DE202015105455U1 - Leitungsstruktur für ein Hochfrequenzsignal - Google Patents

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Abstract

Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) für ein Hochfrequenzsignal, insbesondere ein RFID-Signal in einer RFID-Lesevorrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) aus geradlinigen Leitungsabschnitten (32) zusammengesetzt ist, die auf den Kanten eines hexagonalen Rasters angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leitungsstruktur für ein Hochfrequenzsignal nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Leitungsstrukturen für Hochfrequenzsignale dienen der Übertragung, aber auch der Verarbeitung wie beim Kombinieren oder Aufteilen. Eine Anwendung ist die Speisung bestimmter Baugruppen wie etwa von Antennen, Leistungsverstärkern oder Leistungsmessern.
  • Für den Transport von Hochfrequenzsignalen über große Entfernungen oder mit sehr großer Leistung kommen häufig Koaxialleiter oder Hohlleiter zum Einsatz. In kompakten Anwendungen und zum Verbinden einzelner Baugruppen auf einer Leiterplatte dagegen werden meistens Mikrostreifenleitungen genutzt. Die jeweilige Impedanz der Leitung bestimmt sich durch die Geometrie, die Abstände zu Masseflächen und das umgebende dielektrische Material. Typische Impedanzwerte sind 50 Ω oder 75 Ω.
  • Im Gegensatz zu einem Gleichspannungssignal oder einem niederfrequenten Wechselspannungssignal können Hochfrequenzsignale nicht beliebig abgezweigt werden, um etwa einen Teil der Leistung abzuführen. Vielmehr sollte eine Leitungsstruktur für Hochfrequenzsignale impedanzangepasst sein und soweit möglichst keine Impedanzsprünge aufweisen, um Übertragungsverluste und Reflexionen zu minimieren.
  • Die 1a–c zeigen einige Beispiele für Richtkoppler, also Leitungsstrukturen, die durch bestimmte geometrische Anordnungen Hochfrequenzsignale aufteilen oder kombinieren.
  • 1a zeigt einen Wilkinson-Teiler, der ein Hochfrequenzsignal am Eingangstor Pin in zwei gleich große Anteile an den Ausgangstoren Pout teilt (3dB Aufteilung und 0° Phasenversatz). Wie bei den meisten in dieser Beschreibung erwähnten Schaltungsbeispielen kann auch die umgekehrte Signalführung genutzt werden, in diesem Beispiel also zur Kombination zweier Hochfrequenzsignale.
  • 1b zeigt einen Branchline-Koppler, der aus einem Eingangssignal am Tor I zwei Ausgangssignale mit einer Phase von –90° beziehungsweise –180° an den Toren II und II erzeugt (3dB Aufteilung und 90° Phasenversatz).
  • 1c zeigt als drittes Beispiel einen Ringkoppler (Ratrace-Hybridkoppler), der in der Darstellung zum Aufteilen eines Signals in zwei Teilsignale mit 90° bzw. –90° Phasenversatz ausgestaltet ist (3dB Aufteilung und 180° Phasenversatz), aber alternativ auch zum Bilden der Summe oder Differenz zweier Signale genutzt werden kann.
  • Leitungsstrukturen für Hochfrequenzsignale werden unter anderem für den Aufbau und die Ansteuerung von Antennen benötigt, insbesondere zum Einsatz in einem RFID-Lesesystem (Radio Frequency Identification). Solche RFID-Lesesysteme dienen der Identifikation von Objekten und Waren und werden unter anderem eingesetzt, um logistische Bewegungen zu automatisieren. An einem Identifikationspunkt, vor allem bei einem Wechsel des Besitzers der Ware oder einem Wechsel des Transportmittels, werden an den Waren befestigte RFID-Transponder ausgelesen und gegebenenfalls Informationen in den Transponder zurückgeschrieben. Dies führt zu schnellen und nachvollziehbaren Logistikbewegungen. Die erfassten Informationen werden verwendet, um die Weiterleitung und Sortierung von Gütern und Produkten zu steuern. Wichtige Anwendungen für die automatische Identifikation sind logistische Verteilerzentren, etwa von Paketversendern, oder die Gepäckaufgabe in Flughäfen.
  • Ein häufiger Einsatzort eines RFID-Lesesystems ist die Montage an einem Förderband, auf dem die Waren gefördert werden, oder in einem sogenannten Leseportal. Darunter ist ein beliebiger Durchgang zu verstehen, welcher mit einem oder mehreren RFID-Lesern und möglicherweise weiteren Sensoren ausgestattet ist. Objekte werden mittels eines Förderbandes, eines Transportfahrzeugs, wie ein Gabelstapler, oder auch von Hand durch das Leseportal bewegt und dabei anhand ihres RFID-Transponders identifiziert.
  • RFID-Transponder können prinzipiell aktiv sein, also eine eigene Energieversorgung aufweisen, oder passiv ausgeführt sein. Unabhängig davon, ob es sich um aktive oder passive Komponenten handelt, sind RFID Transponder, die nach dem Backscatter-Prinzip arbeiten, dadurch charakterisiert, dass sie das Sendesignal des Lesegerätes reflektieren und dabei durch Modulation in der Amplitude verändern. Sie erzeugen dabei kein eigenes Hochfrequenzsignal. In der Praxis eignen sich aktive Transponder für die Logistik aber weniger, weil durch die Energieversorgung die Stückpreise solcher Transponder nicht das für den Massenmarkt erforderliche geringe Niveau erreichen können. Deshalb werden zumeist passive Transponder ohne eigene Energieversorgung eingesetzt. In beiden Fällen wird durch elektromagnetische Strahlung des Lesegerätes der Transponder zur Abstrahlung der gespeicherten Information angeregt, wobei passive Transponder die notwendige Energie aus der Sendeenergie des Lesesystems beziehen. In dem etablierten Ultrahochfrequenzstandard (UHF) ISO 18000-6 werden passive Transponder nach dem Backscatter-Verfahren ausgelesen. Da ein Großteil der verfügbaren Transponder linear polarisiert ist und die Ausrichtung des Transponders zur Antenne des Lesegerätes in vielen Applikationen nicht eindeutig definiert werden kann, werden bevorzugt zirkular polarisierte Antennen für den Einsatz in RFID-Lesegeräten verwendet.
  • Damit ein Gerät wie ein RFID-Lesesystem, das mit Hochfrequenzsignalen arbeitet, möglichst kompakt aufgebaut werden kann, besteht der Wunsch nach platzsparenden Leitungsstrukturen. Bei Verwendung keramischer Bauelemente mit integrierten Strukturen zur Signaländerung entstehen höhere Kosten für diese Bauelemente und deren Bestückung. Herkömmliche Mikrostreifenleiterstrukturen sind zwar kostengünstig, benötigen aber sehr große Grundflächen auf einer Platine und damit entsprechend große Bauformen von Gerät und Gehäuse.
  • In der noch unveröffentlichten europäischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 13170516.2 sind die Leitungen einer Speisungsschaltung für die Antenne eines RFID-Lesesystems in sich gefaltet und bilden ein zweidimensionales Muster. Die dabei genutzte Geometrie ist aber nicht für alle Anwendungen optimal.
  • Der Artikel von Alexander Popugaev et al., „A Novel Miniaturization Technique in Microstrip Feed Network Design", EuCAP 2009, 3rd European Conference on Antennas and Propagation, 23–27 March 2009, Berlin, ISBN 978-3-8007-3152-7, schlägt für die Speisung einer Antenne ein Netzwerk in Streifenleitungstechnik vor, das aus einem Raster von Ringsegmenten gebildet ist. Als DE 10 2011 007 058 A1 ist auch eine zugehörige Patentanmeldung veröffentlicht. In dem Ringsegmentraster stoßen an den Knoten immer vier Leiterbahnen zusammen. Da jedoch ein Hochfrequenzsignal den kürzesten Weg auf dem Innenkreis nutzt, entstehen auf diese Weise effektive Signalpfade, die nicht ideal gleich lang sind.
  • Aus der US 7 403 159 B2 ist eine Patchantenne bekannt, die ein sechseckiges Patchelement aufweist, das aber unregelmäßig wie ein Wappenschild ist und im Übrigen keinen Beitrag leistet, eine Leitungsstruktur für ein Hochfrequenzsignal störungsfreier oder kompakter zu gestalten.
  • In der US 6 853 351 wird ein Feld aus sechseckigen Spiralantennen aufgebaut. Erneut hilft dies nicht, die Signalqualität bei der Verarbeitung von Hochfrequenzsignalen zu verbessern oder eine Leitungsstruktur zu verkleinern.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte impedanzangepasste Leitungsstruktur für ein Hochfrequenzsignal mit kleinem Flächenbedarf anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Leitungsstruktur für ein Hochfrequenzsignal nach Anspruch 1 gelöst. Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, die Leitungsabschnitte den Kanten der Sechsecke eines hexagonalen Rasters folgen zu lassen. Vorzugsweise betrifft dies alle Leitungsabschnitte der Leitungsstruktur, es können aber auch ergänzend gekrümmte oder nicht auf dem Raster liegende Leitungsabschnitte insbesondere in Anschlussbereichen hinzukommen. Außerdem meint der Begriff Leitungsstruktur zwar vorzugsweise eine Struktur von elektrischen Hochfrequenzleitern beziehungsweise ein Hochfrequenzleitungsnetzwerk. In grober Verallgemeinerung des eigentlichen Begriffs einer Leitungsstruktur soll aber auch eine resonante Struktur für eine Antenne oder eine Schlitzstruktur beispielsweise in einer Metallfläche als Schlitzstrahler umfasst sein. Die weitere, im Folgenden ausgeführte geometrische Ausgestaltung dieser Antennen- oder Schlitzstruktur ist dann analog derjenigen einer eigentlichen Leiterstruktur möglich.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Leitungsstruktur einen deutlich geringeren Flächenbedarf hat als eine vergleichbare einfache Leitungsstruktur. Dabei ist die Impedanzanpassung durch die Geometrie erheblich vereinfacht und besonders genau. Es werden präzise, kompakte Leitungsnetzwerke beispielsweise zur Teilung oder Kombination von Hochfrequenzsignalen ohne zusätzliche Bauelemente auf Platinen ermöglicht.
  • Die Leitungsstruktur weist bevorzugt mehrere Zweigleitungen und mindestens einen Verzweigungsknoten auf, in dem Zweigleitungen miteinander verbunden sind. Aus solchen Zweigleitungen wird ein Leitungsnetzwerk zur Verarbeitung von Hochfrequenzsignalen aufgebaut.
  • Der Verzweigungsknoten ist bevorzugt ein Eckpunkt eines Sechsecks des hexagonalen Rasters. In dem Eckpunkt stoßen immer jeweils drei Kanten zusammen. Die Leitung kann zwei dieser Kanten nutzen, was einer einfachen Weiterführung und Verlängerung der Leitung entspricht, oder alle drei Kanten zum Ausbilden eines Verzweigungsknotens zur Teilung oder Kombination von Hochfrequenzsignalen.
  • Die Leitungsstruktur weist bevorzugt einen Richtkoppler auf. Das soll hier als Oberbegriff für beliebige impedanzangepasste Strukturen zum Kombinieren oder Aufteilen von Hochfrequenzsignalen verstanden sein und umfasst insbesondere jede der beispielhaft einleitend genannten Strukturen, wie Wilkinson-Teiler, Branchline Coupler oder Rat-Race Hybrid. Auch in Strukturen mit insgesamt mehr als drei Zweigleitungen treffen sich in einem Verzweigungsknoten nur drei Zweigleitungen, so dass sich auch kompliziertere Strukturen mit der erfindungsgemäßen Geometrie aufbauen lassen.
  • Das hexagonale Raster ist bevorzugt regelmäßig. Die Sechsecke sind also gleichseitig und vorzugsweise untereinander gleich groß. Dadurch stoßen Leitungsabschnitte in Verzweigungspunkten stets unter dem gleichen Winkel von 120° aufeinander, womit Impedanzsprünge verhindert werden. Bei gleicher Größe der Sechsecke entstehen Leitungen stets als Vielfache einer Kantenlänge, was ohne besonderen Aufwand das Zusammenfügen von Leitungsabschnitten zu sehr genau gleich langen Zweigleitungen und damit einer wohlbestimmten Impedanz führt.
  • Die Leitungsabschnitte weisen bevorzugt unterschiedliche Breiten auf. Innerhalb einer Zweigleitung jedoch bleibt die Breite vorzugsweise konstant. Über die Breite können somit unterschiedliche Impedanzen für die Leitungsabschnitte und Zweigleitungen eingestellt werden.
  • Die Leitungsabschnitte sind bevorzugt Mikrostreifenleitungen. Dadurch kann die Leitungsstruktur kompakt und kostengünstig auf eine Platine untergebracht werden.
  • In bevorzugter Weiterbildung weist eine Antenne eine erfindungsgemäße Leitungsstruktur als Speisenetzwerk auf. Insbesondere bei einer Patchantenne wird so eine sehr baukleine Antenne möglich. Prinzipiell ist auch denkbar, die Antenne selbst auf aus Leitern auf einem hexagonalen Raster zusammenzusetzen oder als Patch auszuführen, der von einem hexagonalen Raster gebildet wird.
  • Das Speisenetzwerk weist bevorzugt einen Leistungsteiler auf zwei gleich große, untereinander um 90° phasenversetzte Signalanteile zur Erzeugung eines zirkular polarisierten Signals auf. Das zirkular polarisierte Signal kann genutzt werden, um unabhängig von der allgemein nicht bekannten Ausrichtung eines linear polarisiert sendenden und empfangenden Transponders zu werden.
  • In nochmaliger bevorzugter Weiterbildung ist eine RFID-Lesevorrichtung mit mindestens einer erfindungsgemäßen Antenne zum Senden von RFID-Signalen an einen RFID-Transponder und/oder zum Empfangen von RFID-Signalen von einem RFID-Transponder vorgesehen, wobei die RFID-Lesevorrichtung weiterhin eine Auswertungseinheit zum Eincodieren einer RFID-Information in die RFID-Signale und/oder zum Auslesen einer RFID-Information aus den RFID-Signalen aufweist. Die Antenne mit der kompakten Leitungsstruktur auf einem hexagonalen Raster ermöglicht eine besonders kompakte Bauform der RFID-Lesevorrichtung. Eine solche RFID-Lesevorrichtung wird bevorzugt in stationärer Montage an einem Lesebereich eines Förderers oder eines Leseportals zum Auslesen mindestens eines auf dem Förderer oder durch das Leseportal bewegten RFID-Transponders eingesetzt.
  • Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:
  • 1a eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Wilkinson-Teilers;
  • 1b eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Branchline-Kopplers;
  • 1c eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Rat-Race-Kopplers;
  • 2 eine Blockdarstellung eines RFID-Lesers;
  • 3 eine dreidimensionale Ansicht der Montage eines RFID-Lesers an einem Förderband;
  • 4a eine schematische Darstellung eines Verzweigungsknotens zum Aufteilen beziehungsweise Kombinieren von Hochfrequenzsignalen;
  • 4b eine schematische Darstellung eines Verzweigungsknotens mit einem Leitungsabschnitt, der mit Masse verbunden ist;
  • 5 eine schematische Darstellung eines Einzelelements von Leitungsabschnitten auf einem hexagonalen Raster;
  • 6a eine Anordnung von Einzelelementen gemäß 5 zu einem hexagonalen Raster;
  • 6b eine Anordnung ähnlich 6a, nun jedoch mit untereinander verbundenen Einzelelementen in einem hexagonalen Raster;
  • 7 eine Darstellung einer beispielhaften gefalteten Leitung auf einem hexagonalen Raster im Vergleich mit einem geraden Leitungsverlauf;
  • 8 eine Darstellung eines Branchline-Kopplers aus Leitungsabschnitten auf einem hexagonalen Raster;
  • 9 ein Beispiel einer gefalteten Schlitzstruktur aus Schlitzelementen auf einem hexagonalen Raster;
  • 10 eine Darstellung eines 4-fach-Teilernetzwerks in Standardbauweise zur Illustration des Flächenbedarfs; und
  • 11 eine Darstellung eines 4-fach-Teilernetzwerks in gefalteter Bauform auf einem hexagonalen Raster.
  • 2 zeigt einen RFID-Leser 10 in einer sehr vereinfachten Blockdarstellung. Eine Steuer- und Auswertungseinheit 12 des RFID-Lesers 10 ist über ein Speisenetzwerk 14 mit einer Antenne 16 verbunden. Das in 2 nur schematisch dargestellte Speisenetzwerk 14 ist das gegenüber herkömmlichen RFID-Lesern verbesserte Element und ein Beispiel einer Leitungsstruktur auf einem hexagonalen Raster, die weiter unten im Zusammenhang mit den 411 näher erläutert wird. Die Antenne 16 ist vorzugsweise eine Patchantenne, weist also auf ihrer Vorderseite in Abstrahlrichtung eine resonante leitende Struktur auf, deren Geometrie im Prinzip auch von einem hexagonalen Raster bestimmt sein kann, aber keinesfalls muss. Obwohl das Speisenetzwerk 14 als separates Element dargestellt ist, kann es ebenso als Mikrostreifenstruktur auf einer parallel zu der Antenne 16 angeordneten Platine oder sogar auf der Rückseite der Platine der Antenne vorgesehen sein.
  • Die Steuer- und Auswertungseinheit 12 wertet mittels der Antenne 16 empfangene RFID-Signale aus oder sendet umgekehrt Informationen als RFID-Signale an einen Transponder. Der genauere Aufbau eines RFID-Lesers 10 und eines Transponders sowie deren Kommunikation untereinander sind dem Fachmann an sich bekannt und werden deshalb hier nicht näher erläutert. Die Steuer- und Auswertungseinheit ist weiterhin mit einer drahtgebundenen oder drahtlosen Schnittstelle 18 verbunden, um Daten auszutauschen, Parametrierungen vorzunehmen und dergleichen.
  • 3 zeigt eine beispielhafte Anwendung des RFID-Lesers 10 in Montage an einem Förderband 20. Objekte 22, die mit RFID-Transpondern 24 versehen sind, werden auf dem Förderband 20 an dem RFID-Leser 10 vorbeibewegt. Aufgabe des RFID-Lesers 10 ist, Signale von den RFID-Transpondern 24 zu empfangen, um eine darin gespeicherte Information auszulesen und damit beispielsweise eine anschließende Sortierung oder andere automatisierte Bearbeitungsschritte zu steuern. Je nach Anwendung kann auch umgekehrt vorgesehen sein, dass der RFID-Leser 10 Informationen auf einem RFID-Transponder 24 ablegt.
  • Leitungsnetzwerke und insbesondere Leistungsteilerstrukturen können bis auf wenige Sonderfälle durch Geometrien beschrieben werden, in denen eine Leitung auf zwei Leitungen aufgeteilt wird oder umgekehrt zwei Leitungen zu einer Leitung kombiniert werden. Die 4a und 4b illustrieren das Grundelement solcher Leitungsnetzwerke, bei denen drei Zweigleitungen 26a–c in einem Verzweigungsknoten 28 zusammengeführt sind. Im Folgenden werden Hochfrequenzleitungen am Beispiel von Mikrostreifenleitungen beschrieben.
  • Um eine möglichst ideale Funktion einer Leitungsstruktur zur Aufteilung oder Kombination von Hochfrequenzsignalen zu gewährleisten, sollten die Zweigleitungen 26a–c jeweils ganz bestimmte Leitungslängen aufweisen. Beispielsweise sollen untereinander gleich lange Zweigleitungen 26a–c mit gleicher oder durch Variation der Breite der Mikrostreifen unterschiedlicher Impedanz miteinander verschaltet werden.
  • Das gelingt mit einem Grundgerüst von Einzelelementen 30 wie in 5 illustriert. Drei gleichlange, geradlinige Leitungsabschnitte 32 treffen dabei unter gleichen Winkeln von 120° in dem Verzweigungsknoten 28 aufeinander.
  • Bei Anordnung von Einzelelementen 30 zu einer einheitlichen Matrix entsteht ein hexagonales Raster ähnlich Bienenwaben. 6a illustriert das hexagonale Raster aus Einzelelementen 30, 6b nach Verbinden der Einzelelemente 30 untereinander an den Anschlussstellen.
  • 7 zeigt eine beispielhafte gefaltete Leitungsstruktur 34 auf dem hexagonalen Raster und zum Vergleich eine gerade Leitung 36 gleicher Länge. Die Leitungsstruktur 34 weist in diesem Beispiel keine Verzweigungsknoten 28 auf, bildet also eine einfache Leitung zur Übertragung eines Hochfrequenzsignals. Die Leitungsstruktur 34 folgt jeweils den Kanten des hexagonalen Rasters. Deshalb ist die Leitungslänge ein Vielfaches der Kantenlänge und damit genau festgelegt. Die Anzahl der verwendeten Leitungsabschnitte 32 sowie die Geometrie der Leitungsführung auf dem hexagonalen Raster kann iterativ bestimmt werden, insbesondere kann der Leitungsverlauf auch unter Vorgabe bestimmter Randbedingungen wie der Leitungslänge rechnergestützt optimiert werden, um eine möglichst große beziehungsweise lange Leitungsstruktur 34 auf vorgegebener oder minimaler Grundfläche unterzubringen. Entsprechende Optimierungen für die Leitungsführung sind auch für andere Leitungsstrukturen auf dem hexagonalen Raster möglich, beispielsweise um Richtkoppler oder andere Leitungsnetzwerke zu realisieren.
  • 8 zeigt eine weitere Leitungsstruktur 38 auf dem hexagonalen Raster, die einen Branchline-Koppler bildet. Funktional entspricht also die Leitungsstruktur 38 der 1b. Die anderen einleitenden Beispiele der 1a und 1c sowie andere an sich bekannte Leitungsstrukturen für Hochfrequenzsignale sind bis auf Sonderfälle, in denen mehr als drei Leitungen in einem Punkt zusammenstoßen, ebenso auf dem hexagonalen Raster umsetzbar.
  • Die Zweigleitungen 26a–d der Leitungsstruktur 38 sind untereinander genau gleich lang, da sie jeweils aus acht Kanten der Sechsecke des hexagonalen Rasters zusammengesetzt sind. In der Breite dagegen unterscheiden sich die Zweigleitungen 26a, c von den Zweigleitungen 26b, d, um unterschiedliche Impedanzen zu erhalten, die für die Funktion des Branchline-Kopplers erforderlich sind. In den Verzweigungsknoten 28 treffen gemäß dem hexagonalen Raster und dem Aufbau der Einzelelemente 30 jeweils drei Zweigleitungen 26a–d unter gleichen Winkeln aufeinander. Je mehr Einzelelemente 30 von den Zweigleitungen 26a–d genutzt werden, desto stärker kann die Leitungsstruktur 38 gefaltet werden. Dementsprechend geringer wird der Flächenbedarf der jeweiligen Leitungsstruktur 38.
  • Die Größe der Einzelelemente 30, also die Rasterung, sollte dabei an die gewünschte Wellenlänge λ auf dem genutzten Substrat angepasst werden. Beispielsweise ist für die Zweigleitungen 26a–d der Leitungsstruktur 38 eine Länge von λ/4 erforderlich, so dass bei acht ausgenutzten Kanten je Zweigleitung 26a–d die Kantenlänge des Rasters λ/32 beträgt. Eine Begrenzung der Miniaturisierung durch Verwendung eines kleineren Rasters ergibt sich lediglich durch die Bahnbreite der Mikrostreifen, die je nach zu erreichenden Impedanzwerten an die Dicke des verwendeten Substratmaterials anzupassen ist: Je dicker das Substratmaterial, desto breiter die Mikrostreifen. Dementsprechend ermöglicht ein dünnes Substrat einen besonders kompakten Aufbau.
  • 9 zeigt eine Schlitzstruktur 40 in einer Metallfläche 42 auf den Kanten eines hexagonalen Rasters, um eine möglichst lange Schlitzstruktur 40 auf minimaler Grundfläche unterzubringen. So kann auch ein Schlitzstrahler durch Ausnutzung der beschriebenen Geometrie realisiert werden.
  • Die 10 und 11 illustrieren noch einmal den Flächengewinn durch die hexagonale Geometrie. 10 zeigt ein 4-fach-Teilernetzwerk in Standardbauweise, das in der gezeigten beispielhaften Auslegung eine Fläche von 185 cm2 beansprucht. Das funktional gleiche 4-fach-Teilernetzwerk 44 gemäß 11 reduziert durch einen Aufbau in Wabenstruktur den Flächenbedarf auf 22 cm2 und damit um mehr als 85%.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 13170516 [0013]
    • DE 102011007058 A1 [0014]
    • US 7403159 B2 [0015]
    • US 6853351 [0016]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO 18000-6 [0011]
    • Alexander Popugaev et al., „A Novel Miniaturization Technique in Microstrip Feed Network Design“, EuCAP 2009, 3rd European Conference on Antennas and Propagation, 23–27 March 2009, Berlin, ISBN 978-3-8007-3152-7 [0014]

Claims (11)

  1. Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) für ein Hochfrequenzsignal, insbesondere ein RFID-Signal in einer RFID-Lesevorrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) aus geradlinigen Leitungsabschnitten (32) zusammengesetzt ist, die auf den Kanten eines hexagonalen Rasters angeordnet sind.
  2. Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) nach Anspruch 1, die mehrere Zweigleitungen (26a–d) und mindestens einen Verzweigungsknoten (28) aufweist, in dem Zweigleitungen miteinander verbunden sind.
  3. Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) nach Anspruch 2, wobei der Verzweigungsknoten (28) ein Eckpunkt eines Sechsecks des hexagonalen Rasters ist.
  4. Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die einen Richtkoppler (14, 38, 44) aufweist.
  5. Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das hexagonale Raster regelmäßig ist.
  6. Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leitungsabschnitte (32, 26a–d) unterschiedliche Breiten aufweisen.
  7. Leitungsstruktur (14, 38, 40, 44) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leitungsabschnitte (32, 26a–d) Mikrostreifenleitungen sind.
  8. Antenne (16) mit einer Leitungsstruktur (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Speisenetzwerk.
  9. Antenne (16) nach Anspruch 8, wobei das Speisenetzwerk (14) einen Leistungsteiler auf zwei gleich große, untereinander um 90° phasenversetzte Signalanteile zur Erzeugung eines zirkular polarisierten Signals aufweist.
  10. RFID-Lesevorrichtung (10) mit mindestens einer Antenne (16) nach Anspruch 8 oder 9 zum Senden von RFID-Signalen an einen RFID-Transponder (24) und/oder zum Empfangen von RFID-Signalen von einem RFID-Transponder (24) und mit einer Auswertungseinheit (12) zum Eincodieren einer RFID-Information in die RFID-Signale und/oder zum Auslesen einer RFID-Information aus den RFID-Signalen.
  11. RFID-Lesevorrichtung (10) nach Anspruch 10 für die stationäre Montage an einem Lesebereich eines Förderers (12) oder eines Leseportals zum Auslesen mindestens eines auf dem Förderer (12) oder durch das Leseportal bewegten RFID-Transponders (24).
DE202015105455.6U 2014-11-19 2015-10-15 Leitungsstruktur für ein Hochfrequenzsignal Active DE202015105455U1 (de)

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ISO 18000-6

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