Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dipol-Antennenanordnung sowie auf eine der Dipol-Antennenanordnung in Kombination mit einem RFID-Chip als RFID-Transponder.The present invention relates to a dipole antenna arrangement and to one of the dipole antenna arrangement in combination with an RFID chip as an RFID transponder.
RFID-Systeme (radio frequency identifcation = Identifizierung mittels elektromagnetischer Wellen) dienen der drahtlosen Übermittlung von Daten zum Zweck der Identifikation, wie beispielsweise zur Identifikation von Objekten. RFID-Systeme bestehen aus einem RFID-Lesegerät und einem RFID-Transponder. Der RFID-Transponder kann beispielsweise an Objekten, wie z. B. an in einem Lager eingelagerten Gütern, angebracht werden und weist eine Identifikationskennung auf, die mittels des RFID-Lesegeräts ausgelesen werden kann. Ein mögliches Anwendungsgebiet hierbei ist beispielsweise die eindeutige Identifizierung und Lokalisierung der Objekte. RFID-Transponder, die auch RFID-Tags genannt werden, umfassen eine Antenne, einen Schaltkreis und einen Speicher, wobei der Schaltkreis und der Speicher typischerweise auf einem gemeinsamen Chip, nämlich dem RFID-Chip, vorgesehen sind. Der Schaltkreis ist ausgebildet, um im Speicher gespeicherte Informationen, wie z. B. die Identifikationskennung, mittels der Antenne an das RFID-Lesegerät zu übertragen bzw. um die gespeicherten Informationen für das RFID-Lesegerät auslesbar zu machen.RFID systems (radio frequency identification) are used for the wireless transmission of data for the purpose of identification, such as for the identification of objects. RFID systems consist of an RFID reader and an RFID transponder. The RFID transponder can, for example, objects, such. B. attached to stored in a warehouse goods, and has an identification code that can be read by means of the RFID reader. A possible field of application here is, for example, the unambiguous identification and localization of the objects. RFID transponders, which are also called RFID tags, comprise an antenna, a circuit and a memory, wherein the circuit and the memory are typically provided on a common chip, namely the RFID chip. The circuit is designed to store information stored in the memory, such as. B. the identification code to transmit by means of the antenna to the RFID reader or to make the stored information for the RFID reader readable.
Bei RFID-Transpondern wird zwischen aktiven und passiven RFID-Transpondern unterschieden. Aktive RFID-Transponder weisen eine eigene Energieversorgung auf, die die Energie für den Chip und das Übermitteln der Daten zur Verfügung stellt. Bei passiven RFID-Transpondern erfolgt die Energieversorgung durch Energieentnahme aus einem hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeld, das während des Auslesevorgangs durch das RFID-Lesegerät zur Verfügung gestellt wird. Die Übermittlung der Informationen bzw. der Identifikationskennung erfolgt durch Feldschwächung des elektromagnetischen Wechselfelds oder durch gegenphasige Reflexion desselben. Die Reichweite derartiger RFID-Transponder kann zwischen wenigen Zentimetern bei passiven RFID-Transpondern bis zu 100 Meter bei semi-aktiven RFID-Transpondern bzw. bis zu einigen Kilometer bei aktiven RFID-Transpondern betragen.In RFID transponders, a distinction is made between active and passive RFID transponders. Active RFID transponders have their own energy supply, which provides the energy for the chip and the transmission of the data. In the case of passive RFID transponders, energy is supplied by energy extraction from a high-frequency electromagnetic alternating field which is made available during the read-out process by the RFID reader. The transmission of the information or the identification code is carried out by field weakening of the electromagnetic alternating field or by opposite-phase reflection thereof. The range of such RFID transponder can be between a few centimeters in passive RFID transponders up to 100 meters for semi-active RFID transponders and up to a few kilometers for active RFID transponders.
Allgemein ist festzustellen, dass derartige Reichweiten nur unter optimalen Übertragungsbedingungen, d. h. ohne störende Umgebungsbedingungen, erreicht werden können. Insbesondere beeinflusst ein Untergrund (dielektrisches Material), auf dem der RFID-Transponder aufgebracht ist, die Funktionalität. Einen wesentlichen Einfluss auf die Kommunikationsreichweite und damit auf die Funktionalität des RFID-Transponders hat die Abstrahlcharakteristik der Antenne. Typischerweise werden Dipol-Antennen mit einer omnidirektionalen bzw. donutförmigen Abstrahlcharakteristik verwendet. Daraus resultiert, dass die abgestrahlte Leistung sich mit einer geringen Leistungsdichte im Raum ausbreitet und nicht fokussiert abgestrahlt wird. Des Weiteren wird die abgestrahlte elektromagnetische Welle anteilig in ihrer Ausbreitung durch umgebende Materialien, wie z. B. den dielektrischen Untergrund, beeinflusst. An dieser Stelle wird angemerkt, dass die Kommunikationsreichweite bei passiven RFID-Transpondern aufgrund der geringen Leistungsdichte des Senders stärker beeinflusst wird als bei aktiven RFID-Transpondern.Generally, it should be noted that such ranges are only under optimal transmission conditions, i. H. without disturbing environmental conditions can be achieved. In particular, a background (dielectric material) on which the RFID transponder is applied influences the functionality. A significant influence on the communication range and thus on the functionality of the RFID transponder has the radiation characteristic of the antenna. Typically, dipole antennas with an omnidirectional or donut-shaped radiation characteristic are used. As a result, the radiated power propagates with a low power density in the room and is not emitted focused. Furthermore, the radiated electromagnetic wave is proportional in their propagation through surrounding materials such. B. the dielectric substrate influenced. It should be noted at this point that the communication range in the case of passive RFID transponders is influenced to a greater extent due to the low power density of the transmitter than with active RFID transponders.
Derzeitige Lösungen zur Verbesserung der Kommunikationsreichweite von aktiven, semi-aktiven und passiven RFID-Transpondern sehen eine gezielte Antennendesignanpassung hinsichtlich des umgebenden dielektrischen Materials vor, wodurch jedoch für jedes angewendete Material wiederholt Anpassungsaufwand entsteht. Eine Leistungssteigerung bzw. Fokussierung der abgestrahlten elektromagnetischen Welle kann aktuell mit Hilfe alternativer und kastenintensiver Antennentypen, wie z. B. Patchantennen oder Hornantennen erzielt werden.Current solutions for improving the communication range of active, semi-active, and passive RFID transponders provide for targeted antenna design matching with respect to the surrounding dielectric material, however, resulting in repeated adaptation efforts for each applied material. An increase in performance or focusing of the radiated electromagnetic wave can currently with the help of alternative and box-intensive antenna types, such. As patch antennas or horn antennas can be achieved.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Kompromiss aus Kommunikationsreichweite, Fokussierung und Kosteneffizienz zu schaffen.The object of the present invention is to provide an improved compromise of communication range, focus and cost efficiency.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Dipol-Antennenanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.The object of the present invention is achieved by a dipole antenna arrangement according to claim 1.
Kern der vorliegenden Erfindung ist es, dass durch eine gewinkelte Anordnung von zwei flächigen Antennenarmen bzw. durch eine dreidimensionale Anordnung der Dipol-Antennenarme eine elektromagnetische Welle gerichtet abgestrahlt werden kann. Hierbei kann durch Bündelung die Kommunikationsreichweite in einer definierten Richtung erhöht werden. Fernen kann durch die Richtwirkung eine eventuelle negative Beeinflussung durch umgebende Materialien verringert werden, wenn die Richtcharakteristik geeignet ausgelegt wird.The core of the present invention is that an electromagnetic wave can be emitted by an angled arrangement of two planar antenna arms or by a three-dimensional arrangement of the dipole antenna arms. This can be increased by bundling the communication range in a defined direction. Far away can be reduced by the directivity a possible negative influence of surrounding materials, if the directivity is designed appropriately.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine Dipol-Antennenanordnung mit mindestens zwei flächigen Antennenarmen. Die zwei flächigen Antennenarme sind gewinkelt, z. B. senkrecht, zueinander angeordnet, so dass die zweiflächigen Antennenarme durch eine Rotation an einer Achse ineinander überführbar sind.Embodiments of the present invention provide a dipole antenna assembly having at least two planar antenna arms. The two planar antenna arms are angled, z. B. perpendicular to each other, so that the two-surface antenna arms are connected by rotation on an axis into one another.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel schafft eine Dipol-Antennenanordnung, bei der jeder Antennenarm eine fraktale Struktur umfasst, welches eine Vielzahl von beispielsweise quadratischen Fraktalflächenelementen aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, dass die Signalstärke lokale Maxima in Richtung der Flächennormalen auf die zwei flächigen Antennenarme bzw. genauer auf die Vorderseite derselben aufweist, d. h., dass die lokale Maxima sich in den in den Raum erstrecken, der nicht von den zwei Antennenarmen eingeschlossen ist.Another embodiment provides a dipole antenna arrangement in which each antenna arm comprises a fractal structure having a plurality of, for example, square Has fractal surface elements. In this exemplary embodiment, it is advantageous for the signal strength to have local maxima in the direction of the surface normal to the two planar antenna arms or more precisely to the front side thereof, ie for the local maxima to extend into the space not that of the two antenna arms is included.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen weist jeder flächige Antennenarm eine Vielzahl von L-förmigen, sich beispielsweise überlagernden Segmenten auf. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Abstrahlcharakteristik insbesondere in Richtung des halben Winkels zwischen den zwei flächigen Antennenarmen ein lokales Maximum aufweist, so dass einen maximale Signalstärke in den Raum gebündelt bzw. fokussiert abgestrahlt werden kann, der durch die zwei Antennenarme eingeschlossen ist.According to further embodiments, each planar antenna arm on a plurality of L-shaped, for example, overlapping segments. In this case, it is advantageous that the emission characteristic has a local maximum, in particular in the direction of half the angle between the two planar antenna arms, so that a maximum signal strength can be focused or focused in the space enclosed by the two antenna arms.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
1a eine schematische Darstellung einer Dipol-Antennenanordnung mit einer fraktalen Struktur gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1a a schematic representation of a dipole antenna arrangement with a fractal structure according to an embodiment;
1b eine schematische Darstellung einer Abstrahlcharakteristik der Dipol-Antennenanordnung aus 1a aus vier Blickwinkeln; 1b a schematic representation of a radiation characteristic of the dipole antenna arrangement 1a from four angles;
1c eine schematische Darstellung eines Konstruktionsbeispiels des Ausführungsbeispiels der Dipol-Antennenanordnung aus 1a mit Bemaßung; 1c a schematic representation of a construction example of the embodiment of the dipole antenna arrangement of 1a with dimensioning;
2a eine schematische Darstellung einer Dipol-Antennenanordnung mit drei L-förmigen Segmenten gemäß einem Ausführungsbeispiel; 2a a schematic representation of a dipole antenna arrangement with three L-shaped segments according to an embodiment;
2b eine schematische Darstellung einer Abstrahlcharakteristik der Dipol-Antennenanordnung aus 2a aus vier Blickwinkeln; 2 B a schematic representation of a radiation characteristic of the dipole antenna arrangement 2a from four angles;
2c eine schematische Darstellung eines Konstruktionsbeispiels des Ausführungsbeispiels der Dipol-Antennenanordnung aus 2a mit Bemaßung; 2c a schematic representation of a construction example of the embodiment of the dipole antenna arrangement of 2a with dimensioning;
3a eine schematische Darstellung einer Dipol-Antennenanordnung mit vier L-förmigen Segmenten gemäß einem Ausführungsbeispiel; 3a a schematic representation of a dipole antenna arrangement with four L-shaped segments according to an embodiment;
3b eine schematische Darstellung einer Abstrahlcharakteristik der Dipol-Antennenanordnung aus 3a aus vier Blickwinkeln; und 3b a schematic representation of a radiation characteristic of the dipole antenna arrangement 3a from four angles; and
3c eine schematische Darstellung eines Konstruktionsbeispiels des Ausführungsbeispiels der Dipol-Antennenanordnung aus 3a mit Bemaßung. 3c a schematic representation of a construction example of the embodiment of the dipole antenna arrangement of 3a with dimensioning.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente und Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die bei den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellten Beschreibungen der mit gleichen Bezugszeichen versehenen Elemente und Strukturen untereinander austauschbar sind bzw. aufeinander angewendet werden können.Before embodiments of the present invention are explained in more detail in detail with reference to the drawings, it is pointed out that identical functionally identical or equivalent elements and structures in the different figures are provided with the same reference numerals, so that the descriptions shown in the different embodiments with the same Referenced elements and structures are interchangeable or can be applied to each other.
Bezug nehmend auf 1a bis 1c wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel einer fraktalen Dipol-Antenne mit zwei senkrecht zueinander angeordneten Dipol-Antennenarmen erläutert. 1a zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Dipol-Antennenanordnung 100, bei der zwei flächige Antennenarme 110 und 111 gewinkelt, nämlich mit einem senkrechten Winkel, zueinander angeordnet sind. Die zwei flächigen Antennenarme 110 und 111 weisen jeweils eine fraktale Struktur auf, die durch Rotation an der Achse 112 ineinander überführbar sind. Deshalb werden im Folgenden die fraktalen Strukturen der flächigen Antennenarme 110 und 111 stellvertretend anhand des flächigen Antennenarms 110 erläutert.Referring to 1a to 1c An exemplary embodiment of a fractal dipole antenna with two dipole antenna arms arranged perpendicular to one another is explained below. 1a shows a three-dimensional representation of a dipole antenna arrangement 100 in which two flat antenna arms 110 and 111 angled, namely with a vertical angle, are arranged to each other. The two flat antenna arms 110 and 111 each have a fractal structure due to rotation on the axis 112 can be converted into each other. Therefore, in the following, the fractal structures of the planar antenna arms 110 and 111 Representative on the basis of the planar antenna arm 110 explained.
Die fraktale Struktur, welche ein leitfähiges Material, wie z. B. Metal, aufweist, umfasst eine Vielzahl von zueinander ähnlichen, elektrisch miteinander verbundenen Fraktalflächenelementen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Fraktalflächenelemente Vierecke oder genauer Quadrate. In der fraktalen Struktur ist ein quadratisches Fraktalflächenelement 114 zentral angeordnet und weist eine Kantenlänge, z. B. 5 mm, auf, die ca. 1/4 der zu empfangenden und/oder zu sendenden Wellenlänge beträgt oder in einem Bereich von 1/8 bis 1/2 dieser Wellenlänge liegt. Über einen länglichen bzw. rechteckigen Bereich 116, der an einer Ecke des zentralen Fraktalflächenelements 114 angeordnet ist, ist dasselbe elektrisch mit einem Einspeisepunkt 118, der an einer der Achse 112 zugewandten Seite angeordnet ist, verbunden. An dieser Stelle wird angemerkt, dass die Einspeisepunkte 118 der zwei flächigen Antennenarme 110 und 111 voneinander elektrisch isoliert sind und dass zwischen diesen beispielsweise ein RFID-Chip angebunden werden kann.The fractal structure, which is a conductive material, such. As metal, comprises a plurality of similar to each other, electrically interconnected fractal surface elements. In this embodiment, the fractal surface elements are quadrilaterals or more precisely squares. In the fractal structure is a square fractal surface element 114 arranged centrally and has an edge length, z. B. 5 mm, which is about 1/4 of the wavelength to be received and / or transmitted or in a range of 1/8 to 1/2 of this wavelength. Over an oblong or rectangular area 116 placed at a corner of the central fractal surface element 114 is arranged, the same is electrically connected to a feed point 118 that is on one of the axis 112 facing side is connected. At this point it is noted that the entry points 118 the two flat antenna arms 110 and 111 are electrically isolated from each other and that between them, for example, an RFID chip can be connected.
An den weiteren drei Ecken dieses zentralen Fraktalflächenelements 114 sind drei weitere (quadratische) Fraktalflächenelemente 120a, 120b und 120c angeordnet, so dass diese jeweils einen Versatz in Längs- und Querrichtung aufweisen und über die Ecken miteinander elektrisch verbunden sind. Der Versatz ist derart gewählt, dass die weiteren Fraktalflächenelemente 120a, 120b und 120c sternförmig (an drei der vier Ecken des zentralen Fraktalflächenelements 114) um das zentrale Fraktalflächenelement 114 angeordnet sind. Diese weiteren Fraktalflächenelemente 120a, 120b und 120c können wiederum zentrale Fraktalflächenelemente bilden, wobei an diese weiteren zentralen Fraktalflächenelementen 120a, 120b und 120c wiederum jeweils drei weitere (quadratische) Fraktalflächenelemente 120a_1, 120a_2 und 120a_3 bzw. 120b_1, 120b_2 und 120b_3 bzw. 120c_1, 120c_2 und 120c_3 angeordnet sein können. Diese weiteren Fraktalflächenelemente 120a_1, 120a_2 und 120a_3 bzw. 120b_1, 120b_2 und 120b_3 bzw. 120c_1, 120c_2 und 120c_3 sind gegenüber den Fraktalflächenelementen 120a, 120b und 120c in der Längs- und Querrichtung jeweils versetzt angeordnet und (sternförmig) über die Ecken elektrisch kontaktiert.At the other three corners of this central fractal surface element 114 are three more (square) fractal faces 120a . 120b and 120c arranged so that they each have an offset in the longitudinal and transverse directions and are electrically connected to one another via the corners. Of the Offset is chosen such that the further fractal surface elements 120a . 120b and 120c star-shaped (at three of the four corners of the central fractal surface element 114 ) around the central fractal surface element 114 are arranged. These further fractal surface elements 120a . 120b and 120c may in turn form central fractal surface elements, with these other central fractal surface elements 120a . 120b and 120c again each three additional (square) fractal surface elements 120a_1 . 120a_2 and 120a_3 respectively. 120b_1 . 120b_2 and 120b_3 respectively. 120c_1 . 120c_2 and 120c_3 can be arranged. These further fractal surface elements 120a_1 . 120a_2 and 120a_3 respectively. 120b_1 . 120b_2 and 120b_3 respectively. 120c_1 . 120c_2 and 120c_3 are opposite the fractal surface elements 120a . 120b and 120c each offset in the longitudinal and transverse directions and electrically contacted (star-shaped) over the corners.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel weist jedes zentrale Fraktalflächenelement im Vergleich zu den weiteren, direkt elektrisch verbundenen Fraktalflächenelementen unterschiedliche Abmessungen auf, so dass des zentrale Fraktalflächenelement 1144 das größte Fraktalflächenelement bildet. Ein Größenverhältnis zwischen dem zentralen Fraktalflächenelement 114 und den weiteren Fraktalflächenelementen 120a, 120b und 120c beträgt beispielsweise 0,5 oder liegt in einem Bereich von 0,2 bis 0,9 oder in einem Bereich von 0,4 bis 0,7, wobei die drei weiteren Fraktalflächenelementen 120a, 120b und 120c jeweils gleich groß sind. Entsprechend verhalt sich die Skalierung der zentralen Fraktalflächenelemente 120a, 120b und 120c gegenüber den weiteren Fraktalflächenelementen 120a_1, 120a_2 und 120a_3 bzw. 120b_1, 120b_2 und 120b_3 bzw. 120c_1, 120c_2 und 120c_3. Hierbei ist das Größenverhältnis zwischen den Fraktalflächenelementen 120a_1, 120a_2 und 120a_3 und den Fraktalflächenelementen 1200_1, 120a_2 und 120a_3 bzw. 120b_1, 120b_2 und 120b_3 bzw. 120c_1, 120c_2 und 120c_3 gleich dem Größenverhältnis zwischen dem Fraktalflächenelement 114 und den Fraktalflächenelementen 120a, 120b und 120c. Hierdurch entsteht eine Selbstähnlichkeit der fraktalen Struktur, da die Form (nicht aber die Größe) der einzelnen Fraktalflächenelemente unverändert bleibt.According to a further embodiment, each central fractal surface element has different dimensions compared to the other directly electrically connected fractal surface elements, so that the central fractal surface element 1144 forming the largest fractal surface element. A size ratio between the central fractal surface element 114 and the other fractal surface elements 120a . 120b and 120c is, for example, 0.5 or in a range of 0.2 to 0.9 or in a range of 0.4 to 0.7, wherein the three other fractal surface elements 120a . 120b and 120c are the same size. Accordingly, the scaling of the central fractal surface elements behaves 120a . 120b and 120c opposite the other fractal surface elements 120a_1 . 120a_2 and 120a_3 respectively. 120b_1 . 120b_2 and 120b_3 respectively. 120c_1 . 120c_2 and 120c_3 , Here is the size ratio between the fractal surface elements 120a_1 . 120a_2 and 120a_3 and the fractal surface elements 1200_1 . 120a_2 and 120a_3 respectively. 120b_1 . 120b_2 and 120b_3 respectively. 120c_1 . 120c_2 and 120c_3 equal to the size ratio between the fractal surface element 114 and the fractal surface elements 120a . 120b and 120c , This results in a self-similarity of the fractal structure, since the shape (but not the size) of the individual fractal surface elements remains unchanged.
Nachdem im Vorangegangenen die Struktur der flächigen Antennenarme 110 und 111 detailliert erläutert wurde, wird im Nachfolgenden kurz auf die Funktionsweise der symmetrischen Dipol-Antennenanordnung 100 eingegangen. Jeder der flächigen Antennenarme 110 und 111 stellt einen der zwei Dipol-Arme einer Dipol-Antenne dar. Jeder Dipol-Arm bzw. jeder flächiger Antennenarm 110 und 111 wird über den Einspeisepunkt 118 elektrisch, beispielsweise durch einen RFID-Chip kontaktiert. Der RFID-Chip legt im Sendebetrieb über die zwei Einspeisepunkte 118 der zwei Antennenarme 110 und 111 einen hochfrequenten Wechselstrom an bzw. moduliert den durch ein hochfrequentes Wechselfeld induzierten Oberflächenwechselstrom, um über die zwei flächigen Antennenarme 110 und 111 eine entsprechend modulierte elektromagnetische Welle, z. B. mit einer Frequenz von 5,8 GHz, auszukoppeln und so Daten oder Identifikationskennungen zu übertragen. Im Empfangsbetrieb wird durch ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld ein Oberflächenwechselstrom zwischen den zwei Antennenarm 110 und 111 induziert, der über die zwei Einspeisepunkte 118 durch den RFID-Chip abgegriffen werden kann. Hierdurch kann einerseits der RFID-Chip mit elektrischer Energie versorgt werden und anderseits Befehle an denselben übermittelt werden oder Daten auf den Speicher des RFID-Chips geschrieben werden.After in the foregoing the structure of the planar antenna arms 110 and 111 will be explained in detail below, the operation of the symmetrical dipole antenna arrangement 100 received. Each of the planar antenna arms 110 and 111 represents one of the two dipole arms of a dipole antenna. Each dipole arm or each planar antenna arm 110 and 111 is about the entry point 118 electrically, for example, contacted by an RFID chip. The RFID chip puts in transmission mode on the two entry points 118 the two antenna arms 110 and 111 a high-frequency alternating current or modulated by a high-frequency alternating field induced surface alternating current to the two-planar antenna arms 110 and 111 a correspondingly modulated electromagnetic wave, z. B. with a frequency of 5.8 GHz, decoupled and so to transmit data or identifiers. In the receiving mode, a high-frequency alternating electromagnetic field causes a surface alternating current between the two antenna arms 110 and 111 induced over the two entry points 118 can be tapped by the RFID chip. In this way, on the one hand, the RFID chip can be supplied with electrical energy and, on the other hand, commands can be transmitted to the same or data can be written to the memory of the RFID chip.
Im Folgenden wird die Ausbreitungscharakteristik der Dipol-Antennenanordnung 100 detailliert erläutert. 1b zeigt vier Darstellungen der Ausbreitungscharakteristik einer elektromagnetischen Welle, emittiert von einer Dipol-Antennenanordnung 100 gemäß 1a. Hierbei ist die Signalstärke bzw. die Verstärkung und Dämpfung in Abhängigkeit von dem Abstrahlwinkel dargestellt. Die erste Darstellung zeigt hierbei die Ansicht auf die erste Fläche, nämlich auf die Vorderfläche des flächigen Antennenarms 111, während die vierte Darstellung die Draufsicht auf die Vorderfläche des flächigen Antennenarms 110 zeigt (Außenseiten der Dipol-Antennenanordnung 100). Die Darstellung (2) zeigt die Rückansicht auf den flächigen Antennenarm 110 und die dritte Darstellung zeigt die Rückansicht auf den flächigen Antennenarm 111 (Innenseiten der Dipol-Antennenanordnung 100).The following is the propagation characteristic of the dipole antenna device 100 explained in detail. 1b Figure 4 shows four representations of the propagation characteristic of an electromagnetic wave emitted by a dipole antenna arrangement 100 according to 1a , Here, the signal strength or the gain and attenuation is shown as a function of the emission angle. The first illustration shows the view on the first surface, namely on the front surface of the planar antenna arm 111 while the fourth representation, the top view of the front surface of the planar antenna arm 110 shows (outsides of the dipole antenna assembly 100 ). The illustration (2) shows the rear view of the planar antenna arm 110 and the third illustration shows the rear view of the planar antenna arm 111 (Insides of the dipole antenna assembly 100 ).
Anhand Darstellung (1) und (4) ist zu erkennen, dass in Richtung von Flächennormalen auf die Vorderflächen der Antennenarme 110 und 111 relativ hohe Signalstärken vorherrschen. In anderen Worten ausgedrückt, ist die Signalstärke auf den Außenseiten der Dipol-Antennenanordnung 100 größer als auf der Innenseite. In der ersten und vierten Darstellung befindet sich ein lokales Maximum 124 mit einer maximalen Signalstärke bzw. Verstärkung von ca. 1,3 dBi. An dieser Stelle wird angemerkt, dass es sich in der Darstellung (1) und (4) um dasselbe Maximum 124 handelt, welches in Form eines Kegels ausgeprägt ist. Das Maximum 124 breitet sich von den Fraktalflächenelementen 114 der zwei Antennenarme 110 und 111 schräg bzw. in einer Richtung aus, in der kein weiteres Fraktalflächenelement 120a, 120b bzw. 120c angeordnet ist. Das Maximum 124 bzw. der Kegel wird durch Interferenz der elektromagnetischen Wellen, die mittels den Antennenarme 110 und 111 emittiert werden, geformt. Der Kegel des Maximums 124 ist gegenüber der Achse 112 ca. mit 30° angewinkelt und bildet mit jedem Antennenarm 110 bzw. 111 etwa einen 135°-Winkel.With reference to (1) and (4) it can be seen that in the direction of surface normal to the front surfaces of the antenna arms 110 and 111 relatively high signal strengths prevail. In other words, the signal strength is on the outsides of the dipole antenna assembly 100 bigger than on the inside. The first and fourth representations contain a local maximum 124 with a maximum signal strength of about 1.3 dBi. It is noted at this point that in illustration (1) and (4) it is the same maximum 124 acts, which is pronounced in the form of a cone. The maximum 124 spreads from the fractal surface elements 114 the two antenna arms 110 and 111 obliquely or in one direction, in which no further fractal surface element 120a . 120b respectively. 120c is arranged. The maximum 124 or the cone is due to interference of the electromagnetic waves, by means of the antenna arms 110 and 111 are emitted, shaped. The cone of the maximum 124 is opposite the axis 112 angled at about 30 ° and forms with each antenna arm 110 respectively. 111 about a 135 ° angle.
1c zeigt in einer ersten Darstellung eine Draufsicht auf eine Seitenkante der Antennenanordnung 100. 1c zeigt in einer zweiten Darstellung eine Frontansicht der aufgeklappten Dipol-Antennenanordnung 100. Mögliche Bemaßungen der einzelnen Fraktalflächenelemente 114, 120a, 120b, 120c, 120a_1, 120a_2, 120a_3, 120b_1, 120b_2, 120b_3, 120c_1, 120c_2 sowie von weiteren Flächen (z. B. elektrische Verbindung) ist in einer dritten Darstellung in einer Tabelle aufgetragen. Da es sich hierbei um ein Konstruktionsbeispiel handelt, sind darüber hinaus für die einzelnen Bemaßungen weitere mögliche Wertebereiche dargestellt. Die Dicke der flächigen Antennenarme kann zwischen 0,5 μm und 2,0 mm betragen. Die Herstellung der Dipol-Antennenstruktur kann beispielsweise mittels eines Druckverfahrens, bei dem die zwei Antennenarme auf einem Substrat aufgedruckt werden, erfolgen. Es wird angemerkt, dass die Bemaßung sich auf Konstruktionsbeispiel einer Dipol-Antennenanordnung, die für 5,8 GHz optimiert ist, bezieht. In anderen Frequenzbereichen können die einzelnen Maße von den dargestellten Maßen bzw. von den dargestellten Wertebereichen für die Bemaßung abweichen. 1c shows in a first illustration a plan view of a side edge of the antenna arrangement 100 , 1c shows in a second illustration a front view of the unfolded dipole antenna arrangement 100 , Possible dimensions of the individual fractal surface elements 114 . 120a . 120b . 120c . 120a_1 . 120a_2 . 120a_3 . 120b_1 . 120b_2 . 120b_3 . 120c_1 . 120c_2 as well as other areas (eg electrical connection) is plotted in a third representation in a table. Since this is a construction example, further possible value ranges are shown for the individual dimensions. The thickness of the planar antenna arms can be between 0.5 μm and 2.0 mm. The manufacture of the dipole antenna structure can be effected, for example, by means of a printing method in which the two antenna arms are printed on a substrate. It is noted that the dimension refers to a construction example of a dipole antenna array optimized for 5.8 GHz. In other frequency ranges, the individual dimensions may deviate from the dimensions shown or from the illustrated value ranges for the dimensioning.
Bezug nehmend auf 2a bis 2c wird nachfolgend eine Dipol-Antennenanordnung mit drei L-förmigen Segmenten erläutert. 2a zeigt eine Dipol-Antennenanordnung 200 mit zwei flächigen Antennenarmen 210 und 211 in einer dreidimensionalen Darstellung. Die Dipol-Antennenarme 210 und 211 entsprechen hinsichtlich winkliger Anordnung, Symmetrie und Material der Dipol-Antennenanordnung 100 aus 1a. Da der flächige Antennenarm 210 durch Rotation, nämlich um 90° an der Achse 212, in den flächigen Antennenarm 211 überführbar ist, werden im Folgenden die Strukturen der flächigen Antennenarme 210 und 211 stellvertretend anhand des flächigen Antennenarms 210 erläutert.Referring to 2a to 2c In the following, a dipole antenna arrangement with three L-shaped segments is explained. 2a shows a dipole antenna arrangement 200 with two flat antenna arms 210 and 211 in a three-dimensional representation. The dipole antenna arms 210 and 211 correspond in terms of angular arrangement, symmetry and material of the dipole antenna assembly 100 out 1a , As the planar antenna arm 210 by rotation, namely by 90 ° on the axis 212 , in the planar antenna arm 211 can be converted, the structures of the planar antenna arms are in the following 210 and 211 Representative on the basis of the planar antenna arm 210 explained.
Der flächige Antennenarm 210 weist drei L-förmige Segmente 214a, 214b und 214c auf, die sich mit einem Versatz sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung überlagern. Diese L-förmigen Segmente 214a, 214b und 214c bzw. deren Schenkel sind parallel zueinander angeordnet, so dass deren Spitzen in dieselbe Richtung zeigen. Die Schenkel der L-förmigen Segmente 214a, 214b und 214c sind gleichlang und weisen je eine Kantenlänge von beispielsweise 1/6 der zu empfangenden und/oder zu sendenden Wellenlänge auf. Die Kantenlänge kann alternativ in einem Bereich von 1/3 bis 1/9 der genannten Wellenlänge liegen. Die Überlagerung der L-förmigen Segmente 214a, 214b und 214c ist derart gestaltet, dass das zweite L-förmige Segment 214b gegenüber dem ersten L-förmigen Element 214a um einen Versatz Von z. B. 1/17 der zu sendenden und/oder zu empfangenden Wellenlänge in eine Quer- und Längsrichtung verschoben ist, wobei sich die zwei L-förmigen Segmente 214a und 214b überlappen. Das dritte L-Segment 214c ist um denselben Versatz in dieselbe Längs- und Querrichtung gegenüber dem zweiten L-förmigen Segment 214b verschoben und überlappt dieses ebenso. Alternativ kann der Versatz auch in einem Bereich von 1/15 bis 1/20 der zu sendenden und/oder zu empfangenden Wellenlänge liegen. In diesem Ausführungsbeispiel überlappen sich, bedingt durch den geringen Versatz (im Vergleich zur Kantenlänge), auch das erste und zweite L-förmige Segment 214a und 214c.The planar antenna arm 210 has three L-shaped segments 214a . 214b and 214c which overlap with an offset both in the longitudinal direction and in the transverse direction. These L-shaped segments 214a . 214b and 214c or their legs are arranged parallel to each other, so that their tips point in the same direction. The legs of the L-shaped segments 214a . 214b and 214c are equal in length and each have an edge length of, for example, 1/6 of the wavelength to be received and / or transmitted. The edge length may alternatively be in a range of 1/3 to 1/9 of said wavelength. The superposition of the L-shaped segments 214a . 214b and 214c is designed such that the second L-shaped segment 214b opposite the first L-shaped element 214a by an offset of z. B. 1/17 of the wavelength to be transmitted and / or received is shifted in a transverse and longitudinal direction, wherein the two L-shaped segments 214a and 214b overlap. The third L segment 214c is the same offset in the same longitudinal and transverse directions from the second L-shaped segment 214b moved and overlapped this as well. Alternatively, the offset may also be in a range of 1/15 to 1/20 of the wavelength to be transmitted and / or received. In this embodiment, due to the small offset (compared to the edge length), overlap the first and second L-shaped segment 214a and 214c ,
Mindestens eines der L-förmigen Segmente 214a, 214b oder 214c sind mit einem L-förmigen Bereich 216 überlappend verbunden, so dass durch denselben eine elektrische Verbindung zwischen den drei L-förmigen Segmenten 214a, 214b und 214c und einem Einspeisepunkt 218 hergestellt wird. Die voneinander elektrisch isolierten Einspeisepunkte 218 der zwei flächigen Antennenarme 210 bzw. 211 sind an einer der Achse 212 zugewandten Seite angeordnet und dient zur elektrischen Kontaktierung derselben.At least one of the L-shaped segments 214a . 214b or 214c are with an L-shaped area 216 overlapped, so that through the same electrical connection between the three L-shaped segments 214a . 214b and 214c and a feed-in point 218 will be produced. The electrically isolated feed-in points 218 the two flat antenna arms 210 respectively. 211 are on one of the axis 212 arranged facing side and is used for electrical contacting thereof.
Des Weiteren weist jeder flächige Antennenarm 210 bzw. 211 einen Reflektor 220 auf, der nicht mit dem jeweiligen Antennenarm 210 bzw. 211 verbunden ist. Der Reflektor 220 ist flächig und parallel zu dem jeweiligen Antennenarm 210 bzw. 211 angeordnet, so dass sich dieser senkrecht zu der Achse 212 erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Reflektor 220 als rechteckiges Element gestaltet und weist eine Länge von beispielsweise 1/4 oder 1/5 der zu sendenden und/oder zu empfangenden Wellenlänge auf. Die Länge des Reflektors 220 kann im Allgemeinen in einem Bereich von 1/2 bis 1/10 der Wellenlänge liegen.Furthermore, each planar antenna arm has 210 respectively. 211 a reflector 220 on, not with the respective antenna arm 210 respectively. 211 connected is. The reflector 220 is flat and parallel to the respective antenna arm 210 respectively. 211 arranged so that this is perpendicular to the axis 212 extends. In this embodiment, the reflector 220 designed as a rectangular element and has a length of, for example, 1/4 or 1/5 of the wavelength to be transmitted and / or received. The length of the reflector 220 may generally be in a range of 1/2 to 1/10 of the wavelength.
Hinsichtlich Funktionalität entspricht die Dipol-Antennenanordnung 200 grundsätzlich der Dipol-Antennenanordnung 100 aus 1a, wobei diese jedoch eine andere Abstrahlcharakteristik aufweist, wie in 2b gezeigt werden wird.In terms of functionality corresponds to the dipole antenna arrangement 200 basically the dipole antenna arrangement 100 out 1a However, this has a different radiation characteristic, as in 2 B will be shown.
2b zeigt die Abstrahlcharakteristik der Dipol-Antennenanordnung 200 aus 1a. Hierbei ist wiederum die Verstärkung und Dämpfung in Abhängigkeit von dem Abstrahlwinkel dargestellt. In der ersten Darstellung ist die Abstrahlcharakteristik auf der Vorderseite des flächigen Antennenarms 211 dargestellt, während in der vierten Darstellung die Abstrahlcharakteristik auf der Vorderseite des flächigen Antennenarms 210 gezeigt ist (Außenseiten der Dipol-Antennenanordnung 200). Die zweite Darstellung zeigt die Abstrahlcharakteristik auf der Rückseite des flächigen Antennenarms 210 und die dritte Darstellung die Abstrahlcharakteristik auf der Rückseite des flächigen Antennenarms 211 (Innenseiten der Dipol-Antennenanordnung 200). 2 B shows the radiation characteristic of the dipole antenna arrangement 200 out 1a , Again, the gain and attenuation are shown as a function of the emission angle. In the first illustration, the radiation characteristic is on the front of the planar antenna arm 211 shown, while in the fourth representation, the radiation characteristic on the front of the planar antenna arm 210 is shown (outer sides of the dipole antenna assembly 200 ). The second illustration shows the emission characteristic on the back of the planar antenna arm 210 and the third representation of the radiation characteristic on the back of the planar antenna arm 211 (Insides of the dipole antenna assembly 200 ).
Es ist zu erkennen, dass auf den Rückseiten der flächigen Antennenarme 210 und 211, d. h. auf der Innenseite der Dipol-Antennenanordnung 200, ein stark ausgeprägtes Maximum 222 der Signalstärke ausgebildet wird, wobei dieses sich etwa senkrecht zu der Achse 212 erstreckt. Das Maximum 222 weist eine Verstärkung von ca. 1,5 dBi auf. Bei dem Maximum 222 handelt es sich analog zu dem Maximum 124 aus 1b ebenfalls um ein Kegelförmiges Maximum, welches sich ca. in einem Abstrahlwinkel von 45° bezogen auf jedes der zwei flächigen Antennenarme 210 und 211 näherungsweise senkrecht zu der Achse 212 in den Raum erstreckt. Hintergrund hierzu ist, dass sich die von den flächigen Antennenarmen 210 und 211 abgestrahlten elektromagnetischen Wellen im Raum überlagern und so das Maximum 222 ausbilden. Des Weiteren ist zu erkennen, dass der Reflektor 220 einen wesentlichen Einfluss auf die Abstrahlcharakteristik hat, denn auf der Seite, auf der der Reflektor 220 angeordnet ist, ist die Signalstärke wesentlich geringer als auf der gegenüberliegenden Seite (bezogen auf die Richtung längs der Achse 212). It can be seen that on the backs of the planar antenna arms 210 and 211 ie on the inside of the dipole antenna assembly 200 , a pronounced maximum 222 the signal strength is formed, this being approximately perpendicular to the axis 212 extends. The maximum 222 has a gain of about 1.5 dBi. At the maximum 222 it is analogous to the maximum 124 out 1b also around a conical maximum, which is approximately at a radiation angle of 45 ° relative to each of the two planar antenna arms 210 and 211 approximately perpendicular to the axis 212 extends into the room. The background to this is that of the planar antenna arms 210 and 211 radiated electromagnetic waves in space superimpose and so the maximum 222 form. Furthermore, it can be seen that the reflector 220 has a significant influence on the radiation characteristics, because on the side on which the reflector 220 is arranged, the signal strength is much lower than on the opposite side (relative to the direction along the axis 212 ).
2c zeigt ein Konstruktionsbeispiel der Dipol-Antennenanordnung 200 aus 2a. 2c zeigt in einer ersten Darstellung eine Draufsicht eine Seitenkante der Antennenanordnung 200, in einer zweiten Darstellung eine Frontansicht der aufgeklappten Dipol-Antennenanordnung 200. Die mögliche Bemaßung und möglichen Wertebereiche der einzelnen L-förmigen Segmente sind in einer dritten Darstellung in einer Tabelle aufgetragen. 2c shows a construction example of the dipole antenna assembly 200 out 2a , 2c shows in a first illustration a plan view of a side edge of the antenna assembly 200 in a second representation, a front view of the unfolded dipole antenna arrangement 200 , The possible dimensions and possible value ranges of the individual L-shaped segments are plotted in a third representation in a table.
Im Folgenden wird Bezug nehmend auf 3a bis 3c ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dipol-Antennenanordnung mit vier Lörmigen Segmenten erläutert.In the following, reference will be made to 3a to 3c a further embodiment of a dipole antenna arrangement with four Lörmigen segments explained.
3a zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Dipol-Antennenanordnung 300 mit zwei flächigen Antennenarmen 310 und 311. Hinsichtlich gewinkelter Anordnung, Symmetrie und Material entspricht die Dipol-Antennenanordnung 300 der Dipol-Antennenanordnung 200 aus 2a. Aufgrund der Überführbarkeit des flächigen Antennenarms 310 durch Rotation um 90° an einer Achse 312 in den flächigen Antennenarm 311 wird im Folgenden nur die Struktur des flächigen Antennenarms 310 stellvertretend beschrieben. Der flächige Antennenarm 310 weist analog zu dem Antennenarm 210 aus 2a eine Vielzahl von L-förmigen Segmenten auf. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel aus 2a umfasst der flächige Antennenarm 310 vier L-förmige Segmente 314a, 314b, 314c und 314d, die hinsichtlich Abmessungen, Anordnung zueinander und Versatz den L-förmigen Segmenten 214a, 214b und 214c entsprechen können. 3a shows a three-dimensional representation of a dipole antenna arrangement 300 with two flat antenna arms 310 and 311 , With regard to angled arrangement, symmetry and material, the dipole antenna arrangement corresponds 300 the dipole antenna arrangement 200 out 2a , Due to the convertibility of the planar antenna arm 310 by rotation through 90 ° on one axis 312 in the planar antenna arm 311 In the following, only the structure of the planar antenna arm will be described 310 described by name. The planar antenna arm 310 has analogous to the antenna arm 210 out 2a a variety of L-shaped segments on. In contrast to the embodiment of 2a includes the planar antenna arm 310 four L-shaped segments 314a . 314b . 314c and 314d in terms of dimensions, arrangement to each other and offset the L-shaped segments 214a . 214b and 214c can correspond.
Das erste L-förmige Segment 314a, das auf einer der Achse 312 zugewandten Seite angeordnet ist, ist über den rechteckigen bzw. quadratischen Bereich 316 mit einem Einspeisepunkte 318 elektrisch verbunden. Die zwei Einspeisepunkte 318 der zwei flächigen Antennenarme 310 bzw. 311 sind analog zu den vorherigen Ausführungsbeispielen elektrisch voneinander isoliert. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel kann sich von diesem rechteckigen bzw. quadratischen Bereich 316 ein Steg 320 senkrecht zur Achse 312 erstrecken. Die Länge des Steges 320 kann beispielsweise 1/7 der Wellenlänge der zu empfangenden und/oder zu sendenden elektromagnetischen Welle betragen oder in einem Bereich von 1/5 bis 1/9 derselben liegen. Der Steg 320 ist im Gegensatz zu dem Reflektor 220 aus 2a elektrisch mit dem flächigen Antennenarm 310 bzw. 311 kontaktiert.The first L-shaped segment 314a on one of the axles 312 facing side is over the rectangular or square area 316 with a feed-in point 318 electrically connected. The two entry points 318 the two flat antenna arms 310 respectively. 311 are electrically isolated from each other analogous to the previous embodiments. According to a further embodiment may be of this rectangular or square area 316 a footbridge 320 perpendicular to the axis 312 extend. The length of the bridge 320 may for example be 1/7 of the wavelength of the electromagnetic wave to be received and / or transmitted, or in a range of 1/5 to 1/9 thereof. The jetty 320 is in contrast to the reflector 220 out 2a electrically with the planar antenna arm 310 respectively. 311 contacted.
Die Funktionalität der Dipol-Antennenanordnung 300 entspricht grundsätzlich der Funktionalität der Dipol-Antennenanordnung 200 bzw. 100 aus 2a bzw. 1a, wobei die Dipol-Antennenanordnung 300 eine andere Abstrahlcharakteristik aufweist, wie in 3b gezeigt werden wird.The functionality of the dipole antenna arrangement 300 basically corresponds to the functionality of the dipole antenna arrangement 200 respectively. 100 out 2a respectively. 1a , wherein the dipole antenna arrangement 300 has a different emission characteristic, as in 3b will be shown.
3b zeigt die Abstrahlcharakteristik der Dipol-Antennenanordnung 300 aus 3a. Die erste Darstellung zeigt die Abstrahlcharakteristik auf der Frontfläche des flächigen Antennenarms 311, die vierte Darstellung die Abstrahlcharakteristik auf der Frontfläche des Antennenarms 310 (Außenseiten der Dipol-Antennenanordnung 300), während die zweite Darstellung die Abstrahlcharakteristik auf der Rückseite des Antennenarms 310 zeigt und die dritte Darstellung die Abstrahlcharakteristik auf der Rückseite des Antennenarms 311 (Innenseiten der Dipol-Antennenanordnung 200). Hinsichtlich der Verteilung der Signalstärke entspricht die Abstrahlcharakteristik der Dipol-Antennenanordnung 300 aus 3a grundsätzlich der Abstrahlcharakteristik der Dipol-Antennenanordnung 200 aus 2a. Die Dipol-Antennenanordnung 300 weist ebenfalls wie die Dipol-Antennenanordnung 200 ein Maximum 322 auf, welches hinsichtlich Lage und Orientierung dem Maximum 222 aus 2b entspricht. Das Maximum 222 ist ebenfalls kegelförmig ausgebildet und erstreckt sich von der Innenseite der Dipol-Antennenanordnung in den Raum. Der Kegel ist, also etwa mit einem 45°-Winkel gegenüber jedem der zwei flächigen Antennenarme 310 und 311 orientiert. Insbesondere ist festzustellen, dass das Maximum 322, Darstellung (2) und (3), eine wesentlich stärkere Signalstärke in Höhe von ca. 6,5 dBi (Verstärkung) aufweist. Umgekehrt ist festzustellen, dass die Bereiche im Raum, in denen die Signalstärken gering sind, eine wesentlich geringere Signalstärke im Vergleich zu der Ausbreitungscharakteristik aus 2b, beispielsweise mit einem Dämpfungsfaktor von –8 dBi oder –10 dBi aufweisen. 3b shows the radiation characteristic of the dipole antenna arrangement 300 out 3a , The first illustration shows the emission characteristic on the front surface of the planar antenna arm 311 , the fourth representation of the radiation characteristic on the front surface of the antenna arm 310 (Outer sides of the dipole antenna assembly 300 ), while the second illustration shows the radiation characteristic on the back of the antenna arm 310 shows and the third representation of the radiation characteristic on the back of the antenna arm 311 (Insides of the dipole antenna assembly 200 ). With regard to the distribution of the signal strength, the emission characteristic of the dipole antenna arrangement corresponds 300 out 3a basically the emission characteristics of the dipole antenna arrangement 200 out 2a , The dipole antenna arrangement 300 also shows how the dipole antenna arrangement 200 a maximum 322 on which in terms of location and orientation the maximum 222 out 2 B equivalent. The maximum 222 is also tapered and extends from the inside of the dipole antenna assembly in the room. The cone is at about a 45 ° angle to each of the two planar antenna arms 310 and 311 oriented. In particular, it should be noted that the maximum 322 , Representations (2) and (3), a much stronger signal strength in the amount of about 6.5 dBi (gain) has. Conversely, it can be seen that the areas in the room where the signal strengths are low, a significantly lower signal strength compared to the propagation characteristic 2 B , for example, with a damping factor of -8 dBi or -10 dBi.
3c zeigt ein Konstruktionsbeispiel der Dipol-Antennenanordnung 300 aus 3a. 3c zeigt in einer ersten Darstellung eine Draufsicht auf eine Seitenkante der Antennenanordnung 300, in einer zweiten Darstellung eine Frontansicht der aufgeklappten Dipol-Antennenanordnung 300. Die mögliche Bemaßung der einzelnen L-förmigen Segmente ist in einer dritten Darstellung in einer Tabelle aufgetragen. 3c shows a construction example of the dipole antenna assembly 300 out 3a , 3c shows in a first illustration a plan view of a side edge of the antenna arrangement 300 in a second representation, a front view of the unfolded dipole antenna arrangement 300 , The possible dimensioning of the individual L-shaped segments is plotted in a third representation in a table.
Auch wenn bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen von einer Dipol-Antennenanordnung ausgegangen wird, die rechteckig zueinander angeordnete flächige Antennenarme aufweist, wird an dieser Stelle angemerkt, dass sich die Erfindung auch auf Dipol-Antennenanordnungen bezieht, wobei der Winkel zwischen zwei flächigen Antennenarmen nicht exakt 90° beträgt bzw. sich in einem Winkelbereich von größer 0° und kleiner 180° zwischen den zwei flächigen Antennenarmen befindet.Although it is assumed in the above-described embodiments of a dipole antenna arrangement having rectangularly arranged planar antenna arms, it is noted at this point that the invention also relates to dipole antenna arrangements, wherein the angle between two planar antenna arms not exactly 90th ° is or is in an angular range of greater than 0 ° and less than 180 ° between the two planar antenna arms.
Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen RFID-Transponder, bei dem eine Dipol-Antennenanordnung 100, 200 oder 300, wie sie beispielsweise in 1a, 2a oder 3a dargestellt ist, als Antenne eingesetzt ist. Hierbei wird die Dipol-Antennenanordnung 100, 200 bzw. 300 mit einem RFID-Chip, der über die Einspeisepunkte 118, 218 oder 318 elektrisch angekoppelt ist, kombiniert.According to further embodiments, the present invention relates to an RFID transponder, in which a dipole antenna arrangement 100 . 200 or 300 as they are for example in 1a . 2a or 3a is shown, is used as an antenna. Here, the dipole antenna arrangement 100 . 200 respectively. 300 with an RFID chip passing over the entry points 118 . 218 or 318 is electrically coupled, combined.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Dipol-Antennenanordnung 100, 200 oder 300 aus den 1a, 2a und 3a auf einer Folie als Substrat oder ein Papiersubstrat aufgebracht sein, wobei die Folie bzw. das Papiersubstrat über eine rechteckige oder näherungsweise rechteckige Kante eines Objekts aufgebracht ist, so dass die zwei flächigen Antennenarme 110 und 111 bzw. 210 und 211 bzw. 310 und 311 gewinkelt zueinander angeordnet sind. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auf der Folie bzw. dem Papiersubstrat auch ein RFID-Chip angeordnet sein, der in Kombination mit der Dipol-Antennenanordnung 100, 200 oder 300 einen RFID-Transponder bildet.According to a further embodiment, the dipole antenna arrangement 100 . 200 or 300 from the 1a . 2a and 3a be applied to a film as a substrate or a paper substrate, wherein the film or the paper substrate is applied over a rectangular or approximately rectangular edge of an object, so that the two planar antenna arms 110 and 111 respectively. 210 and 211 respectively. 310 and 311 are arranged angled to each other. According to a further embodiment, an RFID chip can also be arranged on the film or the paper substrate, which in combination with the dipole antenna arrangement 100 . 200 or 300 forms an RFID transponder.
Auch wenn in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Dipol-Antennenanordnungen und insbesondere die Abmessungen der Antennenanordnungen hinsichtlich eines RFID-Transponders mit 5,8 GHz optimiert sind, wird angemerkt, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Dipol-Antennenanordnungen 100, 200 bzw. 300, ggf. unter Variation der Abmessungen der flächigen Antennenarme, auch für andere Frequenzbereiche, wie z. B. im Bereich 865 bis 869 MHz bzw. bei 950 MHz oder bei 2,45 GHz, einsetzbar sind. Die beschriebenen Dipol-Antennenanordnungen 100, 200 bzw. 300 sind sowohl für passive als auch für aktive bzw. semi-aktive RFID-Transponder einsetzbar.Although in the embodiments described above the dipole antenna arrays, and in particular the dimensions of the antenna arrays, are optimized for a 5.8 GHz RFID transponder, it is noted that the described embodiments of the dipole antenna arrays 100 . 200 respectively. 300 , If necessary, with variation of the dimensions of the planar antenna arms, also for other frequency ranges, such. B. in the range 865 to 869 MHz or at 950 MHz or at 2.45 GHz, can be used. The described dipole antenna arrangements 100 . 200 respectively. 300 can be used for both passive and active or semi-active RFID transponders.
Bezug nehmend auf 1a und 3a kann die Dipol-Antennenanordnung 100 bzw. 300 alternativ einen Reflektor, analog zu dem Reflektor 220 aus 2a, aufweisen.Referring to 1a and 3a can the dipole antenna arrangement 100 respectively. 300 alternatively a reflector, analogous to the reflector 220 out 2a , exhibit.
Bezug nehmend auf 1a wäre es alternativ denkbar, dass die Fraktalflächenelemente 114, 120a, 120b, 120c, 120a_1, 120a_2, 120a_3, 120b_1, 120b_2, 120b_3, 120c_1, 120c_2 ebenso eine andere Form, wie z. B. eine dreieckige oder runde Form aufweisen. Entsprechend weiteren alternativen Ausführungsbeispielen können die Anzahl der weiteren Fraktalflächenelemente sowie die Anordnung derselben variieren.Referring to 1a it would alternatively be conceivable that the fractal surface elements 114 . 120a . 120b . 120c . 120a_1 . 120a_2 . 120a_3 . 120b_1 . 120b_2 . 120b_3 . 120c_1 . 120c_2 as another form, such. B. have a triangular or round shape. According to further alternative embodiments, the number of further fractal surface elements and the arrangement thereof may vary.
Bezug nehmend auf 1a kann die fraktale Struktur mehr als die dargestellten 13 Fraktalflächenelemente aufweisen, die hinsichtlich Größe und Position wie diskutiert variieren können.Referring to 1a the fractal structure can be more than the illustrated 13 Have fractal faces that may vary in size and position as discussed.
Bezug nehmend auf 2a und 3a kann sich die Seitenlänge der L-förmigen Segmente 214a, 214b und 214c bzw. 314a, 314b, 314c und 314d sich innerhalb jeder Dipol-Antennenanordnung 200 bzw. 300 von Segment zu Segment unterscheiden, so dass die Dipol-Antennenanordnung 200 bzw. 300 ähnlich einer Breitbandantenne wirkt. Hierbei wäre es denkbar, dass das erste L-förmige Segment 214a, größer ist als das zweite L-förmige Segment 214b, welches wiederum größer ist als das dritte L-förmige Segment 214c. An dieser Stelle wird ebenfalls angemerkt, dass die Anzahl der L-förmigen Segmente, die sich gegenseitig überlappen, ebenso variieren kann.Referring to 2a and 3a can be the side length of the L-shaped segments 214a . 214b and 214c respectively. 314a . 314b . 314c and 314d within each dipole antenna array 200 respectively. 300 differ from segment to segment, so the dipole antenna array 200 respectively. 300 similar to a broadband antenna acts. It would be conceivable that the first L-shaped segment 214a , larger than the second L-shaped segment 214b , which in turn is larger than the third L-shaped segment 214c , It should also be noted at this point that the number of L-shaped segments that overlap one another may also vary.
Entsprechend einen weiteren Ausführungsbeispiel kann der Versatz 200K, 200L, 300J, 300G zwischen zwei L-förmigen Segmenten 214a, 214b und 214c bzw. 314a, 314b, 314c und 314d sich in Längs- und Querrichtung unterscheiden und/oder innerhalb eines Antennenarms 210, 211, 310 bzw. 311 variieren.According to a further embodiment, the offset 200K . 200L . 300J . 300G between two L-shaped segments 214a . 214b and 214c respectively. 314a . 314b . 314c and 314d differ in the longitudinal and transverse directions and / or within an antenna arm 210 . 211 . 310 respectively. 311 vary.
Eine weitere Alternative ist eine Dipol-Antennenanordnung, die mehr als zwei flächige Antennenarme, nämlich z. B. vier Antennenarme, aufweist, die gewinkelt zueinander angeordnet sind.Another alternative is a dipole antenna arrangement, the more than two planar antenna arms, namely z. B. four antenna arms, which are arranged at an angle to each other.
