DE4205084A1

DE4205084A1 - Vorrichtung zum empfangen elektromagnetischer wellen, insbesondere fuer diebstahlsicherungssysteme

Info

Publication number: DE4205084A1
Application number: DE19924205084
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Karl Harms Handels & Co K GmbH
Current assignee: Karl Harms Handels & Co K GmbH
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 1993-09-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Empfangen elek tromagnetischer Wellen, insbesondere für Diebstahlsiche rungssysteme.

Derartige Vorrichtungen finden als Antennen ein weites Ein satzfeld. In jüngerer Zeit werden sie auch in Diebstahl sicherungssystemen eingesetzt. In diesen Systemen erzeugt ein magnetisch aktives Element, beispielsweise, wie in der DE-C 37 41 780 vorgeschlagen, ein Wiegand-Sensor, in Induk tionsspulen Impulse, die von einer Detektiereinrichtung aus gewertet werden. Bei solchen Sicherungssystemen muß neben der selbstverständlich im Vordergrund stehenden Erfassung der von den Sensoren erzeugten Signale auch möglichst ver hindert werden, daß ein Fehlalarm ausgelöst wird. Solche Fehlalarme können auch dann auftreten, wenn Störsignale vorliegen, die beispielsweise von einem Signalverstärker erzeugt werden. Bei üblicherweise verwendeten Sicherungs systemen überlagern sich solche Störsignale mit den zu er fassenden Nutzsignalen und können eine Verfälschung dersel ben bewirken.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Empfangen elektromagnetischer Wellen insbesondere für Dieb stahlsicherungssysteme zu schaffen, bei der Störsignale erheblich stärker als bisher unterdrückt werden.

Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung der eingangs ge nannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung wenigstens ein Paar elektrischer Leiter, jeweils in Form einer ebenen Spirale mit im wesentlichen gleicher Windungszahl und Windungsdich te, auf, wobei die Leiter eines Paares in einer gemeinsamen Ebene benachbart angeordnet sind. Es wird also anstelle der üblichen dreidimensionalen Spulen mit im wesentlichen wen delförmig angeordneten Wicklungen eine flächige Spule ver wendet. Damit werden die Nachteile der hohen Kapazität und der dadurch bedingten Tiefpaßfilterwirkung bei Spulen, wie sie bisher zum Einsatz gekommen sind, vermieden. Die Gleich signalunterdrückung kann dabei durch die an sich bekannte Differenzverschaltung der Spulen vorgenommen werden, wodurch zumindest die Grundwelle des Feldes weitgehend kompensiert werden kann. Es wird erreicht, daß die Störsignale gegenüber den Nutzsignalen stark unterdrückt werden.

Die Stärke des Nutzsignales hängt im hohen Maße von der Windungsdichte der Spulen ab. Daher ist es vorteilhaft, we nigstens zwei Paare elektrischer Leiter übereinander anzu ordnen, wobei die Leiter gleichen Windungssinnes sich im wesentlichen überdecken. Es hat sich gezeigt, daß optimale Bedingungen geschaffen werden, wenn jeweils etwa acht Spulen übereinander angeordnet werden.

Schon aus herstellungstechnischen Gründen empfiehlt es sich dabei, die Ebenen der Paare elektrischer Leiter parallel zueinander auszurichten.

Grundsätzlich bestehen beliebige Möglichkeiten, die spirali ge Form der Leiter zu erreichen. So können diese in Form einer linearen oder archimedischen Spirale, einer logarith mischen Spirale oder einer exponentiellen Spirale gelegt sein. Es ist aber auch möglich, daß sie nach einer anderen mathematischen Funktion angeordnet sind.

Der Umriß der Windungsfläche der Leiter kann kreisförmig oder polygonal sein, wobei aus herstellungstechnischen Grün den der polygonale Aufbau zu bevorzugen ist. In diesem Fall wird die Spirale nicht "glatt" sein, sondern ihre Form dem gewählten polygonalen Umriß anpassen.

Um dem an sich optimalen kreisförmigen Umriß möglichst nahe zu kommen, ist es bevorzugt, den Umriß der Windungsfläche der Leiter hexagonal oder oktogonal zu gestalten. Vorteil haft sind wenigstens die Leiter eines Paares vom gleichen Spiraltyp.

Als Material für die Leiter ist Gold infolge seines niedri gen spezifischen Widerstandes besonders geeignet, doch las sen sich bspw. auch Kupfer oder Silber vorteilhaft verwen den.

Die Leiter können auf einem Träger aus elektrisch isolie renden Material angeordnet sein, wobei der Träger vorteil haft aus Epoxydharz besteht, aber auch beispielsweise aus Keramik hergestellt werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die spiralförmig ausgebildeten Leiter eine Bahnbreite und/ oder einen Windungsabstand von etwa 100 bis 150 µ, wobei sich bei entsprechenden Versuchen ein Wert von ca. 130 µ als her vorragend geeignet und fertigungstechnisch realisierbar herausgestellt hat.

Die Vorrichtung kann durch Bewickeln einer geeigneten Form mit leitfähigem Draht hergestellt werden, aber auch durch Herausätzen von Leiterbahnen aus einer Metallschicht, bei spielsweise aus Kupfer, Silber oder Gold oder einem anderen elektrischen Leiter, die auf einem isolierenden Träger aus Epoxydharz, einem Keramiksubstrat, Hartpapier oder derglei chen aufgebracht ist. Es ist auch denkbar, einen leitfähigen Draht auf einem isolierenden Trägermaterial durch Kleben oder Schweißen bzw. Bonden anzubringen.

Das Herstellen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Anordnung von gestapelten Leiterpaaren kann mittels der so genannten Mulitlayertechnik erfolgen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden soll die Erfindung lediglich beispielhaft an hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Trä gerplatte mit Leitern gemäß der vorlie genden Erfindung in Draufsicht;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung mit acht übereinander angeordneten Spulenpaaren; und

Fig. 3 die bei einer Anordnung gemäß Fig. 2 (im linken Teil) übereinanderliegenden Leiter 1 und deren Verschaltung.

In Fig. 1 sind zwei auf einer Trägerplatte 3 angeordnete elektrische Leiter 1 und 2 dargestellt, die jeweils in Form einer Spirale angeordnet sind, welche in ihrer Ausbildung an den oktogonalen Umriß der Windungsfläche der Leiter 1, 2 angepaßt ist. Der Leiter 1 windet sich von einer Kontakt stelle 5 beginnend mit einem geraden Abschnitt 4 im Uhrzei gersinn nach innen und ist mit seinem inneren Ende über ein Via (Durchkontaktierung) 10 mit dem inneren Ende des darun ter liegenden Leiters 1 verbunden, welcher sich unter Beibe haltung des Wicklungssinns von dem Via 10 nach außen windet (s. Fig. 3a) und an seinem äußeren Ende über ein Via 11 mit dem äußeren Ende des darunter liegenden Leiters 1 verbunden ist, welcher sich wiederum nach innen windet u.s.f. (s. Fig. 3c bis 3g), wobei das freie Ende des untersten Leiters 1 (also der achten Schicht bzw. Lage; s. Fig. 3g) mit einer Kontaktstelle 5′ verbunden ist, welche der äußeren Kontakt stelle 5 des obersten bzw. äußersten Leiters 1 benachbart ist.

Die Anordnung und Durchschaltung der Leiter 2 ist entspre chend, mit dem Unterschied, daß der an eine Kontaktstelle 6 angeschlossene gerade Abschnitt 7 des Leiters 2 sich von außen nach innen entgegen dem Uhrzeigersinne windet. Die Durchschaltung zu den darunter liegenden Leitern 2 ist ent sprechend.

In Fig. 2 ist eine Anordnung von acht übereinander angeord neten Trägerplatten 3 mit jeweils darauf angebrachten spi ralförmig angeordneten Leitern 1, 2 schematisch dargestellt. Es ist erkennbar, daß die Enden der einzelnen spiralig ge formten Leitern 1 bzw. 2 jeweils auf einer gemeinsamen Linie 8 bzw. 9 liegen. Die aus den Fig. 1 und 3 erkennbare Durch schaltung über Vias ist bei der schematischen Darstellung gemäß Fig. 2 fortgelassen worden.

An die nicht verschalteten Kontaktstellen 5 wird eine geeig nete Spannungsquelle angelegt.

Die Bahnbreite der aus Kupfer bestehenden Leiter 1, 2 sowie ihr Windungsabstand betragen 127 µ.

Bezugszeichenliste

1 Leiter
2 Leiter
3 Trägerplatte
4 gerader Abschnitt (von 1)
5, 5′ Kontaktstelle (für 1)
6 Kontaktstelle (für 1)
7 gerader Abschnitt (von 2)
8 Linie der Spiralzentren (von 1)
9 Linie der Spiralzentren (von 2)
10 Via
11 Via

Claims

1. Vorrichtung zum Empfangen elektromagnetischer Wellen, insbesondere für Diebstahlsicherungssysteme, gekennzeichnet durch wenigstens ein Paar elektrischer Leiter (1, 2), die jeweils in Form einer ebenen Spirale mit im wesentlichen gleicher Windungszahl und Windungsdichte ausgebildet und in einer gemeinsamen Ebene benachbart zueinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei elektrisch miteinander verbundene Paare elek trischer Leiter (1, 2) mit gleicher Spiralstruktur übereinan der angeordnet sind, welche sich im wesentlichen überdecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch etwa acht Paare übereinander angeordneter Leiter (1, 2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß die Ebenen der Paare elektrischer Leiter (1, 2) parallel zueinander ausgerichtet sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (1, 2) eines Paares jeweils auf einem Träger (3) aus elektrisch isolierendem Material angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (3) aus Epoxydharz bestehen.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei übereinander angeordnete Leiter (z. B. 1, 1) jeweils achwechselnd an ihrem inneren bzw. äußeren (Spiral-)Ende elektrisch miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende eines oberen Leiters (z. B. 1), der sich von einer außen liegenden ersten (Anschluß-)Kontaktstelle (5) nach innen windet, über ein erstes Via (10) mit dem inneren Ende des darunter liegenden Leiters (1) verbunden ist, der sich vorzugsweise unter Beibehaltung des Wicklungssinns von dem ersten Via (10) nach außen windet und an seinem äußeren Ende über ein zweites Via mit dem äußeren Ende des darunter liegenden Leiters (1) verbunden ist, welcher sich wiederum nach innen windet u. s. f., wobei das freie Ende des unter sten Leiters (1) mit einer Kontaktstelle (5′) verbunden ist, welche der ersten (Anschluß-)Kontaktstelle (5) benachbart ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (1, 2) in Form einer linearen, logarithmischen oder exponentiellen Spirale aufgebaut sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Windungsfläche der Leiter (1, 2) kreisförmig oder polygonal ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß der Windungsfläche der Leiter (1, 2) hexagonal oder oktogonal ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Leiter (1, 2) eines Paares vom gleichen Spiraltyp sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter aus Gold bestehen.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (1, 2) eine Bahnbreite und/oder einen Windungsabstand von etwa 100 bis 150 µ aufweisen.