DE10317689A1 - HF-Felgenantenne mit mehreren Patch-Antennen - Google Patents

HF-Felgenantenne mit mehreren Patch-Antennen Download PDF

Info

Publication number
DE10317689A1
DE10317689A1 DE10317689A DE10317689A DE10317689A1 DE 10317689 A1 DE10317689 A1 DE 10317689A1 DE 10317689 A DE10317689 A DE 10317689A DE 10317689 A DE10317689 A DE 10317689A DE 10317689 A1 DE10317689 A1 DE 10317689A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antennas
primary
antenna
aerials
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10317689A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Voigtlaender
Michael Thiel
Wilfried Tenten
Klaus Damm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10317689A priority Critical patent/DE10317689A1/de
Priority to US10/824,115 priority patent/US6985117B2/en
Publication of DE10317689A1 publication Critical patent/DE10317689A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0422Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
    • B60C23/0433Radio signals
    • B60C23/0435Vehicle body mounted circuits, e.g. transceiver or antenna fixed to central console, door, roof, mirror or fender
    • B60C23/0444Antenna structures, control or arrangements thereof, e.g. for directional antennas, diversity antenna, antenna multiplexing or antennas integrated in fenders
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0602Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
    • H04B7/0608Antenna selection according to transmission parameters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0805Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0825Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with main and with auxiliary or diversity antennas
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0834Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection based on external parameters, e.g. subscriber speed or location

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer stationär angeordneten Sende-Empfangs-Einrichtung (1, 2) und einem rotierenden Körper (5), insbesondere einem Fahrzeugreifen. Eine von der Geschwindigkeit des rotierenden Körpers (5) und der Position der Sekundärantennen (4) unabhängige Datenübertragung kann durch ein Antennensystem mit mehreren stationär angeordneten Primärantennen (1, 2) und mehreren Sekundärantennen (4) erreicht werden, die entlang eines Umfangs des rotierenden Körpers (5, 6) angeordnet sind, wobei von Primärantennen (1, 2) wenigstens eine zur Übertragung elektrischer Energie an die Sekundärantennen (4) und eine zur Kommunikation mit den Sekundärantennen (4) vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer stationär angeordneten Sende-Empfangs-Einrichtung (Primärantenne) und einer an einem rotierenden Körper, insbesondere einem Fahrzeugreifen, angeordneten Antennenanordnung (Sekundärantenne) gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Systeme zur drahtlosen Datenübertragung, bei denen die im Feld der Sendeantenne enthaltene Energie zur Datenübertragung genutzt wird, sind z.B. als TAG-Systeme hinreichend bekannt. Diese Systeme umfassen eine Primärantenne zum Senden eines Trägersignals an eine Sekundärantenne mit einer Elektronik, die unter Ausnutzung der im Funkfeld enthaltenen Energie ein Nutzsignal (Messsignal) an die Primärantenne zurücksendet. Das Nutzsignal wird im Empfangsteil der Primärantenne von einer Auswerteeinheit ausgewertet. Bei einem ruhenden System, bei dem die Primär- und Sekundärantenne stationär angeordnet sind, bereitet diese Datenübertragung relativ wenig Probleme. Die Datenübertragung aus einem schnell bewegten oder rotierenden System, wie z.B. einem Fahrzeugreifen, ist dagegen auf bestimmte Positionen des rotierenden Körpers bzw. des daran angeordneten Sekundärantennensystems beschränkt oder ist abhängig von der Geschwindigkeit des bewegten Körpers.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur berührungslosen Datenübertragung zwischen einer primärseitigen, insbesondere stationär angeordneten, Sende-Empfangs-Einrichtung und einer an einem rotierenden Körper angeordneten Sekundärantennenanordnung zu schaffen, die eine von der Position und Geschwindigkeit des rotierenden Körpers unabhängige Datenübertragung in einfacher Weise ermöglicht.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patenanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, das Datenübertragungssystem mit mehreren, vorzugsweise stationär angeordneten, Primärantennen und mehreren Sekundärantennen auszustatten, die entlang eines Umfangs des rotierenden Körpers angeordnet sind. Die Primarantennen werden dabei derart betrieben, dass wenigstens eine der Primärantennen (im folgenden als Sendeantenne bezeichnet) ein Trägersignal (Funksignal) zur Übertragung elektrischer Energie an die Sekundärantennen ausstrahlt, während eine andere der Primärantennen (im folgenden als Kommunikationsantenne bezeichnet) zur Kommunikation mit den Sekundärantennen dient. Dadurch kann eine am rotierenden Körper angeordnete Elektronik ständig mit Energie versorgt werden. Energieversorgung und Datenübertragung können somit gleichzeitig stattfinden. Durch die Konfiguration mit mehreren Primärantennen und mehreren entlang eines Umfangs des rotierenden Körpers, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, angeordneten Sekundärantennen ist es immer gewährleistet, dass, unabhängig von der Position oder Geschwindigkeit des rotierenden Körpers, eine Kommunikation stattfinden kann.
  • Die Datenübertragung zwischen einer primärseitigen Kommunikationsantenne und den Sekundärantennen kann entweder kontinuierlich oder zu vorgegebenen Zeitpunkten, beispielsweise auf Anforderung einer stationär angeordneten Verarbeitungseinheit erfolgen. Bei nicht-kontinuierlicher Datenübertragung kann eine erhebliche Leistungseinsparung erreicht werden.
  • Bei den Sekundärantennen handelt es sich vorzugsweise um flache Dipolantennen, insbesondere Patch-Antennen (Schlitzantennen). Durch die flache Antennenstruktur der Sekundärantennen ist es möglich, diese auf einem elastischen Trägerband anzuordnen, das im Falle eines Fahrzeugreifens als Felgenband um die Radfelge gelegt werden kann. Ein Felgenband hat insbesondere den Vorteil, dass es sehr einfach nachgerüstet werden kann. Alternativ können die Sekundärantennen auch unmittelbar auf der Felge befestigt, insbesondere geklebt, werden.
  • Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems in einem Kfz sind die Primärantennen vorzugsweise in einem Radkasten eines Fahrzeugs angeordnet. Die Primärantennen haben dabei vorzugsweise eine Haupt-Abstrahlrichtung, die in Richtung des Rades nach schräg unten zeigt. Dies hat den Vorteil, dass benachbarte Fahrzeuge durch die auf den Boden gerichteten Sendekeulen kaum beeinträchtigt werden.
  • Die Sendeantennen sind darüber hinaus vorzugsweise derart angeordnet, dass sie voneinander im wesentlichen abgeschirmt sind. Eine bevorzugte Position für die Primärantennen ist daher der untere Teil des Radkastens eines Fahrzeugs an gegenüberliegenden Seiten. Die Primärantennen werden somit durch das Rad voneinander abgeschirmt, so dass keine gegenseitige Beeinträchtigung auftreten kann.
  • Das erfindungsgemäße System zur berührungslosen Datenübertragung umfasst vorzugsweise eine primärseitig angeordnete Verarbeitungseinheit, die den Sende- und Kommunikationsbetrieb der Primärantennen steuert. Die Verarbeitungseinheit ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass eine Primärantenne wahlweise im Sendebetrieb zur Versorgung der Sekundärantennen mit Energie oder im Kommunikationsbetrieb zum Datenaustausch betrieben werden kann. D.h. wenigstens eine der Primärantennen ist vorzugsweise zwischen Sende- und Kommunikationsbetrieb umschaltbar. Dies hat den Vorteil, dass sämtliche Primärantennen als Sendeantennen arbeiten können, solange keine Anforderung für einen Datenaustausch vorliegt. Bei Vorliegen einer Datenanforderung seitens der Verarbeitungseinheit kann eine der Sendeantennen einfach in den Kommunikationsbetrieb umgeschaltet werden.
  • Die erfindungsgemäße Datenübertragungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine primärseitig angeordnete Elektronik, die eine Synchronisation der Kommunikationsantenne auf das Trägersignal einer Sendeantenne ermöglicht. Durch einen phasensynchronen Betrieb von Sendeantenne und Kommunikationsantenne wird der Kommunikationsbetrieb nicht gestört. Die Synchronisation der Kommunikationsantenne auf das Trägersignal der Sendeantenne wird beispielsweise dadurch realisiert, dass ein reflektiertes Trägersignal der Sendeantenne, das beispielsweise an verschiedenen Gegenständen im Umfeld des Reifens (Radkasten, Achse, Fahrbahn, etc.) reflektiert wurde, von einer Kommunikationsantenne empfangen, das Trägersignal herausgefiltert und das Signal der Kommunikationsantenne beispielsweise mittels einer PLL (PLL: Phase Locked Loop) synchronisiert wird.
  • Die Primärantennen arbeiten vorzugsweise mit einer Trägerfrequenz im GHz-Bereich, z.B. 2,45 GHz. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass Daten in relativ kurzer Zeit übertragen werden können.
  • Nutzsignale, die vom sekundärseitigen Antennensystem an die primärseitig angeordnete Auswerteeinrichtung übertragen werden, werden vorzugsweise in Form eines Signals mit quadratischer Amplitudenmodulation übertragen. Dabei wird im wesentlichen das Trägersignal mit dem Nutzsignal addiert und zum Quadrat genommen. Diese Art der Modulation hat den Vorteil, dass sehr wenige Bauelemente erforderlich sind und relativ wenig Leistung benötigt wird.
  • Im sekundärseitigen Teil der erfindungsgemäßen Datenübertragungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Energiespeicher vorgesehen, der die von den Primärantennen übertragene Energie speichert. Dadurch kann auch bei geringer Energieaufnahme über das Funkfeld eine kontinuierliche Energieversorgung gewährleistet werden.
  • Die am rotierenden Körper angeordneten Sekundärantennen sind vorzugsweise mehrreihig, z.B. in parallelen Reihen, angeordnet. Die einzelnen Reihen der Sekundärantennen können dabei in der Abwicklung betrachtet eine geringfügig unterschiedliche Abstrahlrichtung aufweisen und z.B. nicht nur senkrecht zu ihrer Grundfläche, sondern auch leicht aufeinander zu gerichtet abstrahlen. Durch Interferenz zwischen den Feldern der Sekundärantennen kann eine Bündelung der Sendeenergie erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist z.B. im sekundärseitigen Teil der Datenübertragungsvorrichtung eine Einrichtung vorgesehen, die eine Gruppe (bestehend aus einer oder mehreren) von Sekundärantennen zum Datenaustausch auswählt, die zur Kommunikation mit der Kommunikationsantenne gerade besonders günstig angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass nicht alle Sekundärantennen an der Kommunikation beteiligt sind und dadurch Energie eingespart werden kann.
  • Die Auswahl der Gruppe kann beispielsweise nach einem Verfahren erfolgen, bei dem zunächst eine (beliebige) der Sekundärantennen ein Signal an die Primärantennen sendet, und eine primärseitig angeordnete Verarbeitungseinheit, wie z.B. ein Mikrocontroller, aus der Intensität des Signals ermittelt, ob diese Antenne für eine folgende Kommunikation günstig platziert ist oder nicht. Sofern das Signal der Sekundärantenne ausreichend stark und somit die Sekundärantenne geeignet platziert ist, kann ein Datenaustausch allein über diese Sekundärantenne durchgeführt werden. Wahlweise können auch die benachbarten Sekundärantennen zur Kommunikation mit verwendet werden. Die Antennen, die nicht für den Kommunikationsbetrieb benötigt werden, sind vorzugsweise auf Empfang geschaltet und dienen rein dem Energieeintrag.
  • Sofern das von der Sekundärantenne bzw. der Gruppe von Sekundärantennen ausgestrahlte Signal nicht ausreichend stark ist, wird seitens der sekundärseitig angeordneten Elektronik eine neue Gruppe von Sekundärantennen ausgewählt und wiederum ein Signal an die Primärantennen ausgesendet. Dies wiederholt sich, bis eine geeignete Gruppe von Sekundärantennen aufgefunden wurde.
  • Bei höheren Rotationsgeschwindigkeiten des rotierenden Körpers ist eine Auswahl bestimmter Sekundärantennen für einen Datenaustausch meist nicht mehr erforderlich, da eine der Sekundärantennen in ausreichend kurzer Zeit wieder an der primärseitigen Kommunikationsantenne vorbeiläuft, um neue Messdaten zu übertragen. Ab einer vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenze, die im Falle eines Fahrzeugs bei etwa 10–15 km/h liegen kann, wird daher vorzugsweise eine Gruppe von wenigen Sekundärantennen ausgewählt, die den Kommunikationsbetrieb durchführen. Diese ausgewählte Gruppe von Sekundärantennen umfasst vorzugsweise wenigstens zwei diametral gegenüberliegende Sekundärantennen. Die übrigen Sekundärantennen sind vorzugsweise nur auf Empfang geschaltet.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Felgenantennensystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
  • 2 eine Aufsicht auf ein Felgenband mit mehreren Sekundärantennen.
  • 1 zeigt ein Felgenantennensystem zur Übertragung von Informationen, wie z.B. dem Reifendruck oder der Reifentemperatur, aus dem Inneren eines Fahrzeugreifens 5. Das Antennensystem umfasst zwei im Radkasten 8 eines Fahrzeugs 7 angeordnete Primärantennen 1,2 und mehrere auf einer Radfelge 6 angeordnete Sekundärantennen 4. Die Sekundärantennen 4 sind dabei am Außenumfang der Felge 6 kreisförmig angeordnet.
  • Die Primärantennen umfassen eine Sendeantenne 1, die zum Eintrag elektrischer Energie in das sekundärseitige Antennensystem 4, 11 ein Funkfeld ausstrahlt, sowie eine Kommunikationsantenne 2, die zur Kommunikation mit den Sekundärantennen 4 vorgesehen ist. Der Datenaustausch erfolgt berührungslos.
  • Die zum Betrieb des sekundärseitigen Antennensystems 4, 11 notwendige Energie wird durch das Funkfeld der Primärantennen 1, 2 zugeführt (es können auch mehr Primärantennen 1, 2 vorgesehen sein). Eine eigene Energieversorgung ist sekundärseitig nicht erforderlich. Die Primärantennen 1, 2 werden derart betrieben, dass beide Primärantennen 1, 2 standardmäßig als Sendeantennen arbeiten, um die sekundärseitige Antennenanordnung 4, 11 mit Energie zu versorgen. Die Primärantenne 2 geht vorzugsweise in einen Kommunikationsbetrieb über, wenn seitens einer Verarbeitungs- und Steuereinheit 9 eine Anweisung zum Auslesen von Daten aus dem Rad 5 anliegt. Die Primärantenne 2 kann daher auch als Kommunikationsantenne 2 bezeichnet werden.
  • Während eines Datenaustausches bleibt die Sendeantenne 1 vorzugsweise in Sendebetrieb, um die Sekundärantennen 4 mit Energie zu versorgen. Der Sende- und Kommunikationsbetrieb wird von einer mit den Primärantennen 1, 2 verbundenen Sendeelektronik 3 und der Verarbeitungseinheit 9, wie z.B. einem Steuergerät, durchgeführt. Die Sendeelektronik 3 dient dabei insbesondere zur Modulation und Demodulation von Nutzsignalen mit bzw. aus einem Trägersignal, kann aber z.B. auch zur Synchronisation der Primärantennen 1, 2 untereinander eingesetzt werden, wie nachfolgend erläutert werden wird.
  • Der wesentliche Vorteil einer solchen Antennenanordnung mit mehreren Primärantennen 1, 2 und mehreren auf einem Kreisumfang angeordneten Sekundärantennen liegt vor allem darin, dass ein nahezu zeitkontinuierlicher Datenaustausch zwischen einem rotierenden Körper, wie dem Fahrzeugreifen 5, und der stationär angeordneten Verarbeitungseinheit 9 ermöglicht wird, wobei die Datenübertragung von der Drehzahl völlig unabhängig ist. Darüber hinaus bedarf es im Rad 5 keiner eigenen Energieversorgung, wie z.B. einer Batterie.
  • Die Primärantennen sind im unteren Bereich des Radkastens angeordnet und haben eine Haupt-Abstrahlrichtung, die in Richtung des Rades 5, nach schräg unten auf die Fahrbahn gerichtet ist. Eine Störung benachbarter Fahrzeuge ist dadurch nahezu ausgeschlossen.
  • Die Primärantennen 1, 2 sind dabei derart angeordnet, dass ihr Funkfeld möglichst wenig gedämpft wird. Der Abstand zwischen den Primär- und Sekundärantennen 1 bzw. 2 beträgt beispielsweise etwa 20 cm.
  • Die Primärantennen 1, 2 arbeiten vorzugsweise mit einer Trägerfrequenz im GHz-Bereich. Die Verwendung einer Frequenz im ISM-Bereich (ISM: Industrial Sientific Medical) von z.B. 2,45 GHz ist besonders günstig.
  • Vorzugsweise ist die Kommunikationsantenne 2 auf das Trägersignal der Sendeantenne 1 synchronisiert, um einen gleichzeitigen Energieeintrag über das Funkfeld der Sendeantenne 1 und einen Datenaustausch zu ermöglichen. Die Synchronisation kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Kommunikationsantenne 2 ein an verschiedenen Gegenständen in der Umgebung des Rades 5, wie z.B. am Radkasten, der Fahrbahn, dem Stahlgürtel des Reifens, etc., reflektiertes Signal empfängt, das Trägersignal herausfiltert und sich auf dieses Trägersignal synchronisiert. Dies kann z.B. mit Hilfe einer PLL erfolgen. Die hierzu erforderliche Elektronik kann in der Sende/Empfangselektronik 3 enthalten sein.
  • Die sekundärseitige Antennenanordnung umfasst insbesondere die Sekundärantennen 4, und eine damit verbundene Elektronik 11 (siehe 2), die im wesentlichen einen HF-Empfangsteil, einen Modulator, einen Oszilator sowie eine gewünschte Sensorik umfasst.
  • Die von der Radsensorik erzeugten Signale oder andere gewünschte Informationen werden mit Hilfe einer geeigneten Modulationstechnik an die Kommunikationsantenne 2 übertragen. Eine besonders Energie sparende Modulationstechnik ist dabei die quadratische Amplitudenmodulation, bei der das Trägersignal und das Nutzsignal addiert und zum Quadrat genommen werden. Die Leistung des dadurch erzeugten Gesamtsignals ergibt sich zu: P(t) = [PT(t) + PS·cos(2·π·fc·t)]2 = PT 2(t) + PS 2·cos2(2·π·fc·t) + 2·PS·PT(t)·cos(2·π·fc·t).
  • Dabei ist P(t) die Leistung des Gesamtsignals, PT(t) die Leistung des Trägersignals und PS die Leistung des Nutzsignals. Die Terme P(t)2 und cos2(2·π·fc·t) spielen eine untergeordnete Rolle, da diese von der Sende/Empfangselektronik 3 gefiltert werden. Der Vorteil der quadratischen Amplitudenmodulation liegt im letzten Term der binomischen Formel, in dem der Faktor 2 auftritt.
  • Die aus dem Funkfeld der Sendeantenne 1 erhaltene Energie wird vorzugsweise in einem Ladungsspeicher gespeichert, der in der sekundärseitig angeordneten Elektronik 11 enthalten ist.
  • Ein Betrieb sämtlicher Sekundärantennen 4 im Kommunikationsmodus ist relativ Energie aufwändig. Vorzugsweise wird daher nur eine Gruppe der Sekundärantennen 4, bestehend aus einer oder mehreren Sekundärantennen 4, gleichzeitig im Kommunikationsbetrieb betrieben. Zur Auswahl einer Gruppe von Sekundärantennen 4, über die ein Datenaustausch erfolgen soll, ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, die beispielsweise Bestandteil der Elektronik 11 sein kann. Die Auswählschaltung wählt diejenige Sekundärantenne 4 aus, die nahe der Kommunikationsantenne 2 positioniert ist. Die Position der Sekundärantenne 4 kann beispielsweise über die Intensität eines von der Sekundärantenne 4 ausgesendeten Trägersignals ermittelt werden. Überschreitet das von der Kommunikationsantenne 2 empfangene Signal einen vorgegebenen Mindestpegel, so erfolgt die Kommunikation mit derjenigen Sekundärantenne 4, die das Signal ausgesendet hat und ggf. mit benachbarten Sekundärantennen 4. Die übrigen Sekundärantennen 4 können inzwischen weiterhin im Empfangsmodus arbeiten und Sendeenergie aufnehmen.
  • Die in 1 dargestellte Felgenantennenanordnung ist ferner derart eingerichtet, dass ab einer vorgegebenen Geschwindigkeit des Rades 5 nur noch ein Teil der Sekundärantennen 4 im Kommunikationsbetrieb arbeitet. Bei höheren Geschwindigkeiten ist dies ausreichend, da die entsprechenden Sekundärantennen 4 ausreichend häufig an der Kommunikationsantenne 2 vorbeilaufen. Die übrigen Sekundärantennen arbeiten nur im Empfangsbetrieb oder sind deaktiviert.
  • 2 zeigt eine Abwicklung eines elastischen Felgenbandes 10, auf dem mehrere Sekundärantennen 4 sowie eine mit den Antennen verbundene Sende/Empfangselektronik 11 mit Sensorik angeordnet sind. Wie zu erkennen ist, sind die Sekundärantennen 4 in zwei Reihen parallel zueinander angeordnet, wobei die eine Reihe Sekundärantennen 4a und die andere Reihe Sekundärantennen 4b umfasst. Bei den dargestellten Sekundärantennen 4a, b handelt es sich um sogenannte Patch-Antennen bzw. Schlitzantennen, die eine besonders flache Bauform aufweisen. Die Patch-Antennen 4 haben vorzugsweise eine Antennenlänge zwischen 2 und 6 cm.
  • Die Verbindungsleitungen zur Elektronik 11 sind mit dem Bezugszeichen 12 bzw. 13 versehen.
  • Die Sekundärantennen 4a, 4b können eine geringfügig in Richtung der jeweils anderen Reihe gerichtete Haupt-Abstrahlrichtung aufweisen. Dadurch wird eine Bündelung der Sendeenergie und ein höherer Antennengewinn erreicht.
  • 1
    Sendeantenne
    2
    Kommunikationsantenne
    3
    Sende/Empfangselektronik
    4
    Sekundärantennen
    5
    Rad
    6
    Felge
    7
    Fahrzeug
    8
    Radkasten
    9
    Verarbeitungseinheit
    10
    Felgenband
    11
    Sende/Empfangselektronik
    12
    Top-Zuleitung
    13
    Bottom-Zuleitung

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur drahtlosen Datenübertragung zwischen einer stationär angeordneten Sende-Empfangs-Einrichtung (1, 2) und einem rotierenden Körper (5), insbesondere einem Fahrzeugreifen, gekennzeichnet durch: – mehrere stationär angeordnete Primärantennen (1, 2) und – mehrere Sekundärantennen (4), die am rotierenden Körper (5) angeordnet sind, – wobei von den Primärantennen (1, 2) wenigstens eine zur Übertragung elektrischer Energie an die Sekundärantennen (4) und eine zur Kommunikation mit den Sekundärantennen (4) vorgesehen ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärantennen (4) auf einem Trägerband (10) angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband (10) ein Felgenband ist, das um eine Radfelge (6) herum angeordnet wird.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärantennen (1, 2) im Radkasten (8) eines Fahrzeugs (7) angeordnet sind, wobei die Haupt-Abstrahlrichtung der Antennen jeweils in Richtung eines Rades (5) schräg nach unten verläuft.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verarbeitungseinheit (9) vorgesehen ist, die den Sende- und Kommunikationsbetrieb der Primärantennen (1, 2) steuert und die eine der Primärantennen (1, 2) wahlweise im Sendebetrieb zur Energieübertragung oder im Kommunikationsbetrieb zum Datenaustausch betreiben kann.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Synchronisationseinrichtung (3) vorgesehen ist, mit der eine der Primärantennen (2), die als Kommunikationsantenne arbeitet, mit einer anderen der Primärantennen (1), die als Sendeantenne (1) arbeitet, synchronisiert werden kann.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärantennen (1, 2) mit einer Trägerfrequenz im GHz-Bereich arbeiten.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Datenübertragung von den Sekundärantennen (4) zu den Primärantennen (1, 2) eine quadratische Amplitudenmodulation verwendet wird.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Sekundärantennen (4) ein Energiespeicher angeschlossen ist, der die von den Primärantennen (1, 2) übertragene Energie speichert.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärantennen (4) mehrreihig angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (11) vorgesehen ist, die eine Gruppe von Sekundärantennen (4) zur Kommunikation mit einer Primärantenne (1, 2) auswählen kann.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (11) vorgesehen ist, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Geschwindigkeit einen Teil der Sekundärantennen (4) deaktiviert und nur noch eine Gruppe von Sekundärantennen (4) zur Kommunikation betreibt.
DE10317689A 2003-04-17 2003-04-17 HF-Felgenantenne mit mehreren Patch-Antennen Withdrawn DE10317689A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10317689A DE10317689A1 (de) 2003-04-17 2003-04-17 HF-Felgenantenne mit mehreren Patch-Antennen
US10/824,115 US6985117B2 (en) 2003-04-17 2004-04-13 HF wheel rim antenna having several patch antennas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10317689A DE10317689A1 (de) 2003-04-17 2003-04-17 HF-Felgenantenne mit mehreren Patch-Antennen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10317689A1 true DE10317689A1 (de) 2004-10-28

Family

ID=33039126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10317689A Withdrawn DE10317689A1 (de) 2003-04-17 2003-04-17 HF-Felgenantenne mit mehreren Patch-Antennen

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6985117B2 (de)
DE (1) DE10317689A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2320577A3 (de) * 2009-11-05 2012-06-06 Maeda Metal Industries, Ltd. Antennenumschaltverfahren für drahtloses Kommunikationssystem
DE102010022757B4 (de) * 2009-06-09 2012-12-06 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) System zum Messen der Drehzahl und Position einer rotierenden Einrichtung
DE102021124521A1 (de) 2021-09-22 2023-03-23 Zf Cv Systems Global Gmbh Reifendruckmesssystem und Verfahren zum Betreiben desselben

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2866986B1 (fr) * 2004-02-27 2006-06-16 Michelin Soc Tech Passage de roue comprenant une antenne
US7903038B2 (en) * 2006-12-08 2011-03-08 Lockheed Martin Corporation Mobile radar array
FR2931950B1 (fr) 2008-05-27 2016-02-12 Continental Automotive France Procede de localisation de la position de roues d'un vehicule
KR101500213B1 (ko) * 2013-12-03 2015-03-06 현대자동차주식회사 인텔리전트 타이어 시스템
DE102021127966A1 (de) 2021-10-27 2023-04-27 Zf Cv Systems Europe Bv Reifenkontrollsystem für ein Kraftfahrzeug, sowie Kraftfahrzeug mit einem diesbezüglichen Reifenkontrollsystem

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI19992717A (fi) * 1999-12-17 2001-06-18 Nokia Multimedia Terminals Oy Järjestely doppler-siirtymän vaikutuksen vähentämiseksi radiovastaanotossa
JP4152595B2 (ja) * 2001-01-11 2008-09-17 横浜ゴム株式会社 トランスポンダ及びそのシステム
US20020190852A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-19 Trw Inc. Tire pressure monitoring apparatus and method
EP1344658A1 (de) * 2002-03-12 2003-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Erfassen des Reifendrucks eines Kraftfahrzeugreifens
JP3960112B2 (ja) * 2002-04-22 2007-08-15 トヨタ自動車株式会社 タイヤ状態検出・通信装置
US20040150516A1 (en) * 2003-02-05 2004-08-05 Delphi Technologies, Inc. Wireless wheel speed sensor system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010022757B4 (de) * 2009-06-09 2012-12-06 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) System zum Messen der Drehzahl und Position einer rotierenden Einrichtung
US8334687B2 (en) 2009-06-09 2012-12-18 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for measuring rotational speed and position of a rotating device
EP2320577A3 (de) * 2009-11-05 2012-06-06 Maeda Metal Industries, Ltd. Antennenumschaltverfahren für drahtloses Kommunikationssystem
DE102021124521A1 (de) 2021-09-22 2023-03-23 Zf Cv Systems Global Gmbh Reifendruckmesssystem und Verfahren zum Betreiben desselben
EP4155098A1 (de) 2021-09-22 2023-03-29 ZF CV Systems Global GmbH Reifendruckmesssystem und verfahren zum betreiben desselben

Also Published As

Publication number Publication date
US6985117B2 (en) 2006-01-10
US20040263404A1 (en) 2004-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69324753T2 (de) Transpondersystem für die automatische Identifikation
DE60310957T2 (de) Rfid-reifengürtelantennensystem und verfahren
DE69324132T2 (de) Gerät zur drahtlosen informationsübertragung
DE60311259T2 (de) Informationsübertragung unter verwendung von hochfrequenz backscatter transpondern
DE69420758T2 (de) Identifikationssystem
DE68920684T2 (de) System zur Diskrimination von Signalen.
EP1807270B1 (de) Reifendruckkontrollsystem für ein kraftfahrzeug
DE102019205368B4 (de) Kraftfahrzeug
EP1719067B1 (de) Verfahren zum betrieb von rfid schreib-/lesegeräten
EP2444916B1 (de) RFID-Lesevorrichtung und Lese- und Zuordnungsverfahren
DE10005558A1 (de) Vorrichtung zur Datenübertragung im Kraftfahrzeug
EP0567905B1 (de) System zur bidirektionalen Datenübertragung zwischen einer Bake und einem Fahrzeug
DE102019120460A1 (de) Wanderwellen-bildverteiler für ein hochauflösendes radarsystem
DE102008023224A1 (de) Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung von Signalen zwischen zwei Teilen einer Bearbeitungsmaschine
DE10317689A1 (de) HF-Felgenantenne mit mehreren Patch-Antennen
DE102017113570A1 (de) Antenne mit mehrfachausrichtung zur fahrzeugkommunikation
DE102006042346A1 (de) Medizinische Vorrichtung mit einer Radiofrequenzerfassungsvorrichtung
EP3734565B1 (de) Baumaschine
DE19734749C2 (de) Vorrichtung zur Versorgung einer elektrischen Einrichtung in Kraftfahrzeugen
EP3864427B1 (de) Vorrichtung zur positionsbestimmung eines relativ zu einem fahrzeug bewegbaren gegenstandes und ein damit ausgestattetes fahrzeug
EP1040613B1 (de) Gerichtetes nahbereichs-kommunikationsverfahren (dsrc) und transponder hierfür
EP1672560B1 (de) Induktives Identifikationssystem
WO2015036112A2 (de) Verfahren und system zum betreiben eines fahrzeugs, insbesondere eines entlang eines bodens verfahrbaren fahrzeugs
EP1122684B1 (de) Funk-Identifikationssystem und -verfahren
DE60318535T2 (de) Anordnung zur drahtlosen Informationsübertragung und Kommunikationssystem, das diese Anordnung umfasst

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20111101