DE202007006597U1

DE202007006597U1 - UHF-Transpondermodul

Info

Publication number: DE202007006597U1
Application number: DE200720006597
Authority: DE
Original assignee: Pts Technology & Systems GmbH
Current assignee: Pts Technology & Systems GmbH
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2017-05-09

Abstract

UHF-Transpondermodul, mit
einem Transponder-IC, und
einer Patchantenne, die ein Strahlerelement und ein Reflektorelement mit einem ersten Dielektrikum dazwischen aufweist, wobei der Transponder-IC galvanisch mit dem Reflektorelement verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf dem Strahlerelement ein zweites Dielektrikum angeordnet ist,
auf dem zweiten Dielektrikum eine Leiterbahn zur kapazitiven Kopplung der Patchantenne an den Transponder-IC angeordnet ist, und
die Leiterbahn galvanisch mit dem Transponder-IC verbunden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein UHF-Transpondermodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Wie es in 1 gezeigt ist, ist im Stand der Technik ein UHF-Transpondermodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, das ein Transponder-IC (nicht gezeigt) und eine Patchantenne aufweist. Die Patchantenne weist ein Strahlerelement 1 und ein Reflektorelement 2 auf, die durch ein sich zwischen diesen befindendes Dielektrikum 3 galvanisch voneinander getrennt und kapazitiv miteinander gekoppelt sind. Der Transponder-IC ist galvanisch mit dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 verbunden, wie es durch ein Symbol einer Wechselgrößen-Energieversorgungsquelle 4 in 1 angedeutet ist.
Das Strahlerelement 1 und der Transponder-IC sind auf einer Seite des Dielektrikums 3 angeordnet und das Reflektorelement 2 ist auf einer anderen Seite des Dielektrikums 3 angeordnet, die der einen Seite des Dielektrikums 3 gegenüberliegt. Das Dielektrikum 3 weist eine Funktion eines Trägersubstrats auf.
Das Strahlerelement 1 und das Reflektorelement 2 sind auf einer Seite, das heisst in 1 der rechten Seite, mittels leitenden Verbindungselementen zueinander kurzgeschlossen, wodurch ein einseitig kurzgeschlossener Mikrostreifenleiter ausgebildet wird, dessen Eigenschaften vorherrschend eine Eigenresonanzfrequenz des gesamten UHF-Transpondermoduls und folglich den Kommunikationsabstand bestimmt.
Die Höhe einer kapazitiven Kopplung zwischen dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 wird durch eine Dicke des Dielektrikums 3 bestimmt. Da Trägersubstrate mit unterschiedlichen Dicken vorkonfektionierte Bauelemente für das Dielektrikum sind, ist es demgemäß lediglich eingeschränkt und abgestuft möglich, die Höhe der kapazitiven Kopplung zwischen dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 zu ändern, was folglich eine zweckmäßige Anpassung der Patchantenne an den verwendeten Transponder-IC erschwert, wobei Maßnahmen zum Anpassen der Patchantenne an den Transponder-IC aus einer Belastung des Eingangskreises des Transponder-ICs, die durch die Wellenimpedanz der Patchantenne bestimmt wird, abgeleitet werden können.
Weiterhin gibt es bei diesem UHF-Transpondermodul keine Möglichkeit, herstellungsbedingte Schwankungen der Höhe der kapazitiven Kopplung, des verwendeten Transponder-ICs usw. bei der Anpassung zu kompensieren oder eine jeweilige Anpassung der Patchantenne an unterschiedliche zu verwendende Transponder-ICs durchzuführen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist demgemäß die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor genannten Probleme im Stand der Technik zu beseitigen und ein UHF-Transpondermodul zu schaffen, bei dem jeweilige Elemente auf eine zweckmäßige Weise flexibel aneinander angepasst sein können.
Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Genauer gesagt wird gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 der Vorteil erzielt, dass eine zweckmäßige Anpassung der Patchantenne an den verwendeten Transponder-IC dadurch erzielbar ist, dass unter Verwendung der Leiterbahn und/oder des zweiten Dielektrikums eine kapazitive Kopplung der Leiterbahn zu dem Strahlerelement veränderbar ist.
Auf diese Weise können herstellungsbedingte Schwankungen kompensiert werden und kann ebenso eine zweckmäßige Anpassung der Patchantenne an unterschiedliche zu verwendende Transponder-ICs realisiert werden.
Vorteilhaft wird bei Verwendung von Luft als das erste Dielektrikum die Möglichkeit geschaffen, durch Ändern des Abstands zwischen dem Strahlerelement und dem Reflektorelement die kapazitive Kopplung von diesen einfach zu ändern und demgemäß die Anpassung der Patchantenne an den Transponder-IC einfach zu ändern.
Demgemäß bestehen zwei unterschiedliche Möglichkeiten, eine zweckmäßige Anpassung der Patchantenne an den Transponder-IC zu realisieren. Die zwei Möglichkeiten können voneinander getrennt oder miteinander kombiniert verwendet werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine perspektivische Prinzipdarstellung eines UHF-Transpondermoduls im Stand der Technik;
2 eine perspektivische Prinzipdarstellung eines UHF-Transpondermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Darstellung eines Abschnitts A eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Darstellung eines Abschnitts A eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Darstellung eines Abschnitts A eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Darstellung eines Abschnitts B eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Darstellung eines Abschnitts B eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische Darstellung eines Abschnitts B eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
9 eine schematische Darstellung einer Leiterbahn eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
BESTE WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine perspektivische Prinzipdarstellung eines UHF-Transpondermoduls gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Strahlerelement, bezeichnet das Bezugszeichen 2 ein Reflektorelement, bezeichnet das Bezugszeichen 3 ein erstes Dielektrikum, bezeichnet das Bezugszeichen 4 eine Wechselgrößen-Energieversorgungsquelle, bezeichnet das Bezugszeichen 5 ein zweites Dielektrikum und bezeichnet das Bezugszeichen 6 eine Leiterbahn.
Das Strahlerelement 1 und das Reflektorelement 2 bilden eine Patchantenne aus. Zwischen dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 befindet sich das erste Dielektrikum 3, welches das Strahlerelement 1 und das Reflektorelement 2 kapazitiv zueinander koppelt. Auf einer Oberfläche das Strahlerelements 1, die der Oberfläche von diesem gegenüberliegt, an der sich das erste Dielektrikum 3 befindet, ist ein zweites Dielektrikum 5 angeordnet. Auf einer Oberfläche des zweiten Dielektrikums 5, die der Oberfläche von diesem gegenüberliegt, an der sich das Strahlerelement 1 befindet, ist eine Leiterbahn 6 angeordnet. Das zweite Dielektrikum 6 koppelt das Strahlerelement 1 und die Leiterbahn 6 kapazitiv zueinander. Ein nicht gezeigter Transponder-IC ist galvanisch mit der Leiterbahn 6 und dem Reflektorelement 2 verbunden, wie es durch das Symbol einer Wechselgrößen-Energieversorgungsquelle 4 in 2 angedeutet ist.
Das Strahlerelement 1 und der Transponder-IC sind auf einer Seite des ersten Dielektrikums 3 angeordnet und das Reflektorelement 2 ist auf einer anderen Seite des ersten Dielektrikums 3 angeordnet, die der einen Seite des ersten Dielektrikums 3 gegenüberliegt. Das erste Dielektrikum 3 weist eine Funktion eines Trägersubstrats auf.
Das Strahlerelement 1 und das Reflektorelement 2 sind auf einer Seite, das heisst in 2 der rechten Seite, mittels leitenden Verbindungselementen zueinander kurzgeschlossen, wodurch ein einseitig kurzgeschlossener Mikrostreifenleiter ausgebildet wird, dessen Eigenschaften vorherrschend eine Eigenresonanzfrequenz des gesamten UHF-Transpondermoduls und folglich den Kommunikationsabstand bestimmt.
Maßnahmen zum Anpassen der Patchantenne an den Transponder-IC können aus einer Belastung des Eingangskreises des Transponder-ICs, die durch die Wellenimpedanz der Patchantenne bestimmt wird, abgeleitet werden.
Die zuvor beschrieben Patchantenne weist lediglich eine sehr geringe Bauhöhe auf. Die Patchantenne kann zum Beispiel mittels eines Ätzverfahrens oder mittels Siebdrucks hergestellt werden. Die Abstrahlungsrichtung der Patchantenne ist vorherrschend normal, das heisst senkrecht, zu einer Fläche der Leiterbahn 6. Die Speisung oder Modulation der Patchantenne erfolgt je nach Impedanz eines verwendeten Transponder-ICs direkt, das heisst galvanisch, oder kapazitiv. Da die Patchantenne ein elektrisch leitendes Reflektorelement 2 aufweist, bewirkt eine Montage auf einer elektrisch leitenden Oberfläche lediglich eine geringe Änderung von charakteristischen Parametern des Transponder-ICs.
Genauer gesagt werden eine Bauhöhe und ein elektrisches Verhalten des UHF-Transpondermoduls durch folgende Parameter und Stoffgrößen bestimmt:

– Länge des Strahlerelements 1 der Patchantenne
– relative Dielektrizitätskontante des Materials des ersten Dielektrikums 3
– Wechselwirkung mit Verpackungs- und Gehäusematerialien

Somit ist folgende Abhängigkeit gegeben: fres ~ (εr; L; W; 1/H, Cenviron)wobei ε_r die relativ Dielektrizitätskonstante des Materials des ersten Dielektrikums 3 ist, L die Länge des Strahlerelements 1 des Patchantenne ist, C_environ die Wechselwirkung mit den Verpackungs- und Gehäusematerialien ist, W eine Breite, das heisst eine Abmessung in einer Richtung von vorne nach hinten des Blatts in 2, des Strahlerelements 1 der Patchantenne ist, 1/H ein Kehrwert einer Höhe, das heisst einer Abmessung in einer Richtung von oben noch unten des Blatts in 2, des ersten Dielektrikums 3 ist und L eine Länge, das heisst eine Abmessung in einer Richtung von links nach rechts des Blatts in 2, des Strahlerelements 1 der Patchantenne ist.
Eine Güte eines durch das UHF-Transpondermodul ausgebildeten Resonators wird weiterhin durch dielektrische Verluste der Materialien des Resonators beeinflusst.
Wenn die Länge des Strahlerelements 1 der Patchantenne sehr viel kleiner als eine Wellenlänge einer anregenden Strahlung ist, zeigt die planar ausgebildete Patchantenne eine sehr stark kapazitive Impedanzcharakteristik.
Dagegen kann der Transponder-IC als "Last" der Patchantenne aufgrund der Fehlanpassung nicht schalten, wenn der Transponder-IC bei der Modulation von einem unbelasteten Zustand seine Impedanz von großen Zahlenwerten mit einem Realteil von zum Beispiel 400 bis 800 Ohm auf nahezu null ändert, falls lediglich eine direkte bzw. galvanische Kopplung bzw. Antennenspeisung vorhanden wäre, wie es zum Beispiel in 1 gegeben ist.
Mittels der verwendeten kapazitiven Kopplung, die in 2 gezeigt ist, ist jedoch eine Modulation der auftreffenden elektromagnetischen Wellen möglich.
Ein durch die Leiterbahn 6, das zweite Dielektrikum 5 und das Strahlerelement 1 ausgebildeter Kondensator einer geringen Kapazität, der zu einer durch das Strahlerelement 1, das erste Dielektrikum 3 und das Reflektorelement 2 ausgebildeten Kapazität in Reihe geschaltet ist, verringert eine wirkende Kapazität der Patchantenne deutlich.
Nachdem vorhergehend der prinzipielle Aufbau und die prinzipielle Funktions- und Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2 erläutert worden sind, werden nachstehend spezifische Ausgestaltungen des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 erläutert. Es ist anzumerken, dass zur Erleichterung der folgenden Ausführungen in 2 ein erster Abschnitt A und ein zweiter Abschnitt B angegeben sind, wobei der erste Abschnitt A einen Abschnitt des UHF-Transpondermoduls bezeichnet, der die Leiterbahn 6, das zweite Dielektrikum 5, das Strahlerelement 1 und das erste Dielektrikum 34 aufweist und der zweite Abschnitt B einen Abschnitt des UHF-Transpondermoduls bezeichnet, der das erste Dielektrikum 3 und das Reflektorelement 2 aufweist.
3 zeigt eine schematische Darstellung des Abschnitts A des UHF-Transpondermoduls gemäß einer Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 3a eine erste Schicht des ersten Dielektrikums 3 und bezeichnet das Bezugszeichen 3b eine zweite Schicht des ersten Dielektrikums 3.
Das in 3 gezeigte erste Dielektrikum weist mehrere Schichten, das heisst eine erste Schicht 3a und eine zweite Schicht 3b, auf, wobei jedoch doe Schichtanzahl nicht notwedndiger Weise auf zwei beschränkt ist, sondern eine beliebige Anzahl sein kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Luft als Teil des ersten Dielektrikums 3 verwendet wird. In diesem Fall ist das Material der ersten Schicht 3a des ersten Dielektrikums 3 Luft und ist das Material der zweiten Schicht 3b des ersten Dielektrikums 3 zum Beispiel Keramik und insbesondere Al₂O₃, eine Folie oder eine GFK-Multilayer.
Die zweite Schicht 3b des ersten Dielektrikums 3 bildet ein Trägersubstrat aus, auf dessen einer von beiden Oberflächen das Strahlerelement 1 der Patchantenne angeordnet ist.
Wenn das Material der ersten Schicht 3a des ersten Dielektrikums 3 Luft ist, sind vorzugsweise Abstandselemente in einem Randbereich der zweiten Schicht 3b des ersten Dielektrikums 3 angeordnet, um einen erforderlichen Abstand zwischen der ersten Schicht 3a des ersten Dielektrikums 3 und dem Reflektorelement 2 auszubilden. Das Reflektorelement 2 und das erste Dielektrikum 3 sind mittels der in dem Randbereich des ersten Dielektrikums 3 angeordneten Abstandselemente mechanisch miteinander verbunden.
Durch Ändern der Höhe der Abstandselemente und unter Verwendung der aus Luft ausgebildeten ersten Schicht 3a des ersten Dielektrikums 3 besteht auf eine sehr einfache Weise die Möglichkeit, eine kapazitive Kopplung zwischen dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 der Patchantenne zu ändern und folglich eine veränderbare Anpassungsmöglichkeit der Patchantenne an den Transponder-IC zu realisieren.
Es ist anzumerken, dass die erste Schicht 3a des ersten Dielektrikums nicht notwendiger Weise aus Luft ausgebildet sein muss, sondern vielmehr allgemein ein nicht leitendes Material für die erste Schicht 3a des ersten Dielektrikums 3 verwendet werden kann. Das nicht leitende Material kann zum Beispiel Luft, Keramik, Kunststoff oder eine Kombination von wenigstens zwei von diesen sein und kann in einen Bereich zwischen der zweiten Schicht 3b des ersten Dielektrikums 3 und dem Reflektorelement 2 gefüllt oder geschichtet sein. Unter Verwendung dieser Materialien ist es nicht erforderlich, die zuvor erwähnten Abstandselemente vorzusehen, da die zweite Schicht 3b des ersten Dielektrikums 3 durch die verwendeten Materialien der ersten Schicht 3a des ersten Dielektrikums 3 bereits mit einem erforderlichen Abstand zu dem Reflektorelement 2 angeordnet ist.
4 zeigt eine schematische Darstellung des Abschnitts A des UHF-Transpondermoduls gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie es in 4 gezeigt ist, ist die Leiterbahn 6 zur kapazitiven Kopplung auf einer Seite des zweiten Dielektrikums 5 angeordnet und ist das Strahlerelement 1 auf der anderen Seite des zweiten Dielektrikums 5 angeordnet. Das zweite Dielektrikum 5 bildet ein Trägersubstrat aus. Das Strahlerelement 1 ist auf einer oberen Oberfläche des zweiten Dielektrikums 5 angeordnet und die Leiterbahn 6 ist auf einer unteren Oberfläche des zweiten Dielektrikums 5 angeordnet, die an das erste Dielektrikum 3 angrenzt. Als Materialien für das erste Dielektrikum können ebenso die zuvor bezüglich 3 beschriebenen Materialien verwendet werden, wobei vorzugsweise bei Verwendung von Luft als Material für das erste Dielektrikum 3 das Reflektorelement 2 und das erste Dielektrikum 3 mittels in einem Randbereich des ersten Dielektrikums 3 angeordneten Abstandselementen mechanisch miteinander verbunden sind. Weiterhin können diese Abstandselemente wenigstens teilweise ebenso eine galvanische Verbindung zwischen dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 herstellen, um damit eine Funktionsweise der in 2 gezeigten Verbindungselemente wenigstens teilweise zu übernehmen.
Durch Ändern der Höhe der Abstandselemente und unter Verwendung der aus Luft ausgebildeten ersten Schicht 3a des ersten Dielektrikums 3 besteht auf eine sehr einfache Weise die Möglichkeit, eine kapazitive Kopplung zwischen dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 der Patchantenne zu ändern und folglich eine veränderbare Anpassungsmöglichkeit der Patchantenne an den Transponder-IC zu realisieren.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts A eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
5 unterscheidet sich darin von 3, dass das erste Dielektrikum 3 nicht aus einer ersten Schicht 3a und einer zweiten Schicht 3b ausgebildet ist. Dies in dann vorteilhaft, wenn wenigstens eines des ersten Dielektrikums 3 und des zweiten Dielektrikums 5 imstande ist, als Trägersubstrat für das Strahlerelement 1 zu dienen. Falls Luft als Material für das erste Dielektrikum 3 verwendet wird, können ebenso Abstandselemente angeordnet sein, um einen erforderlichen Abstand zwischen dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 vorzusehen, wobei jedoch mittels geeigneter galvanischer Verbindung oder galvanischer Isolierung bestimmter dieser Abstandselemente die Funktionsweise der kapazitiven Kopplung zwischen dem Strahlerelement 1 und dem Reflektorelement 2 sowie die Funktionsweise des einseitig kurzgeschlossenen Mikrostreifenleiters sichergestellt sein müssen.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts B eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 7 ein drittes Dielektrikum.
Das dritte Dielektrikum dient dazu, ein Trägersubstrat für das Reflektorelement 2 zum Beispiel in dem Fall vorzusehen, in dem das Material für das zweite Dielektrikum 3 Luft ist.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts B eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 7 ist das dritte Dielektrikum 7 von 6 nicht vorgesehen. Dies ist zum Beispiel dann vorteilhaft, wenn das Reflektorelement 2 durch eine Montageoberfläche gebildet ist, auf die das UHF-Transpondermodul montiert ist.
Eine mechanische Befestigung der Montageoberfläche an dem UHF-Transpondermodul kann hierbei vorzugsweise durch das erste Dielektrikum 3 oder zum Beispiel in dem Fall, in dem das Material für das erste DielektrikumLuft ist, durch Abstandselemente vorgesehen sein.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Abschnitts B eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie es in Fig. gezeigt ist, sind im Vergleich zu 6 die Positionen des dritten Dielektrikums und des Reflektorelements 2 vertauscht. Dies kann unter anderem in einem Fall vorteilhaft sein, in dem Luft als Material für das erste Dielektrikum 3 verwendet wird. Mittels Abstandselementen kann dann das Reflektorelement 2 mit dem sich dazwischen befindenden dritten Dielektrikum 7 kapazitiv mit dem Strahlerelement 1 gekoppelt sein.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer Leiterbahn eines UHF-Transpondermoduls gemäß einer Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In 9 bezeichnet das Bezugszeichen 6a Leiterbahnverlängerungen und bezeichnet das Bezugszeichen 8 ein Verbindungselement.
Gemäß 9 besteht eine weitere Anpassungsmöglichkeit der Patchantenne an den Transponder-IC darin, eine Länge der Leiterbahn 6 zu ändern. Dies kann durch Verbinden von jeweiligen der Leiterbahnverlängerungen mittels Verbindungselementen 8 mit der Leiterbahn 6 erzielt werden. In 9 ist zum Beispiel lediglich eine Leiterbahnverlängerung 6a mittels eines Verbindungselements 8 mit der Leiterbahn verbunden. Hierdurch besteht die Möglichkeit, eine Impedanz der Leiterbahn 6 zweckmäßig zu ändern, um eine verbesserte Anpassung der Patchantenne an den Transponder-IC zu erzielen.
Es ist anzumerken, dass das zuvor beschriebene UHF-Transpondermodul derart aufgebaut sein kann, dass die Patchantenne und der Transponder-IC in einem Transpondergehäuse angeordnet sind. Jedoch besteht insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltungen der 7 und 8 ebenso die Möglichkeit, dass die Patchantenne und der Transponder-IC mit Ausnahme des Reflektorelements 2 in dem Transpondergehäuse angeordnet sind. In diesem Fall kann das Reflektorelement 2 durch die Montageoberfläche gebildet sein, auf die das Transpondergehäuse montiert ist, wobei gemäß 8 einfach die Möglichkeit besteht, dass das Transpondergehäuse mittels des dritten Dielektrikums 7 verkapselt ist.
Obgleich es zuvor nicht detailliert erläutert worden ist, kann der Transponder-IC vorzugsweise auf dem zweiten Dielektrikum 5 vorzugsweise in einem Randbereich des zweiten Dieletrikums 5 angeordnet sein. Jedoch ist je nach vorliegender Anwendung ebenso eine andere Anordnung des Transponder-ICs möglich, die sicherstellt, dass die Patchantenne mittels der zuvor beschriebenen Maßnahmen an den Transponder-IC angepasst ist.
Um einen nacheiligen Temperatureinfluss von außerhalb des Transpondergehäuses zu vermeiden, ist das Transpondergehäuse wärmeisolierend ausgebildet. Dies wird dadurch erzielt, dass das Transpondergehäuse einen äußeren und wenigstens einen inneren Gehäusemantel aufweist. Der wenigstens eine innere Gehäusemantel ist innerhalb des äußeren Gehäusemantels angeordnet und der äußere Gehäusemantel und der wenigstens eine innere Gehäusemantel sind thermisch schwach miteinander gekoppelt. Vorzugsweise weist das Transpondergehäuse Hochtemperatur-Kunststoff und insbesondere PPS bzw. Polyphenylsulfid auf.
Schließlich ist anzumerken, dass die vorhergehenden Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, insbesondere diejenigen der 3 bis 5 mit denjenigen der 6 bis 8, zweckmäßig miteinander kombiniert werden können, wobei die Ausgestaltung in 9 an allen zuvor erläuterten Ausgestaltungen und Kombinationen von diesen anwendbar ist.
Es versteht sich, dass das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel sowie die Ausgestaltungen von diesem lediglich beispielhaft und nicht beschränkend für die vorliegende Erfindung sind und der Umfang der vorliegenden Erfindung lediglich durch die beiliegenden Ansprüche definiert wird.

A: erster Abschnitt
B: zweiter Abschnitt
1: Strahlerelement
2: Reflektorelement
3: erstes Dielektrikum
3a: erste Schicht
3b: zweite Schicht
4: Symbol einer Wechselgrößen-Energieversorgung
5: zweites Dielektrikum
6: Leiterbahn
6a: Leiterbahnverlängerung
7: drittes Dielektrikum
8: Verbindungselement

Claims

UHF-Transpondermodul, mit einem Transponder-IC, und einer Patchantenne, die ein Strahlerelement und ein Reflektorelement mit einem ersten Dielektrikum dazwischen aufweist, wobei der Transponder-IC galvanisch mit dem Reflektorelement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Strahlerelement ein zweites Dielektrikum angeordnet ist, auf dem zweiten Dielektrikum eine Leiterbahn zur kapazitiven Kopplung der Patchantenne an den Transponder-IC angeordnet ist, und die Leiterbahn galvanisch mit dem Transponder-IC verbunden ist.
UHF-Transpondermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlerelement der Patchantenne auf einer von beiden Seiten eines Trägersubstrats angeordnet sind.
UHF-Transpondermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat mit Abstand zu dem Reflektorelement angeordnet ist.
UHF-Transpondermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einem Bereich zwischen Trägersubstrat und Reflektorelement ein nicht leitendes Material befindet.
UHF-Transpondermodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht leitende Material Luft, Keramik, Kunststoff, oder eine Kombination von wenigstens zwei von diesen ist und das Material in den Bereich gefüllt oder geschichtet ist.
UHF-Transpondermodul nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder-IC auf dem Trägersubstrat vorzugsweise in einem Randbereich des Trägersubstrats angeordnet ist.
UHF-Transpondermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlerelement, das zweite Dielektrikum und die Leiterbahn zur kapazitiven Kopplung auf der selben Seite des Trägersubstrats angeordnet sind und das Trägersubstrat wenigstens ein Teil des ersten Dielektrikums ist.
UHF-Transpondermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn zur kapazitiven Kopplung auf einer Seite und das Strahlerelement auf der anderen Seite des Trägersubstrats angeordnet sind und das Trägersubstrat das zweite Dielektrikum ist.
UHF-Transpondermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorelement und das Trägersubstrat mittels in einem Randbereich des Trägersubstrats angeordneten Abstandselementen mechanisch miteinander verbunden sind.
UHF-Transpondermodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandselemente wenigstens teilweise ebenso eine galvanische Verbindung zwischen dem Strahlerelement und dem Reflektorelement herstellen.
UHF-Transpondermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat Keramik und insbesondere Al₂O₃, eine Folie oder eine GFK-Multilayer aufweist.
UHF-Transpondermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder-IC und die Patchantenne in einem Transpondergehäuse angeordnet sind.
UHF-Transpondermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder-IC und die Patchantenne mit Ausnahme des Reflektorelements in einem Transpondergehäuse angeordnet sind.
UHF-Transpondermodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorelement durch eine Montagefläche gebildet ist, auf die das Transpondergehäuse montiert ist.
UHF-Transpondermodul nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Transpondergehäuse wäremisolierend ist.
UHF-Transpondermodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Transpondergehäuse einen äußeren und wenigstens einen inneren Gehäusemantel aufweist, der wenigstens eine innere Gehäusemantel innerhalb des äußeren Gehäusemantels angeordnet ist, und der äußere Gehäusemantel und der wenigstens eine innere Gehäusemäntel thermisch schwach miteinander gekoppelt sind.
UHF-Transpondermodul nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Transpondergehäuse Hochtemperatur-Kunststoff und insbesondere PPS (Polyphenylsulfid) aufweist.