DE20314836U1 - Reader antenna for Radio Frequency Identification system consists of two conductors connected to oscillation circuit with inductance, capacitance and resistor - Google Patents

Reader antenna for Radio Frequency Identification system consists of two conductors connected to oscillation circuit with inductance, capacitance and resistor

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Abstract

The inductance (L) is variable and has a fixed and a moving connection to a loop antenna with two conductors separated by dielectric material. A fixed resistor (R) is connected in parallel with the inductance and its resistance is chosen to match the characteristics of the antenna. A variable capacitor (C) in parallel with the resistor is used to set the oscillation frequency.

Description

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PatentanwältinPatent Attorney

Dipl.-Phys. Cordula KnefelDipl.-Phys. Cordula Knefel

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RFID-Reader-AntenneRFID reader antenna

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft einen Aufbau einer RFID-Antenne, die Energie und Daten zu RFID-Transpondern übertragen und Daten vom RFID-Transponder empfangen kann. Die Antenne besitzt eine Antennenspule, die die Energie und Datenübertragung durch das magnetische Feld ermöglicht.The invention relates to a structure of an RFID antenna that can transmit energy and data to RFID transponders and receive data from the RFID transponder. The antenna has an antenna coil that enables energy and data transmission through the magnetic field.

Gemäß dem Stand der Technik wird eine Antenne eines RFID-Systems aus einer Induktivität, die aus einer oder mehreren Windungen gebildet wird, und einem Kondensator, der die Antenne auf die Betriebsfrequenz abstimmt, aufgebaut. According to the state of the art, an antenna of an RFID system is constructed from an inductance formed from one or more turns and a capacitor that tunes the antenna to the operating frequency.

Die Antenne eines RFID-Systems hat zwei Aufgaben: Einerseits die Übertragung von Energie an den Transponder und andererseits die Übertragung von Daten an und vomThe antenna of an RFID system has two tasks: On the one hand, the transmission of energy to the transponder and on the other hand, the transmission of data to and from the

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Transponder. Die Energie und Datenübertragung basiert auf der magnetischen Kopplung der Wechselfelder des Readers und des Transponders im Nahbereich. Eine Übertragung von Energie und Daten durch das elektrische Wechselfeld findet nicht statt.Transponder. The energy and data transmission is based on the magnetic coupling of the alternating fields of the reader and the transponder in close range. A transmission of energy and data through the alternating electric field does not take place.

Anforderungen an eine Reader-Antenne eines RFID-Systems sind:Requirements for a reader antenna of an RFID system are:

Eine möglichst gute Abstimmung der Antenne auf die Betriebsfrequenz des RFID-Systems, um eine gute Kopplung und damit gute Energie und Datenübertragung zu erreichen. Ist die Resonanzfrequenz der Reader-Antenne auf die Betriebsfrequenz des RFID-Systems abgestimmt, erreicht man mit einer hohen Güte der Reader-Antenne eine hohe Energieübertragung. Eine zu hohe Güte kann aber die Datenübertragung des RFID-Systems verschlechtern. Ursache hierfür ist, dass die zu übertragenden Daten auf die Betriebsfrequenz des RFID-Systems aufmoduliert sind und somit mindestens zwei symmetrisch zur Betriebsfrequenz des RFID-Systems liegende Nutzsignal- Seitenbänder auftreten. Um diese Seitenbänder ebenfalls gut übertragen zu können, ist die Güte einer RFID-Reader-Antenne so zu optimieren, dass die Energiereichweite und die Datenreichweite des Systems gleich sind. Das bedeutet, dass Reader-Antennen verschiedener RFID-Systeme unterschiedlich hohe Güte haben, selbst wenn die Betriebsfrequenzen der Antennen gleich sein sollten.The antenna should be tuned as closely as possible to the operating frequency of the RFID system in order to achieve good coupling and thus good energy and data transmission. If the resonance frequency of the reader antenna is tuned to the operating frequency of the RFID system, a high quality of the reader antenna will achieve high energy transmission. However, too high a quality can impair the data transmission of the RFID system. The reason for this is that the data to be transmitted is modulated onto the operating frequency of the RFID system and thus at least two useful signal sidebands occur that are symmetrical to the operating frequency of the RFID system. In order to be able to transmit these sidebands well, the quality of an RFID reader antenna must be optimized so that the energy range and the data range of the system are the same. This means that reader antennas of different RFID systems have different levels of quality, even if the operating frequencies of the antennas are the same.

Eine weitere Anforderung an eine RFID-Reader-Antenne entsteht aus der Tatsache, dass die Reader-Antenne Energie zum Transponder überträgt. Das heißt, die Reader-Antenne wird ihrerseits durch einen Sender mit Energie versorgt. Je nach Reichweite des RFID-Systems kann es sich um Milliwatt bis zu einigen Watt handeln. Um die Leistung optimal von der Endstufe des Readers in die Antenne zu übertragen, müs-Another requirement for an RFID reader antenna arises from the fact that the reader antenna transmits energy to the transponder. This means that the reader antenna is in turn supplied with energy by a transmitter. Depending on the range of the RFID system, this can be milliwatts up to several watts. In order to optimally transmit the power from the end stage of the reader to the antenna,

sen Reader-Endstufe und Reader-Antenne den gleichen Eingangs- beziehungsweise Ausgangswiderstand besitzen. Eine RFID-Reader-Antenne benötigt also eine bestimmte Eingangs impedanz, damit die Energie von der Reader-Endstufe optimal zur Antenne übertragen wird. Eine typische Eingangsimpedanz einer RFID-Reader-Antenne sind 50 Ohm, da zur Verbindung von Reader und Antenne oft 50 Ohm Kabel eingesetzt werden. Es sind aber auch andere Antennenimpedanzen möglich, wenn zum Beispiel die Antenne direkt auf dem Reader integriert ist und die Antenne an die Ausgangsimpedanz der Reader-Endstufe angepasst ist.The reader power amplifier and the reader antenna have the same input and output resistance. An RFID reader antenna therefore requires a certain input impedance so that the energy from the reader power amplifier is optimally transmitted to the antenna. A typical input impedance of an RFID reader antenna is 50 ohms, since 50 ohm cables are often used to connect the reader and antenna. However, other antenna impedances are also possible, for example if the antenna is integrated directly on the reader and the antenna is adapted to the output impedance of the reader power amplifier.

Eine weitere Anforderung an eine RFID-Reader-Antenne ist, die Ströme, die über die parasitären Kapazitäten zwischen der Antenne und Erdpotential fließen, so weit wie möglich zu kompensieren. Das bedeutet, dass durch diese Kapazitäten keine oder möglichst wenig Störströme zwischen Antenne und RFID-Reader fließen sollten.Another requirement for an RFID reader antenna is to compensate as much as possible for the currents that flow through the parasitic capacitances between the antenna and ground potential. This means that no or as little interference current as possible should flow between the antenna and the RFID reader due to these capacitances.

Wie oben beschrieben, sind beim Aufbau einer RFID-Reader -Antenne die Parameter Betriebsfrequenz, Güte, Eingangsimpedanz und Kompensation der Antennenströme gegen Erdpotential wichtig. Elektrotechnisch gesehen werden diese Parameter durch die Induktivität, die Kapazität und den Widerstand der Antenne beeinflusst. Eine Reader-Antenne nach dem Stand der Technik ist so aufgebaut, dass die Induktivität durch einen oder mehrere Windungen gebildet wird. Die benötigten Antennenkapazitäten werden durch Bestücken von Kondensatoren erreicht, und die Güte wird durch Bestücken eines Widerstandes erreicht. Das heißt, eine typische RFID-Reader-Antenne besitzt folgende Komponenten: Eine oder mehrere Windungen, die zum Beispiel in Form von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte geformt sind oderAs described above, the parameters of operating frequency, quality, input impedance and compensation of the antenna currents against ground potential are important when designing an RFID reader antenna. From an electrical point of view, these parameters are influenced by the inductance, capacitance and resistance of the antenna. A reader antenna according to the state of the art is designed in such a way that the inductance is formed by one or more turns. The required antenna capacitance is achieved by fitting capacitors and the quality is achieved by fitting a resistor. This means that a typical RFID reader antenna has the following components: One or more turns, which are formed, for example, in the form of conductor tracks on a circuit board or

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Drähte, die zu einer Spule gewickelt sind, oder die in Form eines Rahmens aus Metallstreifen oder Rohr geformt sind.Wires wound into a coil or formed into a frame made of metal strip or tubing.

Weiterhin besitzt die Antenne einen oder mehrere Kondensatoren, die nach einer bestimmten Schaltung mit der Antennenspule verbunden sind. Eine typische Verbindung ist das Auflöten der Kondensatoren auf einer Leiterplatte. Sollten Widerstände benötigt werden, werden diese meist ähnlich wie die Kondensatoren mit der Antenne verbunden.The antenna also has one or more capacitors that are connected to the antenna coil according to a specific circuit. A typical connection is to solder the capacitors onto a circuit board. If resistors are required, these are usually connected to the antenna in a similar way to the capacitors.

Durch die verschiedenen Komponenten und die benötigte Verbindungstechnik sind bei der Herstellung solcher Antennen mehrere Fertigungsschritte notwendig. Fertigungsschritte bei einer Antenne, die auf eine Leiterplatte aufgebracht wird, sind zum Beispiel Produktion der Leiterplatte und anschließendes Bestücken der Bauteile auf die Leiterplatte. Möchte man eine solche RFID-Antenne in großen Stückzahlen zu sehr niedrigen Kosten produzieren, entsteht eine gewisse Kostenschwelle, die nicht unterschritten werden kann. Ursache der Kostenschwelle sind die Verwendung verschiedener Komponenten und die Aneinanderreihung verschiedener Fertigungsschritte.Due to the different components and the required connection technology, several production steps are necessary in the manufacture of such antennas. Production steps for an antenna that is attached to a circuit board include, for example, production of the circuit board and subsequent placement of the components on the circuit board. If you want to produce such an RFID antenna in large quantities at very low cost, a certain cost threshold arises that cannot be undercut. The reason for the cost threshold is the use of different components and the sequence of different production steps.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Antenne so aufzubauen, dass wenige Komponenten und Fertigungsschritte nötig sind, so dass sie kostengünstig herstellbar ist.The technical problem underlying the invention is to construct an antenna in such a way that few components and manufacturing steps are necessary so that it can be manufactured cost-effectively.

Dieses technische Problem wird durch eine RFID-Reader-Antenne mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.This technical problem is solved by an RFID reader antenna having the features according to claim 1.

Die technische Lösung für die RFID-Reader-Antenne, die hier beschrieben wird, besteht darin, dass alle Parameter beziehungsweise Komponenten der RFID-Antenne durch die FormThe technical solution for the RFID reader antenna described here is that all parameters or components of the RFID antenna are defined by the form

und den Abstand von zwei Leiterbahn-Strukturen erreicht werden.and the distance between two conductor track structures can be achieved.

Insbesondere wird im Gegensatz zu bekannten Transponder -Antennen die Parameter Impedanzanpassung durch die Leiterbahnstruktur der Impedanz anpassenden Leiterbahn erreicht. Durch den symmetrischen Aufbau der Schwingkreis Leiterbahnstrukturen in Bezug zu den überlappenden Flächen und den Anschluss- und Symmetriepunkt der Antennen wird eine elektrische Symmetrierung der Antennen zum Erdpotential erreicht, so dass sich die zum Erdpotential hin- und zurückfließenden Ströme kompensieren können und keine parasitären Erdströme auftreten.In particular, in contrast to known transponder antennas, the impedance matching parameters are achieved through the conductor track structure of the impedance-matching conductor track. The symmetrical structure of the resonant circuit conductor track structures in relation to the overlapping surfaces and the connection and symmetry point of the antennas achieves electrical symmetry of the antennas to the ground potential, so that the currents flowing to and from the ground potential can compensate each other and no parasitic ground currents occur.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform überlappen sich die Leiterbahnstrukturen lediglich in dem Bereich, in dem die Kapazität gebildet wird. Weitere Überlappungen in dem Bereich der einen oder mehreren Windungen werden vermieden, um unerwünschte Kopplungen und zusätzliche Kapazitäten zu vermeiden.-According to a preferred embodiment, the conductor track structures overlap only in the area in which the capacitance is formed. Further overlaps in the area of the one or more turns are avoided in order to avoid undesirable couplings and additional capacitances.-

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Länge der Leiterbahnen zwischen dem Anschluss und Symmetriepunkt der Antenne und der Kapazität der Antenne gleich lang. Hierdurch werden parasitäre Ströme kompensiert. Sind die Leiterbahnen bis zu der Kapazität zur Einstellung der Betriebsfrequenz gleich lang, sind auch die parasitären Kapazitäten zwischen Leiterbahnen und Erdpotential und damit die Ströme zwischen Leiterbahn und Erdpotential nahezu gleich. Jedoch weisen diese Ströme unterschiedliche Polarität auf, so dass sie sich gegenseitig aufheben. Ist dies nicht der Fall, fließt ein Störstom über den RFID-Reader. According to another particularly preferred embodiment, the length of the conductor tracks between the connection and symmetry point of the antenna and the capacitance of the antenna is the same length. This compensates for parasitic currents. If the conductor tracks are the same length up to the capacitance for setting the operating frequency, the parasitic capacitances between the conductor tracks and the ground potential and thus the currents between the conductor track and the ground potential are also almost the same. However, these currents have different polarities, so that they cancel each other out. If this is not the case, an interference current flows through the RFID reader.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Impedanz durch die Position mindestens einer Verbindung einer Leiterbahn zur Impedanzanpassung mit den Leiterbahnen der Antennenschleife abgestimmt wird.A further advantageous embodiment provides that the impedance is adjusted by the position of at least one connection of a conductor track for impedance matching with the conductor tracks of the antenna loop.

Eine einfache und geläufige Anpassschaltung ist die „Gamma-Anpassung" (Rothammels Antennenbuch (ISBN 3-88692-033-4)). A simple and common matching circuit is the "gamma matching" (Rothammels Antennenbuch (ISBN 3-88692-033-4)).

Vorteilhaft ist der Stecker für den Anschluss der Antenne derart ausgebildet, dass er einen elektrischen Kontakt zwischen den Leiterbahnen auf den beiden verschiedenen Lagen bildet. Es ist auch möglich, ein Durchkontaktieren durch das Trägermaterial vorzunehmen, was jedoch vom Herstellungsaufwand her mit größeren Kosten verbunden ist.The connector for connecting the antenna is advantageously designed in such a way that it forms an electrical contact between the conductor tracks on the two different layers. It is also possible to make a through-hole connection through the carrier material, but this is associated with greater costs in terms of production effort.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Antenne zwei Leiterlagen auf. Es ist jedoch auch möglich, je nach Anforderungen mehr als zwei Leiterlagen vorzusehen.According to a particularly preferred embodiment, the antenna according to the invention has two conductor layers. However, it is also possible to provide more than two conductor layers depending on requirements.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen RFID-Reader-Antenne nur beispielhaft dargestellt sind, und zwar zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the accompanying drawing, in which embodiments of an RFID reader antenna according to the invention are shown only by way of example, namely:

Fig. 1 ein Ersatzschaltbild der „Gamma-Anpassung";Fig. 1 an equivalent circuit diagram of the "gamma adaptation";

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen RFID-Reader-Antenne mit einer Windung;Fig. 2 is a plan view of an embodiment of an RFID reader antenna according to the invention with one winding;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die obere Leiterbahn;Fig. 3 is a plan view of the upper conductor track;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die untere Leiterbahn;Fig. 4 is a plan view of the lower conductor track;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen RFID-Reader-Antenne mit drei Windungen;Fig. 5 is a plan view of an embodiment of an RFID reader antenna according to the invention with three turns;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die veränderte Fläche der Leiterbahnen im Überlappungsbereich;Fig. 6 is a plan view of the modified surface of the conductor tracks in the overlap region;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die veränderte Fläche der Leiterbahnen im Uberlappungsbereich;Fig. 7 is a plan view of the modified surface of the conductor tracks in the overlap region;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Einstellung des Abgriffs (5);Fig. 8 is a plan view of the adjustment of the tap (5);

Fig. 9 eine Seitenansicht auf die Kontaktierung der Leiterbahnen über einen Steckverbinder.Fig. 9 is a side view of the contacting of the conductor tracks via a connector.

Eine RFID-Antenne besteht neben einem Antennenleiter auch aus einer Anpassschaltung. In der Literatur ist eine Vielzahl verschiedener Schaltungen zum Einstellen von Antennen zu finden. An einem Beispiel soll die Funktion erläutert werden:In addition to an antenna conductor, an RFID antenna also consists of a matching circuit. A large number of different circuits for adjusting antennas can be found in the literature. The function will be explained using an example:

Fig. 1 zeigt das Prinzip der „Gamma-Anpassung" anhand eines Ersatzschaltbildes.Fig. 1 shows the principle of "gamma adaptation" using an equivalent circuit diagram.

Über die Kapazität (C) wird die Resonanzfrequenz der Antenne eingestellt, das heißt die Blindkomponente der Antennenimpedanz wird durch diese Kapazität kompensiert. Mit dem Abgriff an der Induktivität (L), das heißt an der An-The resonant frequency of the antenna is set via the capacitance (C), i.e. the reactive component of the antenna impedance is compensated by this capacitance. By tapping the inductance (L), i.e. at the

tenne, wird die Impedanz angepasst, indem die Impedanz des Resonanzkreises über einen Übertragungsfaktor transformiert wird. Die Größe des Dämpfungswiderstandes (R) ist für die Güte der Antenne verantwortlich. Er ergibt sich aus der Form der Antenne, der Dicke der Leiterbahnen (Skin-Effekt) und der Position der Leiterbahnen zueinander.antenna, the impedance is adjusted by transforming the impedance of the resonant circuit using a transmission factor. The size of the damping resistor (R) is responsible for the quality of the antenna. It results from the shape of the antenna, the thickness of the conductor tracks (skin effect) and the position of the conductor tracks relative to each other.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen RFID-Reader-Antenne mit einer Windung. Die Leiterbahn (la) ist die Leiterbahn auf der Oberseite, und die Leiterbahn (Ib) ist die Leiterbahn auf der Unterseite. Die Leiterbahnen (la) und (Ib) überlappen im Wesentlichen nur in einem definierten Bereich (3), der die Kapazität des Antennenschwingkreises bildet, und sind im Anschluss- und Symmetriepunkt (6) miteinander verbunden. Die Leiterbahnen sind auf einer dielektrischen Schicht (4) aufgebracht.Fig. 2 shows a plan view of an embodiment of an RFID reader antenna according to the invention with one turn. The conductor track (la) is the conductor track on the top side, and the conductor track (Ib) is the conductor track on the bottom side. The conductor tracks (la) and (Ib) essentially only overlap in a defined area (3), which forms the capacitance of the antenna resonant circuit, and are connected to one another at the connection and symmetry point (6). The conductor tracks are applied to a dielectric layer (4).

Die Einstellung der Impedanz der Antenne wird über die Verbindung (5) gemäß dem Abgriff an der Induktivität (L) in Fig. 1 realisiert. Hierzu ist eine Leiterbahn (2) zur Impedanzanpassung vorgesehen. Die Verbindung zum RFID-Reader erfolgt über den Anschluss- und Symmetriepunkt (6).The antenna impedance is adjusted via the connection (5) according to the tap on the inductance (L) in Fig. 1. A conductor track (2) is provided for impedance adjustment. The connection to the RFID reader is made via the connection and symmetry point (6).

Fig. 3 zeigt die Leiterbahn (la) auf der Oberseite der dielektrischen Schicht mit der Verbindung (5) und dem Kontakt (6a) .Fig. 3 shows the conductor track (la) on the top side of the dielectric layer with the connection (5) and the contact (6a).

Fig. 4 zeigt die Leiterbahn (Ib) auf der Unterseite der dielektrischen Schicht mit dem Kontakt (6b).Fig. 4 shows the conductor track (Ib) on the underside of the dielectric layer with the contact (6b).

Eine Feineinstellung der Kapazität ist möglich, indem man die Fläche der Überlappung (3) variiert. Das Verklei-Fine adjustment of the capacity is possible by varying the area of the overlap (3).

nern der Fläche bewirkt eine Verkleinerung der Kapazität (C) .Reducing the area causes a reduction in the capacity (C).

In einem weiteren Beispiel gemäß Fig. 5 ist die Möglichkeit einer Antenne mit mehreren Windungen aufgezeigt. Da mit der Verkleinerung der Antennenfläche auch die Induktivität der Antenne mit einer Windung reduziert wird, muss die Kapazität zur Kompensation des Blindanteiles durch Vergrößern des Überlappungsbereiches der Leiterbahnen erhöht werden. Durch Verwendung mehrerer Windungen steigt die Induktivität, und damit sinkt die erforderliche Kapazität.Another example according to Fig. 5 shows the possibility of an antenna with several turns. Since the inductance of the antenna with one turn is also reduced when the antenna area is reduced, the capacitance to compensate for the reactive component must be increased by increasing the overlap area of the conductor tracks. By using several turns, the inductance increases and thus the required capacitance decreases.

Fig. 5 zeigt eine Antenne mit drei Windungen. Dabei liegen die Leiterbahn (la) auf der Oberseite und die Leiterbahn (Ib) auf der Unterseite nicht übereinander. Die Überlappung zum Einstellen der Kapazität befindet sich im Wesentlichen nur im definierten Bereich (3). Über die Verbindung (5) zu der Leiterbahn (2) wird wie bei der Antenne mit einer Windung (Fig. 2) der Abgriff zur Einstellung der Impedanz realisiert. Die Verbindung zu den weiteren RFID-Komponenten erfolgt über den Anschluss (6, 7).Fig. 5 shows an antenna with three turns. The conductor track (la) on the top and the conductor track (Ib) on the bottom do not lie on top of each other. The overlap for adjusting the capacitance is essentially only in the defined area (3). The connection (5) to the conductor track (2) is used to tap the impedance, as with the antenna with one turn (Fig. 2). The connection to the other RFID components is made via the connection (6, 7).

Es ist möglich, die Betriebsfrequenz der Antenne durch Verändern der Kapazität (C) nachzugleichen. Dazu wird einfach der Überlappungsbereich (3) durch Ritzen oder Lasern, wie in Fig. 6 dargestellt, oder durch Lochen, wie in Fig. dargestellt, oder andere Verfahren verkleinert. Eine Verkleinerung des Überlappungsbereiches (3) führt gleichzeitig zu einer Verkleinerung der Kapazität (C) und damit zu einer Änderung der Antennenanpassung. Das Nachgleichen der Impedanz erfolgt über Verändern der Position des Abgriffs (5), wie in Fig. 8 dargestellt.It is possible to adjust the operating frequency of the antenna by changing the capacitance (C). To do this, the overlap area (3) is simply reduced by scratching or lasering, as shown in Fig. 6, or by punching, as shown in Fig. , or other methods. Reducing the overlap area (3) simultaneously leads to a reduction in the capacitance (C) and thus to a change in the antenna matching. The impedance is adjusted by changing the position of the tap (5), as shown in Fig. 8.

Fig. 9 zeigt eine Möglichkeit, die Leiterbahnen im Bereich des Symmetriepunktes (6) über einen Stecker (10) miteinander zu verbinden.Fig. 9 shows a possibility of connecting the conductor tracks in the area of the symmetry point (6) via a connector (10).

Die Leistung, die in Wärme umgesetzt wird, wird über die Leiterbahnen großflächig an die Umgebung abgeführt.The power that is converted into heat is dissipated to the environment over a large area via the conductor tracks.

BezugszahlenReference numbers

L Induktivität der AntennenschleifeL Inductance of the antenna loop

C Kapazität zur Einstellung der BetriebsfrequenzC Capacity for setting the operating frequency

R Parallelwiderstand zur Einstellung der GüteR Parallel resistor for adjusting the quality

la Leiterbahn der Antennenschleife auf Oberseitela Antenna loop conductor on top

Ib Leiterbahn der Antennenschleife auf UnterseiteIb Conductor track of the antenna loop on bottom side

2 Leiterbahn zur Impedanzanpassung2 Conductor track for impedance matching

3 Überlappungsbereich der Leiterbahnen (la) und (Ib) 3a Leiterbahn im Überlappungsbereich (3) auf Oberseite 3b Leiterbahn im Überlappungsbereich (3) auf Unterseite3 Overlap area of conductor tracks (la) and (Ib) 3a Conductor track in overlap area (3) on top side 3b Conductor track in overlap area (3) on bottom side

4 dielekrisches Trägermaterial4 dielectric carrier material

5 Abgriff der Leiterbahn (2) an Antennenschleife5 Tap the conductor track (2) on the antenna loop

6 Anschluss- und Symmetriepunkt der Antennenschleife 6a Leiterbahn am Anschlusspunkt (6) auf Oberseite6 Connection and symmetry point of the antenna loop 6a Conductor track at the connection point (6) on the top side

6b Leiterbahn am Anschlusspunkt (6) auf Unterseite6b Conductor track at connection point (6) on bottom side

7 Anschlusspunkt der Leiterbahn Impedanzanpassung (2)7 Connection point of the conductor track impedance matching (2)

8 Steckverbinder am Anschluss- und Symmetriepunkt (6)8 connectors at the connection and symmetry point (6)

Claims (13)

1. Antenne eines RFID-Readers, bestehend aus mindestens einer Induktivität und einer Kapazität, die von der Endstufe des RFID-Readers mit einer Wechselspannung versorgt wird, und die zur Energie und Datenübertragung mit dem Transponder dient, wobei die Parameter Betriebsfrequenz, Güte, Impedanz und Symmetrie gegen Erde die Antennen-Charakteristik bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass - die Antenne durch die Form von mindestens zwei Leiterbahnstrukturen gebildet wird, - die beiden Leiterbahnstrukturen in einem bestimmten Abstand angeordnet sind, - zwischen den mindestens zwei Leiterbahnstrukturen mindestens ein Trägermaterial angeordnet ist, das dielektrische Eigenschaften besitzt, - die mindestens zwei Leiterbahnstrukturen so zueinander positioniert sind, dass sie an mindestens einem Bereich überlappen, und - die mindestens zwei Leiterbahnstrukturen so zueinander positioniert sind, dass sich aus den mindestens zwei Leiterbahnstrukturen mindestens eine Windung ergibt. 1. Antenna of an RFID reader, consisting of at least one inductance and one capacitance, which is supplied with an alternating voltage by the output stage of the RFID reader and which serves for energy and data transmission with the transponder, wherein the parameters operating frequency, quality, impedance and symmetry to earth determine the antenna characteristics, characterized in that - the antenna is formed by the shape of at least two conductor track structures, - the two conductor track structures are arranged at a certain distance, - at least one carrier material having dielectric properties is arranged between the at least two conductor track structures, - the at least two conductor track structures are positioned relative to each other such that they overlap in at least one area, and - the at least two conductor track structures are positioned relative to each other in such a way that at least one turn results from the at least two conductor track structures. 2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Leiterbahnstrukturen lediglich in dem Bereich überlappen, in dem die Kapazität gebildet wird. 2. Antenna according to claim 1, characterized in that the conductor track structures overlap only in the region in which the capacitance is formed. 3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Leiterbahnen zwischen dem Anschluss- und Symmetriepunkt (6) der Antenne und der Kapazität der Antenne wenigstens annähernd gleich lang ist. 3. Antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the conductor tracks between the connection and symmetry point ( 6 ) of the antenna and the capacitance of the antenna is at least approximately the same length. 4. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanz durch die Position mindestens einer Verbindung (5) einer Leiterbahn (2) zur Impedanzanpassung mit den Leiterbahnen (1a) und (1b) der Antennenschleife abstimmbar ist. 4. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the impedance can be tuned by the position of at least one connection ( 5 ) of a conductor track ( 2 ) for impedance matching with the conductor tracks ( 1a ) and ( 1b ) of the antenna loop. 5. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Parameter der Antenne durch die Leiterbahndicke bestimmt sind. 5. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that parameters of the antenna are determined by the conductor track thickness. 6. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter der Antenne durch nachträgliches Auftrennen und/oder Entfernen von Teilen der Leiterbahnstruktur veränderbar sind. 6. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the parameters of the antenna can be changed by subsequently separating and/or removing parts of the conductor track structure. 7. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Leiterbahnstruktur als Zuleitung der Antenne ausgebildet sind. 7. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that parts of the conductor track structure are designed as a supply line of the antenna. 8. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur so ausgeführt ist, dass eine Verbindung der Leiterbahnen der Antennenschleife (1a) und (1b) am Anschluss- und Symmetriepunkt der Antennenschleife (6) gebildet wird. 8. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor track structure is designed such that a connection of the conductor tracks of the antenna loop ( 1 a) and ( 1 b) is formed at the connection and symmetry point of the antenna loop ( 6 ). 9. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnstruktur so aufgebaut ist, dass in Wärme umgesetzte elektrische Verluste gut abführbar sind. 9. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor track structure is constructed in such a way that electrical losses converted into heat can be easily dissipated. 10. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Leiterbahnstrukturen einer Lage keine Kreuzungspunkte mit den Leiterbahnstrukturen der gleichen Lage aufweisen. 10. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the individual conductor track structures of a layer have no crossing points with the conductor track structures of the same layer. 11. Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial starr ausgebildet ist. 11. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier material is rigid. 12. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial flexibel ausgebildet ist. 12. Antenna according to one of claims 1 to 10, characterized in that the carrier material is flexible. 13. RFID-Reader, dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Reader wenigstens eine Antenne mit den Merkmalen eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche aufweist. 13. RFID reader, characterized in that the RFID reader has at least one antenna with the features of one or more of the preceding claims.
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