DE3537319A1

DE3537319A1 - Anlage zum aussenden hochfrequenter, elektromagnetischer signale

Info

Publication number: DE3537319A1
Application number: DE19853537319
Authority: DE
Inventors: Knud Chr. Claus Farum Fabrin; Allan Northeved
Original assignee: ELECTRO IDENT SYST SILKEBORG
Current assignee: ELECTRO IDENT SYST SILKEBORG
Priority date: 1984-10-24
Filing date: 1985-10-19
Publication date: 1986-04-24
Also published as: DK507584A; DK507584D0; GB2166000A; JPS61116425A; SE8504933L; GB8524925D0; SE8504933D0; NL8502903A

Description

Patentanmeldung

Electronic Identification Systems Silkebora A/S, Vestergade 24. DK-8600 Silkeborq, Dänemark

Anlage zum Aussenden hochfrequenter, elektromagnetischer Signale

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Aussenden hochfrequenter, elektromagnetischer Signale und mit einer Rahmenantenne mit einer oder mehreren Windungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Weise zu schaffen, wobei man das Fernfeld von der Rahmenantenne auf ein Minimum herabsetzen kann, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens in einer der Windungen ein oder mehrere Kondensatoren hauptsächlich zum Kompensieren für Phasenunterschiede vom einen Ende der Antenne zum anderen eingesetzt ist. Der Spannungsunterschied vom einen Ende der Antenne zum anderen wird somit sehr klein, wobei die Ausstrahlung (Poyntingscher Vektor) herabgesetzt wird.

Der Kondensator oder die Kondensatoren lassen sich vorteilhaft mit bezug auf die Speisepunkte der Rahmenantenne derart

symmetrisch anbringen, daß die Speiseleitung symmetrisch belastet wird. Hierdurch wird vermeidet, daß die Speiseleitung oszilliert.

Die Anzahl von Kondensatoren ist vorteilhaft der gewünschten Bandbreite anpaßbar, da eine höhere Anzahl von Kondensatoren eine größere Bandbreite gewährleistet.

Gemäß einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel, wo die Antenne eine quadratische Windung mit einer Kantlänge von ungefähr 30 cm aufweist, ist ein Kondensator von ungefähr 45 pF entsprechend einer Resonansfrequenz von ungefähr 27 MHz in der Windung eingesetzt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine konventionelle Rahmenantenne für den Empfang,

Fig. 2 eine Anlage gemäß der Erfindung zum Aussenden hochfrequenter, elektromagnetischer Signale,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Anlage, Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Anlage,

Fig. 5 ein zwischen der Speiseleitung und der Antenne einsetzbares Viertelwellenimpedanzanpassungsglied, und

Fig. 6 ein vor der Antenne anbringbares Symmetrieglied.

Fig. 1 stellt eine Anlage zum Aussenden hochfrequenter, elektromagnetischer Wellen und mit einer quadratischen Rahmenantenne 1 mit einer oder mehreren Windungen dar. Die Antenne ist zu einer Frequenz von ungefähr 27 MHz berechnet und weist im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Kantlänge von ungefähr 30 cm auf. Gemäß der Erfindung sind in der Antenne ein oder mehrere Kondensatoren derart eingesetzt, daß die Antenne bei der gewünschten Frequenz in Resonans

ist. Die Kondensatoren C sichern ein positives Phasenverschieben, so daß der Phasenunterschied vom einen Ende der Antenne zum anderen ungefähr Null ist. In dieser Weise wird somit hauptsächlich nur reaktiver Effekt ausgestrahlt, und kein Fernfeld wird gebildet. Die Kondensatoren sind im Verhältnis zum Speisepunkt 3 der Rahmenantenne vorzugsweise symmetrisch angeordnet, so daß die Speiseleitung soweit möglich symmetrisch belastet wird. Hierdurch kann vermieden werden, daß die Speiseleitung 4 oszilliert, vorausgesetzt, daß die Speiseleitung übrigens symmetrisch aufgebaut ist. Falls die Speiseleitung unsymmetrisch aufgebaut und beispielsweise ein Koaxialkabel ist, ist ein Symmetrieglied (Balun) ferner einzusetzen, vgl. Fig. 6.

Zwischen der Speiseleitung und der Antenne kann ferner ein Viertelwellenumwandler, vgl. Fig. 5, zum Schaffen der notwendigen Impedanzanpassung eingesetzt sein. Der Viertelwellenumwandler kann gegebenenfalls ein Teil der Speiseleitung bilden, die dann eine Länge von einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen aufweist.

Die Anlage weist in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Reichweite von ungefähr 40 cm bei einem Sendeeffekt von ungefähr 25 W auf. Die Induktanz weist einen Wert von ungefähr 800 nH auf, während der Kondensator einen Wert von ungefähr 45 pF aufweist. Die Antenne weist hierdurch einen Q-Wert von ungefähr 100 entsprechend einem ohmischen Widerstand von ungefähr 1,5 auf.

In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kondensator C in Fig. 2 durch zwei symmetrisch angeordnete Kondensatoren C¹ ersetzt worden, die je den doppelten Wert, ungefähr 90 pF, aufweist, so daß die Resonansfrequenz nicht geändert wird.

Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel mit mehreren Windungen.

Die Anlage gemäß der Erfindung ist sowohl zum Senden als

auch zum Empfangen und beispielsweise in Verbindung mit dem in deutscher Offenlegungsschrift Nr. 32 45 881 beschriebenen Registriersystem anwendbar. Dieses System eignet sich beispielsweise zum Schaffen statistischer Informationen über das Verhalten von Schweinen. Das System ist eine elektronische Kommunikationsanlage, da ein Fühler mit einer bestimmten Kodenummer in den Ohren jedes Schweins befestigt ist, wo die Kodenummer registriert wird, jedes Mal, wenn das Schwein in die Nähe eines Senders/Empfängers kommt. Der Sender/Empfänger steht mit einer zentralen Datenbehandlungsanlage in Verbindung, die die eingegangenen Signale registriert. Man kann gegebenenfalls gleichzeitig andere Parameterwerte registrieren, wie z.B. die Temperatur des betreffenden Schweins.

Jeder Sender/Empfänger weist einen Funktionsgenerator auf, der bei einer Frequenz von ungefähr 5 kHz oszilliert und sowohl ein Dreieckwellensignal als auch ein Impulssignal aussendet. Das Dreieckwellensignal wird zum Phasenmodul ieren eines HF-Signals angewendet, das jede 10. Sekunde über einen Schalter und eine Antenne ausgesandt wird. Ein binärer Zähler wird gleichzeitig mit dem Aussenden des Signals betätigt.

Auf der Empfängerseite im Fühler geht das empfangene Signal zuerst zu einem elektronischen Relais in Form eines MOS Transistors, der dann die übrigen Kreise im Fühler mit Energie versorgt. Die übrigen Kreise fördern dann das Signal sowohl zu einem zweiten harmonischen Generator als auch zu einem Phasendetektor. Der Phasendetektor schafft ein dem Dreieckwellensignal entsprechendes Taktimpulssignal. Das Taktimpulssignal wird zu einem 12 bit binärem Zähler geführt, wobei das Zählen mit einem im voraus bestimmten Zählen verglichen wird, das für den Fühler karakteristich ist. Bei Identität wird ein Tor für das zweite harmonische Signal geöffnet, das dann durch eine Sendeantenne ausgesandt wird.

Das vom Fühler ausgesandte Signal wird vom Sender/Empfänger

empfangen und zu einem Multiplikator geführt, wo es mit einem im Sender/Empfänger erzeugten zweiten harmonischen des ausgesandten phasenmodulierten Signals multipliziert wird. Bei Identität wird das Produkt verhältnismäßig groß, und ein verhältnismäßig kräftiges Signal wird abgegeben, da der Zeitpunkt für die Signalabgabe in eindeutiger Weise dem im voraus bestimmten Zählen im Fühler entspricht. Das Signal ist beispielsweise zum Einstellen eines am Anfang der Sendeperiode betätigten Zählers anwendbar, da das Einstellzählen dann der Kodenummer entspricht. Ein besonderer Vorteil dieser Signalerkennungstechnik ist, daß sie hauptsächlich alle irrelevante Signale ausschließt, ohne daß der gesamte Kreislauf kompliziert wird.

Gemäß der Erfindung ist somit eine Sende/Empfanganlage kurzer Reichweite geschaffen, die daher nicht unnötig lärmt.

Die Anlage gemäß der Erfindung läßt sich in vielen Weisen variieren, ohne daß man dabei von der Idee der Erfindung abweicht. Induktanzen lassen sich gegebenenfalls in der Rahmenantenne einsetzen.

Claims

Patentansprüche

1. Anlage zum Aussenden hochfrequenter, elektromagnetischer Signale und mit einer Rahmenantenne mit einer oder mehreren Windungen, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens in einer der Win- düngen ein oder mehrere Kondensatoren (C) hauptsächlich zum Kompensieren für die Phasenunterschiede vom einen Ende der Antenne zum anderen eingesetzt sind.

2. Anlage nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

ζ e i chnet, daß die Kondensatoren (C) mit bezug auf die Speisepunkte (3) der Antenne symmetrisch angeordnet sind.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl von Kondensatoren (C) der gewünschten Bandbreite angepaßt ist.

4. Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Rahmenantenne nur eine Windung (Fig. 2) enthält.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Windung quadratisch ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die quadratische Windung eine Kantlänge von ungefähr 30 cm aufweist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der quadratischen Windung mit einer Kant länge von ungefähr 30 cm ein Kondensator von ungefähr 45 pF entsprechend einer Resonansfrequenz von ungefähr 27 MHz eingesetzt ist.

8. Anlage nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Viertelwellenimpedanzanpassung zwischen der Speiseleitung und der Rahmenantenne (Fig. 5) eingesetzt ist.

9. Anlage nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung eine Länge entsprechend einer ungeraden Anzahl von Viertelwellenlängen aufweist.