EP1624526A1 - Antenna device comprising a magnetisable core - Google Patents
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- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
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- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
- H01Q7/06—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop with core of ferromagnetic material
- H01Q7/08—Ferrite rod or like elongated core
Definitions
- the invention relates to an antenna component, in particular for wireless identification systems according to the preamble of claim 1.
- the antenna components with a magnetizable core for wireless identification systems generally work in the low-frequency range (10-250 kHz) and, in addition to the electromagnetic field, also generate mechanical vibrations.
- the mechanical vibrations are caused by the magnetostriction of the soft magnetic core.
- the use of the known antenna components leads due to the occurring mechanical vibrations of the core and the resulting sound propagation through the outer casing of the component to disturbing noise.
- the antenna component according to the invention has sections surrounded by a damping medium.
- the mechanical vibrations of the core caused by the magnetostriction are at least partially surrounded the core and / or the winding body is damped with the damping medium, so that the sound transmission from the core is interrupted to the surrounding components of the antenna component. This interruption of sound transmission avoids disturbing noises due to the magnetostriction when using the antenna component.
- FIGS. 1a and 1b show an antenna component according to the prior art.
- the core 1 which is usually a soft-magnetic core, is surrounded by a coil or bobbin 2, onto which a coil 3 is wound in a region 3 (so-called winding chamber).
- Core 1 and bobbin 2 are usually surrounded by a shell material 4 (this may be a housing or outer housing or an encapsulation), wherein it preferably is a potting.
- a shell material 4 this may be a housing or outer housing or an encapsulation
- the core 1 is caused to vibrate as a result of the magnetostriction, which vibrations are transmitted to the surrounding components, in particular the enveloping material 4. This sound propagation through the shell material leads to disturbing noises when using the antenna component.
- FIGS. 2 a and 2 b show an example of an antenna component according to the invention.
- the core 1 is also here on the winding body 2, preferably in a region close to the center of gravity of the core 1, attached.
- the core 1 is preferably a soft-magnetic ferrite core whose geometry is preferably elongated, in particular cylindrical or cuboid, with a homogeneous or inhomogeneous cross section.
- the noises caused by the magnetostriction are suppressed to such an extent that they are virtually imperceptible to the outside.
- the noise development can be further reduced by using core materials in which the magnetostriction itself is already weaker.
- a core is used under the conditions of use of low magnetostriction.
- a soft magnetic MnZn ferrite material is preferably used as the corresponding soft magnetic core material.
- the proportions of the components Fe 2 O 3 , MnO and ZnO should preferably be between 51.0 and 53.5 mol% f. Fe 2 O 3 , between 25.0 u. 40.0 mol% f. MnO or between 10.0 u. 25.0 mol% f. ZnO are, with other additives or additives and the existing oxygen content (degree of oxidation) are not taken into account.
- the attachment of the core 1 in the winding body 2 is preferably carried out on the surfaces with the smallest extent.
- the winding body 2 completely encapsulates the core 1 in the example shown.
- the winding body 2 is preferably constructed in two parts.
- the connection of the individual parts of the winding body 2 is such that the core 1 is partially surrounded by a gaseous medium or other damping media.
- the individual parts of the winding body can be glued or welded or said parts can be closed by mechanical mold elements.
- Preferred as a connection type is the ultrasonic welding.
- the winding body 1 is housed in the final assembly of the antenna in a shell material 4. This can be achieved by z. B. by Injection molding of the winding body 2, mounting in a casting housing, encapsulation in a housing and closing the same by ultrasonic welding and by encapsulation in a housing and closing the same by mechanical mold elements.
- the winding body 2 surrounds the core completely, so that the interruption of the vibration transmission takes place in the winding body 2.
- the damping medium is introduced between the winding body 2 and the wrapping material 4.
- the winding body 2 in the shell material 4 is preferably installed so that the ends of the core 1 are completely surrounded by air, another gas or a solid damping medium. Core 1 and winding body 2 are then encapsulated by the enveloping material 4, which may be tightly sealed in view of the possibly used gaseous medium.
- a material which is as stable as possible is selected in order to absorb the forces caused by the pressure changes of the gaseous medium without deformation.
- FIG. 3 shows a further embodiment according to the invention.
- the damping medium is a solid 7, which surrounds the core 1 and the winding body 2 (ie, the coil) so that they are completely enclosed by the damping medium.
- Foam is preferably used as a damping medium, wherein a polyurethane-containing material can be used. This will in the manufacture of the antenna component preferably formed from two half-shells 7a, 7b, which are placed around the coil (bobbin 2, wire and core 1).
- the coil can be completely encapsulated with the damping medium 7.
- the coil surrounded with the damping medium 7 coil is connected to a capacitor 6 and accommodated in an enveloping body, which consists of a housing 8, which is preferably closed by a cover 5 by ultrasonic welding.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Antennenbauteil, insbesondere für drahtlose Identifikationssysteme nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an antenna component, in particular for wireless identification systems according to the preamble of
Die Antennenbauteile mit magnetisierbarem Kern (insbesondere einem weichmagnetischen Ferritkern) für drahtlose Identifikationssysteme arbeiten in der Regel im niederfrequenten Bereich (10 - 250 KHz) und erzeugen neben dem elektromagnetischen Feld auch mechanische Schwingungen. Die mechanischen Schwingungen entstehen durch die Magnetostriktion des weichmagnetischen Kerns. Die Verwendung der bekannten Antennenbauteile führt infolge der auftretenden mechanischen Schwingungen des Kerns und der daraus resultierenden Schallausbreitung über das Außengehäuse des Bauteils zu störenden Nebengeräuschen.The antenna components with a magnetizable core (in particular a magnetically soft ferrite core) for wireless identification systems generally work in the low-frequency range (10-250 kHz) and, in addition to the electromagnetic field, also generate mechanical vibrations. The mechanical vibrations are caused by the magnetostriction of the soft magnetic core. The use of the known antenna components leads due to the occurring mechanical vibrations of the core and the resulting sound propagation through the outer casing of the component to disturbing noise.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Antennenbauteil anzugeben, so daß die erwähnten Nebengeräusche nicht mehr auftreten oder kaum noch wahrnehmbar sind.It is an object of the present invention to provide an improved antenna component, so that the mentioned noise no longer occur or are barely perceptible.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.This object is achieved by the features of
Das erfindungsgemäße Antennenbauteil weist mit einem Dämpfungsmedium umgebene Abschnitte auf. Die infolge der Magnetostriktion verursachten mechanischen Schwingungen des Kerns werden durch das wenigstens abschnittweise Umgeben des Kerns und/oder des Wickelkörpers mit dem Dämpfungsmedium gedämpft, so daß die Schallübertragung vom Kern auf die umliegenden Komponenten des Antennenbauteils unterbrochen wird. Durch diese Unterbrechung der Schallübertragung werden störende, infolge der Magnetostriktion auftretende Geräusche bei der Verwendung des Antennenbauteils vermieden.The antenna component according to the invention has sections surrounded by a damping medium. The mechanical vibrations of the core caused by the magnetostriction are at least partially surrounded the core and / or the winding body is damped with the damping medium, so that the sound transmission from the core is interrupted to the surrounding components of the antenna component. This interruption of sound transmission avoids disturbing noises due to the magnetostriction when using the antenna component.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen schematisch näher erläutert:
- Figur 1a -
- zeigt ein Antennenbauteil nach dem Stand der Technik in seitlicher Ansicht;
- Figur 1b -
- ist eine Draufsicht des Bauteils aus Figur 1a;
- Figur 2a -
- zeigt ein erfindungsgemäßes Antennenbauteil in seitlicher Ansicht; und
- Figur 2b -
- zeigt eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Bauteils aus Figur 2a;
- Figur 3 -
- zeigt ein weiteres erfinungsgemäßes Antennenbauteil.
- FIG. 1a
- shows an antenna component according to the prior art in a side view;
- FIG. 1b
- is a plan view of the component of Figure 1a;
- Figure 2a -
- shows an inventive antenna component in a side view; and
- FIG. 2b -
- shows a plan view of the component according to the invention of Figure 2a;
- FIG. 3 -
- shows a further erfinungsgemäßes antenna component.
In den Figuren 1a und 1b ist ein Antennebauteil nach dem Stand der Technik dargestellt. Der Kern 1, bei dem es sich in aller Regel um einen weichmagnetischen Kern handelt, ist von einem Spulen- oder Wickelkörper 2 umgeben, auf den in einem Bereich 3 (sog. Wickelkammer) eine Spule aufgewickelt wird.FIGS. 1a and 1b show an antenna component according to the prior art. The
Kern 1 und Wickelkörper 2 werden üblicherweise mit einem Hüllmaterial 4 (hierbei kann es sich um ein Gehäuse bzw. Außengehäuse oder eine Kapselung handeln) umgeben, wobei es sich bevorzugt um einen Verguß handelt. Bei Anlegen eines Stroms an die Spule wird der Kern 1 infolge der Magnetostriktion in Schwingungen versetzt, welche auf die umliegenden Komponenten, insbesondere das Hüllmaterial 4 übertragen werden. Diese Schallausbreitung über das Hüllmaterial führt im Gebrauch des Antennenbauteils zu störenden Geräuschen.
In den Figuren 2a und 2b ist ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes Antennenbauteil dargestellt. Der Kern 1 ist auch hier am Wickelkörper 2, vorzugsweise in einem Bereich nahe am Schwerpunkt des Kerns 1, befestigt. Bei dem Kern 1 handelt es sich vorzugsweise um einen weichmagnetischen Ferritkern, dessen Geometrie vorzugsweise länglich, insbesondere zylinderförmig oder quaderförmig, mit homogenem oder inhomogenem Querschnitt ausgebildet ist.FIGS. 2 a and 2 b show an example of an antenna component according to the invention. The
Durch das erfindungsgemäße Dämpfungsmedium werden die durch die Magnetostriktion hervorgerufenen Geräusche so weit unterdrückt, daß sie nach außen praktisch nicht mehr wahrnehmbar sind. Ergänzend hierzu kann die Geräuschentwicklung weiter durch Einsatz von Kernmaterialien reduziert werden, bei denen bereits die Magnetostriktion selbst schwächer ausgebildet ist. Bevorzugt wird daher ein Kern mit unter den auftretenden Einsatzbedingungen geringer Magnetostriktion eingesetzt. Als entsprechendes weichmagnetisches Kernmaterial wird bevorzugt ein weichmagnetisches MnZn-Ferritmaterial verwendet. Die Mengenanteile der Komponenten Fe2O3, MnO und ZnO sollten dabei bevorzugt zwischen 51.0 und 53.5 mol% f. Fe2O3, zwischen 25.0 u. 40.0 mol% f. MnO bzw. zwischen 10.0 u. 25.0 mol% f. ZnO liegen, wobei weitere Zusätze oder Additive und der vorhandene Sauerstoffgehalt (Oxidationsgrad) hierbei nicht berücksichtigt sind.By means of the damping medium according to the invention, the noises caused by the magnetostriction are suppressed to such an extent that they are virtually imperceptible to the outside. In addition to this, the noise development can be further reduced by using core materials in which the magnetostriction itself is already weaker. Preferably, therefore, a core is used under the conditions of use of low magnetostriction. As the corresponding soft magnetic core material, a soft magnetic MnZn ferrite material is preferably used. The proportions of the components Fe 2 O 3 , MnO and ZnO should preferably be between 51.0 and 53.5 mol% f. Fe 2 O 3 , between 25.0 u. 40.0 mol% f. MnO or between 10.0 u. 25.0 mol% f. ZnO are, with other additives or additives and the existing oxygen content (degree of oxidation) are not taken into account.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß wenigstens die Enden des Kerns 1, die in Richtung der größten Ausdehnung liegen (siehe Bereiche A. u. B in Figur 2a und 2b), vollständig von Luft, einem anderen gasförmigen Medium oder einem festen Dämpfungsmedium, wie z.B. Schaumstoff, umgeben sind, so daß die Schallübertragung des bei Gebrauch schwingenden Kerns 1 durch das Dämpfungsmedium gedämpft oder unterbrochen wird und so nicht zum Hüllmaterial 4 gelangt. Hierdurch wird das Entstehen störender Geräuschentwicklungen unterbunden.According to the invention, it is now provided that at least the ends of the
Die Befestigung des Kerns 1 im Wickelkörper 2 erfolgt vorzugsweise auf den Flächen mit der geringsten Ausdehnung. Der Wickelkörper 2 kapselt den Kern 1 im gezeigten Beispiel vollständig ein. Der Wickelkörper 2 ist vorzugsweise zweiteilig aufgebaut. Die Verbindung der einzelnen Teile des Wickelkörpers 2 erfolgt so, daß der Kern 1 teilweise mit einem gasförmigen Medium oder anderen Dämpfungsmedien umgeben bleibt. Für die Verbindung können die einzelnen Teile des Wickelkörpers verklebt oder verschweißt werden oder die genannten Teile können über mechanische Formelemente verschlossen werden. Bevorzugt als Verbindungsart ist das Ultraschallschweißen. Auf den Wickelkörper 2 wird anschließend eine Wicklung aufgebracht. Darauf folgend wird der Wickelkörper 1 bei der Endmontage der Antenne in einem Hüllmaterial 4 untergebracht. Dies kann durch z. B. durch Umspritzen des Wickelkörpers 2, Montage in einem Vergußgehäuse, Einkapseln in einem Gehäuse und Verschließen desselben durch Ultraschallverschweißen sowie durch Einkapseln in einem Gehäuse und Verschließen desselben durch mechanische Formelemente erfolgen.The attachment of the
Bei diesem beispielhaften Aufbau umgibt der Wickelkörper 2 den Kern vollständig, so daß die Unterbrechung der Schwingungsübertragung im Wickelkörper 2 stattfindet. Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform (nicht gezeigt) ist vorgesehen, daß das Dämpfungsmedium zwischen Wickelkörper 2 und Hüllmaterial 4 eingebracht ist. Hierzu wird der Wickelkörper 2 im Hüllmaterial 4 vorzugsweise so eingebaut, daß die Enden des Kerns 1 vollständig von Luft, einem anderen Gas oder einem festen Dämpfungsmedium umgeben sind. Kern 1 und Wickelkörper 2 werden dann durch das Hüllmaterial 4 eingekapselt, welches im Hinblick auf das evtl. verwendete gasförmige Medium dicht verschlossen sein kann. Vorzugsweise wird für Hüllmaterial 4 und den Wickelkörper 2 ein möglichst stabiles Material gewählt, um die durch die Druckänderungen des gasförmigen Mediums hervorgerufenen Kräfte ohne Verformung aufzunehmen.In this exemplary structure, the winding
In Figur 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Im gezeigten Beispiel ist das Dämpfungsmedium ein Feststoff 7, der den Kern 1 und den Wickelkörper 2 (d.h. die Spule) so umgibt, daß diese vollständig vom Dämpfungsmedium umschlossen sind. Bevorzugt wird Schaumstoff als Dämpfungsmedium eingesetzt, wobei ein Polyurethan aufweisendes Material verwendet werden kann. Dieses wird bei der Herstellung des Antennenbauteils bevorzugt aus zwei Halbschalen 7a, 7b gebildet, die um die Spule (Wickelkörper 2, Draht und Kern 1) gelegt werden.FIG. 3 shows a further embodiment according to the invention. In the example shown, the damping medium is a solid 7, which surrounds the
Alternativ kann die Spule vollständig mit dem Dämpfungsmedium 7 umspritzt werden. Zur Endmontage des Antennenbauteils wird die mit dem Dämpfungsmedium 7 umgebene Spule mit einem Kondensator 6 verbunden und in einem Hüllkörper untergebracht, der aus einem Gehäuse 8 besteht, welches mit einer Abdeckung 5 bevorzugt durch Ultraschallschweißen verschlossen wird.Alternatively, the coil can be completely encapsulated with the damping
Claims (16)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (1) und/oder der Wickelkörper (2) zumindest abschnittweise von einem Dämpfungsmedium umgeben ist.Antenna component, in particular for wireless identification systems, having a magnetizable core (1) and a winding body (2) surrounding the core (1), having a region (3) for winding up a coil,
characterized,
that the core (1) and / or the winding body (2) is at least partially surrounded by a damping medium.
dadurch gekennzeichnet,
daß es von einem Hüllmaterial (4) umschlossen ist.Antenna component according to claim 1,
characterized,
that it is enclosed by a wrapping material (4).
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Dämpfungsmedium um ein gasförmiges Medium handelt.Antenna component according to Claim 1 or 2,
characterized,
in that the damping medium is a gaseous medium.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (1) ein weichmagnetisches Material, vorzugsweise ein Ferritmaterial, umfaßt.Antenna component according to one of Claims 1 to 3,
characterized,
in that the core (1) comprises a soft magnetic material, preferably a ferrite material.
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem weichmagnetischen Material um ein MnZn-Ferrit handelt, welches u.a. Fe2O3, MnO und ZnO in folgender Menge aufweist:
characterized,
in that the soft-magnetic material is a MnZn ferrite which, inter alia, has Fe 2 O 3 , MnO and ZnO in the following quantity:
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest der Bereich der Enden des Kerns (1), die sich in Richtung seiner größten Ausdehnung befinden, von dem Dämpfungsmedium umgeben ist.Antenna component according to one of Claims 1 to 5, characterized
characterized,
in that at least the region of the ends of the core (1), which are in the direction of its greatest extent, is surrounded by the damping medium.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wickelkörper (2) den Kern (1) vollständig umgibt.Antenna component according to one of the preceding claims,
characterized,
that the winding body (2) surrounding the core (1) fully.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wickelkörper (2) aus zwei Teilen besteht, die miteinander verklebt, vorzugsweise durch Ultraschall, verschweißt oder durch mechanische Formelemente miteinander verbunden sind.Antenna component according to one of the preceding claims,
characterized,
that the winding body (2) consists of two parts which are glued together, preferably by ultrasound, welded or connected to each other by mechanical form elements.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (1) im Wickelkörper (2) auf den Flächen mit der geringsten Ausdehnung befestigt ist.Antenna component according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the core (1) in the winding body (2) is fastened on the surfaces with the smallest extent.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hüllmaterial (4) ein Vergußmaterial oder ein Spritzmaterial ist.Antenna component according to one of Claims 2 to 9,
characterized,
that the wrapping material (4) is a casting material or a molding material.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hüllmaterial (4) aus einer Mehrzahl durch Schweißen, vorzugsweise Ultraschallschweißen, verschlossener oder durch mechanische Formelemente miteinander verbundener Teile (5, 8) gebildet ist.Antenna component according to one of the preceding claims 2 to 9,
characterized,
in that the covering material (4) is formed from a plurality of parts (5, 8) which are closed by welding, preferably ultrasonic welding, or which are connected to one another by mechanical form elements.
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Dämpfungsmedium um Luft handelt.Antenna component according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the damping medium is air.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (2) eine quaderähnliche oder zylinderähnliche Form aufweist.Antenna component according to one of the preceding claims,
characterized,
that the core (2) has a parallelepiped-like or cylinder-like shape.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern (2) einen inhomogenen Querschnitt aufweist.Antenna component according to one of the preceding claims,
characterized,
that the core (2) has a non-uniform cross-section.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dämpfungsmedium ein Feststoff, insb. ein Schaumstoff ist, der den Kern (1) und den Wickelkörper (2) vollständig umschließt.Antenna component according to one of the preceding claims,
characterized,
that the damping medium is a solid, esp. A foam which completely surrounds the core (1) and the winding body (2).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Feststoff Polyurethan aufweist.Antenna component according to Claim 15,
characterized,
that the solid has polyurethane.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200420012421 DE202004012421U1 (en) | 2004-08-06 | 2004-08-06 | antenna component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1624526A1 true EP1624526A1 (en) | 2006-02-08 |
Family
ID=33395453
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EP05003215A Withdrawn EP1624526A1 (en) | 2004-08-06 | 2005-02-16 | Antenna device comprising a magnetisable core |
Country Status (2)
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---|---|
EP (1) | EP1624526A1 (en) |
DE (1) | DE202004012421U1 (en) |
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- 2005-02-16 EP EP05003215A patent/EP1624526A1/en not_active Withdrawn
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