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
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:
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.
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:
Der erste Signalanteil
Der erste Mischer
An dem Zwischenfrequenzeingang der Mischer
Der erste Mischer
Am Ausgang des ersten Mischers
Im Betrieb der Antennenanordnung
Das erste Signal
Der Aufbau der I/Q-Phasenschieber
In dem ersten I/Q-Phasenschieber ist ein 90°-Splitter
Das fünfte Signal
Die Ausgangssignale des ersten und des dritten Mischers
Der zweite I/Q-Phasenschieber
Die in
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)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202015106025.4U DE202015106025U1 (en) | 2015-11-10 | 2015-11-10 | RFID antenna assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202015106025.4U DE202015106025U1 (en) | 2015-11-10 | 2015-11-10 | RFID antenna assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202015106025U1 true DE202015106025U1 (en) | 2015-11-26 |
Family
ID=54866542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202015106025.4U Active DE202015106025U1 (en) | 2015-11-10 | 2015-11-10 | RFID antenna assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202015106025U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3331094A1 (en) * | 2016-12-05 | 2018-06-06 | KATHREIN Sachsen GmbH | Antenna assembly |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4737793A (en) | 1983-10-28 | 1988-04-12 | Ball Corporation | Radio frequency antenna with controllably variable dual orthogonal polarization |
-
2015
- 2015-11-10 DE DE202015106025.4U patent/DE202015106025U1/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4737793A (en) | 1983-10-28 | 1988-04-12 | Ball Corporation | Radio frequency antenna with controllably variable dual orthogonal polarization |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |