DE19606798A1 - Antennenanordnung zum Lesen und/oder Beschreiben von elektronischen Datenträgern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenanordnung zum Lesen und/oder Beschreiben von elektronischen Datenträgern gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Antennenanordnungen dieser Art werden überall dort einge­ setzt, wo Objekte mit Hilfe von an ihnen befestigten elek­ tronischen Datenträgern (auch Funketiketten oder Transpon­ der genannt) identifiziert und/oder mit Informationen/Da­ ten gekennzeichnet werden. Die Objekte werden dabei an den Antennenanordnungen vorbeibewegt, die während der Vorbei­ fahrt des jeweiligen Objekts für eine bestimmte Zeit mit dem elektronischen Datenträger, der an dem Objekt befestigt ist, in Wirkver­ bindung (das heißt Funkverbindung) treten und in dieser Zeit mit dem Datenträger Daten bzw. Informationen aus­ tauschen. Dieser Austausch kann in einem reinen Lesevor­ gang, bei dem über die Antennenanordnung aus dem Daten­ träger dort gespeicherte Daten ausgelesen und an eine mit der Antennenanordnung verbundene Auswerteeinheit weiter­ geleitet werden, oder in einem reinen Schreibvorgang bestehen, bei dem über die Antennenanordnung Daten in den Datenträger eingeschrieben und dort gespeichert werden, oder in einem kombinierten Lese/Schreibvorgang, bei dem Daten sowohl aus dem Datenträger ausgelesen wie auch in ihn eingeschrieben werden.

Typische Anwendungsgebiete solcher Kennzeichnungs/Identi­ fizierungssysteme sind vor allem dort zu finden, wo logi­ stische Aufgaben bei der Zusammenführung bzw. Verteilung von Stückgut im weitesten Sinne zu lösen sind. Beispiele hierfür sind Hochregallager, bei denen die zu lagernden Waren automatisch eingelagert bzw. entnommen werden, oder Kfz-Fertigungsstraßen, in denen die einzelnen Komponenten eines Kfz automatisch aus Hochregallagern entnommen und am Produktionsort zusammengeführt werden, oder Frachtzentren der Post, in denen die Pakete umgeschlagen werden, oder Gepäckbeförderungseinrichtungen auf Flughäfen oder Bahnhö­ fen, in denen die Gepäckstücke der einzelnen Reisenden je nach Bestimmungsort individuell weitergeleitet werden, oder Containerumschlagplätze in den Häfen, in denen Con­ tainer auf Bahn, Lastwagen bzw. Schiff umgeschlagen wer­ den, oder Warenumschlagplätze von Speditionsunternehmen.

Zum Betrieb solcher Kennzeichnungs/Identifizierungssysteme werden Antennenanordnungen benötigt, die das Lesen bzw. Beschreiben der elektronischen Datenträger in geringem Ab­ stand und unabhängig von deren räumlichen Ausrichtung relativ zu der Antennenanordnung ermöglichen.

Vorgeschlagen wurde bereits, für diesen Zweck sogenannte Tunnelantennen zu verwenden, die in einem Tunnel angeord­ net sind, durch den die zu kennzeichnenden bzw. zu identi­ fizierenden Objekte hindurchbewegt werden und dabei die an den Objekten befestigten elektronischen Datenträger in Wirkverbindung mit der Antenne treten.

Nachteilig bei dieser Anordnung wirkt sich aus, daß der Abstand zwischen Antenne und Datenträger in der Regel bis zu mehreren 10 cm beträgt. Um die Datenträger ohne Batte­ rie mit ausreichender Energie zu versorgen, sind dement­ sprechend hohe Strahlungsfelder von der Antenne zu erzeu­ gen, die mit entsprechend hohem Aufwand nach außen hin ab­ geschirmt werden müssen. Der Raumbedarf solcher Antennen ist groß.

Vorgeschlagen wurden ferner feste Metallrahmenantennen, bei denen der Abstand zwischen Antenne und Datenträger ebenfalls bis zu mehreren 10 cm betragen kann. Eine wirk­ same Abschirmung der Rahmenmagnetfeld-Abstrahlung ist hier ebenfalls nur mit großem zusätzlichen Aufwand möglich. Ferner müssen die Datenträger aufgrund der Feldnullstellen der Antenne beim Durchgang durch die Rahmenantenne ent­ sprechend ausgerichtet sein.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antennenan­ ordnung zu schaffen, die zum Lesen und/oder Beschreiben von elektronischen Datenträgern geeignet ist, die mit mög­ lichst geringer Feldstärke auskommt und bei der die Aus­ richtung der Datenträger keine Rolle spielt.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wiederge­ geben. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung (Ansprüche 2 bis 13) sowie bevorzugte Anwendungen der Erfindung (Anspruch 14).

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Datenträger beim Durchgang durch die Antennenanordnung zumindest zu einem Teil der Einzelantennen einen sehr ge­ ringen Abstand haben, so daß die Strahlungsfelder der An­ tennenanordnung insgesamt sehr niedrig sein können. Dem­ entsprechend gering ist der Aufwand an Abschirmmaßnahmen. In Einzelfällen können die Abschirmmaßnahmen infolge der vernachlässigbaren kleinen Störfelder sogar ganz entfal­ len.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist in dem kompakten und wenig aufwendigen Aufbau der Antennenanordnung zu sehen.

Ein dritter wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß der Lese- bzw. Schreibvorgang unabhängig von der momenta­ nen Ausrichtung der Datenträger funktioniert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert, in der eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Antennenanordnung gezeigt ist.

Die Antennenanordnung besteht aus einem u-förmigen Rahmen 1, der mit der Öffnung nach unten über einem Transportband 7 angeordnet ist und an dessen horizontalem Querbalken mehrere streifenförmige flexible Lamellen 4 befestigt sind, die einen Vorhang bilden, durch den ein Objekt 5 bewegt wird, an dem ein elektronischer Datenträger 6 be­ festigt ist. In den Lamellen 2 ist jeweils eine Reihe von Einzelantennen 4 z. B. in Form von Spulen in Lamellenlängs­ richtung hintereinander eingebettet. Die Einzelantennen 4 sind mit einem (in der Figur nicht gezeigten) Schreib/Le­ segerät verbunden. Am Boden, unter dem Transportband 7, ist ferner noch eine Bodenantenne 3 angeordnet. Das Lese/Schreibgerät kann dabei separat angeordnet sein oder z. B. in dem Metallrahmen 1 integriert sein. Die Spulen 4 können z. B. einzeln oder in Gruppen einschließlich der Zuleitungen in Dünnfilmtechnik realisiert und in Folien eingeschweißt oder als Drahtelement gefertigt sein.

Während des Betriebs lassen sich die Spulen beliebig, z. B. einzeln oder lamellenweise mit Hilfe von Multiplexer-Schaltungen zum Schreiben/Lesen schalten. Die flexiblen Lamellen 2 schmiegen sich um die Objekte 5 bzw. Datenträ­ ger 6 und stellen damit sicher, daß immer wenigstens eine Antennenspule 4 in einer Entfernung zum Datenträger 6 liegt, die für eine sichere Energiezuführung und Datenkom­ munikation ausreichend ist.

Die Bodenantenne 3 hat die Aufgabe, mit Datenträgern 6 in Wirkverbindung zu treten, die beim Durchgang durch die Vorhangantenne unter dem Objekt liegen, an dem sie befe­ stigt sind (bei einem Gepäckbeförderungssystem z. B. unter dem umgestürzten Koffer).

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das geschil­ derte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern vielmehr auf weitere übertragbar ist.

So ist es z. B. möglich, die Länge der Lamellen entspre­ chend der erwartbaren Größe der Objekte am Rande des La­ mellenvorhangs länger zu wählen als in dessen mittleren Bereich. Auch kann die "Dichte" der Einzelantennen auf den Lamellen (das heißt die Anzahl der Einzelantennen pro La­ mellenabschnitt) unterschiedlich sein; so können bei­ spielsweise im unteren Bereich der Lamellen mehr Einzel­ antennen vorgesehen werden als im oberen Bereich. Auch können die Lamellen im mittleren Bereich des Vorhangs eine größere Anzahl von Einzelantennen aufweisen als die Lamel­ len am Rande des Vorhangs.

Die Einzelantennen müssen auf den Lamellen - in Längsrich­ tung der Lamellen gesehen - nicht streng hintereinander angeordnet sind; sie können z. B. auch zickzack-förmig oder beliebig anders über die Lamellenoberfläche verteilt ange­ ordnet werden.

Die Lamellen können im Ruhezustand so ausgerichtet sein, daß ihre Flächennormalen parallel zueinander verlaufen und/oder die Lamellenflächen in einer Ebene liegen. Denk­ bar ist aber auch, daß die Lamellenflächennormalen benach­ barter Lamellen einen Winkel verschieden von Null einneh­ men (z. B. 90°) und die Lamellen zickzack-förmig angeordnet sind.

Die Lamellen können in Längsrichtung untergliedert sein mit beispielsweise gleichen Gliederlängen, wobei die La­ mellenglieder selbst durchaus starr bzw. inflexibel sein können, sofern die Lamelle als solche flexibel ist (z. B. infolge von scharnierähnlichen Verbindungen der einzelnen Glieder untereinander).

Denkbar ist auch, anstelle der flächenhaften Lamellen Schnüre zu verwenden, an denen die Einzelantennen befe­ stigt sind, oder Lamellen, die im Querschnitt (quer zur Längsrichtung) kreuzförmig oder kreis- oder ellipsenförmig sind oder in anderer Form in ihrem Querschnitt von der Li­ nienform abweichen.

Schließlich ist es möglich, mehrere solcher Vorhänge hin­ tereinander anzuordnen. Dabei können die Abstände der ein­ zelnen Vorhänge so gewählt werden, daß sie separiert blei­ ben. Denkbar ist aber auch, daß die Vorhänge so nah anein­ ander plaziert werden, daß sie einen einzigen "dreidimen­ sionalen" Vorhang bilden. Auch kann anstelle einer einzi­ gen Bodenantenne ein eindimensionales oder zweidimensiona­ les Array von Bodenantennen vorgesehen werden.

Claims (14)

1. Antennenanordnung zum Lesen und/oder Beschreiben von elektronischen Datenträgern, die an Objekten befestigt sind und mit der Antennenanordnung für eine bestimmte Zeit in Wirkverbindung treten, welche Antennenanordnung mehrere mit einer Lese/Schreibstation verbundene Einzelantennen aufweist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Einzelantennen (4) in Gruppen unterteilt sind;
• - daß die Einzelantennen (4) der einzelnen Gruppen jeweils auf einem länglichen flexiblen Träger (2) an­ geordnet sind;
• - daß die einzelnen Träger (2) zusammen einen Vorhang bilden;
• - daß die einzelnen Objekte (5) mit dem daran befestig­ ten elektronischen Datenträger (6) sich jeweils durch den Vorhang hindurch bewegen und in dieser Zeit die Wirkverbindung zwischen elektronischem Datenträger (6) und mindestens einer der Einzelantennen (4) herge­ stellt ist.

2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einzelantennen (4) auf den einzelnen Trägern (2) entlang der Längsachse des jeweiligen Trägers (2) hintereinander angeordnet sind und daß sie vorzugs­ weise auf dem jeweiligen Träger (2) gleichförmig verteilt angeordnet sind.

3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einzelantennen (2) jeweils in Form von flächigen Drahtspulen oder flächigen Streifen­ leitungsspulen vorzugsweise auf oder in Folien in Dünn­ filmtechnik realisiert sind.

4. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Träger (2) oder zumindest der überwiegende Teil der Träger gleich lang oder zumindest annähernd gleich lang sind (ist) und daß vorzugsweise die Zahl der Einzelantennen (2) auf den (je­ weils) gleichlangen Trägern (2) jeweils gleich oder zumin­ dest annähernd gleich ist.

5. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Träger (2) des Vorhangs in Form von Fäden und/oder flächigen La­ mellen und/oder von Streifengebilden mit von der Linien­ form abweichendem Querschnitt, vorzugsweise mit kreuzför­ migem oder rundem oder ellipsenförmigem Querschnitt rea­ lisiert sind.

6. Antennenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einzelnen Lamellen (2) des Vorhangs im Ruhezustand mit ihren Lamellenflächennormalen parallel oder zumindest annähernd parallel ausgerichtet und vorzugsweise mit ihren Lamellenflächen in einer gemeinsamen Ebene oder zumindest annähernd in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

7. Antennenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß benachbarte Lamellen des Vorhangs im Ruhezu­ stand mit ihren Lamellenflächennormalen einen Winkel ver­ schieden von Null, vorzugsweise von 90° bilden, derge­ stalt, daß die Lamellen insgesamt im Querschnitt auf einer Zickzack-Linie liegen.

8. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Träger (2) in Längsrichtung untergliedert sind mit Gliedern vor­ zugsweise gleicher oder annähernd gleicher Gliederlänge und/oder mit über Scharniere oder scharnierähnliche Mittel miteinander verbundenen starren Gliedern.

9. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung der Objekte (5) mehrere Vorhänge (4) hintereinander ange­ ordnet sind oder mehrere zweidimensionale Vorhänge ein ge­ meinsames dreidimensionales Vorhanggebilde bilden.

10. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Träger und/oder Vorhänge an einem Querträger eines nach unten offenen u-förmigen Rahmengestells (1) befestigt sind.

11. Antennenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich unter dem Vorhang (2) über dessen Aus­ dehnung quer zur Bewegungsrichtung der Objekte (5) hinweg eine Bodenantennenanordnung (3) erstreckt.

12. Antennenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bodenantennenanordnung (3) aus einer einzigen Bodenantenne oder aus mehreren quer zur Bewe­ gungsrichtung der Objekte (5) hintereinander angeordneten Einzel-Bodenantennen besteht.

13. Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie in eine Transportbandanla­ ge zum Transport von Objekten, vorzugsweise von Stückgut integriert ist.

14. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet zur Verwendung in einem Gepäck­ transport- und/oder -sortiersystem.