EP1887587A1 - Spulenanordnung - Google Patents

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EP1887587A1
EP1887587A1 EP06016903A EP06016903A EP1887587A1 EP 1887587 A1 EP1887587 A1 EP 1887587A1 EP 06016903 A EP06016903 A EP 06016903A EP 06016903 A EP06016903 A EP 06016903A EP 1887587 A1 EP1887587 A1 EP 1887587A1
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EP
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coil
core
coils
coil arrangement
arrangement according
Prior art date
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Withdrawn
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EP06016903A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Schwetje
Alfred Laukat
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Kaschke KG & Co GmbH
Original Assignee
Kaschke KG & Co GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • 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
    • H01Q1/2225—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 used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F2003/005—Magnetic cores for receiving several windings with perpendicular axes, e.g. for antennae or inductive power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures

Definitions

  • the invention relates to a coil arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Corresponding coil arrangements are used as transponder coils and as a rule have three coils whose coil axes are oriented differently and are usually perpendicular to one another.
  • Such 3D transponders are spatially effective in all directions and are generally held cuboid, wherein the coils are wound on a cuboid core of magnetically active material such as ferrite.
  • magnetically active material such as ferrite.
  • Object of the present invention is to provide a coil assembly of the type mentioned, which manages with higher sensitivity compared to known arrangements with at least the same space.
  • a cross-shaped coil core is provided on which two of the three transponder coils are wound. Opposite a cuboid core in the state In the art, the axes of these two coils are rotated 45 °, resulting in a larger usable core length. This results in an extension of the magnetic dipole formed by winding the core, so that overall the sensitivity of the arrangement is increased with constant or even smaller space. At the same time, less windings are required for the sensitivity of the device compared to known solutions.
  • the third coil so-called.
  • Frame coil to wind around the ends of the cross-shaped core, wherein the cross-shaped core has at its ends recesses for receiving the windings for the frame coil. This ensures that the frame coil is surrounded in the region of the ends of the cross-shaped core from three sides of magnetically active material without an air gap. In this way, in particular a concentration of magnetic field lines in the interior of the frame coil and thus a further increase in the sensitivity of the arrangement can be achieved.
  • FIG. 1 shows a perspective top view of the coil arrangement according to the invention.
  • This comprises a core 4, which consists of a magnetically active material, preferably of ferrite, and is formed of two crossed sections 5 and 6, which are oriented in the direction of the axes X and Y, respectively.
  • the coils 1 and 2 are wound, in the example shown, the coil 1 is wound on the core portion 5 and the coil 2 on the core portion 6.
  • the coils 1, 2 are arranged on both sides of the crossing portion 4a of the core 4, wherein the lying on both sides of the crossing portion 4a parts of a coil 1 and 2 respectively in the crossing region 4a by a corresponding compound 1a and 2a are coupled together (see Figure 2).
  • For contacting the coils 1, 2, 3 are corresponding terminal pads 7 (see Figure 3).
  • the core sections 5, 6 have ends 5a, 5b, 6a, 6b, around which the frame coil 3 is wound, so that the coil axis of the frame coil 3 extends approximately in the Z direction and thus perpendicular to the coil axes of the other two coils 1, 2 ,
  • respective recesses 5c, 5d, 6c and 6d are respectively provided in said ends 5a, 5b, 6a, 6b, which recesses serve to receive the windings of the frame coil 3.
  • the frame coil 3 engages in the recesses 5d, 6d, the ends 6b, 5b projecting laterally relative to the frame coil 3.
  • the frame coil 3 can thus be surrounded in the region of the ends of the cross-shaped core 4 forming core sections 5, 6 of the magnetically active core material, in particular air pockets between coil 3 and core 4 can be largely avoided.
  • the proposed coil arrangement can be - compared with known 3D transponders - realize a much more sensitive transponder with the same space, since the coils in the X and Y direction, a longer core of magnetically active material is available and the frame coil (Z- Direction) is embedded in the core. Likewise, the number of coil turns required can be reduced by the larger magnetically active core length in the X or Y direction with the same size while maintaining the sensitivity.

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Abstract

Eine Spulenanordnung weist wenigstens drei Spulen (1, 2, 3) auf. Die Achsen der Spulen verlaufen paarweise im wesentlichen senkrecht zueinander und die Wicklungen sind um einen Kern (4) aus magnetisch wirksamen Material angeordnet. Der Kern (4) ist kreuzförmig mit zwei sich überkreuzenden Kernabschnitten (5, 6) ausgebildet, um welche jeweils eine der Spulen (1, 2) so angeordnet ist, daß die Ausrichtung des jeweiligen Kernabschnitts (5 bzw. 6) im wesentlichen parallel zur Achse (X, Y) der zugehörigen Spule (1 bzw. 2) vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spulenanordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Entsprechende Spulenanordnungen werden als Transponderspulen verwendet und weisen in aller Regel drei Spulen auf, deren Spulenachsen verschieden orientiert sind und zumeist senkrecht zueinander stehen. Derartige 3D-Transponder sind räumlich in alle Richtungen wirksam und sind in der Regel quaderförmig gehalten, wobei die Spulen auf einem quaderförmigen Kern aus magnetisch wirksamem Material wie Ferrit aufgewickelt sind. Im Zuge der fortschreitenden technologischen Entwicklungen, insbesondere der Miniaturisierung, sind die Anforderungen an die Empfindlichkeit entsprechender Bauteile in den vergangenen Jahren ständig gestiegen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spulenanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei höherer Empfindlichkeit im Vergleich zu bekannten Anordnungen mit wenigstens demselben Bauraum auskommt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß ist ein kreuzförmiger Spulenkern vorgesehen, auf welchen zwei der drei Transponderspulen aufgewikkelt sind. Gegenüber einem quaderförmigen Kern beim Stand der Technik sind die Achsen dieser beiden Spulen um 45° gedreht, so daß eine größere nutzbare Kernlänge resultiert. Daraus ergibt sich gleichzeitig eine Verlängerung des durch Umwicklung des Kerns gebildeten magnetischen Dipols, so daß insgesamt die Empfindlichkeit der Anordnung bei gleichbleibendem oder sogar geringerem Bauraum gesteigert wird. Gleichzeitig werden für die Empfindlichkeit der Anordnung - verglichen mit bekannten Lösungen - weniger Wicklungen benötigt.
  • Ergänzend ist zudem vorgesehen, die dritte Spule, sog. Rahmenspule, um die Enden des kreuzförmigen Kerns zu wickeln, wobei der kreuzförmige Kern an seinen Enden Ausnehmungen zur Aufnahme der Wicklungen für die Rahmenspule aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß die Rahmenspule im Bereich der Enden des kreuzförmigen Kerns von drei Seiten von magnetisch wirksamem Material ohne Luftspalt umgeben ist. Hierdurch kann insbesondere eine Konzentration magnetischer Feldlinien im Innenraum der Rahmenspule und damit eine weitere Steigerung der Empfindlichkeit der Anordnung erreicht werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform schematisch näher erläutert:
    • Figur 1 -
    zeigt eine erfindungsgemäße Spulenanordnung in perspektivischer Ansicht;
    Figur 2 -
    zeigt die Spulenanordnung als Draufsicht;
    Figur 3 -
    zeigt die Spulenanordnung aus Figur 2 in seitlicher Ansicht.
  • In Figur 1 ist eine perspektivische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Spulenanordnung dargestellt. Diese weist einen Kern 4 auf, der aus einem magnetisch wirksamen Material, bevorzugt aus Ferrit, besteht und aus zwei gekreuzten Abschnitten 5 und 6 gebildet wird, die in Richtung der Achsen X bzw. Y orientiert sind. Auf den Kern 4 sind die Spulen 1 und 2 aufgewickelt, wobei im gezeigten Beispiel die Spule 1 auf den Kernabschnitt 5 und die Spule 2 auf den Kernabschnitt 6 aufgewickelt ist. Die Spulen 1, 2 sind zu beiden Seiten des Kreuzungsbereichs 4a des Kerns 4 angeordnet, wobei die zu beiden Seiten des Kreuzungsbereichs 4a liegenden Teile einer Spule 1 bzw. 2 jeweils im Kreuzungsbereich 4a durch eine entsprechende Verbindung 1a bzw. 2a miteinander gekoppelt sind (vgl. Figur 2). Zur Kontaktierung der Spulen 1, 2, 3 dienen entsprechende Anschlußpads 7 (vgl. Figur 3).
  • Die Kernabschnitte 5, 6 weisen Enden 5a, 5b, 6a, 6b auf, um welche die Rahmenspule 3 gewickelt ist, so daß die Spulenachse der Rahmenspule 3 etwa in Z-Richtung und damit senkrecht zu den Spulenachsen der beiden anderen Spulen 1, 2 verläuft. Hierzu sind in den genannten Enden 5a, 5b, 6a, 6b jeweils entsprechende Ausnehmungen 5c, 5d, 6c bzw. 6d vorgesehen, die zur Aufnahme der Wicklungen der Rahmenspule 3 dienen. Wie insbesondere in der Figur 3 gezeigt, greift die Rahmenspule 3 in die Ausnehmungen 5d, 6d ein, wobei die Enden 6b, 5b gegenüber der Rahmenspule 3 seitlich hervorstehen. Die Rahmenspule 3 kann so im Bereich der Enden der den kreuzförmigen Kern 4 bildenden Kernabschnitte 5, 6 vom magnetisch wirksamen Kernmaterial umgeben werden, wobei insbesondere Lufteinschlüsse zwischen Spule 3 und Kern 4 weitestgehend vermieden werden können.
  • Mit der vorgeschlagenen Spulenanordnung läßt sich - verglichen mit bekannten 3D-Transpondern - ein wesentlich empfindlicherer Transponder bei gleichem Bauraum verwirklichen, da für die Spulen in X- und Y-Richtung ein längerer Kern aus magnetisch wirksamem Material zur Verfügung steht und die Rahmenspule (Z-Richtung) in den Kern eingelassen ist. Ebenso kann durch die größere magnetisch wirksame Kernlänge in X- bzw. Y-Richtung bei gleicher Baugröße unter Beibehaltung der Empfindlichkeit die Zahl der erforderlichen Spulenwindungen reduziert werden.

Claims (5)

  1. Spulenanordnung mit wenigstens drei Spulen (1, 2, 3), deren Achsen paarweise im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und deren Wicklungen um einen Kern (4) aus magnetisch wirksamen Material angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kern (4) kreuzförmig mit zwei sich überkreuzenden Kernabschnitten (5, 6) ausgebildet ist, um welche jeweils eine der Spulen (1, 2) so angeordnet ist, daß die Ausrichtung des jeweiligen Kernabschnitts (5 bzw. 6) im wesentlichen parallel zur Achse (X, Y) der zugehörigen Spule (1 bzw. 2) vorgesehen ist.
  2. Spulenanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die dritte Spule (3) der wenigstens drei Spulen (1, 2, 3) als Rahmenspule ausgebildet ist, die um die Endbereiche (5a, 5b) bzw. (6a, 6b) der Kernabschnitte (5, 6) gewickelt ist.
  3. Spulenanordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kern (4) in den Endbereichen (5a, 5b) bzw. (6a, 6b) Ausnehmungen (5c, 5d) bzw. (6c, 6d) zur Aufnahme von Wicklungen der dritten Spule (3) aufweist.
  4. Spulenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kern (4) Ferrit aufweist.
  5. Spulenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die jedem Kernabschnitt (5, 6) zugeordnete Spule (1, 2) durch zwei dem Kreuzungsbereich (4a) des Kerns (4) gegenüberliegende Spulenteile gebildet ist, welche im Kreuzungsbereich (4a) durch jeweils eine Verbindung (1a, 2a) miteinander gekoppelt sind.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2131444A1 (de) * 2008-06-03 2009-12-09 Sumida Corporation Antennenspule für den Empfang eines externen magnetfelds
RU2573180C1 (ru) * 2014-10-13 2016-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Компактное широкополосное трёхкомпонентное приёмное антенное устройство

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2732950A1 (de) * 1977-07-21 1979-02-01 Ulrich Kebbel Anordnung fuer rueckwirkungsarme elektromagnetische abstandsmessung
DE19718423A1 (de) * 1997-04-30 1998-11-05 Siemens Ag Tragbarer Signalempfänger
DE10055404A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Abb Research Ltd Anordnung zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem Magnetfeld
WO2005045992A1 (de) * 2003-11-03 2005-05-19 Neosid Pemetzrieder Gmbh & Co.Kg Induktives miniatur-bauelement, insbesondere antenne
WO2005088767A1 (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Sumida Corporation ３軸アンテナ、アンテナユニット及び受信装置
EP1601051A2 (de) * 2002-06-27 2005-11-30 Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki-Seisakusho Mehrachsige Schleifenantenne in Chip-Form

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2732950A1 (de) * 1977-07-21 1979-02-01 Ulrich Kebbel Anordnung fuer rueckwirkungsarme elektromagnetische abstandsmessung
DE19718423A1 (de) * 1997-04-30 1998-11-05 Siemens Ag Tragbarer Signalempfänger
DE10055404A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Abb Research Ltd Anordnung zur Erzeugung elektrischer Energie aus einem Magnetfeld
EP1601051A2 (de) * 2002-06-27 2005-11-30 Kabushiki Kaisha Tokai-Rika-Denki-Seisakusho Mehrachsige Schleifenantenne in Chip-Form
WO2005045992A1 (de) * 2003-11-03 2005-05-19 Neosid Pemetzrieder Gmbh & Co.Kg Induktives miniatur-bauelement, insbesondere antenne
WO2005088767A1 (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Sumida Corporation ３軸アンテナ、アンテナユニット及び受信装置
EP1727236A1 (de) * 2004-03-12 2006-11-29 Sumida Corporation Dreiachsige antenne, antenneneinheit und empfangsvorrichtung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2131444A1 (de) * 2008-06-03 2009-12-09 Sumida Corporation Antennenspule für den Empfang eines externen magnetfelds
US8077106B2 (en) 2008-06-03 2011-12-13 Sumida Corporation Receiving antenna coil
RU2573180C1 (ru) * 2014-10-13 2016-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Компактное широкополосное трёхкомпонентное приёмное антенное устройство

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