Anforderungssignalausgabeschaltung 62, die einen Sender einer Antenne 61 bildet, einen Kristalloszillator 63, eine Oszillatorschaltung 64, ein D-Flip-Flop 65, zwei Verstärkerschaltungen 66 und 67 und eine Modulationsschaltung 68. Die Ausgangsanschlüsse der Verstärkerschaltungen 66 und 67 sind mit Magnetfelderzeugungsteilen (Spulen) 69 und 70 verbunden, die jeweils in der Weise angeordnet sind, dass sie zueinander einen Winkel von 90° bilden. Resonanzkondensatoren 71 und 72 sind jeweils mit den Spulen 69 und 70 verbunden, und ein Schwingkreis (Resonanzschaltung) wird jeweils mittels den Spulen 69 und 70 und den Resonanzkondensatoren 71 und 72 gebildet.

Der Spule 69 wird ein vorbestimmtes Pulssignal zugeführt, das an einem Ausgangsanschluss Q1 der Oszillatorschaltung 64 ausgegeben wird. Der Spule 70 wird durch das Flip-Flop 65 ein Pulssignal zugeführt, dessen Phase um 90° bezüglich des an dem Ausgangsanschluss Q1 ausgegebenen Pulssignals versetzt ist. Auf diese Weise wird ein zusammengesetztes Magnetfeld (ein sich drehendes Magnetfeld) mittels der Spulen 69 und 70 erzeugt, das eine Richtungscharakteristik von 360° aufweist, und es wird eine vorbestimmte elektrische Wellen entsprechend diesem zusammengesetzten Magnetfeld von der Antenne 61 in Abhängigkeit von einer Zeitbestimmung eines von einem Mikrocomputer 73 ausgegebenen Steuerungssignals abgestrahlt.

Bei der früheren Schleifenantenneneinrichtung 51 gemäß Fig. 8 nimmt die Größe der Antenneneinrichtung zu, obwohl die erste Antenne 55 innerhalb der kreisförmigen Spule 56 angeordnet ist, da der ungenutzte Raum groß ist. In der zuletzt genannten bekannten Antenne 61 wird demgegenüber die Abstrahlung der elektrischen Welle andauern infolge eines Entladeeffekts der Resonanzkondensatoren 71 und 72, nachdem die Ausgabe des Pulssignals beendet wurde. Insbesondere wird entsprechend der Wellenform einer Antennenausgabe gemäß der Darstellung in Fig. 10 die in den Resonanzkondensatoren 71 und 72 gespeicherte Energie während eines Intervalls T nach der Beendigung der Ausgabe des Pulssignals entladen, und die Abstrahlung der elektrischen Welle mittels der Antenne 61 dauert weiterhin an. In dem Fall, dass nachfolgende Daten gesendet werden, nachdem bestimmte Daten der elektrischen Welle zugeführt und gesendet wurden, ist es erforderlich, eine Zeitgrenze bis zu dem Ende der Entladung der Resonanzkondensatoren 71 und 72 zu setzen. Im Ergebnis wird es somit unmöglich, die Datensendegeschwindigkeit zu erhöhen.

Zur Beseitigung der Nachteile bezüglich der Datensendegeschwindigkeit wurde beispielsweise ermittelt, dass es hilfreich ist, einen Dämpfungswiderstand mit der Resonanzschaltung zu verbinden. Wird mittels des Dämpfungswiderstandes eine Dämpfung erreicht, dann wird jedoch ständig eine Dämpfung des Schwingkreises (Resonanzschaltung) bewirkt, unabhängig davon, ob eine elektrische Welle abgestrahlt wird oder nicht, und wobei zusätzliche Energie aufgenommen wird. Insbesondere wird die Energie des Schwingkreises immer durch den Dämpfungswiderstand aufgenommen. Eine Antennenverstärkungs- oder Abstrahlungseffizienz (Wirkungsgrad), die eine Sende/Empfangsempfindlichkeit der elektrischen Welle beeinflussen, werden vermindert und es ist erforderlich, dem Schwingkreis eine hohe Eingangsleistung zur Verfügung zu stellen zur Verhinderung einer Verminderung der Antennenverstärkung oder der Abstrahlungseffizienz.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schleifenantenneneinrichtung bereitzustellen, die die vorstehend angegebenen Nachteile beseitigt.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schleifenantenneneinrichtung eine erste Schleifenantenne zur Bildung einer Resonanzschaltung mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auftritt auf der Basis eines von einer Oszillatoreinrichtung intermittierend ausgegebenen Hochfrequenzsignals mit einer Resonanzfrequenz, eine zweite Schleifenantenne zur Bildung eines Schwingkreises mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auftritt durch eine induktive elektromotorische Kraft infolge einer Gegeninduktion über eine Verbindungsspule, wenn sich die erste Antenne in Resonanz befindet, und eine mit zumindest einer der ersten Schleifenantenne und der zweiten Schleifenantenne verbundene Dämpfungseinrichtung zum zwangsweisen Beseitigen eines Entladungseffekts des Resonanzkondensators, wenn die Abstrahlung der elektrischen Welle vollendet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Schleifenantenneneinrichtung eine erste Schleifenantenne zur Bildung eines Schwingkreises mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auftritt auf der Basis eines von einer Oszillatoreinrichtung intermittierend ausgegebene Hochfrequenzsignals mit einer Resonanzfrequenz, eine zweite Schleifenantenne zur Bildung einer Resonanzschaltung mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auftritt infolge einer induktiven elektromotorischen Kraft durch eine Gegeninduktion über eine Verbindungsspule, wenn sich die erste Antenne in Resonanz befindet, und eine mit der zweiten Schleifenantenne verbundene Dämpfungseinrichtung. Ein Verbindungszustand der Dämpfungseinrichtung wird in Abhängigkeit von einer Zeitbestimmung eines von der mit der ersten Schleifenantenne verbundenen Oszillatoreinrichtung ausgegebenen Hochfrequenzsignals geändert, und die Dämpfungseinrichtung bringt die Resonanzschaltung der zweiten Schleifenantenne in einen Verbindungszustand, wenn sich das Hochfrequenzsignal in einem Ausgabezustand befindet, und die Dämpfungseinrichtung beseitigt zwangsweise einen Entladeeffekt des Resonanzkondensators, wenn sich das Hochfrequenzsignal in einem Nichtausgabezustand befindet.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die vorstehenden und weitere Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden verständlich durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ersatzschaltbild einer Schleifenantenneneinrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Schleifenantenneneinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung, in welcher Weise eine Spule gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gewickelt ist,

Fig. 4 eine grafische Darstellung einer Wellenform (Signalzeitverlauf) einer Schleifenantenneneinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 ein Ersatzschaltbild einer Schleifenantenneneinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Schleifenantenneneinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7 eine grafische Darstellung einer Wellenform einer Antennenausgabe der Schleifenantenneneinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 8(a) eine Darstellung, in welcher Weise eine Spule bei der bekannten Schleifenantenne gewickelt ist,

Fig. 8(b) ein Ersatzschaltbild der bekannten Schleifenantenneneinrichtung,

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer weiteren bekannten Schleifenantenneneinrichtung, und

Fig. 10 eine Darstellung einer Wellenform einer Antennenausgabe der Schleifenantenneneinrichtung gemäß Fig. 9.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Nach der allgemeinen Darstellung der vorliegenden Erfindung wird die Erfindung weiter verständlich durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren.

1. AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist eine Schleifenantenneneinrichtung (Ringantenneneinrichtung, Loop Antenna Device) 3, die eine elektrische Welle zu einem (nicht gezeigten) Empfänger senden kann, der von einem Fahrer und dergleichen getragen wird (beispielsweise eine tragbare Einrichtung und dergleichen), in einer Tür 2 eines Fahrzeugs 1 angeordnet. Beispielsweise wird die Schleifenantenneneinrichtung 3 verwendet für eine schlüssellose Zugangseinrichtung, bei der eine Entsperr- und Absperrmaßnahme automatisch durchgeführt wird, wenn eine die tragbare Einrichtung bei sich führende Person sich dem Fahrzeug nähert oder die Umgebung des Fahrzeugs verlässt. Die Schleifenantenneneinrichtung 3 umfasst eine Antennenschaltung 4, die in einem Türknopf 2a angeordnet ist sowie eine Oszillatoreinrichtung 5, die in einem Türhauptteil 2b angeordnet ist.

Die Schleifenantenneneinrichtung 3 umfasst drei Signalleitungen (Kabelbaum) 6, 7 und 8. Zwei dieser Signalleitungen sind mit der Oszillatoreinrichtung 5 verbunden, und die verbleibende Signalleitung ist mit einer Steuerungseinrichtung 9 verbunden, die in einem Fahrzeugaufbau angeordnet ist und die eine Hauptsteuerung durchführt. Die Oszillatoreinrichtung 5 umfasst einen Oszillator 10 und einen Resonanzkondensator C1 und gibt ein Hochfrequenzsignal mit einer vorbestimmten Wellenform (Signalzeitverlauf) an eine Antennenschaltung 4 ab. Die Antennenschaltung 4 umfasst eine erste Spule L11, eine Verbindungsspule L12, eine zweite Spule L2 und einen Resonanzkondensator C2, wobei diese Komponenten auf einer Schaltungsplatine 11 angeordnet sind. Die Steuerungseinrichtung 9 entspricht einer Steuerungseinrichtung und der Oszillator 10 entspricht einer Oszillatoreinrichtung.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 2 und 3 ist die erste Spule L11 um einen äußeren Umfang eines Ferritstabs 13 um eine y-Achse gemäß Fig. 2 gewickelt, wobei die Bedingung gilt, dass die erste Spule L11 mittels eines in Fig. 3 gezeigten Spulenträgers 12 gehalten wird. Die zweite Spule L2 ist um den äußeren Umfang des Ferritkerns 13 um eine x-Achse in Fig. 2 gewickelt, wobei die Bedingung gilt, dass die zweite Spule L2 innerhalb der ersten Spule L11 angeordnet ist. Die Verbindungsspule L12, die sich von einem Ende der ersten Spule L11 erstreckt, ist auf dem Ferritstab 13 um die x-Achse gemäß Fig. 2 gewickelt, und die zweite Spule L2 ist elektromagnetisch mit der ersten Spule L11 über die Verbindungsspule L12 verbunden. Wird somit der ersten Spule L11 ein Strom zugeführt, dann wird ein Gegeninduktivitätseffekt mittels der Verbindungsspule L12 erzeugt. Im Ergebnis wird in der zweiten Spule L2 eine induzierte elektromotorische Kraft erzeugt, und der Strom fließt.

Fig. 1 zeigt ein Ersatzschaltbild (Ersatzschaltung) der Schleifenantenneneinrichtung. Eine erste Schleifenantenne 14 umfasst die erste Spule L11, die Verbindungsspule L12, den Resonanzkondensator C1 und den Oszillator 10. Diese Komponenten L11, L12, C1 und 10 sind miteinander in Reihe geschaltet und bilden einen Reihenschwingkreis (Reihenresonanzschaltung). Strahlt die Schleifenantenneneinrichtung 3 eine elektrische Welle ab, dann gibt der Oszillator 10 ein in Fig. 1 gezeigtes Hochfrequenzsignal ab, das mittels der Steuerungseinrichtung 9 moduliert wird, und zu dieser Zeit befindet sich die erste Schleifenantenne 14 in einer Reihenresonanz.

Andererseits umfasst eine zweite Schleifenantenne 15 die zweite Spule L2 und den Resonanzkondensator C2. Diese Komponenten L2 und C2 sind zueinander parallel geschaltet und bilden einen Parallelschwingkreis (Parallel resonanzschaltung). Wird insbesondere das Hochfrequenzsignal zugeführt und der Strom an die Verbindungsspule L12 angelegt, dann wird in der zweiten Spule L2 infolge einer Gegeninduktion eine elektromotorische Kraft induziert, und die zweite Schleifenantenne 15 befindet sich in einer Parallelresonanz. Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird in der y-Achsenrichtung gemäß Fig. 2 eine magnetische Feldkomponente (Feldanteil) erzeugt, wenn sich die erste Schleifenantenne 14 in einer Reihenresonanz befindet. Befindet sich die zweite Schleifenantenne 15 in Resonanz, dann wird eine Magnetfeldkomponente (Feldanteil) in der x-Achsenrichtung gemäß Fig. 2 erzeugt. Auf diese Weise wird von der Schleifenantenneneinrichtung 3 eine vorbestimmte elektrische Welle entsprechend einem zusammengesetzten Magnetfeld in der x-Achsenrichtung und der y- Achsenrichtung abgestrahlt.

Der Resonanzkondensator C1 wird auf einen Wert in der Weise eingestellt, dass die erste Schleifenantenne 14 durch eine Nutzfrequenz des Oszillators 10 in Reihenresonanz versetzt wird. Der Resonanzkondensator C2 wird ebenso in der Weise auf einen Wert gesetzt, dass die zweite Schleifenantenne 15 in Parallelresonanz versetzt wird. Des weiteren wird eine Größenabstufung zwischen der ersten und der zweiten Spule L11 und L2 geändert durch Andern der Wicklungsanzahl (Windungszahl) der Verbindungsspule L12 und wird auf einen derartigen Wert eingestellt, der erforderlich ist zum Abstrahlen einer elektrischen Welle der zweiten Schleifenantenne 15. Somit wird eine Frequenz des Hochfrequenzsignals, das der Oszillator 10 ausgibt, zu einer Resonanzfrequenz.

Ein Schaltelement 16 zum Schalten des EIN/AUS-Zustands (EIN/AUS-Bedingung) des Reihenschwingkreises, der mittels der ersten Schleifenantenne 14 gebildet wird, ist zwischen der Verbindungsspule L12 und dem Resonanzkondensator C1 geschaltet. Ein Drain-Anschluss des Schaltelements 16 ist mit dem Resonanzkondensator C1 verbunden, und ein Source-Anschluss desselben ist mit der Verbindungsspule L12 verbunden. Andererseits ist ein Schaltelement 17 zum Schalten des EIN-AUS-Zustands des mittels der zweiten Schleifenantenne 15 gebildeten Parallelschwingkreises zwischen die zweite Spule L2 und den Resonanzkondensator C2 geschaltet. Ein Drain- Anschluss des Schaltelements 17 ist mit der zweiten Spule L2 verbunden und ein Source-Anschluss desselben ist mit dem Resonanzkondensator C2 verbunden. Feldeffekttransistoren FET, TR, Relais und dergleichen werden als derartige Schaltelemente 16 und 17 verwendet. Die Schaltelemente 16 und 17 entsprechen einer Dämpfungseinrichtung und einer Schalteinrichtung.

Die Steuerungseinrichtung 9 ist mit Gate-Anschlüssen der Schaltelemente 16 und 17 verbunden und es wird das Schalten des EIN-AUS-Zustands jedes Schaltelements 16 und 17 mittels des Steuerungssignals der Steuerungseinrichtung 9 durchgeführt. Ist in den Schleifenantennen 14 und 15 das Steuerungssignal auf einem hohen Pegel, dann werden die Schaltelemente 16 und 17 eingeschaltet (EIN) und der Zustand des Reihenschwingkreises und des Parallelschwingkreises werden jeweils zu einem verbundenen Zustand. Im Ergebnis wird eine elektrische Welle als eine Antennenausgabe von der Schleifenantenneneinrichtung 3 angestrahlt. Befindet sich das Steuerungssignal auf einem niedrigen Pegel, dann werden die Schaltelemente 16 und 17 in ihren Ausschaltzustand (AUS) gebracht und die Zustände des Reihenschwingkreises und des Parallelschwingkreises werden zu einem unterbrochenen Zustand. Im Ergebnis wird die Abstrahlung der elektrischen Welle durch die Schleifenantenneneinrichtung 3 beendet. Codes und dergleichen zum Zusammenwirken mit der tragbaren Einrichtung werden als Daten auf die von der Schleifenantenneneinrichtung 3 ausgegebene elektrische Welle aufgebracht. Vorspannungswiderstände (Bias- Widerstände) 18 und 19 sind jeweils parallel zu den Schaltelemente 16 und 17 geschaltet.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Schleifenantenneneinrichtung 3 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.

Ändert sich das von der Steuerungseinrichtung 9 ausgegebenen Steuerungssignal von einem niedrigen Pegel zu einem hohen Pegel, dann werden die Schaltelemente 16 und 17 in den eingeschalteten Zustand gebracht (EIN), und der Zustand des Reihenschwingkreises der ersten Schleifenantenne 14 und des Parallelschwingkreises der zweiten Schleifenantenne 15 wird jeweils zu einem verbundenen Zustand. Zu dieser Zeit befindet sich die erste Schleifenantenne 14 in einer Reihenresonanz und die zweite Schleifenantenne 15 in einer Parallelresonanz. Im Ergebnis wird durch die Schleifenantenneneinrichtung 3 eine elektrische Welle abgestrahlt. Ändert sich das Steuerungssignal von einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel, dann werden die Schaltelemente 16 und 17 in den Ausschaltzustand gebracht (AUS), und die Zustände des Reihenschwingkreises der ersten Schleifenantenne 14 und des Parallelschwingkreises der zweiten Schleifenantenne 15 werden jeweils zu einem unterbrochenen Zustand.

Werden die Schwingkreise (Resonanzschaltungen) unterbrochen, dann wird eine Dämpfung der Schleifenantenne 14 und 15 mittels der Schaltelemente 16 und 17 durchgeführt, und die in den Resonanzkondensatoren C1 und C2 gespeicherte Energie wird sofort als Wärmeenergie von den Schaltelementen 16 und 17 aufgenommen. Im Einzelnen wird die in den Resonanzkondensatoren C1 und C2 gespeicherte Energie als Wärmeenergie durch eine zeitweilig beim Schalten in den ausgeschalteten Zustand erzeugte Impedanz aufgenommen, wenn die Schaltelemente 16 und 17 in den ausgeschalteten Zustand umgeschaltet werden. Gemäß der Darstellung in Fig. 4, etwa zur gleichen Zeit, wenn der Pegel des Steuerungssignals abfällt, wird die Wellenform (Pegel, Signalzeitverlauf) der Antennenausgabe ebenfalls stabil, und die Abstrahlung der elektrischen Welle durch die Schleifenantenneneinrichtung 3 ist beendet. Es ist daher nicht erforderlich, eine Zeitgrenze einzustellen, bis zu der der Pegel der Antennenausgabe stabil wird. Da somit die nächste elektrische Welle unmittelbar nach dem Senden einer bestimmten elektrischen Welle entsprechend einem Puls des Steuerungssignals gesendet werden kann, ist es möglich, eine Sendegeschwindigkeit von Daten, die auf der elektrischen Welle angebracht sind, zu vergrößern.

Gemäß der vorstehenden Darstellung führen die Schaltelemente 16 und 17 die Dämpfung lediglich für Bruchteile von Sekunden während des Umschaltens zu dem Ausschaltzustand durch, und unterbrechen die Schwingkreise (Resonanzschaltungen) danach. Da somit die Dämpfung für jeden Schwingkreis der ersten und zweiten Schleifenantenne 14 und 15 lediglich für Bruchteile von Sekunden bei dem Umschalten zu dem Ausschaltzustand durchgeführt wird, ist es möglich, die Verminderung einer Antennenverstärkung oder einer Abstrahlungseffizienz zu verhindern, die eine Empfangs/Sende-Empfindlichkeit der elektrischen Welle nachteilig beeinflussen.

2. AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Die Fig. 5 bis 7 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In den Fig. 5 bis 7 sind die gleichen Teile wie diejenigen im Vergleich zu den Fig. 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Gemäß der Darstellung in Fig. 6 ist eine Schleifenantenneneinrichtung 3, die eine elektrische Welle zu einem (nicht gezeigten) und von einem Fahrer oder dergleichen zu tragenden Empfänger (beispielsweise eine tragbare Einrichtung und dergleichen) senden kann, in einer Tür 2 eines Fahrzeugs 1 angeordnet.

Beispielsweise ist die Schleifenantenneneinrichtung 3 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ebenso bei einer schlüssellosen Zugangseinrichtung anwendbar. Die Schleifenantenneneinrichtung 3 umfasst eine Antennenschaltung 4, die in einem Türknopf 2a untergebracht ist, sowie eine Oszillatoreinrichtung 20, die in einem Türenhauptteil 2b untergebracht ist.

Die Schleifenantenneneinrichtung 3 umfasst zwei Signalleitungen (Kabelbaum) 21 und 22, die mit der Oszillatoreinrichtung 20 verbunden sind. Die Oszillatoreinrichtung 20 umfasst eine Oszillatorschaltung 23 und einen Resonanzkondensator C1 und gibt ein Hochfrequenzsignal mit einer vorbestimmten Wellenform (Signalzeitverlauf) an eine Antennenschaltung 4 ab. Das Hochfrequenzsignal wird durch die Steuerung der Oszillatorschaltung 23 mittels einer in dem Fahrzeug angeordneten Steuerungseinrichtung 9 moduliert. Die Antennenschaltung 4 umfasst eine erste Spule L11, eine Verbindungsspule L12, eine zweite Spule L2 und einen Resonanzkondensator C2, wobei diese Komponenten auf einer Schaltungsplatine 11 angeordnet sind.

Fig. 5 zeigt ein Ersatzschaltbild der Schleifenantenneneinrichtung. Eine erste Schleifenantenne 14 umfasst die erste Spule L11, die Verbindungsspule L12, den Resonanzkondensator C1 und die Oszillatorschaltung 23. Diese Komponenten L11, L12, C1 und 23 sind in Reihe zueinander geschaltet und bilden einen Reihenschwingkreis (Reihenresonanzschaltung). Die Oszillatorschaltung 23 umfasst zwei Schaltelemente 24 und 25, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Ein an der oberen Seite in Fig. 5 angeordneter Source-Anschluss des Schaltelements 24 ist mit einem Drain-Anschluss des an der unteren Seite angeordneten Schaltelements 25 verbunden. Ein Drain- Anschluss des Schaltelements 24 ist mit einer elektrischen Leistungsquelle Vcc verbunden, und ein Source-Anschluss des Schaltelements 25 ist mit einem Masseanschluss GND verbunden. Feldeffekttransistoren FET, TR, Relais und dergleichen werden als derartige Schaltelemente 24 und 25 verwendet. Die Schaltelemente 24 und 25 entsprechen Schalteinrichtungen und das Schaltelement 25 dient ferner als Dämpfungseinrichtung. Die Oszillatorschaltung 23 entspricht einer Oszillatoreinrichtung.

Der Resonanzkondensator C1 ist mit einem mittleren Punkt zwischen den Schaltelementen 24 und 25 verbunden. Ein Anschluss der Verbindungsspule L12 ist mit Masse GND verbunden. Die Gate-Anschlüsse der Schaltelemente 24 und 25 sind mit der Steuerungseinrichtung 9 verbunden, und die EIN-AUS-Zustände der Schaltelemente 24 und 25 werden entsprechend einer vorbestimmten Zeitsteuerung durch die Steuerungseinrichtung 9 umgeschaltet. Somit gibt die Oszillatorschaltung 33 in intermittierender Weise das vorbestimmte Hochfrequenzsignal ab, das gemäß Fig. 5 mit einem konstanten Intervall moduliert wird, und zu dieser Zeit befindet sich die erste Schleifenantenne 14 in Reihenresonanz. Ferner dienen die Schaltelemente 24 und 25 ebenfalls als Schalter zum Umschalten der EIN-AUS- Zustände des Reihenschwingkreises der ersten Schleifenantenne. Werden die Schaltelemente 24 und 25 zu ihrem Ausschaltzustand umgeschaltet (AUS), dann gelangt der Reihenschwingkreis in einen unterbrochenen Zustand.

Andererseits umfasst eine zweite Schleifenantenne 15 die zweite Spule L2 und den Resonanzkondensator C2. Diese Komponenten L2 und C2 sind zueinander parallel geschaltet und bilden einen Parallelschwingkreis (Parallelresonanzschaltung). Wird die Oszillatorschaltung 23 angesteuert und wird der Verbindungsspule L12 der Strom zugeführt, dann wird in der zweiten Spule L2 mittels einer Gegeninduktion eine elektromotorische Kraft induziert, und die zweite Schleifenantenne 15 wird in Parallelresonanz versetzt. Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird in der y-Achsenrichtung gemäß Fig. 5 eine Magnetfeldkomponente erzeugt, wenn sich die erste Schleifenantenne 14 in Reihenresonanz befindet. Befindet sich die zweite Schleifenantenne 15 in Resonanz, dann wird eine Magnetfeldkomponente in der x-Achsenrichtung gemäß Fig. 5 erzeugt. Auf diese Weise wird eine vorbestimmte elektrische Welle entsprechend einem zusammengesetzten Magnetfeld in der x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung von der Schleifenantenneneinrichtung 3 abgestrahlt.

Ein Schaltelement 17 zum Schalten eines Verbindungszustands des Parallelschwingkreises der zweiten Schleifenantenne 15 ist zwischen die zweite Spule L2 und den Resonanzkondensator C2 geschaltet. Zwischen das Schaltelement 17 und einen mittleren Punkt 27 zwischen dem Resonanzkondensator C1 und der ersten Spule L11 sind eine Glättungsschaltung 28 und eine Demodulationsschaltung 29 geschaltet, beginnend von der Seite des Resonanzkondensators C1. Die Glättungsschaltung 28 umfasst einen Kondensator 30 und einen Widerstand 31. Die Glättungsschaltung 28 glättet das von der Oszillatorschaltung 23 ausgegebene Hochfrequenzsignal und wandelt dies in ein umgewandeltes Signal um, das Pulswellenverläufe auf beiden Seiten gemäß Fig. 5 aufweist. Die Glättungsschaltung 28 entspricht einer Signalumwandlungseinrichtung und einer Glättungseinrichtung und die Demodulationsschaltung 29 entspricht einer Signalumwandlungseinrichtung und einer Demodulationseinrichtung.

Die Demodulationsschaltung 29 umfasst eine Diode. Ein Kathodenanschluss der Diode ist mit dem Gate-Anschluss des Schaltelements 17 verbunden, und ein Anodenanschluss derselben ist mit der Glättungsschaltung 28 verbunden. Die Demodulationsschaltung 29 beseitigt eine einseitige Pulswelle des umgewandelten und von der Glättungsschaltung 28 ausgegebenen Signals und gibt an das Schaltelement 17 ein Steuerungssignal gemäß der Darstellung in Fig. 5 ab. Daher wird in der zweiten Schleifenantenne 15, wenn das Steuerungssignal auf einem hohen Pegel liegt, das Schaltelement 17 in den eingeschalteten Zustand (EIN) umgeschaltet und der Zustand des Schwingkreises (Resonanzschaltung) wird zu einem verbundenen Zustand. Ist ferner das Steuerungssignal auf einem niedrigen Pegel, dann wird das Schaltelement 17 zu dem ausgeschalteten Zustand (AUS) umgeschaltet, und der Zustand des Schwingkreises (Resonanzschaltung) wird zu einem unterbrochenen Zustand. Im Ergebnis strahlt die Schleifenantenneneinrichtung 3 eine elektrische Welle als eine Antennenausgabe ab, wenn das Hochfrequenzsignal von der Oszillatorschaltung 23 abgegeben wird, und die Schleifenantenneneinrichtung 3 beendet die Abstrahlung der elektrischen Welle, wenn das Hochfrequenzsignal nicht ausgegeben wird.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Schleifenantenneneinrichtung 3 mit dem vorstehend angegebenen Aufbau gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben.

Werden die EIN-AUS-Zustände der Oszillatorschaltung 23 durch die Steuerungseinrichtung 9 geschaltet, dann wird das Hochfrequenzsignal gemäß der Darstellung in Fig. 5 intermittierend ausgegeben. Wird das Hochfrequenzsignal ausgegeben, dann werden die Zustände des Reihenschwingkreises (Reihenresonanzschaltung) der ersten Schleifenantenne 14 und des Parallelschwingkreises (Parallelresonanzschaltung) der zweiten Schleifenantenne 15 jeweils zu einem verbundenen Zustand. Zu dieser Zeit befindet sich die erste Schleifenantenne 14 in einer Reihenresonanz. Ferner wird eine elektromotorische Kraft induziert und die zweite Schleifenantenne 15 befindet sich in Parallelresonanz. Somit wird eine elektrische Welle von der Schleifenantenneneinrichtung 3 abgestrahlt.

Bei dem Verbindungszustand der Schwingkreise gemäß der Darstellung in Fig. 7 tritt bei einem R-Intervall nach dem Umschalten des Steuerungssignals von dem L-Pegel zu dem H-Pegel ein Übergangseffekt auf, und es entsteht ein vorbestimmter Gradient Δx in der Antennenausgabe, wenn der Übergangseffekt auftritt (erzeugt wird). Da die Schaltelemente 17 und 25 ihren Zustand allmählich von einer hohen Impedanz zu einer niedrigen Impedanz entsprechend des Gradienten Δx ändern, werden Signale allmählich jedem Schwingkreis zugeführt. Somit wird ein Überschwingen, das eine Wellenform darstellt bis zu Stabilität des Pegels nach dem Ansteigen der Antennenausgabe, kleiner. Im Ergebnis wird es schwierig, einen Bit-Fehler zu erzeugen bei dem Senden von auf der elektrischen Welle aufgebrachten Daten, und es wird schwierig, fehlerhafte Daten mittels der Schleifenantenneneinrichtung 3 auszugeben.

Ist andererseits die Ausgabe des Hochfrequenzsignals intermittierend, dann werden die Schaltelemente 24 und 25 in ihren Ausschaltzustand versetzt, und der Reihenschwingkreis der ersten Schleifenantenne 14 wird in den unterbrochenen Zustand versetzt. Zu dieser Zeit wird das Steuerungssignal mit dem L-Pegel dem Schaltelement 17 der zweiten Schleifenantenne 15 zugeführt. Das Schaltelement 17 nimmt den Ausschaltzustand an und der Parallelschwingkreis der zweiten Schleifenantenne 15 gelangt in den unterbrochenen Zustand. In dem unterbrochenen Zustand des Schwingkreises tritt gemäß der Darstellung in Fig. 7 ein Übergangseffekt bei einem S- Intervall nach dem Umschalten des Steuerungssignals von dem H-Pegel zu dem L-Pegel auf, und ein vorbestimmter Gradient Δx wird in der Antennenausgabe erzeugt, wenn der Übergangseffekt auftritt.

Insbesondere wird eine Dämpfung durchgeführt mittels einer internen Impedanz jedes Schaltungselementes 17 und 25, die sich dem Gradienten Δx folgend vom H-Pegel zum L- Pegel ändert, und die in den Resonanzkondensatoren C1 und C2 gespeicherte Energie wird als Wärmeenergie sofort durch die Schaltelemente 17 und 25 aufgenommen. Gemäß der Darstellung in Fig. 7 wird zur gleichen Zeit, zu der das Steuerungssignal vom H-Pegel zum L-Pegel umgeschaltet wird, die Ausgabe der Antenne stabil, und die Abstrahlung der elektrischen Welle von der Schleifenantenneneinrichtung 3 ist beendet. Es ist somit nicht erforderlich, eine Zeitgrenze einzustellen, bis zu der der Pegel der Antennenausgabe stabil wird. Da somit die nächste elektrische Welle unmittelbar nach dem Senden einer bestimmten elektrischen Welle entsprechend einem Puls des Steuerungssignals gesendet werden kann, ist es möglich, eine Sendegeschwindigkeit von auf der elektrischen Welle angeordneten Daten zu vergrößern.

Ferner weist die Schleifenantenneneinrichtung 3 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel das Schaltelement 25 der Oszillatorschaltung 23 gemeinsam als ein Schaltelement zur Durchführung einer Dämpfung des Reihenschwingkreises der ersten Schleifenantenne 14 auf. Das Schaltelement der Antennenschaltung 4 ist lediglich das Schaltelement 17 des Parallelschwingkreises der zweiten Schleifenantenne 15, und es ist daher möglich, die Anzahl der Teile zu vermindern.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das durch die Oszillatorschaltung 23 intermittierend ausgegebene Hochfrequenzsignal mittels der Glättungsschaltung 28 und der Demodulationsschaltung 29 verarbeitet und wird umgewandelt zu einem Steuerungssignal zum Schalten des EIN-AUS-Zustands des Schaltelements 17 der zweiten Schleifenantenne 15. Daher wird eine Signalleitung, die erforderlich ist zum Empfangen des Steuerungssignals der Steuerungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vermieden, und die Antennenschaltung 4 ist mit der Oszillatorschaltung 20 über zwei Signalleitungen 21 und 22 verbunden. Auch wenn der Durchmesser einer Durchgangsöffnung 2c (siehe Fig. 6), die in dem Türknopf 2a vorgesehen ist zum Durchführen der Signalleitungen relativ klein ist, ist es möglich, die Antennenschaltung 4 und die Oszillatoreinrichtung 20 mittels der Signalleitungen zu verbinden. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann somit die gleiche Wirkung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erhalten werden.

In dem vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist die Schleifenantenneneinrichtung 3 nicht auf eine Schleifenantenneneinrichtung beschränkt, bei der die Magnetfeldkomponenten mittels der Spule in zwei Achsenrichtungen erzeugt werden. Beispielsweise kann eine dritte Schleifenantenne vorgesehen sein, die eine Magnetfeldkomponente senkrecht zu denjenigen der ersten und zweiten Schleifenantennen erzeugt. In diesem Fall kann die Stärke der elektrischen Welle verbessert werden. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist es beispielsweise möglich, das Schaltelement 16 weg zu lassen, das auf der Seite der ersten Schleifenantenne 14 angeordnet ist. In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist die Dämpfungseinrichtung nicht auf eine Schalteinrichtung beschränkt, deren EIN-AUS-Zustand auf der Basis eines digitalen Steuerungssignals umgeschaltet wird. Beispielsweise ist es möglich, einen Dämpfungswiderstand zu verwenden, obwohl die Antennenverstärkung oder die Abstrahlungseffizienz der Schleifenantenne 3 vermindert werden.

In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist ferner die Schalteinrichtung nicht auf Feldeffekttransistoren, TR und dergleichen beschränkt. Es kann jede Einrichtung verwendet werden, die mittels eines digitalen Steuerungssignals bezüglich eines EIN-AUS-Zustands umgeschaltet werden kann. In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann das Schaltelement 17 mit der Steuerungseinrichtung 9 verbunden sein, und es kann der Zustand desselben umgeschaltet werden auf der Basis des von der Steuerungseinrichtung 9 ausgegebenen Steuerungssignals. Ferner kann die Schleifenantenneneinrichtung auch für eine Vorrichtung für den häuslichen Gebrauch verwendet werden.

Wie vorstehend beschrieben, kann somit die Spule der ersten Schleifenantenne und die Spule der zweiten Schleifenantenne in der Weise vorgesehen sein, dass die Richtungen der durch jede der Spulen erzeugten magnetischen Feldanteile einander mit etwa 90° schneiden.

Weiterhin kann die zweite Schleifenantenne ein Paar von Spulen und den Resonanzkondensator aufweisen, wobei die sich in zwei Achsenrichtungen erstreckenden Magnetfeldanteile durch die Spule der ersten Schleifenantenne und durch die Spule der zweiten Schleifenantenne gebildet werden.

Insbesondere kann die Schleifenantenneneinrichtung in einer Tür eines Fahrzeugs angeordnet sein.

Die Prinzipien, bevorzugten Ausführungsbeispiele und Betriebsarten der Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung wurden vorstehend beschrieben. Die Erfindung, die unter Schutz gestellt werden soll, ist jedoch nicht als auf diese offenbarten Formen beschränkt anzusehen, da diese Formen lediglich veranschaulichenden Charakter aufweisen und nicht einschränkend auszulegen sind. Änderungen und Abwandlungen sind für den Fachmann ohne Abweichung von dem Bereich der vorliegenden Erfindung möglich. Daher ist die vorstehende detaillierte Beschreibung lediglich als beispielsweise Darstellung anzusehen und nicht auf den Bereich und den Geist der Erfindung beschränkt, wie sie in den Ansprüchen angegeben ist.

Claims

1. Schleifenantenneneinrichtung, mit
einer ersten Schleifenantenne zur Bildung einer Resonanzschaltung mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auftritt auf der Basis eines von einer Oszillatoreinrichtung intermittierend ausgegebenen Hochfrequenzsignals mit einer Resonanzfrequenz,
einer zweiten Schleifenantenne zur Bildung eines Schwingkreises mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auftritt durch eine induktive elektromotorische Kraft infolge einer Gegeninduktion über eine Verbindungsspule, wenn sich die erste Antenne in Resonanz befindet, und
einer mit zumindest einer der ersten Schleifenantenne und der zweiten Schleifenantenne verbundenen Dämpfungseinrichtung zum zwangsweisen Beseitigen eines Entladungseffekts des Resonanzkondensators, wenn die Abstrahlung der elektrischen Welle vollendet ist.

2. Schleifenantenneneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Dämpfungseinrichtung eine Schalteinrichtung ist, deren EIN-AUS-Zustand mittels eines von einer Steuerungseinrichtung ausgegebenen digitalen Steuerungssignals umgeschaltet wird, und der Schwingkreis eine geschlossene Schaltung bildet, wenn sich die Schalteinrichtung in ihrem EIN-Zustand auf der Basis des Steuerungssignals befindet, und wobei der Entladeeffekt des Resonanzkondensators zwangsweise durch die Schalteinrichtung beseitigt wird, wenn sich die Schalteinrichtung in Abhängigkeit von der Änderung des Pegels des Steuerungssignals in ihrem AUS-Zustand befindet.

3. Schleifenantenneneinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schalteinrichtungen sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Schleifenantenne vorgesehen sind und ihren EIN-AUS-Zustand durch dasselbe Steuerungssignal ändern.

4. Schleifenantenneneinrichtung, mit
einer ersten Schleifenantenne zur Bildung eines Schwingkreises mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auftritt auf der Basis eines von einer Oszillatoreinrichtung intermittierend ausgegebene Hochfrequenzsignals mit einer Resonanzfrequenz,
einer zweiten Schleifenantenne zur Bildung einer Resonanzschaltung mittels einer Spule und eines Resonanzkondensators, wobei eine Resonanz auftritt infolge einer induktiven elektromotorischen Kraft durch eine Gegeninduktion über eine Verbindungsspule, wenn sich die erste Antenne in Resonanz befindet, und
einer mit der zweiten Schleifenantenne verbundenen Dämpfungseinrichtung, wobei
ein Verbindungszustand der Dämpfungseinrichtung in Abhängigkeit von einer Zeitbestimmung eines von der mit der ersten Schleifenantenne verbundenen Oszillatoreinrichtung ausgegebenen Hochfrequenzsignals geändert wird, und die Dämpfungseinrichtung die Resonanzschaltung der zweiten Schleifenantenne in einen Verbindungszustand versetzt, wenn sich das Hochfrequenzsignal in einem Ausgabezustand befindet, und die Dämpfungseinrichtung zwangsweise einen Entladeeffekt des Resonanzkondensators beseitigt, wenn sich das Hochfrequenzsignal in einem Nichtausgabezustand befindet.

5. Schleifenantenneneinrichtung nach Anspruch 4, wobei die Oszillatoreinrichtung zwei Schalteinrichtungen aufweist, die zueinander in Reihe geschaltet sind zwischen einer elektrischen Leistungsquelle und einem Masseanschluss, und die Hochfrequenz ausgibt durch Ändern der EIN-AUS-Zustände der Schalteinrichtungen mittels einer Steuerungseinrichtung, und wobei eine der mit Masse verbundenen Schalteinrichtungen ebenfalls als Dämpfungseinrichtung der ersten Schleifenantenne dient.

6. Schleifenantenneneinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine der Schalteinrichtungen der ersten Schleifenantenne bewirkt, dass der Schwingkreis der ersten Schleifenantenne ein geschlossener Kreis ist, wenn die Schalteinrichtung den EIN-Zustand annimmt, und eine der Schalteinrichtungen der ersten Schleifenantenne zwangsweise den Entladeeffekt des Resonanzkondensators beseitigt, wenn eine der Schalteinrichtungen den AUS- Zustand annimmt.

7. Schleifenantenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Dämpfungseinrichtung der zweiten Schleifenantenne eine Schalteinrichtung ist, deren EIN-AUS-Zustand mittels eines Steuerungssignals aus dem umgewandelten Hochfrequenzsignal umgeschaltet wird, und der Schwingkreis der zweiten Schleifenantenne einen geschlossenen Kreis bildet, wenn die Schalteinrichtung den EIN-Zustand auf der Basis des Steuerungssignals annimmt, und der Entladeeffekt des Resonanzkondensators zwangsweise durch die Schalteinrichtung beseitigt wird, wenn die Schalteinrichtung durch eine Änderung des Pegels des Steuerungssignals den AUS-Zustand annimmt.

8. Schleifenantenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, ferner mit einer Signalumwandlungseinrichtung zum Umwandeln des von der Oszillatoreinrichtung ausgegebenen Hochfrequenzsignals in ein digitales Steuerungssignal, das den Betriebszustand der Dämpfungseinrichtung der zweiten Schleifenantenne umschaltet, und zwischen die Dämpfungseinrichtung der zweiten Schleifenantenne und die ersten Schleifenantenne geschaltet ist.

9. Schleifenantenneneinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Signalumwandlungseinrichtung eine Glättungseinrichtung zum Glätten des von der Oszillatoreinrichtung ausgegebenen Hochfrequenzsignals und eine Demodulationsschaltung aufweist zum Umwandeln des umgewandelten und mittels der Glättungseinrichtung geglätteten Signals in ein Steuerungssignal zum Umschalten des Verbindungszustands der Dämpfungseinrichtung der zweiten Schleifenantenne.

10. Schleifenantenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Schwingkreis der ersten Schleifenantenne und der Schwingkreis der zweiten Schleifenantenne mittels eines aus einem Reihenschwingkreis oder einem Parallelschwingkreis gebildet werden.