DE29921752U1 - Antennenanordnung von Schreiblesegeräten für kontaktlose Transponder - Google Patents

Antennenanordnung von Schreiblesegeräten für kontaktlose Transponder

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Description

cubit electronics GmbH In den Weiden 4 b
99099 Erfurt
Antennenanordnung von Schreiblesegeräten für
kontaktlose Transponder
Die Erfindung betrifft Antennenanordnungen von Schreiblesegeräten, mit denen kontaktlose Transponder innerhalb einer bestimmten Distanz beschrieben und/oder gelesen werden können.
Unter Transponder wird hierbei ein Datenträger mit einem elektrisch isolierenden Körper, vorzugsweise mit einem Kunststoffkörper verstanden, der mindestens ein Chip enthält, welches elektrisch leitend mit mindestens einer Spule bzw. einer Antenne verbunden ist.
Bevorzugte Anwendungen sind hierfür kontaktlose Chipkarten, kontaktlose Etiketten und kontaktlose münzförmige Datenträger.
Die Lage bzw. der Verlauf der Schreiblesedistanzgrenze ist dabei abhängig von der Transponderantennenausführung. Mit kleinen Antennen können nur kurze Schreiblesedistanzen erreicht werden. Zur Erhöhung der Schreiblesedistanz ist der Einsatz großer Antennen erforderlich, was zu unerwünschten Baugrößen der Transponder führt.
Im Stand der Technik ist es bekannt zur Erhöhung der Schreib-Lese-Entfernung am Transponder zusätzliche Spulen anzuordnen.
In DE 197 03 029 ist eine Anordnung beschrieben, bei der eine Transpondervorrichtung einen Halbleiterchip mit angeschlossener Antennenspule und eine im Transponder zusätzlich angeordneten Koppelspule aufweist, wobei die Koppelspule aus einem Koppelelement, d. h. einem Spulenteil, der mit der Antennenspule in Verbindung steht, und einer größeren Antennenkoppelspule besteht.
Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß der Transponderaufbau kostenaufwendig ist und das Transpondervolumen erhöht ist gegenüber Transpondem mit ausschließlich einer Antennenspule.
Nachteilig ist weiterhin, daß die von der Größe und Bauart der Antennenspule abhängige Schreiblesedistanz bei Transpondem mit Koppelelement und zweiter Antennenspule wegen der Übertragungsverluste zwischen Transponder und Koppelelement kleiner ist, als bei Transpondem mit Chip und flächenmäßig der zweiten Antennenspule gleichgroßen Antennenspule.
In DE 44 23 066 A 1 ist eine Anordnung angegeben, bei der ein auf die Prozessor- und Speichereinheit des Datenträgers aufsteckbares Modul, welches den Schreib-ZLesekontakt mit der stationären Schreib-ZLeseeinheit realisiert, die Daten und die Energie empfangt und über Steckkontakte, enge kapazitive oder induktive Kopplung an die entsprechend gestaltete Prozessor- und Speichereinheit des Datenträgers weiterreicht. Nachteilig ist, daß dieses zwischengeschaltete Modul immer in enger Kopplung mit dem eigentlichen Transponder stehen muß, da die Herstellung des Moduls kostenaufwendig ist und im Modul selbst Energie der Schreib-ZLesestation verbraucht wird.
Weiterhin ist aus DE 195 42 900 A 1 eine Anordnung zur Erhöhung der Schreib-/Lesereichweite eines kontaktlosen Datenträgers bekannt, bei der auf dem Datenträger parallel zur Ebene der Antennenspule mindestens eine offene Zusatzspule angebracht ist.
Nachteilig an dieser Anordnung ist, daß die Zusatzspule gleich groß oder nur geringfügig größer ist als die Datenträgerspule und zu ihr fest angeordnet ist und daß die Zusatzspule nicht auf die Resonanzfrequenz des Schreib-ZLesevorganges abgestimmt ist. Damit kann duruch diese Anordnung nur eine geringe Schreib-ZLesereichweitenerhöhung gegenüber dem eigentlichen kontaktlosen Datenträger erzielt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antennenanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der die Schreiblesedistanz erhöht und die Abhängigkeit der Schreiblesedistanz von der Winkelstellung zwischen Transponderantennen und der Antenne des Schreiblesegeräts verringert werden kann.
Erfmdungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung/ des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung werden insbesondere folgende Vorteile erreicht:
.2277«Gbm.- Dr. Mchalk - A»ton»eHenordnung*l
1. Eine Erhöhung der Schreiblesereichweite bei gleichem Aufbau und gleicher Leistung des Schreiblesegeräts und der Schreibleseantenne.
2. Eine Vergrößerung der Fläche des Schreiblesefelds.
5
3. Die Veränderung der Fläche des Schreibleseantennenfelds bzw. das Schaffen mehrerer Richtungen des Schreibleseantennenfelds
Sie ist deshalb gut geeignet für den Einsatz in Kontroll- bzw. Durchlaßeinrich-10 tungen sowie in Sortiereinrichtung für Personen oder Fahrzeuge, Waren und
Güter, deren Transponder identifiziert und/oder deren Transponderspeicherinhalte beschrieben, auf- oder abgewertet oder anderweitig verändert werden sollen.
Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Figur 1 a die Seitenansicht einer Schreibleseantenne und zwei in gleicher 20 Ebene angeordnete Blindantennen,
Figur 1 b die Antennen gemäß Figur 1 a in der Draufsicht,
Figur 2 eine parallel angeordnete Schreiblese- und eine Blindantenne in 25 Seitenansicht und
Figur 3 die Seitenansicht eine Anordnung mit Schreibleseantenne und zwei im gleichschenkligen Dreieck angeordnete Blindantennen.
Bei der in Figur 1 a dargestellten Anordnung ist die Schreibleseantenne 1 über die Antennenleitung 2 an die Schreiblesestation 3 angeschlossen. Die Schreiblesestation 3 verfugt mindestens über eine Sende- und Empfangseinheit. Sie ist ferner an hier nicht dargestellte Stromversorgungs- und Auswerte- oder Steuereinheiten angeschlossen. Neben der Schreibleseantenne 1 befinden sich zwei Blindantennen 4, die in der gleichen Ebene angeordnet sind und die im dargestellten Beispiel die gleiche Größe und Abmessung wie die Schreibleseantenne 1 aufweisen. Die Blindantennen 4 sind über das elektromagnetische Feld an die Schreibleseantenne 1 angekoppelt und bilden ihrerseits elektromagnetische Felder aus, wodurch die Schreibiesedistanzgrenze 5 der Schreibleseantenne 1 nach beiden Seiten hin beträchtlich erweitert wird. Die Blindantenne 4 besteht hierbei aus der Antennenwicklung 9 und dazu parallel und/oder in Reihe geschalteten Kondensatorelementen 8.
Wie aus Figur 1 b ersichtlich ist, müssen die Blindantennen 4 nicht ausschließlich linear zur Schreibleseantenne 1 angeordnet sein, sondern können sich je nach Anwendungsziel auch in einer beliebigen Anordnung um die Schreibleseantenne 1 herum befinden.
Im gezeigten Beispiel befinden sich die Antennen 1 und 4 auf je einem Antennenträger 7, die eigentliche Antenne besteht hierbei aus einer Antennenwicklung 9 und in Reihe und/oder parallel geschalteten Kondensatoren 8. Es ist dabei erforderlich, die Antennen 1 und 4 auf gleiche oder annähernd gleiche Resonanzfrequenzen einzustellen.
Antennenträger 7 für eine Schreibleseantenne 1 kann zum Beispiel eine Wand oder eine in einen Wandschlitz eingesetzte Trägerfläche sein, als Antennenträger 7 für eine Blindantenne 4 kann z. B. eine Glasscheibe dienen.
In Figur 2 sind Schreibleseantenne 1 und Blindantenne 4 zueinander parallel angeordnet. Die Antennenfelder spannen insgesamt eine zwischen den
Antennen 1 und 4 liegende größere Schreiblesedistanz auf, als diejenige, die sich bei Verwendung nur der Schreibleseantenne 1 ergeben würde. Die von der Schreibleseantenne 1 ursprünglich gesetzte Distanzgrenze 5 wird dadurch beträchtlich hinter die Blindantenne 4 verschoben.
Sowohl zwischen den als auch beiderseits der Antennen 1 und 4 können Transponder 6 gelesen oder beschrieben werden.
Dadurch wird es möglich, daß ein Transponder 6 bzw. eine einen Transponder 6 tragende Personen auch in relativ breiten Durchgängen sicher zu identifizieren, ohne daß eine zweite Schreibleseantenne 1 angeschlossen und mit der ersten Schreibleseantenne 1 im Multiplexverfahren betrieben werden muß.
Die Blindantenne 4 kann auch an transportablen Gegenständen, Behältern oder Vorrichtungen angebracht sein, wobei die Blindantenne 4 selbst im Falle des vorgesehenen Schreib'/Lesevorganges parallel oder in einem für den Schreib-ZLesevorgang zulässigen Winkel zur Schreibleseantenne 1 steht. Innerhalb der von der Blindantenne 1 aufgespannten Fläche kann sich der Transponder 6 zumindest temporär befinden.
Fiierzu kann beispielsweise die Behälterwand aus elektrisch nichtleitenden Stoffen (Plaste, Papier, Pappe, Stein, Keramik) bestehen und die Blindantenne 4 tragen. Der Transponder 6 wird dabei im Behältereinsatzfall innerhalb der Blindantenne 4 angebracht.
Ferner ist es möglich, daß sich die Blindantenne 4 an einer Autoscheibe befindet. Der Fahrer hält dabei den Transponder 6 an die Blindantenne 4 und vergrößert so die Schreib-/Lesedistanz zum Zugangssystem, einem Terminal mit Schreib-/Leseantenne 1.
-7-
Bei herkömmlichen Anordnungen sind demgegenüber insbesondere in der Nähe der Schreibiesedistanzgrenze 5 die Transponder 6 nur dann sicher lesbar oder beschreibbar, wenn die Flächennormalen der Transponder 6 (bzw. der Antenne des Transponders 6) in Richtung des Mittelpunktes der Schreibleseantenne 1 gerichtet sind.
Bei der in Figur 3 dargestellten Antennenanordnung sind zwei Blindantennen 4 und eine Schreibleseantenne 1 in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet, wodurch eine starke Durchdringung der Antennenfelder aller Antennen erreicht wird. Transponder 6, die sich im Inneren des von den Antennen 1 und 4 aufgespannten Dreieckes befinden, können beliebige Lagen einnehmen, ohne daß die Gefahr der Nichtlesbarkeit bzw. der Nichtbeschreibbarkeit besteht.
Durch die zweckmäßige Anordnung von mehreren größenmäßig in Bezug zur Schreibleseantenne 1 kleinen Blindantennen 4, die flächenhaft angeordnet sind, ist es beispielsweise mit einfachen Mittel möglich, mit kontaktlosen Etiketten versehene Waren in Warenkörben vollständig zu erfassen bzw. Transponder 6 allgemein zu lesen bzw. zu beschreiben. Dabei können die Blindantennen 4 in verschiedenen Lagen und Winkeln zur Schreib-Leseantene 1 angebracht sein.
2271-ßbm.- Dr. Michalk - ABtecmemanordnung* 1 ·
.········· ·· · i &idigr; &idigr;
-8-
BEZUGSZEICHE1S1LISTE
1 Schreibleseantenne
2 Antennenleitung 3 Schreiblesestation
4 Blindantennen
5 Schreibiesedistanzgrenze
6 Transponder
7 Antennenträger
8 Kondensatorelemente
9 Antennenwicklung
• 2277*Gbrn·-Dr. Michalk- AnteMeRanpndniing*l r .

Claims (7)

1. Antennenanordnung von Schreiblesegeräten, mit denen kontaktlose Transponder innerhalb einer bestimmten Distanz beschrieben und/oder gelesen werden können, und die mindestens eine Schreibleseantenne (1) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Schreibleseantenne (1) mindestens eine Blindantenne (4) angeordnet ist und daß Schreibleseantenne (1) und Blindantenne (4) auf gleiche oder annähernd gleiche Resonanzfrequenz eingestellt sind.
2. Antennenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibleseantenne (1) und die Blindantenne (4) gleiche Abmessungen aufweisen.
3. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schreibleseantenne (1) und die Blindantenne (4) in einer Linie und in einer Ebene angeordnet sind.
4. Antennenanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibleseantenne (1) und die Blindantenne (4) parallel angeordnet sind.
5. Antennenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schreibleseantenne (1) und die Blindantenne (4) im Winkel angeordnet sind.
6. Antennenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Blindantenne (4) wesentlich kleiner als die der Schreibleseantenne (1) sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blindantennen (4) flächenmäßig parallel, in einem Winkel oder Bogen angeordnet sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7432874B2 (en) 2004-07-22 2008-10-07 Feig Electronic Gmbh Antenna array
EP2362329A1 (de) 2010-02-25 2011-08-31 SkiData AG Einrichtung zur Erhöhung der Lese-/ Schreibreichweite eines RFID-Systems
NL2011633C2 (nl) * 2013-10-17 2015-04-20 Nedap Nv Identificatiesysteem.

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