DE202008011278U1 - Transponder with plate antenna - Google Patents
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Abstract
Transponder (10) mit einem Speicherchip (1) zum Speichern eines Codes und mit einer Antenne (2), die aus zwei parallelen, im Abstand zueinander angeordneten, in ihrer Grundform rechteckig länglichen Platten (3, 4) besteht, welche entlang je einer ersten ihrer Kanten (3a, 4a) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, während den ersten Kanten gegenüberliegende zweite Kanten (3b, 4b) der parallelen Platten (3, 4) durch den Chip (1) bzw. eine Chipelektronik miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (3, 4) ein längliches Format haben, bei welchem die Länge (L) mindestens das Doppelte der Breite (B) beträgt, wobei die elektrisch verbundenen bzw. die diesen gegenüberliegenden Kanten (3a, 4a; 3b, 4b) durch ein erstes bzw. ein zweites Paar von Schmalseiten der rechteckigen Grundform definiert werden.transponder (10) with a memory chip (1) for storing a code and with an antenna (2) consisting of two parallel, spaced apart arranged, in its basic form rectangular elongated plates (3, 4), which along each of a first of its edges (3a, 4a) electrically are conductively connected to each other, while the first edges opposite second edges (3b, 4b) of the parallel plates (3, 4) through the chip (1) or a chip electronics are connected to each other, characterized that the Plates (3, 4) an oblong Format, at which the length (L) is at least twice the width (B), wherein the electrically connected or the opposite Edges (3a, 4a, 3b, 4b) through a first and a second pair of narrow sides be defined the rectangular basic shape.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transponder mit einem Chip zum Speichern eines Codes und mit einer Antenne, die aus zwei parallelen, im Abstand zueinander angeordneten, in ihrer Grundform rechteckigen Platten besteht, welche entlang je einer ersten ihrer Kanten elektrisch leitend miteinander verbunden sind, während den ersten Kanten gegenüberliegende zweite Kanten der parallelen Platten durch den Chip bzw. eine Chipelektronik miteinander verbunden sind.The The present invention relates to a transponder with a chip for storing a code and having an antenna consisting of two parallel, spaced apart, rectangular in their basic form Plates, which along each of a first of its edges electrically are conductively connected to each other, while the first edges opposite second edges of the parallel plates through the chip or a chip electronics with each other are connected.
Entsprechende Transponder sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Der Chip dient dabei dazu, einen Code zu speichern, der in irgendeiner Weise charakteristisch für den Transponder und damit für jeden Gegenstand kennzeichnend ist, der mit einem entsprechenden Transponder ausgestattet ist.Appropriate Transponders are already known from the prior art. Of the Chip serves to store a code in some way characteristic of the transponder and thus for characterizing every object that has a corresponding Transponder is equipped.
Zu dem Chip gehört im allgemeinen auch eine Chipelektronik, die in diesen Chip integriert sein kann, gegebenenfalls aber auch separat vorgesehen werden kann. Diese Chipelektronik dient im wesentlichen dazu, die Antenne mit dem Chipspeicher funktionell zu verbinden, so daß z. B. bei Einstrahlen eines entsprechenden Abfragesignals die Energie des Abfragesignals zwischengespeichert wird und anschließend mit einer entsprechenden Sendeeinrichtung ein Code übermittelt wird, der für den Transponder charakteristisch ist. Auf diese Weise können Gegenstände, die mit derartigen Transpondern versehen sind, eindeutig identifiziert werden.To heard the chip In general, a chip electronics integrated into this chip may be, but may also be provided separately. This chip electronics is used essentially to the antenna with to connect the chip memory functionally, so that z. B. upon irradiation of a corresponding Interrogation signal caches the energy of the interrogation signal and then transmitted with a corresponding transmitter a code will that for the transponder is characteristic. In this way, objects that can are provided with such transponders, uniquely identified become.
Dabei sind bereits Transponder bekannt, welche aus in ihrer Grundform rechteckigen und tendenziell quadratischen Platten bestehen, wobei die Platten entlang je einer ersten ihrer Kanten elektrisch leitend miteinander verbunden sind, während den ersten Kanten gegenüberliegende, zweite Kanten der parallelen Platten durch den Chip bzw. eine entsprechende Chipelektronik miteinander verbunden sind.there Transponders are already known, which in their basic form rectangular and tend to be square plates, where the plates along each of a first of its edges electrically conductive are interconnected while opposite the first edges, second edges of the parallel plates through the chip or a corresponding Chip electronics are interconnected.
Ein wesentliches Problem bei Transpondern liegt in ihrer Ansprechempfindlichkeit bzw. Reichweite. Typischerweise wird zum Auslesen bzw. Identifizieren entsprechender Transponder oder damit gekennzeichneter Gegenstände der Transponder bzw. der entsprechende Gegenstand, an welchem ein Transponder angeordnet ist, durch einen Abfragebereich hindurchbewegt, der im wesentlichen durch eine oder mehrere Antennen begrenzt ist, die elektrische Abfangsignale auf den Transponder richten, um die Chipelektronik zu veranlassen, den Chip und auf diese Weise auch den mit dem Chip verbundenen Gegenstand zu identifizieren.One The main problem with transponders is their responsiveness or range. Typically, to read out or identify corresponding transponder or articles marked therewith Transponder or the corresponding object to which a transponder is arranged, moved through a query area, in the is essentially limited by one or more antennas, the direct electrical interception signals to the transponder to the chip electronics to induce the chip and in this way also the one with the chip identified object.
Transponder der eingangs genannten Art sind bereits seit längerem bekannt. Diese bekannten Transponder haben typischerweise eine nahezu quadratische Form, d. h. die beiden im Abstand zueinander angeordneten Platten, welche entlang einer Seite bzw. Kante miteinander verbunden sind, sind näherungsweise quadratisch. Die gegenüberliegenden Seiten der miteinander verbundenen Kanten werden typischerweise durch den Chip überbrückt. Der Begriff "Chip" beinhaltet dabei sowohl einen Speicherbaustein zum Aufnehmen eines Codes, als auch eine entsprechende elektronische Schaltung mit einer Logik, die auf einfallende elektromagnetische Strahlung reagiert, diese gegebenenfalls als Abfragesignal interpretiert, daraus wiederum ein Antwortsignal generiert, das über die Antenne abgestrahlt wird und im wesentlichen den gespeicherten Code wiedergibt.transponder The type mentioned above have been known for some time. These known transponders typically have a nearly square shape, i. H. the two spaced apart plates, which along a Side or edge are connected to each other, are approximately square. The opposite sides The interconnected edges are typically defined by the Chip bridged. Of the Term "chip" includes Both a memory chip for receiving a code, as well a corresponding electronic circuit with a logic that reacts to incident electromagnetic radiation, this if necessary interpreted as interrogation signal, in turn, a response signal generated that over the antenna is radiated and essentially stored Code plays.
Dabei können die entsprechende Elektronik und Logik in den Speicherchip integriert sein, sie können aber gegebenenfalls auch getrennt von dem Speicherchip bzw. den Speicherelementen auf einem entsprechenden Träger angeordnet sein.there can integrated the appropriate electronics and logic in the memory chip be, you can but optionally also separated from the memory chip or the Memory elements may be arranged on a corresponding carrier.
Transponder müssen häufig sehr unterschiedliche Anforderungen nach Möglichkeit gleichzeitig erfüllen. Zum einen ist es erwünscht, dass die Transponder selbst möglichst klein und wenig auffällig sind, z. B. die Form und Größe von Etiketten haben oder aber von Anhängern, die an zu identifizierenden Gegenständen angebracht werden.transponder have to often meet very different requirements if possible simultaneously. To the one is desired, that the transponders themselves possible small and unremarkable are, for. B. the shape and size of labels or by followers, which are attached to be identified objects.
Derartige Transponder werden zunehmend häufiger für logistische Zwecke eingesetzt, um einfach, effektiv und schnell beliebige Gegenstände, die sich auf dem Transportweg von einem Ort zu einem anderen befinden, zu identifizieren, aufzufinden und gegebenenfalls eine permanente Kontrolle über den aktuellen Standort eines Gegenstandes zu haben, der mit einem entsprechenden Transponder ausgerüstet ist. Auch in komplexen Anlagen oder Maschinen, und insbesondere in Kraftfahrzeugen, finden derartige Transponder zunehmend häufiger Einsatz. Beispielsweise können die einzelnen Komponenten oder Bauteile eines Motors und eines Getriebes mit derartigen Transpondern ausgerüstet werden, so daß auch die Identität jedes einzelnen Teiles in einem Kraftfahrzeug jederzeit festgestellt werden kann, was zum einen das Zusammenführen der Bauteile bei der Herstellung des Fahrzeuges entsprechend individuellen Kundenwünschen sowie die spätere Kontrolle hierüber erleichtert und was zum anderen auch später bei etwaigen Reparaturen eine schnelle Identifizierung der einzelnen Bauteile ermöglicht, so daß z. B. bei Rückrufaktionen im Falle einzelner schadhafter Bauteile bzw. einer Bauteilserie ohne aufwendigen Ausbau und ohne detaillierte Inspektion mit Hilfe eines Lesegeräts sehr schnell erfaßt werden kann, welches Bauteil bzw. welcher Bauteiltyp konkret in einem gegebenen Fahrzeug eingesetzt wurde, um nur die tatsächlich betroffenen Fahrzeuge schnell und einfach zu erkennen und zu reparieren.such Transponders are becoming increasingly common for logistic Purposes used to easily, effectively and quickly arbitrary objects that are on the way from one place to another, too identify, locate and, where appropriate, have permanent control over the current Location of an object that has a corresponding Transponder equipped is. Also in complex plants or machines, and in particular in motor vehicles, such transponders are increasingly used. For example can the individual components or components of an engine and a transmission be equipped with such transponders, so that the identity each individual part in a motor vehicle detected at any time can be, firstly, the merging of the components in the production of the vehicle according to individual customer wishes as well the later one Control over this relieved and what the other also later with any repairs enables quick identification of the individual components, so that z. B. for recall campaigns in the case of individual defective components or a component series without elaborate removal and without detailed inspection with the help of a reader detected very quickly can be, which component or which component type concretely in a given vehicle has been used to only affect the actual one Quick and easy to recognize and repair vehicles.
Die schnelle elektronische Erfassung und Identifizierung von Gegenständen, die mit derartigen Transpondern möglich ist, führt zu einer zunehmenden Verbreitung und Anwendung von Transpondern. Die oben erwähnten Kraftfahrzeuge, und auch andere Bereiche wie z. B. Lagerhaltung und Aktenidentifizierung, sind nur Beispiele aus einer Vielzahl sehr unterschiedlicher Anwendungsbereiche, die in der Fachwelt allgemein bekannt sind.The fast electronic detection and identification of objects that possible with such transponders is, leads to an increasing distribution and use of transponders. The mentioned above Motor vehicles, and other areas such. B. Warehousing and file identification are just examples of a variety very different application areas, which in the professional world in general are known.
Die Transponder, die auch als RFID-Geräte oder kurz "RFIDs" bezeichnet werden (Radio Frequency Identification Device), arbeiten, wie dieser Name schon sagt, mit Frequenzen im Radiofrequenzbereich von etwa 8 MHZ bis zu knapp 1 GHz, ohne dass ihre Anwendung technisch auf diesen Bereich beschränkt wäre. Bestimmte Frequenzbereiche sind jedoch für die Verwendung mit derartigen Transpondern reserviert, um Störungen anderer Arten von Radiofrequenzgeräten zu vermeiden. Konkret werden die Transponder einem elektromagnetischen Abfragefeld ausgesetzt, welches über die Antenne des Transponders empfangen wird, wobei gegebenenfalls auch die dabei empfangene Energie gespeichert wird, um dann mit Hilfe des Chips bzw. der Chipelektronik wiederum ein Radiofrequenzsignal über die Antenne abzugeben, bzw. der Chipelektronik wiederum ein Radiofrequenzsignal über die Antenne abzugeben, welches die Identität des Transponders in Form einer entsprechenden Codierung enthält.The Transponders, also referred to as RFID devices or "RFIDs" for short (Radio Frequency Identification Device), work like this name says, with frequencies in the radio frequency range of about 8 MHz up to just under 1 GHz, without their application being technically on these Limited area would. Certain However, frequency ranges are for reserved the use of such transponders to other users Types of radio frequency devices to avoid. Specifically, the transponders become an electromagnetic Query field suspended, which over the antenna of the transponder is received, where appropriate also the received energy is stored, then with Help the chip or the chip electronics turn a radio frequency signal through the antenna in turn, or the chip electronics turn a radio frequency signal on the Antenna to give the identity of the transponder in the form contains a corresponding coding.
Die mit entsprechenden Transpondern gekennzeichneten Gegenstände sind mitunter sehr klein und können auch relativ einfache und preiswerte Gegenstände sein, so daß eine Kennzeichnung mit Hilfe eines Transponders nur dann sinnvoll erscheint, wenn auch der Transponder entsprechend klein und preiswert ist.The are objects marked with corresponding transponders sometimes very small and can be relatively simple and inexpensive items, so that a mark with Help a transponder only makes sense, though the transponder is correspondingly small and inexpensive.
Darüber hinaus macht der Einsatz in komplexen Geräten und Anlagen, wie z. B. in Kraftfahrzeugen, nur dann Sinn, wenn das elektromagnetische Feld, welches zum Abfragen der Identität eines Transponders bzw. des damit gekennzeichneten Gegenstandes verwendet wird, auch tatsächlich in ausreichender Stärke von der Antenne des Transponders empfangen wird und das codierte Antwortsignal auch wieder mit hinreichender Stärke abgestrahlt wird, so daß die entsprechende Abfrageantenne dieses schwache Signal auffangen und decodieren kann. Andererseits werden entsprechende Signale um so schwächer, je kleiner der Transponder, d. h. insbesondere je kleiner die Transponderantenne ist und je stärker der Transponder durch andere Gegenstände von der Abfrageantenne abgeschirmt ist. Die Transponderantenne ist im allgemeinen ein Dipol, dessen Länge für einen bestimmten Frequenzbereich optimiert ist. Gleichwohl sind aber auch Abweichungen von der Form eines idealen Dipols notwendig und möglich, um die Transponder auch den gegebenen räumlichen und mechanischen Randbedingungen anzupassen.Furthermore makes use in complex devices and systems, such. B. in motor vehicles, only sense if the electromagnetic field, which to query the identity a transponder or the object marked therewith used, actually in sufficient strength is received from the antenna of the transponder and the coded Response signal is radiated again with sufficient strength, so that the corresponding Polling antenna can capture and decode this weak signal. On the other hand, corresponding signals become weaker, depending smaller the transponder, d. H. especially the smaller the transponder antenna is and the stronger the transponder by other objects from the polling antenna is shielded. The transponder antenna is generally a dipole whose Length for one certain frequency range is optimized. Nevertheless, they are Deviations from the form of an ideal dipole necessary and possible to the transponder also the given spatial and mechanical boundary conditions adapt.
Aus diesem Grunde sind die eingangs erwähnten Transponder entwickelt worden, bei denen die Antennen die Form zweier parallel, im allgemeinen in etwa rechteckiger und nahezu quadratischer Platten haben, die im Abstand neben- bzw. übereinander angeordnet sind, wobei zwei der Seiten bzw. Kanten dieser Platten elektrisch miteinander verbunden sind und die gegenüberliegenden Kanten mit dem Chip bzw. der Chipelektronik verbunden sind, d. h. das von der Antenne empfangene elektromagnetische Signal über diese verbleibenden freien Kanten oder Seiten an den Chip abgeben und von dort auch das zu sendende Signal aufnehmen. Dies sollten platzsparend auf Gegenständen unterzubringen sein und dennoch eine ausreichende Ansprechempfindlichkeit und Reichweite haben.Out For this reason, the transponder mentioned above are developed in which the antennas have the shape of two parallel, in general have approximately rectangular and almost square plates, the at a distance next to or above each other are arranged, with two of the sides or edges of these plates are electrically connected to each other and the opposite Edges are connected to the chip or chip electronics, d. H. the electromagnetic signal received by the antenna over it leave remaining free edges or sides to the chip and from there also record the signal to be sent. This should save space on objects be accommodated and yet sufficient responsiveness and reach.
Gerade bei komplexen Anlagen kommt es wesentlich darauf an, daß die Transponder eine ausreichende Ansprechempfindlichkeit und Reichweite haben, d. h. von einem Lesegerät, das eine Sende- und Empfangsantenne aufweist, in einem gegebenen Abstand noch erfaßt werden können, wobei die Stärke des von der Abfrage- und Empfangsantenne abgestrahlten elektroma gnetischen Feldes aufgrund einschlägiger Vorschriften begrenzt ist. Insbesondere in komplexen Anlagen und Maschinen ist es sehr oft nicht möglich, einen gegebenen Transponder bzw. den damit ausgestatteten Gegenstand in einen für das sichere Lesen ausreichend kleinen räumlichen Abstand zu einer Leseantenne zu bringen, wobei außerdem noch dazwischen liegende Teile das Signal zwischen Transponder und Abfrageantenne abschwächen können. Ein weiteres Problem kann dadurch entstehen, daß mit einem komplexen Gerät gleichzeitig eine Vielzahl von verschiedenen Transpondern in eine Abfragezone gerät und dass dieses Gerät sich möglicherweise sehr schnell durch die Abfragezone hindurchbewegt. Je größer die Reichweite eines Transponders ist, desto höher ist dann auch die Wahrscheinlichkeit, daß in einer solchen Situation alle die Abfragezone durchlaufenden Transponder eindeutig und sicher erfaßt werden.Just For complex systems, it is essential that the transponder have sufficient responsiveness and range, d. H. from a reader, having a transmitting and receiving antenna, in a given Distance still detected can be being the strength of radiated from the interrogation and receiving antenna elec- electromagnetic Field due to relevant Regulations is limited. Especially in complex plants and It is very often not possible for machines to use a given transponder or the object thus equipped in one for the safe Read sufficiently small spatial distance to bring to a reading antenna, where also still in between Parts can attenuate the signal between transponder and polling antenna. One Another problem can arise from the fact that with a complex device at the same time a variety of different transponders in an interrogation zone device and that this device maybe moved through the interrogation zone very fast. The bigger the Range of a transponder, the higher the probability that in In such a situation all transponders passing through the interrogation zone are unique and safely detected become.
Es besteht daher ein Bedarf an Transpondern, welche für den Einsatz an komplexen Anlagen, Geräten oder Maschinen geeignet sind, indem sie in Bezug auf ein gegebenes Abfragefeld bzw. eine gegebene Einrichtung zum Abfragen bzw. Auslesen des Transponders eine möglichst große Reichweite haben, so daß der Transponder gegebenenfalls auch von Abschirmungseffekten weniger betroffen ist.It There is therefore a need for transponders which are for use on complex systems, devices or machines are suitable, by reference to a given Query field or a given device for querying or reading the Transponders one possible size Range, so that the Transponder possibly also of shielding effects less is affected.
Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat herausgefunden, daß sich für diesen Zweck die Geometrie der entsprechenden Transponder optimieren läßt, was gegenüber herkömmlichen Transponderformen, beispielsweise in Gestalt zweier paralleler quadratischer Platten, zu einer Reichweitensteigerung von 100% und mehr führen kann, ohne daß an dem Chip oder der Chipelektronik irgendwelche sonstigen Änderungen vorgenommen werden müssen und ohne daß der Platz- und Flächenbedarf des Transponders insgesamt vergrößert wird.The inventor of the present application has found that for this purpose the geometry of the corresponding transponder can be optimized, which is superior to conventional trans ponderformen, for example in the form of two parallel square plates, can lead to an increase in range of 100% and more, without any other changes must be made to the chip or the chip electronics and without the space and area requirements of the transponder is increased overall.
Die obige Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Platten, aus welchen die Antenne besteht, ein längliches Format haben, bei welchem die Länge mindestens das Doppelte der Breite beträgt, wobei die elektrisch verbundenen bzw. die diesen gegenüberliegenden Kanten durch ein erstes bzw. ein zweites Paar von Schmalseiten der rechteckigen Grundform definiert werden. Diese gegenüber herkömmlichen Transpondern dieses Typs etwas längeren, gleichzeitig aber deutlich schmaleren plattenförmigen Transponder, zeigen erstaunlicherweise eine deutlich verbesserte Reichweite, die durch zusätzliche Maßnahmen noch gesteigert werden kann.The the above object is achieved by that the Plates, which make up the antenna, have an oblong format which the length at least is twice the width, wherein the electrically connected and the opposite thereto Edges through a first and a second pair of narrow sides of the be defined rectangular basic shape. This compared to conventional Transponders of this type slightly longer, at the same time but much narrower plate-shaped transponder, show surprisingly, a significantly improved range, by additional activities can still be increased.
Gemäß einer Ausführungsform können die Platten an dem zweiten Paar von Schmalseiten, welches durch den Transponderchip überbrückt wird, ein Paar diametral gegenüberliegender Verlängerungen aufweisen, die ihrerseits deutlich schmaler als die Schmalseiten der Platten sind, wobei der Chip bzw. eine Chipelektronik über diese Verlängerungen mit dem zweiten Paar von Schmalseiten verbunden ist. Die Enden dieser Verlängerungen können zusätzlich einwärts in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Platte abgewinkelt sein, um auf diese Weise Kontaktflächen für die Anbringung von Kontaktfahnen eines Transponderchips in einer Ebene senkrecht zur Plattenebene bereitzustellen. Der gesamte Transponder, dessen Form überwiegend durch die Antenne definiert wird, hat dann die Form eines flachen, länglichen Quaders, dessen Länge mehr als das Doppelte der Breite beträgt und dessen Breite wiederum mehr als das Doppelte und vorzugsweise mehr als das Drei- oder Vierfache der Höhe bzw. der Dicke des Transponders beträgt, wobei die Höhe bzw. Dicke durch den Abstand der beiden parallelen Platten definiert wird, die ihrerseits aus einem sehr dünnwandigen Material, z. B. einem gut leitfähigen Blech, bestehen. Die Quaderform ist etwas modifiziert, da ein Teil der parallelen Plattenflächen durch die Verlängerungen ersetzt bzw. ergänzt ist und da der Chip einen Teil der Stirnseite des Quaders beansprucht.According to one embodiment can the plates on the second pair of narrow sides passing through the transponder chip is bridged, a pair of diametrically opposite ones Have extensions, which in turn is much narrower than the narrow sides of the plates are, with the chip or a chip electronics on these extensions connected to the second pair of narrow sides. The ends of this Renewals can additionally inward towards the opposite plate be angled so as to contact surfaces for the attachment of tabs a transponder chip in a plane perpendicular to the plate plane provide. The entire transponder, whose form is predominant defined by the antenna, then has the shape of a flat, elongated Cuboid whose length more than twice the width and the width in turn more than double, and preferably more than three or four times the height or the thickness of the transponder, wherein the height or Thickness defined by the distance between the two parallel plates is, in turn, from a very thin-walled material, for. B. a good conductive Sheet metal, insist. The cuboid shape is slightly modified as part of the parallel plate surfaces through the extensions replaced or supplemented is and because the chip claims a part of the front side of the cuboid.
Die vorstehend beschriebene Transponderantenne ist nicht nur als ein schwingungsfähiger Dipol zu betrachten, sondern bildet unter anderem effektiv auch eine Spule, in welcher ein elektromagnetisches Abfragefeld einen Strom induziert der wiederum magnetisch an den Transponder ankoppelt, welcher zum Beispiel an den Enden der Kontaktfahnen in einer Ebene senkrecht zur Plattenebene angebracht ist. Die Spule ist somit direkt mit dem Transponderchip verbunden.The The transponder antenna described above is not only as one oscillatory Among other things, effective forms also dipole a coil in which an electromagnetic interrogation field a Induces current which in turn couples magnetically to the transponder, which, for example, at the ends of the tabs in a plane is mounted perpendicular to the plate plane. The coil is thus direct connected to the transponder chip.
Dies bewirkt offenbar, daß trotz einer Montage etwa in einem Zwischenraum oder Schlitz zwischen zwei Metallteilen der Transponder dennoch ein ausreichendes Signal erhält und liefert.This apparently causes, despite an assembly approximately in a gap or slot between two Metal parts of the transponder nevertheless receives and delivers a sufficient signal.
In einer Variante könnten die Platten aus Kupfer oder Aluminium bestehen, wobei Platten aus Kupferberyllium wegen ihrer guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften am meisten bevorzugt sind. Die Verlängerungen der Platten können über die Schmalseiten der Platten noch um eine Strecke hinausragen, die etwas weniger als die Breite der Platten beträgt und z. B. in etwa der Hälfte der Plattenbreite entspricht, wobei senkrecht zur Plattenebene abgewinkelte Endabschnitte der Verlängerungen nicht mitgerechnet sind.In a variant could the plates are made of copper or aluminum, with plates of copper beryllium because of their good mechanical and electrical properties at the are most preferred. The extensions the plates can over the Narrow sides of the plates still protrude a distance, which is something less than the width of the plates is and z. B. in about half of Plate width corresponds, with angled perpendicular to the plate plane End sections of extensions not are included.
Zweckmäßig ist dabei, wie bereits erwähnt, eine diametral gegenüberliegende Anordnung der Verlängerungen, d. h. die eine Platte weist eine Verlängerung auf einer Seite einer Platte auf, während die Verlängerung an der anderen Platte sich auf der in Breitenrichtung gegenüberliegenden Seite dieser Platte erstreckt.Is appropriate while, as already mentioned, a diametrically opposite Arrangement of extensions, d. H. one plate has an extension on one side of a Plate on while the renewal on the other plate on the opposite in the width direction Side of this plate extends.
Diese Anordnung ergibt insgesamt einen Transponder, dessen elektromagnetisch wirksame Komponenten (Antenne) bezüglich einer Rotation um 180° um seine Längsmittelachse symmetrisch ausgebildet sind. Dies bedeutet, daß es bei der Anbringung des Transponders an einem zu identifizierenden Gegenstand nicht darauf ankommt, welche der Seiten des plattenförmigen Transponders an dem Gegenstand anliegt oder von ihm abgewandt ist.These Arrangement results in a total of a transponder whose electromagnetic effective components (antenna) with respect to a 180 ° rotation about its Longitudinal central axis are formed symmetrically. This means that when attaching the Transponders on an object to be identified not on it arrives, which of the sides of the plate-shaped transponder on the object is present or turned away from him.
Weitere Details der konkreten Ausgestaltung des Transponders dienen in erster Linie einer einfachen und kostengünstigen Herstellung und einer sicheren und platzsparenden Montage in einem geeigneten Gehäuse.Further Details of the specific design of the transponder are used in the first place Line of a simple and inexpensive production and a safe and space-saving installation in a suitable housing.
So kann die Antenne in der bevorzugten Ausführungsform am besten aus einem langen, schmalen Streifen eines Metallblechs gefertigt werden, dessen Länge etwas mehr als das Doppelte des fertigen Transponders beträgt. Dieser Blechstreifen wird entlang zweier Knicklinien, deren Abstand dem Abstand der parallelen Platten entspricht, um jeweils 90° gebogen bzw. umgeknickt, so daß die beiden durch die Knicklinien getrennten Abschnitte des Blechstreifens parallel und im Abstand nebeneinander bzw. übereinander liegen. Die Verlängerungen stellt man z. B. dadurch her, daß der Blechstreifen insgesamt eine Länge hat, die die Verlängerungen einschließt, wobei an beiden Enden des Streifens ein rechteckiger Bereich, der jeweils eine Ecke des Streifens umfaßt, ausgeklinkt wird, so daß entlang einer Seitenkante des Streifens eine entsprechende Verlängerung stehen bleibt.Thus, in the preferred embodiment, the antenna can best be made from a long, narrow strip of metal sheet, the length of which is slightly more than twice that of the finished transponder. This metal strip along two fold lines whose distance corresponds to the distance of the parallel plates, bent by 90 ° or folded over, so that the two separated by the fold lines sections of the metal strip are parallel and at a distance next to each other or one above the other. The extensions are z. B. forth in that the sheet metal strip has a total length which includes the extensions, wherein at both ends of the strip, a rectangular portion, each comprising a corner of the strip, is disengaged, so that along a side edge of the strip a corresponding Ver extension stops.
Gegebenenfalls kann die Länge dieses Blechstreifens auch abzuwinkelnde Endabschnitte der Verlängerungen umfassen. Die Ausklinkungen erfolgen an diametral gegenüberliegenden Ecken, so daß auch die Verlängerungen bei dem entsprechend vorbereiteten Blechstreifen einander diametral gegenüberliegen.Possibly can the length this metal strip also angled end portions of the extensions include. The notches are made diametrically opposite Corners, so too the extensions at the corresponding prepared sheet metal strip diametrically are opposite.
Zusätzlich können die Platten in dem Endbereich, wo sie miteinander verbunden sind, einen kleinen seitlichen Einzug aufweisen, so daß Platten bzw. die Antenne insgesamt in der Draufsicht auf die Plattenflächen einen etwas verjüngten Endabschnitt hat. Dieser Einzug kann der einfacheren Montage dienen, indem nämlich die Antenne auf zwei im Abstand zueinander angeordnete parallele Stege aufgeschoben wird, die zusätzlich zwei einwärts gerichtete, wulstartige Vorsprünge haben, die in Längsrichtung der Stege verlaufen und deren lichter Abstand der kleineren Breite des verjüngten Endabschnitts der Antenne entspricht, während oberhalb und unterhalb des Wulstes der lichte Abstand der Haltestege in etwa der Breite der Platten des Transponders entspricht. Die Höhe des wulstartigen Vorsprungs entspricht wiederum dem lichten Abstand zwischen den beiden Platten.In addition, the Plates in the end area where they are connected, one have small lateral indentation, so that plates or the antenna total in the plan view of the plate surfaces a slightly tapered end portion Has. This indentation can serve the simpler assembly, namely the Antenna on two spaced apart parallel webs is deferred, in addition two inwards directed, bead-like projections have that in the longitudinal direction the webs run and whose clear distance of smaller width of the rejuvenated End section of the antenna corresponds, while above and below the bead of the clear distance of the holding webs in about the width corresponds to the plates of the transponder. The height of the bead-like projection again corresponds to the clear distance between the two plates.
Diese Antenne kann dann mit ihrem verjüngten Abschnitt voran zwischen die zwei wulstartigen Verdickungen der Haltestege eingeführt werden, wobei die Platten mit ihren außerhalb des Einzugs breiteren Randabschnitten dann oberhalb und unterhalb des Wulstes aufgleiten und der Wulst die beiden Platten im gewünschten Abstand hält, so daß die Antenne insgesamt auf diese Weise an den beiden parallelen Haltestegen fixiert wird.These Antenna can then be rejuvenated with it Section ahead between the two bead-like thickenings of the Haltstege introduced be, with the plates wider with their outside of the feeder Then slip on top sections above and below the bead and the bead holds the two plates at the desired distance, so that the antenna in total fixed in this way to the two parallel support webs becomes.
Die Haltestege können auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet sein, und die ganze Anordnung kann schließlich noch durch eine auf die Grundplatte aufzusetzende Kappe abgedeckt werden, wobei die Kappe mit der Grundplatte abgedichtet verbunden und z. B. mit dieser verschweißt werden kann.The Haltstege can be arranged on a common base plate, and the whole Arrangement can finally still covered by a aufzusetzende on the base cap be, with the cap sealed to the base plate connected and Z. B. welded to this can be.
Auf diese Weise erhält man einen vollständigen durch ein Gehäuse gekapselten Transponder, dessen Antenne in Form der beiden parallelen Platten sicher fixiert und gehaltert wird, so daß alle elektrisch wirksamen Komponenten des Transponders in dem Gehäuse sicher positioniert und eingekapselt sind.On get that way to get a complete one through a housing encapsulated transponder whose antenna is in the form of two parallel Plates securely fixed and held, so that all electrically effective Components of the transponder safely positioned in the housing and are encapsulated.
Die Länge des Transponders bzw. der Platte einschließlich ihrer Verlängerungen (ohne die abgewinkelten Endabschnitte) beträgt in der bevorzugten Ausführungsform zwischen 35 und 60 mm, vorzugsweise zwischen 40 und 55 mm. Die Breite liegt zwischen 10 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 12 und 18 mm, und der lichte Abstand zwischen den beiden parallelen Platten liegt im Bereich zwischen 3 und 8 mm, insbesondere zwischen 4 und 7 mm. Die konkreten Maße hängen unter anderem auch von dem für die Platten verwendeten Material und dem zwischen den Platten angeordneten Dielektrikum ab. Abstand und Größe der Platten sowie das Dielektrikum dazwischen sollten so gewählt werden, daß die Kapazität des dadurch gebildeten Plattenkondensator möglichst klein ist. Der Abstand sollte daher bei vorgegebenen äußeren Abmessungen so groß wie möglich sein, während die Plattenabmessungen tendenziell möglichst klein sein sollten, soweit dies mit der gewünschten Signalreichweite verträglich ist. Das Dielektrikum ist vorzugsweise Vakuum oder ein Gas, wie z. B. Luft, mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten.The Length of the Transponders or plate including their extensions (without the angled end portions) is in the preferred embodiment between 35 and 60 mm, preferably between 40 and 55 mm. The width is between 10 and 20 mm, preferably between 12 and 18 mm, and the clear distance between the two parallel plates is in the range between 3 and 8 mm, in particular between 4 and 7 mm. The concrete dimensions hang including from the for the plates used material and that arranged between the plates Dielectric from. Distance and size of the plates as well as the dielectric in between should be chosen so that the capacitance of it plate capacitor formed as possible is small. The distance should therefore be given given external dimensions be as big as possible while the plate dimensions should tend to be as small as possible, as far as the desired Signal range compatible is. The dielectric is preferably a vacuum or a gas, such as z. As air, with a low dielectric constant.
Als Chip wird vorzugsweise ein kommerziell erhältlicher UHF-Chip verwendet, der in einem Frequenzbereich zwischen 850 und 980 MHz arbeitet. Wahlweise kann zwischen den Platten auch noch ein Dielektrikum angeordnet werden, welches gegebenenfalls eine Anpassung der Dimensionen der Platten erfordert. Die obigen Maße gelten für ein Dielektrikum mit einer Dielektrizitätskonstanten von etwa 1, wie z. B. im Falle von Luft oder auch im Falle von irgendeinem inerten Gas, wie z. B. Stickstoff oder Helium.When Chip is preferably a commercially available UHF chip used which operates in a frequency range between 850 and 980 MHz. Optional can also be a dielectric disposed between the plates possibly adjusting the dimensions of the Plates required. The above dimensions apply to a dielectric with a permittivity of about 1, such as. B. in the case of air or in the case of any inert gas, such as. As nitrogen or helium.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further Advantages, features and applications of the present Invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and the associated Characters. Show it:
Man
erkennt in
Die
verbleibenden, gegenüberliegenden
freien Enden des Blechstreifens weisen Verlängerungen
Zwischen
diesen abgewinkelten Endabschnitten
Auf
diese Weise ist es möglich,
die Antenne
Die
Grundplatte
Die
Grundplatte
Das
Material des Bleches bzw. der Platten
Denkbar wäre es aber auch, die Platten aus einem Kohlefasermaterial herzustellen, oder z. B. in Form einer Leiterplatine mit entsprechender plattenförmiger Beschichtung und Durchkontaktierung der beiden beidseitig auf der Platine aufgebrachten Platten an einem ihrer Enden.Conceivable would it be but also to make the plates from a carbon fiber material, or z. B. in the form of a printed circuit board with a corresponding plate-shaped coating and plated through the two applied on both sides of the board Plates at one of their ends.
Die Grundplatte und ein entsprechendes Gehäuse bzw. eine entsprechende Kappe sollten so massiv und stabil sein, daß das Gehäuse mindestens der Schutzklasse IP45 oder höher (IP68) entspricht.The Base plate and a corresponding housing or a corresponding Cap should be so solid and stable that the housing at least the protection class IP45 or higher (IP68).
Das Kunststoffmaterial des Gehäuses sollte vorzugsweise POM, PEEK oder ein ähnliches Material sein, welches gegen hohe Temperaturen und chemische Einflüsse, z. B. durch Benzin, Öl, Säuren und Laugen, weitgehend unempfindlich ist.The Plastic material of the housing should preferably be POM, PEEK or a similar material which against high temperatures and chemical influences, eg. B. by gasoline, oil, acids and Alkalis, is largely insensitive.
Der
Temperaturbereich, welchem ein solcher Transponder ausgesetzt sein
kann, hängt
wesentlich von der Temperaturfestigkeit des Chips bzw. Chipelektronik
ab, wobei an die funktionellen Kapazitäten des Chips, d. h. an die
Speicherfähigkeit
und die elektronischen Eigenschaften der zugehörigen Schaltung, keine hohen
Anforderungen gestellt werden und man dementsprechend robuste und
temperaturunempfindliche Chips verwenden kann. Vorzugsweise ist
aber auch das Gehäuse
thermisch gut isoliert, so daß kurzzeitige
Temperaturschwankungen, insbesondere kurzzeitig hohe Temperaturen
auf der Außenseite
des Gehäuses,
den Chip
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Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200820011278 DE202008011278U1 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Transponder with plate antenna |
DE102009028837A DE102009028837A1 (en) | 2008-08-25 | 2009-08-24 | Transponder with plate antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200820011278 DE202008011278U1 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Transponder with plate antenna |
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Publication Number | Publication Date |
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DE202008011278U1 true DE202008011278U1 (en) | 2008-11-06 |
Family
ID=39942601
Family Applications (2)
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DE102009028837A Withdrawn DE102009028837A1 (en) | 2008-08-25 | 2009-08-24 | Transponder with plate antenna |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102009028837A Withdrawn DE102009028837A1 (en) | 2008-08-25 | 2009-08-24 | Transponder with plate antenna |
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Country | Link |
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DE (2) | DE202008011278U1 (en) |
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2008
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-
2009
- 2009-08-24 DE DE102009028837A patent/DE102009028837A1/en not_active Withdrawn
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