DE69716645T2 - Radioelektrischer transponder mit antenne und verstimmungsschaltung - Google Patents

Radioelektrischer transponder mit antenne und verstimmungsschaltung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Feststellung und/oder des Abfragens von radioelektrischen Transpondern mithilfe eines Feststellungs- und/oder angepassten funkelektrischen Lesesystems. Derartige Transponder dienen insbesondere der Feststellung oder Identifizierung von mobilen Objekten, auf denen die Transponder angeordnet sind.
  • Derartige Systeme können insbesondere für die Erkennung von Ansteckmarken tragenden Personen, Erkennungsmarken mitführenden Fahrzeugen an Mautstellen an der Autobahn oder auch bei gelagerten oder zum Verkauf angebotenen Waren in Geschäften eingesetzt werden.
  • Ein Transponder ist ein automatisch auf das Außensignal eines Senders des Feststellungssystems antwortender Sender-Empfänger (Transmitter-Antwortsender).
  • Funkelektrische, in einigen Anwendungen Ansteckmarken oder Etiketten genannte Transponder haben auch die Rolle, Informationen als Antwort auf von einem Sender des Abfragesystems ausgegebene Signale über eine Entfernung hinweg zu übertragen.
  • In der folgenden Beschreibung wird der Begriff funkelektrisch mit seiner üblichen Form "Funk" abgekürzt.
  • Die Feststellungs- und/oder Abfragesysteme von bekannten Funktranspondern beinhalten einen Sender/Empfänger E und Transponder T1 T2, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt.
  • Der Sender/Empfänger E generiert ein Funkfeld B (oder ein elektromagnetisches Feld). Wenn ein Transponder T1 sich innerhalb der Grenzen des Feldes B befindet, erfasst der Transponder das Feld und signalisiert sein Vorhandensein dem Sender/Empfänger E.
  • Als "aktiv" bezeichnete Transponder, die somit ein Antwortsignal genanntes, zur den Sender/Empfänger E bestimmtes Funksignal zurücksenden, werden häufig eingesetzt. Das Antwortsignal kann die Identifikation des Transponders und/oder des Objektes erlaubende Informationen beinhalten, auf dem er angeordnet ist.
  • Zum Zurücksenden eines Funksignals können die aktiven Transponder eine autonome Energiequelle umfassen. Bevorzugt gewinnt der Transponder jedoch die Energie des Funkfeldes B zurück, um seinen elektronischen Schaltkreis zu versorgen. Um das Feld oder das Funksignal vollumfänglich einzufangen, beinhaltet der Transponder eine Funkantenne. Die Antenne wird zum Beispiel durch eine metallische Wicklung eines gedruckten Schaltkreises gebildet, was den Vorteil hat, die Abmessungen des Transponders zu verringern.
  • Bestimmte als "passiv" bezeichnete Transponder beinhalten einfach eine kurzgeschlossene metallische Schleife. Das Vorhandensein eines derartigen Transponders im Feld eines wie in Fig. 1 dargestellt gebildeten Senders E einer von einem Strom durchlaufenen Schleife verändert die gegenseitige Induktion der Senderschleife E und der Schleife des Transponders T1.
  • Dieses Sender- und passive Transpondersystem ist daher analog zum primären und sekundären Kreislauf eines elektrischen Transformators. Der Sender/Empfänger E kann somit das Vorhandensein eines Transponders T1 in seinem Feld durch Feststellen einer Änderung seines Induktionsstroms feststellen.
  • Außerdem gibt es Übertragungssysteme mit Transponder, in denen ein Funksender Informationen ausgibt, die auf einem im Transponder enthaltenen elektronischen Chip gespeichert sein können.
  • Im Allgemeinen betrifft der vorliegende Antrag jedes System zur Feststellung und/oder Abfrage von Transpondern, wobei die Transponder durch den Sender/Empfänger festgestellt oder auch abgefragt oder sogar gespeichert werden können. Der Begriff Sender/Empfänger bezeichnet allgemein jede Vorrichtung, das das Versenden eines Funkfeldes und die Feststellung oder Abfrage von im Feld vorhandenen Transpondern erlaubt, wobei die Vorrichtung bevorzugt geeignet ist, ein aus einem der Transponder stammendes Funkantwortsignal zu empfangen.
  • Gemäß Dokument W0 8910030 ist bekannt, dass ein Transponder in der Lage ist, gleichzeitig Energie zu speichern und Daten auszutauschen und wahlweise eine der beiden Funktionen durch Änderung der Parameter seiner Antenne, insbesondere seine Impedanz zu bevorzugen oder zu benachteiligen.
  • Schwierigkeiten tauchen auf, wenn mehrere Transponder gleichzeitig im Funkfeld B auftauchen. Dann antworten die Transponder alle gleichzeitig auf die Stimulierung des Feldes B, oder sie geben keine Antwort.
  • Zur Vermeidung dieser Verwechslung wurde vorgeschlagen, die Antworten der Transponder zu verzögern, wobei jeder Transponder nach einer zufälligen Zeit auf die Stimulierung eines Initialisierungssignals des Senders antwortet.
  • Besondere Sender können auch in der Lage sein, besondere Transponder-Antwortzeiten festzustellen und daraus ableiten, dass sich zwei von ihnen in derselben Zone befinden. Eine Lösung dieses Typs wird im Dokument EP 0638819 vorgeschlagen.
  • Dennoch gibt es in zahlreichen Fällen Transponder, die nicht auf die Stimulierung des Funkfeldes B oder des Funksignals antworten, wobei die Transponder inhibiert scheinen.
  • Dieses nicht gelöste Problem wird insbesondere im Dokument FR-A-2 717 593 angesprochen. Es wird die Tatsache festgestellt, dass "zwei benachbarte Etiketten sich im Feld ein und desselben Lesegeräts E befinden können, was ihre gegenseitige automatische Inhibition hervorrufen kann".
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist die Optimierung der Feststellung und/oder der Abfrage zahlreicher im Feld des Detektors und/oder Lesegeräts E vorhandener Transponder.
  • Ein anderer Gegenstand ist die Vermeidung von durch die Nähe der anderen Transponder verursachten Störungen der Funktion des Transponders.
  • Eine Erklärung der gegenseitigen Inhibition der Transponder ist, dass ein Transponder einen in Fig. 1 sichtbaren Funkschatteneffekt hervorruft, so dass ein sich im Schatten befindender anderer Transponder kein ausreichendes Feld oder keine ausreichende Energie mehr zum einwandfreien Betrieb erhält.
  • Diese Gegenstände werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Antenne eines Transponders in der Frequenz verstimmt oder in der Imped werden kann, so dass der Transponder und sein elektronischer Schaltkreis weniger Funkfeld und Energie absorbieren.
  • Somit kann ein anderer, sich in der Nähe des verstimmten oder fehleingestellten Transponders befindender Transponder ausreichend Funkfeld und Energie zum einwandfreien Betrieb erhalten.
  • Das Übertragungssystem kann dann diesen anderen Transponder feststellen oder abfragen, als ob er sich allein im Feld B des Senders befinden würde.
  • Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 1 definiert.
  • Die Erfindung wird bevorzugt realisiert, indem vorgesehen wird, dass die Anpassungsmittel die Abstimmung der Antenne gemäß der bestimmten funkelektrischen Frequenz erlauben und dass die Fehleinstellungsmittel die Fehleinstellung der Antenne im Verhältnis zur bestimmten funkelektrischen Frequenz erlauben.
  • Ein erster Realisierungsmodus sieht vor, dass die Fehleinstellungs- und/oder Anpassungsmittel in der Änderung eines Kapazitätswertes bestehen, wobei die Antenne einen Induktanzwert hat, so dass die Abstimmungsfrequenz der Antenne im Verhältnis zur bestimmten Frequenz der funkelektrischen Signale geändert wird.
  • Ein zweiter Ausführungsmodus sieht vor, dass die Anpassungs- und/oder Fehleinstellungsmittel die Impedanzanpassung zwischen der Antenne und dem elektronischen Schaltkreis erlauben.
  • In einem Beispiel des zweiten Ausführungsmodus bestehen die Anpassungs- und/oder Fehleinstellungsmittel in der Änderung eines Ladungs- und/oder Widerstandswertes, um den Impendanzwert der Antenne und/ oder den Impedanzwert des elektronischen Schaltkreises zu ändern.
  • Wenn zwei Transponder in einem funkelektrischen Feld vorhanden sind, empfängt somit gemäß eines Merkmals jeder der Transponder das funkelektrische Feld und/oder die bestimmten Frequenzsignale, unabhängig von der Position des Transponders im Verhältnis zum anderen Transponder, wobei jeder Transponder die Anpassungs- und Fehleinstellungsmittel beinhaltet, um die von der Nähe des anderen Transponders hervorgerufenen funkelektrischen Störungen zu vermeiden.
  • Gemäß eines anderen Merkmals gehen die Transponder jeweils abwechselnd in einen ausgewählten Zustand über, wobei ein einziger Transponder oder eine geringe Anzahl von Transpondern zu einem Zeitpunkt in einem ausgewählten Zustand ist.
  • Gemäß eines anderen Merkmals geht ein Transponder während einer einer verzögerten Inhibition des Transponders entsprechenden Zeitdauer in einen nicht ausgewählten Zustand über.
  • Es werden ebenfalls an die erfindungsgemäßen Transponder angepasste Übertragungssysteme vorgesehen.
  • Die Erfindung wird bei der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen besser verstanden, die als nicht einschränkende Beispiele beigefügt werden; in den beigefügten Zeichnungen:
  • - stellt Fig. 1 ein Prinzipschema eines Übertragungssystems mit Transponder gemäß der Vorveröffentlichungen dar;
  • - stellt Fig. 2 ein Prinzipschema eines Übertragungssystems mit Transponder gemäß der Erfindung dar;
  • - stellt Fig. 3 ein Transponder-Schaltkreis- Schema gemäß eines ersten Ausführungsmodus der Erfindung dar;
  • - stellt Fig. 4 ein Transponder-Schaltkreis- Schema gemäß eines zweiten Ausführungsmodus der Erfindung dar.
  • Fig. 1 zeigt zwei im Feld B eines Senders/Empfängers E präsentierte klassische Transponder T1 und T2. Der Transponder T1 in direkter Sicht des Empfängers E empfängt das Feld B einwandfrei. Das Funkfeld liefert ihm Energie zum Betrieb und zur Signalisierung seiner Präsenz an den Sender/Empfänger E und zur eventuellen Übertragung der Funksignale als Antwort an diesen. In der Anordnung der Fig. 1 ist der Transponder T1 zwischen dem Sender E und dem Transponder T2 zwischengechaltet, der dann das Funkfeld B' unter Schwierigkeiten empfängt.
  • Das Funkfeld B und seine Energie werden nämlich vom Transponder T1 absorbiert, der in gewisser Hinsicht einen Funkschirm bildet. Dieser Funkschatteneffekt verhindert häufig eine fehlerfreie Feststellung des Transponders T2, da dieser kein ausreichendes Funkfeld und keine ausreichende Energie zum einwandfreien Betrieb empfängt.
  • Im Allgemeinen beobachtet man einen gegenseitigen Abschwächungs- oder Inhibitionseffekt, wenn die klassischen Transponder benachbart sind, so dass die Transponder nicht einwandfrei festgestellt werden oder keine Antwort an den Sender/Empfänger kommunizieren können.
  • Da klassische Transponder bevorzugt verminderte Abmessungen haben, arbeitet der Fachmann besonders an die Frequenz der Funkfelder, die die Antenne empfangen soll, und perfekt an die Impedanz der von der Antenne bedienten elektronischen Schaltkreise angepasste Antennen aus.
  • Auf überraschende Weise sieht die Erfindung Fehleinstellungsmittel der Antenne eines Transponders vor, um die Absorbption des Funkfeldes durch den Transponder zu beschränken, wenn er nicht ausgewählt ist. Ein benachbarter Transponder kann somit einwandfrei das Funkfeld empfangen und festgestellt werden oder mit dem Sender/Empfänger kommunizieren.
  • Anpassungsmittel der Antenne dieses benachbarten Transpondes sind dagegen vorgesehen, damit er das Funkfeld vollumfänglich empfängt.
  • In Fig. 2 sieht man ähnlich wie in Fig. 1 somit zwei im vom Sender/Empfänger E ausgegebenen Funkfeld B angeordnete Transponder P1 und P2.
  • Im Beispiel der Fig. 2 geht man davon aus, dass die Antenne des Transponders P1 fehleingestellt ist, das heißt, dass die Antenne das Funkfeld B kaum oder überhaupt nicht absorbiert. Hinsichtlich des zweiten Transponders P2 hat das Funkfeld B' dann eine normale Leistung, als ob der Transponder P1 abwesend wäre. Somit empfängt der Transponder P2 ausreichend Energie, um zu funktionieren und festgestellt zu werden oder dem Sender/Empfänger E zu antworten.
  • Der durch die Transponder der Vorveröffentlichung hervorgerufene Funkschatteneffekt oder Funkschirm wird somit unterdrückt oder abgeschwächt (vgl. Fig. 1).
  • Ein erster Ausführungsmodus der Fehleinstellungsmittel der Antenne eines Transponders besteht in der Fehleinstellung der Antenne im Verhältnis zur Frequenz des Funkfeldes des Senders, wobei diese bestimmte Frequenz die Referenz fe trägt.
  • Die Antenne eines Transponders besteht im Allgemeinen aus einem eine Induktanz und eine wie in Fig. 3 dargestellte Kapazität umfassenden Resonanz- Schaltkreis. Somit kann die Induktanz L in Form einer gewundenen spiralförmigen Wicklung realisiert werden. Die Kapazität C kann aus einem einzigen Kondensator bestehen. Sie wird bevorzugt aus einem parallel angeschlossenen Kondensatoraufbau C1, C2 gebildet, so dass die Kapazität jeder der Kondensatoren C1 C2 des Aufbaus hinzugefügt wird.
  • Die wohlbekannte Resonanzfrequenz eines derartigen Schaltkreises wird durch das Produkt der Induktanzwerte L und der Kapazität C bestimmt.
  • Ein Mittel zur Fehleinstellung der Antenne besteht in der Abstimmung der Antenne auf eine unterschiedliche Resonanzfrequenz fd zu der Frequenz fd des Funkfeldes oder der an die Transponder übertragenen Funksignale. Auf diese Weise wird die Antenne des Transponders im Verhältnis zur übertragenen Frequenz fe fehleingestellt. Der Transponder und seine Antenne absorbieren dann das Feld oder das Funksignal des Senders sehr schwach.
  • Umgekehrt sieht die Erfindung Anpassungsmittel der Antenne eines Transponders vor. Diese Anpassungsmittel erlauben dem Transponder wenn notwendig den vollumfänglichen Empfang des Feldes oder des Funksignals, insbesondere, wenn der Transponder ausgewählt ist. Der erste Ausführungsmodus sieht die Anpassung der Antenne durch Abstimmung der Resonanzfrequenz auf die Frequenz fd des Feldes oder der übertragenen Signale vor.
  • Wie in Fig. 3 dargestellt, beinhalten die Abstimmungsmittel der Resonanzfrequenz der Antenne vorteilhaft eine veränderbare Kapazität. Die veränderbare Kapazität wird gemäß des Beispiels der Fig. 3 mit einem durch einen Umschalter I1 in Parallelschaltung an die Kondensatoren C1 und C2 angeschlossenen Kondensator V1 erreicht. Wenn der Umschalter I1 geschlossen ist, lautet die Kapazität C des Resonanz-Schaltkreises daher:
  • C = C1 + C2 + V1
  • wobei C1, C2, V1 jeweils Kapazitätswerte der Kondensatoren C1, C2 und V1 sind.
  • Die Resonanzfrequenz fa der angepassten Antenne wird daher durch folgendes Produkt bestimmt:
  • L·C = L·(C1 + C2 + V1)
  • Die Frequenz fa der angepassten Antenne ist somit unterschiedlich zu der Frequenz fd der fehleingestellten Antenne, die durch folgendes Produkt bestimmt wird:
  • L·C = L·(C1 + C2)
  • Die Frequenz fd wird im Verhältnis zur Frequenz fa durch passende Auswahl des Wertes der Kapazitäten C1, C2 und V1 einwandfrei verschoben.
  • Wenn die Frequenz fe des Feldes oder des übertragenen Funksignals zum Beispiel 130 kHz ist, wird die Antenne auf die Frequenz fa von 130 kHz durch Auswahl der folgenden Werte dieser Komponenten abgestimmt:
  • - eine Induktanz L von 1 uH
  • - identische Kondensatoren C1, C2, V1 von 0,5 uF.
  • Das Produkt der Induktanz- und Kapazitätswerte hat daher folgenden Wert:
  • L·(C1 + C2 + V1) = 1,5·10&supmin;&sup0;&sup6; s².
  • Dieses Produkt entspricht einer Resonanzfrequenz von 130 kHz.
  • Die Fehleinstellungsmittel der Antenne können einfach im Abhängen des Kondensators V1 durch Öffnen des Schalters I1 bestehen. Das Produkt der Induktanz- und Kapazitätswerte der fehleingestellten Antenne hat also folgenden Wert:
  • L·(C1 + C2) = 1·10&supmin;&sup0;&sup6; s².
  • Dieses Produkt entspricht einer Resonanzfrequenz fd der fehleingestellten Antenne von ungefähr 160 kHz. Da die Antenne auf einer von der Frequenz fa des Feldes oder der vom Sender übertragenen Signale entfernten Frequenz fd abgestimmt ist, empfängt sie diese Übertragung schwach und generiert nicht den Empfang des Feldes oder der Signale eines benachbarten Transponders.
  • Fig. 2 stellt diese Situation dar, in der sich zwei Transponder T1, T2 im Funkfeld des Senders E befinden. Wenn man davon ausgeht, dass der Transponder P1 sich in einem fehleingestellten Zustand befindet, sieht man, dass das Feld B einwandfrei an den Transponder P2 übertragen wird, obwohl der Transponder P1 dazwischengeschaltet ist.
  • Auf äquivalente Weise kann die Abstimmung der Antenne erreicht werden, wenn der Umschalter I1 offen ist, wobei dann die Induktanzwerte L und die Kondensatorwerte C1 und C2 der Frequenz fe des Senders entsprechen. Die Antenne wird durch Schließen des Umschalters I1 fehleingestellt, das heißt, durch Anschließen des Kondensators V1 oder auch durch Anschließen verschiedener Kondensatoren V1, V2 mittels mehrerer Schalter I1, I2:
  • Es ist vorzuziehen, dass die Resonanzfrequenz fd der fehleingestellten Antenne nahe der Senderfrequenz fe und damit der Resonanzfrequenz fa der angepassten Antenne ist. Die fehleingestellte Antenne empfängt dann nämlich das Feld oder Funksignal schwach. Dann verfügt der Transponder über eine geringe, jedoch ausreichende Energie, um die Anpassungsmittel, wie den Schalter I1, zu betätigen und in einen angepassten Zustand überzugehen. Dieser Effekt kann vorteilhaft zur abwechselnden Aktivierung der Transpondeur genutzt werden, wie im Folgenden erläutert wird.
  • Ein zweiter Ausführungsmodus der Fehleinstellungsmittel der Antenne eines Transponders besteht in der Durchführung einer Impedanzfehleinstellung zwischen der Antenne und den elektronischen Schaltkreisen D des Transponders.
  • Die Antenne eines Transpondere weist in der Tat eine gewisse Impedanz bei der Frequenz fe des Feldes oder der übertragenen Signale auf.
  • Damit der von der Antenne versorgte elektronische Schaltkreis D ausreichend Signale und Energie empfängt, nimmt man klassischerweise eine Impedanzanpassung vor, das heißt, dass der elektronische Schaltkreis berechnet und eingestellt wird, um eine zur Ausgangsimpedanz der Antenne deutlich identische Eingangsimpedanz zu erreichen, damit die elektronischen Signale die bestimmte Frequenz fe haben.
  • Fig. 4 erlaubt ein besseres Verständnis dieses zweiten Ausführungsmodus. Sie zeigt einen Transponder analog zu dem der Fig. 3, in dem ein Widerstand R in den Antennen-Schaltkreis einsteckbar ist, um eine Impedanzfehleinstellung durchzuführen. Die Antenne umfasst immer eine Induktanz L und Kondensatoren C1, C2, wobei die Kapazität in diesem Beispiel des zweiten Ausführungsmodus fest ist. Die durch das Produkt der Induktanzwerte und der Kapazität (L·C) bestimmte Resonanzfrequenz der Antenne ist daher fest und entspricht der Frequenz fe des Feldes und der übertragenen Signale. In diesem zweiten Ausführungsmodus gibt es also keine Fehleinstellung der Frequenz. Ein Schalter I erlaubt den Anschluss des Widerstandes R in Parallelschaltung an die Komponenten L, C1, C2 der Antenne und an den elektronischen Schaltkreis D.
  • Der Widerstandswert R wird zur Änderung des Impedanzwertes der Antenne oder des Impedanzwertes des elektronischen Schaltkreises D ausgewählt, wobei der Widerstandswert R bevorzugt niedrig ist. Der Widerstandswert R kann im Extremfall Null sein, wobei das Fehleinstellungsmittel dann darauf hinausläuft, die Antenne kurzzuschließen, wobei der Transponder dann weder Energie noch Feld absorbiert.
  • Beim Betrieb empfängt die Antenne normalerweise das Feld oder die Frequenzsignale fe.
  • Wenn der Schalter I geschlossen ist, werden der geänderre Impedanzwiderstand R der Antenne L, C1, C2 und die Antenne in der Impedanz im Verhältnis zum elektronschen Schaltkreis fehleingestellt.
  • In einem derartigen fehleingestellten Zustand werden die von der Antenne empfangenen elektronischen Signale und die Energie schwach an den elektronischen Schaltkreis übertragen. Die Antenne des Transponders absorbiert also wenig oder überhaupt kein Feld oder die übertragenen Signale.
  • In angepassten Zustand gemäß dieses zweiten Ausführungsmodus ist der Umschalter I offen und der Widerstand R ist vom Schaltkreis abgehängt. Dann weist die Antenne L, C1, C2 eine an die Impedanz des von der Antenne bedienten elektronischen Schaltkreises D angepasste Impedanz auf. Dann überträgt die Antenne vollumfänglich das Signal und die Energie, die sie empfängt, an den elektronischen Schaltkreis D. Der Transponder absorbiert daher das Feld B und die Energie. Er kann somit einwandfrei vom Sender/Empfänger E festgestellt werden, wobei dieser die Absorption des Feldes feststellt. Gemäß einer Variante nutzt der Transponder die absorbierte Energie zum Rücksenden eines starken Antwortsignals an den Sender/Empfänger E.
  • Andere Realisierungen der gesteuerten Impedanz- Anpassung/-Fehleinstellung können in Betracht gezogen werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu sprengen. Die Nutzung einer Viertelwellenleitung, eines Impedanz-Umformers, usw. sind zum Beispiel zwei von zahlreichen dem Fachmann zur Verfügung stehenden Impedanz-Anpassungs- und/oder Fehleinstellungsmöglichkeiten.
  • Ganz allgemein können andere, Fachleuten wohlbekannte Fehleinstellungs- und Anpassungsmittel an eine Feld- oder Signalübertragung auf äquivalente Weise in Betracht gezogen werden.
  • Im Verlauf der Beschreibung wird der Begriff "angepasster Transponder" allgemein zur Bezeichnung eines Transponders verwendet, dessen Antenne in einem angepassten Zustand ist, wobei eines der vorherigen Anpassungsmittel an die Übertragung des Feldes oder der Funksignale umgesetzt wird.
  • Im gegenteiligen Fall spricht man von fehleingestellten Transpondern.
  • Der Betrieb eines Transponderaufbaus sowie der Übertragungsprotokolle eines erfindungsgemäßen Transpondersystems werden jetzt beschrieben, was die Darstellung anderer Vorteile der Erfindung erlaubt.
  • Transponder im Ruhezustand, das heißt, außerhalb des Funkfeldes B, befinden sich bevorzugt in einem fehleingestellten Zustand.
  • Wenn mehrere Transponder gleichzeitig in das Feld B eintreten, kann somit jeder Transponder in einem angepassten Zustand übergehen und vom Sender/Empfänger ohne Störungen durch die anderen, alle fehleingestellten Transponder festgestellt oder befragt werden.
  • Im fehleingestellten Zustand ist vorgesehen, dass ein Transponder ein wenig Feld und damit Energie empfängt. Somit verfügt der Transponder über das notwendige Minimum an Energie, um vom fehleingestellten Zustand in den angepassten Zustand überzugehen, zum Beispiel durch Betätigung des Umschalters I, I1, I2.
  • Diese Bedingung wird leicht erfüllt, denn eine auf eine etwas von der Frequenz des übertragenen Feldes entfernte Frequenz abgestimmte Antenne empfängt das Funkfeld und seine Energie immer noch schwach. Ebenso erlaubt eine Impedanzfehleinstellung zwischen der Antenne und dem elektronischen Schaltkreis immer noch eine schwache Übertragung des Funksignals und damit der Energie.
  • Ein erstes Feststellungs-/Abfrageprotokoll sieht vor, dass ein Transponder zufällig in einen angepassten Zustand übergeht. Wenn das zeitliche Intervall, in dem der Transponder im angepassten Zustand bleibt, herpo. t ist, ist die Wahrscheinlichkeit dass zwei Transponder zur selben Zeit angepasst sind. Somit erreicht man vorteilhaft eine korrekte Feststellung oder korrekte Antwort der Transponder.
  • Die Stufen des Leseprotokolls sind daher wie folgt:
  • - Die Transponder werden zu Anfang fehleingestellt.
  • - Von den im Feld vorhandenen und damit etwas Energie empfangenden Transpondern geht ein Transponder zufällig in den angepassten Zustand über.
  • - Zwischen diesem angepassten Transponder und dem Sender/Empfänger E werden Funksignale ausgetauscht.
  • - Dieser Transponder wird erneut fehleingestellt.
  • Ein zweites Protokoll besteht darin, vorzusehen, dass ein Transponder nach einem adäquaten Steuersignal des Senders E in den angepassten Zustand übergeht.
  • Somit können die Transponder abwechselnd aktiviert werden, wobei ein einziger Transponder zu einem bestimmten Zeitpunkt angepasst ist.
  • Man kann ebenfalls vorsehen, dass die Transponder alle in einem angepassten Zustand sind, wenn sie im Ruhezustand sind. In diesem dritten Protokoll kann der Sender dann einen einem Transponder die Rückkehr in einen fehleingestellten Zustand anordnenden Befehl versenden. Somit kann der Sender alle sich in seinem Feld befindenden Transponder mit einer Ausnahme deaktivieren. Die Stufe der Befehlsübertragung zwischen dem Sender und diesem ausgewählten Transponder kann dann ablaufen.
  • Nach diesem Austausch aktiviert der Sender einen anderen Transponder.
  • Und so weiter, bis der Sender jeden sich in seinem Feld befindenden Transponder abgefragt hat.
  • Dieser Befehl durch den Sender wird bevorzugt mit einem bekannten Identifizierungsprotokoll des Codes eines Transponders Bit für Bit kombiniert.
  • Man kann auch ein Feststellungs-/Abfrageprotokoll verwenden, in dem das Protokoll ab einem Initialisierungssignal des Senders/Empfängers beginnt, wobei jeder Transponder nach einer einem Element seines Identifizierungscodes entsprechenden Zeitspanne ein Erkennungssignal zurücksendet.
  • Derartige Protokolle und Feststellungs-/Abfragesysteme werden zum Beispiel im Patent EP-B-0 495 708 im Namen der Antragstellerin beschrieben.
  • Die Erfindung sieht auch ein Feststellungs- und/ oder Abfragesystem von einen funkelektrischen Sender/Empfänger umfassenden Transponder und eine Vielzahl von Transpondern vor, wie zum Beispiel zuvor beschrieben, die geeignet sind, in seinem Feld aufzutauchen.
  • Fig. 2 stellt ein Beispiel eines solchen Feststellungs-Systems dar. So sieht man einen Aufbau aus drei Transpondern P0, P1, P2 und einen Sender/Empfänger E, der es erlaubt, sie festzustellen und/ oder sie abzufragen.
  • Die beiden Transponder P1 und P2 befinden sich in durch gestrichelte Linien dargestellten Grenzen des vom Sender E ausgegebenen Funkfeldes B.
  • Jeder Transponder beinhaltet eine zum Beispiel in Fig. 2 in Form eines Resonanzschaltkreises mit Induktanz, Kapazität, Ladung und elektronischem Schaltkreis dargestellte Antenne.
  • Diese Antenne dient bevorzugt zum Empfang des Funkfeldes B und seiner Energie sowie der übertragenen Funksignale durch Modulieren des Feldes B. In diesem Fall haben das Feld und die Signale dieselbe, bestimmte Frequenz fe genannte Frequenz.
  • Man kann auch vorsehen, dass das Feld und die Signale unterschiedliche Frequenzen haben, wobei die Antenne des Transponders die Signale der bestimmten Frequenz aus dem Sender E empfängt und der elektronische Schaltkreis des Transponders andererseits ein beliebiges Frequenzfeld B und seine Energie empfängt.
  • Man kann ebenfalls vorsehen, dass die Antenne des Transponders für den Empfänger E bestimmte Signale einer bestimmten Frequenz ausgibt, wobei ein elektronischer Schaltkreis des Transponders das Feld B beliebiger Frequenz getrennt empfängt.
  • Jeder Transponder beinhaltet daher eine Antenne, die in der Lage ist, Funksignale einer bestimmten Frequenz zwischen dem Sender/Empfänger E und dem Transponder zu übertragen.
  • Wenn die erfindungsgemäßen Transponder P1, P2 im Feld B sind, kann der Transponder P1 fehleingestellt oder verstimmt sein. Somit vermeidet man jegliche Störung einer Übertragung zwischen dem Sender/Empfänger E und dem Transponder P2 durch den anderen im Funkfeld B vorhandenen Transponder P1.
  • Ebenso kann der Transponder P2 in einer anderen Stufe des Übertragungsprotokolls fehleingestellt oder verstimmt sein, um jegliche Störung einer Übertragung zwischen dem Sender/Empfänger E und dem Transponder P1 zu vermeiden.
  • Um zu dieser anderen Stufe überzugehen, ist es vorzuziehen, vorzusehen, dass der Sender/Empfänger einen Auswahlbefehl an einen Transponder von allen vorhandenen Transpondern versendet. Dieses Steuersignal kann zum Beispiel der Identifikationscode eines Transponders sein. Dann geht der betroffene Transponder nach diesem aus dem Funk-Sender/-Empfänger stammenden Befehl bevorzugt in einen ausgewählten Zustand über.
  • Schließlich sieht die Erfindung vor, dass das Feststellungs-/Abfragesystem einen Sender mit einer Frequenzabtastung über einen verringerten Bereich beinhaltet.
  • Diese Anordnung ist vorteilhaft, wenn man die Transponder verwendet, deren Antenne in Frequenz fehleingestellt sein kann. Somit kann ein Transponder, der während einer Abfragephase nicht festgestellt oder abgelesen worden sein sollte, in dieser Abtastphase in der Frequenz festgestellt werden.
  • Nach dem vorherigen Beispiel kann der Sender- Empfänger, wenn die bestimmte Frequenz fe deutlich gleich der Frequenz fa von 130 kHz ist, auf der sich die Antenne des angepassten Transponders abstimmt, ein Frequenzabtasten im Bereich 130 kHz-160 kHz umfassen. Der Frequenzbereich beinhaltet dann die Resonanzfrequenz fa der angepassten Antennen und die Resonanzfrequenz fd der fehleingestellten Antennen.
  • Der zuvor beschriebene Betriebsmodus der Transponder sieht vor, dass der Sender ein einzigartiges Funkfeld mit der bestimmten Frequenz generiert, wobei dieses Feld die Informationen eventuell auf einen Transponder wie ein Abfragesignal oder Initialisierungssignal in Form von Funksignalen überträgt. Dieses Funksignal ist bevorzugt eine einfache Modulation des Funkfeldes.
  • Im Allgemeinen kann die Erfindung mit einem vom Empfangssystem der Funksignale verschiedene Energieempfangsvorrichtung umfassenden Transponder umgesetzt werden.
  • Darüber hinaus hat man in den zuvor betrachteten Anwendungen lediglich die Tatsache angesprochen, dass die Antenne der Transponder fehleingestellt war, um die Absorbierung des Feldes oder des Funksignals des Senders zu vermeiden.
  • Ganz allgemein jedoch können die von einem der Transponder an den Sender/Empfänger gesendeten Antwortsignale ebenfalls von den benachbarten Transpondern absorbiert werden. Dieser Effekt ist umso störender als der Transponder im Allgemeinen über eine sehr schwache Energie für eine derartige Rücksendung verfügt.
  • Es ist daher vorteilhaft, vorzusehen, dass die anderen Transponder fehleingestellt sind, um das Absorbieren des von einem Transponder zurückgesendeten Antwortsignals zu vermeiden.
  • Im Allgemeinen sieht die Erfindung daher einen Transponder vor, der geeignet ist, in einem funkelektrischen Feld präsentiert zu werden, wobei der Transponder einen elektronischen Schaltkreis beinhaltet, der in der Lage ist, von einem derartigen Feld gelieferte Energie zu absorbieren und wiederzugeben, und eine Antenne, die in der Lage ist, die funkelektrischen Signale bestimmter Frequenz zu übertragen, hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne Fehleinstellungsmittel für eine Signalübertragung einer bestimmten Frequenz und Anpassungsmittel zur Übertragung der Signale der bestimmten Frequenz beinhaltet, wobei die Anpassungsmittel der Antenne umgesetzt werden, wenn der Transponder in einem ausgewählten Zustand ist, wobei die Fehleinstellungsmittel der Antenne umgesetzt werden, wenn der Transponder in einem nicht ausgewählten Zustand ist, so dass der nicht ausgewählte Transponder eine begrenzte Absorption der funkelektrischen Signale der bestimmten Frequenz aufweist.
  • Die Erfindung kann vorteilhaft in einem ein zum Lesen der Informationen auf Etiketten oder zum Feststellen der derartigen Etiketten umfassenden Objekte bestimmten Lesegerät oder einen Detektor umfassendes Übertragungssystem umgesetzt werden. Dieses System findet insbesondere auf kommerzielle Anwendungen Anwendung, zum Beispiel zur Rückverfolgbarkeit von Produkten oder einer Lagerverwaltung, wobei die Etiketten über Preis-, Identifizierungs- oder Mengeninformationen der entsprechenden Produkte verfügen.

Claims (12)

1. Transponder (P1), der geeignet ist, gemäß eines Feststellungs-/Abfrageprotokolls im funkelektrischen Feld (B) eines Senders (E), in dem sich wenigstens ein anderer Transponder (P2) befindet, festgestellt/abgefragt zu werden, wobei der Transponder (P1) einen elektronischen Schaltkreis (D) umfasst, der in der Lage ist, die durch ein derartiges Feld gelieferte Energie zu absorbieren und wiederzugeben, und eine Antenne (L, C1, C2), die in der Lage ist, funkelektrische Signale einer bestimmten Frequenz zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne ein Anpassungs-/Fehlanpassungsmittel an eine Signalübertragung einer bestimmten Frequenz umfasst, das gemäß des Feststellungs-/Abfrageprotokolls umgesetzt wird, so dass der Transponder sich entweder in einem ersten nicht angepassten Zustand befindet, in dem er eine begrenzte Absorption der funkelektrischen Signale einer bestimmten Frequenz aufweist, um die Feststellung/Abfrage des anderen Transponders (P2) nicht zu stören, oder in einem zweiten angepassten Zustand, um vom Sender festgestellt/abgefragt zu werden.
2. Transponder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder außerhalb eines funkelektrischen Felder (B) in einem nicht angepassten Zustand ist.
3. Transponder gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sein Anpassungs-/Fehleinstellungsmittel zufällig umgesetzt wird, so dass der Transponder sich während einer verringerten Zeit in einem angepassten Zustand befindet.
4. Transponder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder außerhalb eines funkelektrischen Feldes (B) in einem angepassten Zustand ist.
5. Transponder gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sein Anpassungs-/ Fehleinstellungsmittel durch eine Steuerung eines Senders/Empfängers umgesetzt wird.
6. Transponder gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-/ Fehleinstellungsmittel die Abstimmung der Antenne gemäß der bestimmten funkelektrischen Frequenz erlauben, und dass die Anpassungs-/Fehleinstellungsmittel die Fehleinstellung der Antenne im Verhältnis zur bestimmten funkelektrischen Frequenz erlauben.
7. Transponder gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-/ Fehleinstellungsmittel in der Änderung eines Kapazitätswertes (C1 + C2 + V1) bestehen, wobei die Antenne einen Induktanzwert (L) hat, so dass die Abstimmungsfrequenz der Antenne im Verhältnis zur bestimmten Frequenz der funkelektrischen Signale verändert wird.
8. Transponder gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-/ Fehleinstellungsmittel (R, I) die Änderung der Impedanzanpassung zwischen der Antenne und dem elektronischen Schaltkreis erlauben.
9. Transponder gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungs-/ Fehleinstellungsmittel in der Änderung eines Ladungswertes und/oder Widerstandswertes (R) bestehen, um den Impedanzwert der Antenne (L, C1, C2) und/oder den Impedanzwert des elektronischen Schaltkreises (D) zu ändern.
10. System mit einer Vielzahl Transpondern gemäß einem der vorherigen Ansprüche und wenigstens einem ein funkelektrisches Feld (B) kreierenden Sender/Empfänger (E), dadurch gekennzeichnet, dass die sich im funkelektrischen Feld (B) befindenden Transponder einem Feststellungs-/Abfrageprotokoll unterstehen, so dass alle abwechselnd vom Sender/Empfänger werden, ohne die funkelektrischen Störungen der anderen festgestellt und/oder abgefragt, wobei ein einziger oder eine geringe Anzahl von ihnen sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem angepassten Zustand befindet.
11. System gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transponder während einer einer verzögerten Inhibition des Transponders entsprechenden Zeitdauer in einen nicht angepassten Zustand übergeht.
12. System gemäß Anspruch 10, in dem jeder Transponder in der Lage ist, Signale bestimmter funkelektrischer Frequenz zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass der funkelektrische Sender/Empfänger ein Abtasten in der Frequenz in einer Bandbreite um die bestimmte Frequenz beinhaltet, damit ein sich in einem nicht angepassten Zustand befindender Transponder die vom durch den Sender/Empfänger ausgegebenen Feld gelieferte Energie absorbiert und in einen angepassten Zustand übergeht, so dass der Transponder festgestellt/abgefragt wird.
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