DE202015106025U1 - RFID antenna assembly - Google Patents

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Abstract

RFID-Antennenanordnung (10) zum Empfangen und Senden von elektromagnetischen Wellen verschiedener Polarisation, mit einer Antenne (34), die zumindest zwei voneinander beabstandet angeordnete Speisepunkte (30, 32, 48, 50) aufweist, einem Signaleingang (12) für ein Hochfrequenzsignal (14), einem mit dem Signaleingang (12) gekoppelten Splitter (16) zur Aufteilung des Hochfrequenzsignals (14) in zueinander phasenverschobene erste und zweite Signalanteile (18, 18', 20, 20'), wobei der Splitter (16) einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang umfasst, wobei ein erstes Signalveränderungsmittel zwischen dem ersten Ausgang und dem ersten Speisepunkt (30) vorgesehen ist, welches einen ersten Mischer (22) umfasst und mit welchem die Amplitude und/oder die Phase des ersten Signalanteils veränderbar ist, und/oder ein zweites Signalveränderungsmittel zwischen dem zweiten Ausgang und dem zweiten Speisepunkt (32) vorgesehen ist, welches einen zweiten Mischer (24) umfasst und mit welchem die Amplitude und/oder die Phase des zweiten Signalanteils veränderbar ist.An RFID antenna arrangement (10) for receiving and transmitting electromagnetic waves of different polarization, comprising an antenna (34) having at least two spaced-apart feed points (30, 32, 48, 50), a signal input (12) for a high-frequency signal ( 14), a splitter (16) coupled to the signal input (12) for splitting the high-frequency signal (14) into mutually phase-shifted first and second signal components (18, 18 ', 20, 20'), the splitter (16) having a first output and a second output, wherein a first signal changing means is provided between the first output and the first feed point (30), which comprises a first mixer (22) and with which the amplitude and / or the phase of the first signal component is variable, and / or a second signal changing means between the second output and the second feed point (32) is provided, which comprises a second mixer (24) and with which the amp Litude and / or the phase of the second signal component is variable.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine RFID-Antennenanordnung zum Empfangen und Senden von elektromagnetischen Wellen verschiedener Polarisation, mit einer Antenne, die zumindest zwei voneinander beabstandet angeordnete Speisepunkte aufweist, und einem Signaleingang für ein Hochfrequenzsignal.The present invention relates to an RFID antenna arrangement for receiving and transmitting electromagnetic waves of different polarization, comprising an antenna having at least two spaced feeding points, and a signal input for a high frequency signal.

RFID-Antennenanordnungen zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen verschiedener Polarisationen sind grundsätzlich bekannt, wobei solche Antennenanordnungen beispielsweise in RFID-Lesern eingesetzt werden, um RFID-Tags (sogenannte Transponder) zu erfassen und auszulesen. Solche Transponder verwenden häufig Antennen mit linear polarisierter Strahlungscharakteristik. Hierdurch kann das Problem entstehen, dass bei nicht optimaler Ausrichtung des Transponders relativ zu dem RFID-Leser nur eine schlechte Signalübertragung erreicht werden kann. RFID antenna arrangements for transmitting and receiving electromagnetic waves of different polarizations are known in principle, such antenna arrangements being used for example in RFID readers in order to detect and read out RFID tags (so-called transponders). Such transponders often use antennas with linear polarized radiation characteristics. This can cause the problem that only a poor signal transmission can be achieved with a non-optimal orientation of the transponder relative to the RFID reader.

Um die Signalübertragung zu verbessern, können beispielsweise zirkular polarisierte Antennen auf Seiten des RFID-Lesers genutzt werden, um die Kommunikation mit dem Transponder weitgehend unabhängig von der Lage des Transponders zu gewährleisten. Allerdings ermöglicht es auch eine zirkular polarisierte Antenne nicht, ein Maximum der Signalstärke und der Reichweite zu erzielen.In order to improve the signal transmission, for example, circularly polarized antennas can be used on the side of the RFID reader to ensure communication with the transponder largely independent of the position of the transponder. However, even a circularly polarized antenna does not allow maximum signal strength and range to be achieved.

Zur weiteren Verbesserung der Signalübertragung schlägt die US 4,737,793 vor, eine Antenne mit zwei voneinander beabstandet angeordneten Speisepunkten zu verwenden, wobei in die Speisepunkte Hochfrequenzsignale eingespeist werden, die zueinander phasenverschoben sind, um auf diese Weise mit der Antenne verschiedene Polarisationen emittieren zu können. Um die Phasenverschiebung zu erreichen, werden gemäß der US 4,737,793 beispielsweise Umwegleitungen verwendet, die über Dioden zugeschaltet werden können. Solche Umwegleitungen benötigen insbesondere in dem bei RFID-Anwendungen verwendeten Frequenzbereich (z.B. bei ca. 900 MHz) sehr viel Platz, wodurch ein kompakter Aufbau von Geräten für RFID-Anwendungen erschwert wird. To further improve the signal transmission suggests the US 4,737,793 to use an antenna with two spaced-apart feed points, wherein the feed points high-frequency signals are fed, which are phase-shifted to each other, so as to be able to emit different polarizations with the antenna can. In order to achieve the phase shift, according to the US 4,737,793 For example, detour lines used, which can be connected via diodes. Such detour lines require a lot of space, in particular in the frequency range used in RFID applications (eg at about 900 MHz), which makes a compact design of devices for RFID applications more difficult.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine RFID-Antennenanordnung zum Empfangen und Senden von elektromagnetischen Wellen verschiedener Polarisation anzugeben, die einen geringen Platzbedarf aufweist. It is the object underlying the invention to provide an RFID antenna arrangement for receiving and transmitting electromagnetic waves of different polarization, which has a small footprint.

Diese Aufgabe wird durch eine RFID-Antennenanordnung gemäß Anspruch 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass die Antennenanordnung einen mit dem Signaleingang gekoppelten Splitter zur Aufteilung des Hochfrequenzsignals in zueinander phasenverschobene erste und zweite Signalanteile aufweist, wobei der Splitter einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang umfasst. Weiterhin ist ein erstes Signalveränderungsmittel zwischen dem ersten Ausgang und dem ersten Speisepunkt der Antenne vorgesehen, welches einen ersten Mischer umfasst und mit welchem die Amplitude und/oder die Phase des ersten Signalanteils veränderbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist ein zweites Signalveränderungsmittel zwischen dem zweiten Ausgang und dem zweiten Speisepunkt vorgesehen, welches einen zweiten Mischer umfasst und mit welchem die Amplitude und/oder die Phase des zweiten Signalanteils veränderbar ist. This object is achieved by an RFID antenna arrangement according to claim 1 and in particular by the fact that the antenna arrangement has a splitter coupled to the signal input for splitting the high-frequency signal into mutually phase-shifted first and second signal components, wherein the splitter comprises a first output and a second output. Furthermore, a first signal variation means is provided between the first output and the first feed point of the antenna, which comprises a first mixer and with which the amplitude and / or the phase of the first signal component is variable. Alternatively or additionally, a second signal changing means is provided between the second output and the second feed point, which comprises a second mixer and with which the amplitude and / or the phase of the second signal component is variable.

Durch das erste und/oder das zweite Signalveränderungsmittel können die Amplitude und/oder die Phase des ersten bzw. zweiten Signalanteils verändert werden, wodurch mit der Antenne unterschiedliche Polarisationen abgestrahlt werden können. Beispielsweise kann eine zirkulare Polarisation erreicht werden, wenn der erste Signalanteil und der zweite Signalanteil um 90° zueinander phasenverschoben sind und die gleiche Amplitude aufweisen. Eine lineare Polarisation kann abgestrahlt werden, wenn die Amplitude des ersten oder des zweiten Signalanteils auf Null reduziert wird, so dass nur ein Signalanteil an einem der Speisepunkte der Antenne anliegt. Mischformen, beispielsweise eine elliptische Polarisation, können mittels der Antenne emittiert werden, wenn die Amplituden der Signalanteile unterschiedlich sind und sich die Phasen der Signalanteile unterscheiden.By the first and / or the second signal changing means, the amplitude and / or the phase of the first and second signal component can be changed, whereby different polarizations can be radiated with the antenna. For example, a circular polarization can be achieved if the first signal component and the second signal component are phase-shifted by 90 ° with respect to each other and have the same amplitude. A linear polarization can be radiated if the amplitude of the first or the second signal component is reduced to zero, so that only one signal component is applied to one of the feed points of the antenna. Mixed forms, for example an elliptical polarization, can be emitted by the antenna if the amplitudes of the signal components are different and the phases of the signal components differ.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass mittels des Splitters, der eine feste Phasenverschiebung eines der Signalanteile erzeugt, und der zusätzlichen Verwendung von Mischern in den Signalveränderungsmitteln die Möglichkeit geschaffen wird, elektromagnetische Wellen verschiedener Polarisation mit der Antenne zu emittieren. Dabei können der Splitter und die Mischer beispielsweise als integrierte Bauteile ausgeführt werden, wodurch die erfindungsgemäße RFID-Antennenanordnung sehr klein und kompakt ausgeführt werden kann. The invention makes use of the knowledge that by means of the splitter, which generates a fixed phase shift of one of the signal components, and the additional use of mixers in the signal changing means, it is possible to emit electromagnetic waves of different polarization with the antenna. In this case, the splitter and the mixer can be performed, for example, as integrated components, whereby the RFID antenna arrangement according to the invention can be made very small and compact.

Aufgrund der unterschiedlichen erzielbaren Polarisationen kann jeweils diejenige Polarisation verwendet werden, die eine optimale Signalübertragung und/oder Reichweite ermöglicht. Die RFID-Antennenanordnung ermöglicht es somit, z.B. RFID-Leser zu realisieren, die sich in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen lassen, da sie zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen verschiedener Polarisation geeignet sind. Due to the different achievable polarizations each one of the polarization can be used, which allows optimal signal transmission and / or range. The RFID Antenna arrangement thus makes it possible to realize, for example, RFID readers that can be used in a variety of applications, since they are suitable for transmitting and receiving electromagnetic waves of different polarization.

Weiterhin ist von Vorteil, dass die Polarisation der RFID-Antennenanordnung im Betrieb verändert werden kann, ohne die Ausrichtung der Antenne zu verändern. Auf diese Weise kann z.B. eine Anpassung an die Position oder Drehausrichtung eines Transponders erreicht werden, ohne die Position des Transponders zu variieren.Furthermore, it is advantageous that the polarization of the RFID antenna arrangement can be changed during operation without changing the orientation of the antenna. In this way, e.g. an adaptation to the position or Drehrerichtung a transponder can be achieved without varying the position of the transponder.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen zu entnehmen. Advantageous developments of the invention are described in the description, the drawings and the dependent claims.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist mit dem ersten Mischer die Amplitude des ersten Signalanteils veränderbar und/oder ist mit dem zweiten Mischer die Amplitude des zweiten Signalanteils veränderbar. Insbesondere können die Amplituden jeweils stufenlos veränderbar sein. Wird mit einem Mischer die Amplitude eines Signalanteils, wie bereits beschrieben, auf Null gesetzt, so kann eine linear polarisierte Welle mit der Antenne abgestrahlt werden. Wird mittels eines Mischers die Amplitude des jeweiligen Signalanteils invertiert, d.h. es wird eine Verstärkung von –1 verwendet, so kann eine Umschaltung zwischen einer zirkular rechts- und linksdrehenden Welle erreicht werden. According to a first advantageous embodiment, the amplitude of the first signal component is variable with the first mixer and / or the amplitude of the second signal component is variable with the second mixer. In particular, the amplitudes can each be infinitely variable. If the amplitude of a signal component, as already described, is set to zero with a mixer, then a linearly polarized wave can be radiated with the antenna. If the amplitude of the respective signal component is inverted by means of a mixer, i. a gain of -1 is used, so switching between a circular clockwise and anti-clockwise wave can be achieved.

Der Splitter kann insbesondere dazu ausgelegt sein, die ersten und zweiten Signalanteile um 90° versetzt auszugeben, d.h. der zweite Signalanteil kann dem ersten Signalanteil um 90° nachfolgen. Der erste Signalanteil kann an dem ersten Ausgang und der zweite Signalanteil an dem zweiten Ausgang des Splitters anliegen.In particular, the splitter may be configured to output the first and second signal components offset by 90 °, i. the second signal component can follow the first signal component by 90 °. The first signal component may be present at the first output and the second signal component at the second output of the splitter.

Bevorzugt ist ein erstes Steuersignal vorgesehen, mit welchem die Amplitude des ersten Signalanteils mittels des ersten Mischers einstellbar ist. Weiterhin kann ein zweites Steuersignal vorgesehen sein, mit welchem die Amplitude des zweiten Signalanteils mittels des zweiten Mischers einstellbar ist. Preferably, a first control signal is provided with which the amplitude of the first signal component is adjustable by means of the first mixer. Furthermore, a second control signal can be provided with which the amplitude of the second signal component can be set by means of the second mixer.

Das erste Steuersignal und/oder das zweite Steuersignal können Gleichspannungssignale sein, wobei das erste Steuersignal an einem Zwischenfrequenzeingang des ersten Mischers und das zweite Steuersignal an einem Zwischenfrequenzeingang des zweiten Mischers anliegt. The first control signal and / or the second control signal may be direct voltage signals, wherein the first control signal is applied to an intermediate frequency input of the first mixer and the second control signal to an intermediate frequency input of the second mixer.

Mittels der Steuersignale kann die Verstärkung des jeweiligen Mischers eingestellt werden, wobei im Folgenden ein Steuersignal von +1 eine Verstärkung von +1 signalisiert, d.h. der jeweilige Signalanteil wird mit unveränderter Amplitude durch den jeweiligen Mischer durchgeleitet. Ein Steuersignal von –1 hingegen führt zu einer Invertierung der Amplitude des jeweiligen Signalanteils. Ein Steuersignal von 0 führt zur Eliminierung des jeweiligen Signalanteils. Steuersignale von beispielsweise +0,5 oder +2 entsprechen folglich einer Halbierung bzw. Verdoppelung der Amplitude des jeweiligen Signalanteils.By means of the control signals, the gain of the respective mixer can be adjusted, in the following a control signal of +1 signals a gain of +1, i. the respective signal component is passed through the respective mixer with unchanged amplitude. A control signal of -1, however, leads to an inversion of the amplitude of the respective signal component. A control signal of 0 leads to the elimination of the respective signal component. Control signals of, for example, +0.5 or +2 thus correspond to a halving or doubling of the amplitude of the respective signal component.

Es können Mischer verwendet werden, die mit einem Gleichspannungssignal, welches auch negativ sein kann, an ihrem Zwischenfrequenzeingang betrieben werden können. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Amplitude eines Eingangssignals (d.h. der Signalanteile) am Lokaloszillatoreingang zu verändern und gegebenenfalls auch die Phasenlage des Signals zu invertieren (bei einer negativen Steuerspannung am Zwischenfrequenzeingang). It can be used mixers that can be operated with a DC signal, which can also be negative, at its Zwischenfrequenzeingang. In this way, it is possible to change the amplitude of an input signal (i.e., the signal components) at the local oscillator input, and possibly also to invert the phase position of the signal (at a negative control voltage at the intermediate frequency input).

Bevorzugt umfasst/umfassen der Zwischenfrequenzeingang oder die Zwischenfrequenzeingänge einen Tiefpass. Der Tiefpass dient dazu, eventuell vorhandene Wechselspannungsanteile der Steuersignale zu unterdrücken, um keine unerwünschten Mischfrequenzen zu erzeugen und damit die Frequenz der Signalanteile zu verändern. Preferably, the intermediate frequency input or intermediate frequency inputs comprise / include a low pass. The low-pass filter is used to suppress any existing AC components of the control signals in order not to produce unwanted mixing frequencies and thus to change the frequency of the signal components.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Mischer ausgebildet, eine Phasenlage des ersten Signalanteils bei einem negativen ersten Steuersignal umzukehren und/oder ist der zweite Mischer ausgebildet, eine Phasenlage des zweiten Signalanteils bei einem negativen zweiten Steuersignal umzukehren. Auf diese Weise können links- und rechtsdrehende Polarisationen erzeugt werden. According to an advantageous embodiment, the first mixer is designed to reverse a phase position of the first signal component with a negative first control signal and / or the second mixer is designed to reverse a phase position of the second signal component in the case of a negative second control signal. In this way, left- and right-handed polarizations can be generated.

Besonders bevorzugt ist die Amplitude des ersten und/oder zweiten Signalanteils stufenlos einstellbar. Außerdem können die Mischer so ausgelegt sein, dass sie eine Verstärkung von maximal 2 bzw. –2 realisieren können. Particularly preferably, the amplitude of the first and / or second signal component is infinitely adjustable. In addition, the mixers can be designed so that they can realize a maximum gain of 2 or -2.

Eine Übersicht über mit einer erfindungsgemäßen oder mit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mögliche generierbare Polarisationen bei der Verwendung zweier Mischer und zweier Steuersignale findet sich in der nachfolgenden Tabelle: Erste Steuerspannung Zweite Steuerspannung Von Antenne ausgesendete Polarisation +1 +1 zirkular rechtsdrehend –1 +1 zirkular linksdrehend +1 –1 zirkular linksdrehend –1 –1 zirkular rechtsdrehend +1 0 linear horizontal 0 +1 linear vertikal –1 0 linear horizontal mit invertierter Phasenlage 0 –1 linear vertikal mit invertierter Phasenlage +1 +0,5 zirkular rechtsdrehend mit schlechtem Achsenverhältnis (elliptische Polarisation) > –1 bis < +1 > –1 bis < +1 Mischformen der Polarisation An overview of possible polarizations that can be generated using an inventive or preferred embodiments of the invention when using two mixers and two control signals can be found in the following table: First control voltage Second control voltage Antenna emitted polarization +1 +1 circularly clockwise -1 +1 circular counterclockwise +1 -1 circular counterclockwise -1 -1 circularly clockwise +1 0 linear horizontal 0 +1 linear vertical -1 0 linear horizontal with inverted phase position 0 -1 linear vertical with inverted phase position +1 +0.5 circular turning to the right with poor axis ratio (elliptical polarization) > -1 to <+1 > -1 to <+1 Mixed forms of polarization

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Antenne zumindest vier voneinander beabstandete Speisepunkte, wobei jeweils zwei Speisepunkte mit einem 180°-Splitter gekoppelt sind. Das bedeutet, dass die Signale an jeweils zwei Speisepunkten um 180° verschieden sind, d.h. zueinander invertiert sind. Die Verwendung von vier Speisepunkten kann insbesondere in nicht idealen Umgebungen, z.B. im industriellen Umfeld, ein robusteres Verhalten der Antennenanordnung erzielen. Die jeweils gewünschte Polarisation kann somit auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen erhalten bleiben. According to an advantageous embodiment, the antenna comprises at least four spaced feed points, wherein in each case two feed points are coupled with a 180 ° splitter. This means that the signals at every two feed points are different by 180 °, i. are inverted to each other. The use of four feed points may be particularly useful in non-ideal environments, e.g. in the industrial environment, achieve a more robust behavior of the antenna arrangement. The respective desired polarization can thus be maintained even under difficult environmental conditions.

Besonders bevorzugt ist mittels des ersten und/oder des zweiten Mischers auch eine Phasenlage des ersten bzw. zweiten Signalanteils veränderbar. Durch die Veränderung der Phasenlage ergeben sich weitere Möglichkeiten für verschiedene Polarisationen der abgestrahlten elektromagnetischen Wellen, beispielsweise für „gedrehte“ lineare Polarisationen. Particularly preferably, by means of the first and / or the second mixer also a phase position of the first and second signal component can be changed. By changing the phase position further possibilities arise for different polarizations of the radiated electromagnetic waves, for example for "rotated" linear polarizations.

Insbesondere ist die Phasenlage mittels des ersten und/oder zweiten Signalveränderungsmittels stufenlos einstellbar. In particular, the phase angle can be adjusted continuously by means of the first and / or second signal variation means.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist dazu der erste Mischer in einem ersten I/Q-Phasenschieber enthalten und/oder ist der zweite Mischer in einem zweiten I/Q-Phasenschieber enthalten. Die I/Q-Phasenschieber können die Einstellung der Phasenlage der Signalanteile erlauben. Die I/Q-Phasenschieber können außerdem die Signalveränderungsmittel sein.According to an advantageous embodiment, the first mixer is included in a first I / Q phase shifter and / or the second mixer is contained in a second I / Q phase shifter. The I / Q phase shifters can allow the adjustment of the phase position of the signal components. The I / Q phase shifters may also be the signal changing means.

Bevorzugt umfasst der erste I/Q-Phasenschieber einen dritten Mischer und der zweite I/Q-Phasenschieber einen vierten Mischer. Die in der RFID-Antennenanordnung verwendeten Mischer können jeweils identisch ausgebildet sein. Preferably, the first I / Q phase shifter comprises a third mixer and the second I / Q phase shifter comprises a fourth mixer. The mixers used in the RFID antenna arrangement can each be designed identically.

Ebenfalls bevorzugt ist ein drittes Steuersignal vorgesehen, mit welchem die Amplitude des Ausgangssignals des dritten Mischers einstellbar ist. Weiter bevorzugt ist ein viertes Steuersignal vorgesehen, mit welchem die Amplitude des Ausgangssignals des vierten Mischers einstellbar ist. Bei dem dritten und dem vierten Steuersignal kann es sich wiederum um Gleichspannungssignale an dem jeweiligen Zwischenfrequenzeingang der Mischer handeln. Also preferably, a third control signal is provided, with which the amplitude of the output signal of the third mixer is adjustable. More preferably, a fourth control signal is provided, with which the amplitude of the output signal of the fourth mixer is adjustable. The third and fourth control signals may again be DC signals at the respective intermediate frequency input of the mixers.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst jeder I/Q-Phasenschieber einen 90°-Splitter und einen Combiner. Der erste I/Q-Phasenschieber kann beispielsweise derart aufgebaut sein, dass der erste Signalanteil in einen Eingang des 90°-Splitters geführt wird, wobei ein zweiter Eingang des 90°-Splitters reflexionsarm abgeschlossen ist. Der 90°-Splitter kann zwei Ausgänge umfassen, wobei an dem ersten Ausgang, an dem ein Signal ohne Phasenverschiebung ausgegeben wird, der Lokaloszillatoreingang des ersten Mischers angeschlossen ist und an dem zweiten Ausgang, der ein um 90° verschobenes Signal ausgibt, der Lokaloszillatoreingang des dritten Mischers angeschlossen ist. Die Ausgänge des ersten und des dritten Mischers werden einem Combiner zugeführt, wobei das Ausgangssignal des Combiners der Antenne oder dem 180°-Splitter zugeführt wird.According to an advantageous embodiment, each I / Q phase shifter comprises a 90 ° splitter and a combiner. The first I / Q phase shifter may for example be constructed such that the first Signal portion is fed into an input of the 90 ° splitter, wherein a second input of the 90 ° splitter is completed with low reflection. The 90 ° splitter may comprise two outputs, the local oscillator input of the first mixer being connected to the first output at which a signal without phase shift is output, and the local oscillator input of the first output being output at the second output third mixer is connected. The outputs of the first and third mixers are fed to a combiner, with the output of the combiner being applied to the antenna or the 180 ° splitter.

Bei einem Combiner und einem Splitter kann es sich jeweils um einen Richtkoppler handeln, wobei ein als Combiner verwendeter Richtkoppler invers zu einem Splitter betrieben wird. Vorliegend wird jeweils nur der Signalverlauf des Hochfrequenzsignals hin zur Antenne betrachtet. In dieser Richtung wird einem Splitter ein einzelnes Signal zugeführt und von dem Splitter in zwei Signale gleicher Amplitude aufgeteilt. Die zwei Signale können gegeneinander phasenverschoben sein, beispielsweise um 90° oder 180°, wobei solche Splitter hier auch als 90°- bzw. 180°-Splitter bezeichnet werden. Die Leistung jedes der beiden nach dem Splitter vorliegenden Signale kann etwa die Hälfte des Eingangssignals des Splitters sein. Einem Combiner können zwei Signale zugeführt werden, die insbesondere gegeneinander phasenverschoben sind, wobei der Splitter aus den zwei Signalen ein Ausgangssignal generiert. Die Leistung des Ausgangssignals kann etwa der Summe der Leistung der beiden dem Combiner zugeführten Signale entsprechen.A combiner and a splitter can each be a directional coupler, with a directional coupler used as a combiner being operated inversely with a splitter. In the present case, only the waveform of the high frequency signal is considered towards the antenna in each case. In this direction, a single signal is supplied to a splitter and split by the splitter into two signals of the same amplitude. The two signals may be out of phase with each other, for example by 90 ° or 180 °, such splitter being referred to herein as 90 ° or 180 ° splitter. The power of each of the two signals present after the splitter may be about half the input signal of the splitter. A combiner can be supplied with two signals which are in particular phase-shifted relative to one another, the splitter generating an output signal from the two signals. The power of the output signal may correspond approximately to the sum of the power of the two signals supplied to the combiner.

Der Aufbau des zweiten I/Q-Phasenschiebers unterscheidet sich von dem des ersten I/Q-Phasenschieber dadurch, dass der zweite Signalanteil dem 90°-Splitter zugeführt wird, wobei der zweite Mischer und der vierte Mischer mit den Ausgängen des 90°-Splitters gekoppelt sind.The structure of the second I / Q phase shifter differs from that of the first I / Q phase shifter in that the second signal component is supplied to the 90 ° splitter, the second mixer and the fourth mixer with the outputs of the 90 ° splitter are coupled.

Die I/Q-Phasenschieber dienen dazu, die Phasenlage der Signalanteile im Wesentlichen beliebig zu verschieben. Damit wird es ermöglicht, z.B. zusätzliche lineare Polarisationen zu erzeugen, die gegenüber den „herkömmlichen“ linearen Polarisationen gedreht sind. Auf diese Weise können Polarisationen erzeugt werden, die üblicherweise nur durch eine Veränderung der Montageposition der Antenne möglich wären.The I / Q phase shifters serve to shift the phase position of the signal components essentially as desired. This makes it possible, e.g. generate additional linear polarizations that are rotated with respect to the "conventional" linear polarizations. In this way, polarizations can be generated, which would usually be possible only by changing the mounting position of the antenna.

Bevorzugt ist mittels der I/Q-Phasenschieber die Phasenlage der Signalanteile stufenlos verstellbar. Aufgrund der stufenlosen Verstellbarkeit kann ein kontinuierlicher Übergang zwischen verschiedenen Polarisationen der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung ermöglicht werden. Insbesondere kann ein sogenanntes "Sweepen", d.h. eine kontinuierlich wechselnde Polarisation, von der RFID-Antennenanordnung gestattet werden, ohne zum Wechseln der Polarisation z.B. ein Sendesignal abschalten zu müssen.Preferably, the phase position of the signal components is infinitely adjustable by means of the I / Q phase shifter. Due to the stepless adjustability, a continuous transition between different polarizations of the emitted electromagnetic radiation can be made possible. In particular, so-called "sweeping", i. a continuously changing polarization allowed by the RFID antenna arrangement without changing the polarization, e.g. to switch off a transmission signal.

Bei der Verwendung von I/Q-Phasenschiebern können also verschiedene Polarisationen aufgrund der verschiedenen angelegten Steuerspannungen erzeugt werden, wie beispielhaft in nachfolgender Tabelle dargestellt ist. Erste Steuerspannung Dritte Steuerspannung Resultierende Phasenlage am ersten Speise punkt Zweite Steuerspannung Vierte Steuerspannung Resultierende Phasenlage am zweiten Speisepunkt Von Antenne ausgesendete Polari sation +1 +1 +1 +1 +90° zirkular rechtsdrehend +1 +1 –1 –1 –90° zirkular linksdrehend +1 +1 0 –2 linear diagonal 1 +1 +1 –2 0 –180° linear diagonal 2 +2 +2 0 0 +90° linear horizontal 0 0 +2 +2 +90° linear vertikal > –2 bis < +2 > –2 bis < +2 > 0° bis < 360° > –2 bis < +2 > –2 bis < +2 > 0° bis < 360° Mischformen der Polarisation Thus, when using I / Q phase shifters, different polarizations can be generated due to the different applied control voltages, as exemplified in the following table. First control voltage Third control voltage Resulting phase position at the first feed point Second control voltage Fourth control voltage Resulting phase position at the second feed point Antenna emitted by antenna +1 +1 0 ° +1 +1 + 90 ° circularly clockwise +1 +1 0 ° -1 -1 -90 ° circular counterclockwise +1 +1 0 ° 0 -2 0 ° linear diagonal 1 +1 +1 0 ° -2 0 -180 ° linear diagonal 2 +2 +2 0 ° 0 0 + 90 ° linear horizontal 0 0 0 ° +2 +2 + 90 ° linear vertical > -2 to <+2 > -2 to <+2 > 0 ° to <360 ° > -2 to <+2 > -2 to <+2 > 0 ° to <360 ° Mixed forms of polarization

Bevorzugt ist beabstandet zu der Antenne eine Reflektorfläche vorgesehen. Bei der Reflektorfläche kann es sich um eine sogenannte Groundplane handeln. Die Reflektorfläche kann demnach auf einem Massepotential liegen. A reflector surface is preferably provided at a distance from the antenna. The reflector surface may be a so-called groundplane. The reflector surface can therefore be at a ground potential.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt an den Speisepunkten eine drahtgebundene Einkopplung in die Antenne. Alternativ kann an den Speisepunkten auch eine kapazitive Einkopplung in die Antenne erfolgen. According to a preferred embodiment, a wired coupling takes place in the antenna at the feed points. Alternatively, a capacitive coupling into the antenna can also take place at the feed points.

Die kapazitive Einkopplung kann beispielsweise mittels einer Mikrostreifenleitung und/oder eines Schlitzstrahlers vorgenommen werden. The capacitive coupling can be carried out, for example, by means of a microstrip line and / or a slot radiator.

Bevorzugt ist die Antenne eine Flächenantenne, insbesondere eine Patch-Antenne. Die Antenne kann beispielsweise eine kreisförmige Außenkontur aufweisen oder quadratisch geformt sein. Ebenfalls sind dreieckige, rechteckige, ovale, fraktale Strukturen und dergleichen möglich. Zudem kann beispielsweise ein Rechteck mit Aussparungen in Form eines Schriftzugs an der Außenkante als Antenne genutzt werden. Zudem kann die Antenne auch mehrere zueinander orthogonale Antennen umfassen. Jede der orthogonalen Antennen kann dabei für eine lineare Polarisation ausgebildet sein. Preferably, the antenna is an area antenna, in particular a patch antenna. The antenna may, for example, have a circular outer contour or be square-shaped. Also triangular, rectangular, oval, fractal structures and the like are possible. In addition, for example, a rectangle with recesses in the form of a lettering on the outer edge can be used as an antenna. In addition, the antenna may also comprise a plurality of mutually orthogonal antennas. Each of the orthogonal antennas can be designed for a linear polarization.

Alternativ kann die Antenne auch eine Apertur in einer leitenden Fläche umfassen. Die Speisepunkte können dabei in der leitenden Fläche vorgesehen sein, wobei die Apertur nach dem Babinetschen Prinzip wie eine Antenne mit der gleichen Form wie die Apertur wirkt. Alternatively, the antenna may also include an aperture in a conductive surface. The feed points may be provided in the conductive surface, the aperture acting on the Babinet's principle as an antenna with the same shape as the aperture.

Weiter alternativ können auch allgemein Antennenformen mit zumindest zwei Speisepunkten verwendet werden, beispielsweise dual polarisierte Hornantennen.Further alternatively, generally antenna shapes with at least two feed points may be used, for example dual polarized horn antennas.

Grundsätzlich kann die Antennenanordnung auch für beliebige Frequenzen und für andere Übertragungsverfahren, d.h. für Nicht-RFID-Anwendungen, verwendet werden. In principle, the antenna arrangement can also be used for any frequencies and for other transmission methods, i. for non-RFID applications.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen RFID-Leser und einen RFID-Tag, die sich durch eine RFID-Antennenanordnung der vorstehend erläuterten Art auszeichnen. Furthermore, the invention relates to an RFID reader and an RFID tag, which are characterized by an RFID antenna arrangement of the type described above.

Der RFID-Leser kann sich zusätzlich dadurch auszeichnen, dass er die für die Kommunikation mit einem RFID-Tag benötigte Energie zur Verfügung stellt.The RFID reader can also be distinguished by the fact that it provides the energy required for communication with an RFID tag.

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Hereinafter, the invention will be described purely by way of example with reference to the drawings. Show it:

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen RFID-Antennenanordnung mit zwei Speisepunkten; 1 a first embodiment of an RFID antenna arrangement according to the invention with two feed points;

2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen RFID-Antennenanordnung mit vier Speisepunkten; 2 a second embodiment of an RFID antenna arrangement according to the invention with four feed points;

3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen RFID-Antennenanordnung mit zwei Speisepunkten und zwei I/Q-Phasenschiebern; und 3 a third embodiment of an RFID antenna arrangement according to the invention with two feed points and two I / Q phase shifters; and

4 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen RFID-Antennenanordnung mit vier Speisepunkten und zwei I/Q-Phasenschiebern. 4 A fourth embodiment of an RFID antenna arrangement according to the invention with four feed points and two I / Q phase shifters.

1 zeigt eine Antennenanordnung 10, die beispielsweise zum Auslesen von (nicht gezeigten) RFID-Tags dient. Die Antennenanordnung 10 umfasst einen Signaleingang 12 für ein Hochfrequenzsignal 14. Der Signaleingang 12 ist ein erster Eingang 13a eines Splitters 16, wobei ein zweiter Eingang 13b des Splitters 16 reflexionsarm abgeschlossen ist. Der Splitter 16 teilt das Hochfrequenzsignal 14 in einen ersten Signalanteil 18 und einen zweiten Signalanteil 20 auf. Der zweite Signalanteil 20 ist gegenüber dem ersten Signalanteil 18 um 90° phasenverschoben. 1 shows an antenna arrangement 10 which is used, for example, for reading out RFID tags (not shown). The antenna arrangement 10 includes a signal input 12 for a high frequency signal 14 , The signal input 12 is a first entrance 13a a splitter 16 , where a second input 13b of the splitter 16 low reflection is completed. The splinter 16 divides the high-frequency signal 14 in a first signal component 18 and a second signal component 20 on. The second signal component 20 is opposite to the first signal component 18 phase-shifted by 90 °.

Der erste Signalanteil 18 wird einem ersten Mischer 22 und der zweite Signalanteil 20 einem zweiten Mischer 24 zugeleitet, wobei der erste Signalanteil 18 und der zweite Signalanteil 20 an dem Lokaloszillatoreingang der Mischer 22, 24 anliegen.The first signal component 18 becomes a first mixer 22 and the second signal component 20 a second mixer 24 supplied, wherein the first signal component 18 and the second signal component 20 at the local oscillator input of the mixer 22 . 24 issue.

Der erste Mischer 22 und der zweite Mischer 24 sind Signalveränderungsmittel. The first mixer 22 and the second mixer 24 are signal modifiers.

An dem Zwischenfrequenzeingang der Mischer 22, 24 ist jeweils eine Quelle 25 für ein Steuersignal angeschlossen, mit welchem die Verstärkung des jeweiligen Mischers 22, 24 eingestellt werden kann. At the intermediate frequency input of the mixer 22 . 24 is each a source 25 connected to a control signal, with which the gain of the respective mixer 22 . 24 can be adjusted.

Der erste Mischer 22 ist mit einem ersten Steuersignal 26 und der zweite Mischer 24 mit einem zweiten Steuersignal 28 gekoppelt. The first mixer 22 is with a first control signal 26 and the second mixer 24 with a second control signal 28 coupled.

Am Ausgang des ersten Mischers 22 steht der erster Signalanteil 18 mit gegebenenfalls veränderter Amplitude zur Verfügung, welcher als erster Signalanteil 18' bezeichnet wird. In entsprechender Weise steht an dem Ausgang des zweiten Mischers 24 der zweite Signalanteil 20' (mit gegebenenfalls veränderter Amplitude) zur Verfügung. Der erste Signalanteil 18' und der zweite Signalanteil 20' werden einem ersten Speisepunkt 30 bzw. einem zweiten Speisepunkt 32 zugeführt, die auf einer kreisförmigen Patch-Antenne 34 angeordnet sind. Die Speisepunkte 30, 32 liegen dabei auf zwei sich im rechten Winkel schneidenden Geraden, die jeweils den Durchmesser der Patch-Antenne 34 beschreiben. Die Patch-Antenne 34 ist vor einer Massefläche 36 angeordnet. At the exit of the first mixer 22 is the first signal component 18 optionally modified amplitude available, which as the first signal component 18 ' referred to as. In a similar way is at the output of the second mixer 24 the second signal component 20 ' (with possibly changed amplitude) available. The first signal component 18 ' and the second signal component 20 ' become a first feeding point 30 or a second feed point 32 fed on a circular patch antenna 34 are arranged. The feeding points 30 . 32 lie on two perpendicular intersecting straight lines, each the diameter of the patch antenna 34 describe. The patch antenna 34 is in front of a ground plane 36 arranged.

Im Betrieb der Antennenanordnung 10 kann die Verstärkung der Mischer 22, 24 mittels der Steuersignale 26, 28 eingestellt werden, wobei 34 das Hochfrequenzsignal 14 unter Verwendung der Patch-Antenne beispielsweise mittels linear oder zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung emittiert werden kann. During operation of the antenna arrangement 10 can increase the mixer 22 . 24 by means of the control signals 26 . 28 be set, where 34 the high frequency signal 14 can be emitted using the patch antenna, for example by means of linear or circularly polarized electromagnetic radiation.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Antennenanordnung 10. Die Antennenanordnung 10 von 2 unterscheidet sich von der Antennenanordnung 10 von 1 darin, dass der erste Signalanteil 18' und der zweite Signalanteil 20' nach dem ersten Mischer 22 bzw. nach dem zweiten Mischer 24 jeweils einem 180°-Splitter 38 zugeführt werden. Einer der 180°-Splitter 38 erzeugt dabei aus dem ersten Signalanteil 18 ein erstes Signal 40 und ein zweites Signal 42. Aus dem zweiten Signalanteil 20' wird mittels des anderen der 180°-Splitter 38 ein drittes Signal 44 und ein viertes Signal 46 erzeugt. Das zweite Signal 42 und das vierte Signal 46 sind jeweils um 180° phasenverschoben zu dem ersten Signal 40 bzw. dem dritten Signal 44. 2 shows a further embodiment of an antenna arrangement 10 , The antenna arrangement 10 from 2 differs from the antenna arrangement 10 from 1 in that the first signal component 18 ' and the second signal component 20 ' after the first mixer 22 or after the second mixer 24 each a 180 ° splitter 38 be supplied. One of the 180 ° splinters 38 generates from the first signal component 18 a first signal 40 and a second signal 42 , From the second signal component 20 ' becomes by means of the other the 180 ° splitter 38 a third signal 44 and a fourth signal 46 generated. The second signal 42 and the fourth signal 46 are each 180 degrees out of phase with the first signal 40 or the third signal 44 ,

Das erste Signal 40 wird anschließend dem ersten Speisepunkt 30 und das dritte Signal 44 dem zweiten Speisepunkt 32 zugeführt. Das zweite Signal 42 wird an einem dritten Speisepunkt 48 und das vierte Signal 46 an einem vierten Speisepunkt 50 in die Patch-Antenne 34 eingekoppelt. Der dritte Speisepunkt 48 und der vierte Speisepunkt 50 liegen dem ersten Speisepunkt 30 bzw. dem zweiten Speisepunkt 32 bezüglich des Mittelpunkts der Patch-Antenne 34 symmetrisch gegenüber. The first signal 40 then becomes the first feed point 30 and the third signal 44 the second feeding point 32 fed. The second signal 42 gets to a third feed point 48 and the fourth signal 46 at a fourth feeding point 50 in the patch antenna 34 coupled. The third feeding point 48 and the fourth feed point 50 lie the first feeding point 30 or the second feed point 32 with respect to the center of the patch antenna 34 symmetrical opposite.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Antennenanordnung 10. Die Antennenanordnung 10 von 3 unterscheidet sich von der Antennenanordnung 10 von 1 darin, dass als Signalveränderungsmittel ein erster I/Q-Phasenschieber 52 und ein zweiter I/Q-Phasenschieber 54 vorgesehen sind. Dem ersten I/Q-Phasenschieber 52 wird der erste Signalanteil 18 zugeleitet. In entsprechender Weise wird dem zweiten I/Q-Phasenschieber 54 der zweite Signalanteil 20 zugeführt. 3 shows a further embodiment of an antenna arrangement 10 , The antenna arrangement 10 from 3 differs from the antenna arrangement 10 from 1 in that as signal changing means a first I / Q phase shifter 52 and a second I / Q phase shifter 54 are provided. The first I / Q phase shifter 52 becomes the first signal component 18 fed. Similarly, the second I / Q phase shifter 54 the second signal component 20 fed.

Der Aufbau der I/Q-Phasenschieber 52, 54 wird im Folgenden anhand des ersten I/Q-Phasenschiebers 52 erläutert. The structure of the I / Q phase shifters 52 . 54 will be described below with reference to the first I / Q phase shifter 52 explained.

In dem ersten I/Q-Phasenschieber ist ein 90°-Splitter 56 vorgesehen, dem der erste Signalanteil 18 zugeführt wird. Der 90°-Splitter 56 gibt ein fünftes Signal 58 und ein sechstes Signal 60 aus, die gegeneinander um 90° phasenverschoben sind. In the first I / Q phase shifter is a 90 ° splitter 56 provided, the first signal component 18 is supplied. The 90 ° splitter 56 gives a fifth signal 58 and a sixth signal 60 out of phase with each other by 90 °.

Das fünfte Signal 58 und das sechste Signal 60 werden einem ersten Mischer 22 und einem dritten Mischer 62 zugeführt. Der erste Mischer 22 ist, wie bereits erwähnt, mit einem ersten Steuersignal 26 gekoppelt. In entsprechender Weise ist der dritte Mischer 62 mit einem dritten Steuersignal 64 verbunden. The fifth signal 58 and the sixth signal 60 become a first mixer 22 and a third mixer 62 fed. The first mixer 22 is, as already mentioned, with a first control signal 26 coupled. Similarly, the third mixer 62 with a third control signal 64 connected.

Die Ausgangssignale des ersten und des dritten Mischers 22, 62 werden mittels eines Combiners 66 zusammengeführt und als erster Signalanteil 18' an den ersten Speisepunkt 30 geleitet. The output signals of the first and the third mixer 22 . 62 be by means of a combiner 66 merged and as the first signal component 18 ' at the first feeding point 30 directed.

Der zweite I/Q-Phasenschieber 54 unterscheidet sich von dem ersten I/Q-Phasenschieber 52 darin, dass anstelle des ersten Mischers 22 der zweite Mischer 24 und anstelle des dritten Mischers 62 ein vierter Mischer 68 vorgesehen ist. Der vierte Mischer 68 wird mittels eines vierten Steuersignals 70 gesteuert. Der zweite I/Q-Phasenschieber 54 gibt den zweiten Signalanteil 20' aus, welcher dem zweiten Speisepunkt 32 zugeführt wird.The second I / Q phase shifter 54 is different from the first I / Q phase shifter 52 in that instead of the first mixer 22 the second mixer 24 and instead of the third mixer 62 a fourth mixer 68 is provided. The fourth mixer 68 is by means of a fourth control signal 70 controlled. The second I / Q phase shifter 54 gives the second signal component 20 ' from which the second feed point 32 is supplied.

Die in 4 gezeigte Ausführungsform der Antennenanordnung 10 unterscheidet sich von der in 3 gezeigten Ausführungsform darin, dass der erste Signalanteil 18' und der zweite Signalanteil 20' nach den I/Q-Phasenschiebern 52, 54 jeweils einem 180°-Splitter 38 zugeführt werden, wobei die 180°-Splitter 38 in der unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Art und Weise ein erstes, zweites, drittes und viertes Signal 40, 42, 44, 46 erzeugen, welches jeweils dem ersten, dritten, zweiten bzw. vierten Speisepunkt 30, 48, 32, 50 zugeführt wird. In the 4 shown embodiment of the antenna arrangement 10 is different from the one in 3 shown embodiment in that the first signal component 18 ' and the second signal component 20 ' after the I / Q phase shifters 52 . 54 each a 180 ° splitter 38 be fed, with the 180 ° splitter 38 in reference to 2 described manner first, second, third and fourth signal 40 . 42 . 44 . 46 generate, which respectively the first, third, second and fourth feed point 30 . 48 . 32 . 50 is supplied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Antennenanordnung antenna array
1212
Signaleingang signal input
13a13a
erster Eingang first entrance
13b13b
zweiter Eingang second entrance
1414
HF-Signal RF signal
1616
Splitter splinter
18, 18'18, 18 '
erster Signalanteil first signal component
20, 20'20, 20 '
zweiter Signalanteil second signal component
2222
erster Mischer first mixer
2424
zweiter Mischer second mixer
2525
Quelle für Steuersignal Source for control signal
2626
erstes Steuersignal first control signal
2828
zweites Steuersignal second control signal
3030
erster Speisepunkt first feeding point
3232
zweiter Speisepunkt second feeding point
3434
Patch-Antenne Patch antenna
3636
Massefläche ground plane
3838
180°-Splitter 180 ° splitter
4040
erstes Signal first signal
4242
zweites Signal second signal
4444
drittes Signal third signal
4646
viertes Signal fourth signal
4848
dritter Speisepunkt third feeding point
5050
vierter Speisepunkt fourth feeding point
5252
erster I/Q-Phasenschieber first I / Q phase shifter
5454
zweiter I/Q-Phasenschieber second I / Q phase shifter
5656
90°-Splitter 90 ° splitters
5858
fünftes Signal fifth signal
6060
sechstes Signal sixth signal
6262
dritter Mischer third mixer
6464
drittes Steuersignal third control signal
6666
Combiner Assemblers
6868
vierter Mischer fourth mixer
7070
viertes Steuersignal fourth control signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4737793 [0004, 0004] US 4737793 [0004, 0004]

Claims (27)

RFID-Antennenanordnung (10) zum Empfangen und Senden von elektromagnetischen Wellen verschiedener Polarisation, mit einer Antenne (34), die zumindest zwei voneinander beabstandet angeordnete Speisepunkte (30, 32, 48, 50) aufweist, einem Signaleingang (12) für ein Hochfrequenzsignal (14), einem mit dem Signaleingang (12) gekoppelten Splitter (16) zur Aufteilung des Hochfrequenzsignals (14) in zueinander phasenverschobene erste und zweite Signalanteile (18, 18', 20, 20'), wobei der Splitter (16) einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang umfasst, wobei ein erstes Signalveränderungsmittel zwischen dem ersten Ausgang und dem ersten Speisepunkt (30) vorgesehen ist, welches einen ersten Mischer (22) umfasst und mit welchem die Amplitude und/oder die Phase des ersten Signalanteils veränderbar ist, und/oder ein zweites Signalveränderungsmittel zwischen dem zweiten Ausgang und dem zweiten Speisepunkt (32) vorgesehen ist, welches einen zweiten Mischer (24) umfasst und mit welchem die Amplitude und/oder die Phase des zweiten Signalanteils veränderbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) for receiving and transmitting electromagnetic waves of different polarization, with an antenna ( 34 ), the at least two spaced-apart feed points ( 30 . 32 . 48 . 50 ), a signal input ( 12 ) for a high-frequency signal ( 14 ), one with the signal input ( 12 ) coupled splitter ( 16 ) for splitting the high-frequency signal ( 14 ) in mutually phase-shifted first and second signal components ( 18 . 18 ' . 20 . 20 ' ), the splitter ( 16 ) comprises a first output and a second output, wherein a first signal changing means between the first output and the first feed point ( 30 ) is provided, which a first mixer ( 22 ) and with which the amplitude and / or the phase of the first signal component is variable, and / or a second signal variation means between the second output and the second supply component (US Pat. 32 ) is provided which a second mixer ( 24 ) and with which the amplitude and / or the phase of the second signal component is variable. RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten Mischer (22) die Amplitude des ersten Signalanteils (18, 18') veränderbar ist und/oder mit dem zweiten Mischer (24) die Amplitude des zweiten Signalanteils (20, 20') veränderbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that with the first mixer ( 22 ) the amplitude of the first signal component ( 18 . 18 ' ) is variable and / or with the second mixer ( 24 ) the amplitude of the second signal component ( 20 . 20 ' ) is changeable. RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Steuersignal (26) vorgesehen ist, mit welchem die Amplitude des ersten Signalanteils (18, 18') mittels des ersten Mischers (22) einstellbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 2, characterized in that a first control signal ( 26 ) is provided, with which the amplitude of the first signal component ( 18 . 18 ' ) by means of the first mixer ( 22 ) is adjustable. RFID-Antennenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Steuersignal (28) vorgesehen ist, mit welchem die Amplitude des zweiten Signalanteils (20, 20') mittels des zweiten Mischers (24) einstellbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to one of claims 2 or 3, characterized in that a second control signal ( 28 ) is provided, with which the amplitude of the second signal component ( 20 . 20 ' ) by means of the second mixer ( 24 ) is adjustable. RFID-Antennenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuersignal (26) und/oder das zweite Steuersignal (28) Gleichspannungssignale sind, wobei das erste Steuersignal (26) an einem Zwischenfrequenzeingang des ersten Mischers (22) und das zweite Steuersignal (28) an einem Zwischenfrequenzeingang des zweiten Mischers (24) anliegt.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to one of claims 3 or 4, characterized in that the first control signal ( 26 ) and / or the second control signal ( 28 ) Are DC signals, the first control signal ( 26 ) at an intermediate frequency input of the first mixer ( 22 ) and the second control signal ( 28 ) at an intermediate frequency input of the second mixer ( 24 ) is present. RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenfrequenzeingang oder die Zwischenfrequenzeingänge einen Tiefpass umfassen.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the intermediate frequency input or the intermediate frequency inputs comprise a low pass. RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mischer (22) ausgebildet ist, eine Phasenlage des ersten Signalanteils (18, 18') bei einem negativen ersten Steuersignal (26) umzukehren und/oder der zweite Mischer (24) ausgebildet ist, eine Phasenlage des zweiten Signalanteils (20, 20') bei einem negativen zweiten Steuersignal (28) umzukehren.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the first mixer ( 22 ), a phase position of the first signal component ( 18 . 18 ' ) at a negative first control signal ( 26 ) and / or the second mixer ( 24 ), a phase position of the second signal component ( 20 . 20 ' ) at a negative second control signal ( 28 ) to reverse. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude des ersten und/oder zweiten Signalanteils (18, 18', 20, 20') stufenlos einstellbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the amplitude of the first and / or second signal component ( 18 . 18 ' . 20 . 20 ' ) is infinitely adjustable. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Antennenanordnung (10) ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Amplitude des ersten Signalanteils (18, 18') linear oder zirkular polarisierte elektromagnetische Wellen abzustrahlen.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the RFID antenna arrangement ( 10 ) is formed, depending on the amplitude of the first signal component ( 18 . 18 ' ) to emit linear or circularly polarized electromagnetic waves. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne zumindest vier voneinander beabstandete Speisepunkte (30, 32, 48, 50) umfasst, wobei jeweils zwei Speisepunkte (30, 32, 48, 50) mit einem 180°-Splitter (38) gekoppelt sind.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the antenna has at least four spaced-apart feed points ( 30 . 32 . 48 . 50 ), wherein in each case two feed points ( 30 . 32 . 48 . 50 ) with a 180 ° splitter ( 38 ) are coupled. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des ersten und/oder des zweiten Mischers (22, 24) auch eine Phasenlage des ersten und/oder zweiten Signalanteils (18, 18', 20, 20') veränderbar ist. RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that by means of the first and / or the second mixer ( 22 . 24 ) also a phase position of the first and / or second signal component ( 18 . 18 ' . 20 . 20 ' ) is changeable. RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage mittels des ersten und/oder zweiten Mischers (22, 24) stufenlos einstellbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 11, characterized in that the phase position by means of the first and / or second mixer ( 22 . 24 ) is infinitely adjustable. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mischer (22) in einem ersten I/Q-Phasenschieber (52) enthalten ist und/oder der zweite Mischer (24) in einem zweiten I/Q-Phasenschieber (54) enthalten ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first mixer ( 22 ) in a first I / Q phase shifter ( 52 ) and / or the second mixer ( 24 ) in a second I / Q phase shifter ( 54 ) is included. RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste I/Q-Phasenschieber (52) einen dritten Mischer (62) und der zweite I/Q-Phasenschieber (54) einen vierten Mischer (68) umfasst.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 13, characterized in that the first I / Q phase shifter ( 52 ) a third mixer ( 62 ) and the second I / Q phase shifter ( 54 ) a fourth mixer ( 68 ). RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Steuersignal (64) vorgesehen ist, mit welchem die Amplitude des Ausgangssignals des dritten Mischers (62) einstellbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 14, characterized in that a third control signal ( 64 ) is provided, with which the amplitude of the output signal of the third mixer ( 62 ) is adjustable. RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes Steuersignal (70) vorgesehen ist, mit welchem die Amplitude des Ausgangssignals des vierten Mischers (68) einstellbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 14 or 15, characterized in that a fourth control signal ( 70 ) is provided, with which the amplitude of the output signal of the fourth mixer ( 68 ) is adjustable. RFID-Antennenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeder I/Q-Phasenschieber (52, 54) einen 90°-Splitter (56) und einen Combiner (66) umfasst.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to one of claims 13 to 16, characterized in that each I / Q phase shifter ( 52 . 54 ) a 90 ° splitter ( 56 ) and a combiner ( 66 ). RFID-Antennenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der I/Q-Phasenschieber (52, 54) die Phasenlage der Signalanteile (18, 18', 20, 20') stufenlos verstellbar ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to one of claims 13 to 17, characterized in that by means of the I / Q phase shifter ( 52 . 54 ) the phase position of the signal components ( 18 . 18 ' . 20 . 20 ' ) is infinitely adjustable. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet zu der Antenne (34) eine Reflektorfläche (36) vorgesehen ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that spaced from the antenna ( 34 ) a reflector surface ( 36 ) is provided. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Speisepunkten (30, 32, 48, 50) eine drahtgebundene Einkopplung in die Antenne (34) erfolgt.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at the feed points ( 30 . 32 . 48 . 50 ) a wired coupling into the antenna ( 34 ) he follows. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an den Speisepunkten (30, 32, 48, 50) eine kapazitive Einkopplung in die Antenne (34) erfolgt. RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 19, characterized in that at the feed points ( 30 . 32 . 48 . 50 ) a capacitive coupling into the antenna ( 34 ) he follows. RFID-Antennenanordnung (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkopplung mittels einer Mikrostreifenleitung und/oder eines Schlitzstrahlers erfolgt.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to claim 21, characterized in that the coupling takes place by means of a microstrip line and / or a slot radiator. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne eine Flächenantenne (34) ist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the antenna is an area antenna ( 34 ). RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (34) eine kreisförmige, rechteckige, ovale oder fraktale Kontur aufweist.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the antenna ( 34 ) has a circular, rectangular, oval or fractal contour. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (34) mehrere zueinander orthogonale Antennen umfasst.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 22, characterized in that the antenna ( 34 ) comprises a plurality of mutually orthogonal antennas. RFID-Antennenanordnung (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (34) eine Apertur in einer leitenden Fläche umfasst.RFID antenna arrangement ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 21, characterized in that the antenna ( 34 ) comprises an aperture in a conductive surface. RFID-Leser oder RFID-Tag, gekennzeichnet durch eine RFID-Antennenanordnung (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.RFID reader or RFID tag, characterized by an RFID antenna arrangement ( 10 ) according to any one of the preceding claims.
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US4737793A (en) 1983-10-28 1988-04-12 Ball Corporation Radio frequency antenna with controllably variable dual orthogonal polarization

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