EP2888785A1

EP2888785A1 - System zur rfid-kommunikation

Info

Publication number: EP2888785A1
Application number: EP13747344.3A
Authority: EP
Inventors: Georg RAMSCH
Original assignee: Checkpoint Systems Inc
Current assignee: Checkpoint Systems Inc
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-07-01
Also published as: US20150242666A1; CN105009360A; US9202092B2; DE102012016655A1; WO2014029452A1

Abstract

System zur RFID-Kommunikation, - mit einer Antennenvorrichtung ( 100) zur Abstrahlung eines Funksignals ( RF_RX) und - mit einer an die Antennenvorrichtung (100) angeschlossenen Schaltung (200), - bei dem die Antennenvorrichtung (100) als Nahfeldantenne eine Zweistreifenleitung (110) mit einer ersten Streifenleitung (111) und mit einer zur ersten Streifenleitung (111) parallel ausgebildeten zweiten Streifenleitung (112) aufweist, - bei dem die Antennenvorrichtung ( 100) einen Abschluss (120) aufweist, - bei dem die Antennenvorrichtung (100) ein Symmetrierglied (130) zur Dämpfung eines Gleichtaktsignals (RF_G) aufweist, - bei dem das Symmetrierglied (130) an erste Anschlüsse (113, 114) der Zweistreifenleitung (110) und der Abschluss (120) an zweite Anschlüsse (115, 116) der Zweistreifenleitung (110) angeschlossen sind, und - bei dem die Schaltung (200) mit dem Symmetrierglied (130) zur symmetrischen Ausgabe des Funksignals (RF) auf die Zweistreifenleitung (110) verbunden ist.

Description

System zur RFID-Kommunikation

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur RFID-Kommunikation.

Antennen sind aus „Rothammels Antennenbuch", A. Krischke, 12. Auflage, 2001 bekannt. Auf den Seiten 65 bis 71 sind verschiedene Antennenformen erläutert. Die Antenne hat die Aufgabe, die vom Sender ausgehende Leitungswelle in die Freiraumwelle überzuführen oder umgekehrt die Freiraumwelle aus dem Raum aufzunehmen und in die Leitungswelle überzuführen, die dann zum Empfänger geführt wird. Die Antenne ist ein Übertragungsbereich, den man sich als eine aufgespreizte Leitung vorstellen kann. Sie wirkt wie ein Anpassungstransformator zwischen Leitung und Freiraum. Bei Leistungsanpassung, die im Sende- und Empfangsfall angestrebt wird, bildet sich eine fortschreitende Welle. Auf den Seiten 107 bis III sind Zweidrahtleitungen erläutert, die aus zwei parallel verlaufenden Drähten, im Abstand klein gegen die Wellenlänge, bestehen. Zweidrahtleitungen, Doppelleitungen oder auch Paralleldrahtleitungen genannt sind symmetrisch gegen Erde aufgebaut. Auf Seite 112 sind Streifenleitung und Mikrostreifenleitung erläutert. Ist eine verlustlose Leitung an ihrem Ende mit einem Lastwiderstand abgeschlossen, der dem Leitungswellenwiderstand entspricht, so wird die zum Abschlusswiderstand hinlaufende Leistung in diesem restlos verbraucht. Dieser Fall ist die ideale Anpassung. Der Anpassungsfaktor ist der Kehrwert der Welligkeit. Der Anpassungsfaktor nimmt den Wert 1 bei Anpassung und den Wert 0 bei Leerlauf bzw. Kurzschluss an. Gemäß Seite 118, 119 neigen Speiseleitungen, die Hochfrequenz übertragen, dazu, selbst als Antenne zu wirken. Die in ihre Umgebung abgegebene Strahlung kann unerwünschte Richtwirku ngen u nd Verluste verursachen , strahlende Speiseleitungen können a uch Störungen des Rundfunk- und Fernsehem pfanges hervorrufen . Diese Nebenwirku ng ist gewöhnlich unangenehmer als der geringe Strahlungsverlust. Die unerwünschte Stra hlung von Speiseleitungen hängt einerseits ab vom Aufbau der Leitung und andererseits von Grad der Feh lanpassung auf der Leitung, sie vergrößert sich mit zunehmender Welligkeit. Zweid rahtleitu ngen sind erdsymmetrisch, beide Einzelleiter haben g leichen Querschn itt und gleiche Erdverhältnisse. Deshalb sind auch die in beiden Leitern fließenden Ströme gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. Die magnetischen Felder verhalten sich analog . Sie würden sich aufheben , wenn beide Leiter räumlich zusam menfielen, was sich a ber pra ktisch n icht verwirklichen lässt. Wegen des immer vorhandenen räumlichen Abstandes der beiden Leiter ist die Auslöschung nicht voll kom men . Die Verluststrahlung einer Zweidrahtleitung wächst direkt mit dem Quadrat des Leiterabstandes und der Betriebsfrequenz. Das bedeutet, dass der Leiterabstand mit steigender Frequenz geringer werden soll .

Auf den Seiten 145 bis 155 sind Symmetrierglieder erläutert. Ist eine Phasend rehung von 180° vorhanden , heben sich d ie Gleichtaktwellen auf und die Gegentaktwellen verstärken sich , man unterscheidet zwischen abgestimmten und breitba ndigen Symmetriergliedern, und zwischen nichttransformierenden und transform ierenden Symmetriergliedern . Sym metrierung und Transformation werden oft g leichzeitig durchgefüh rt.

· .

In der US 7,298,267 B2 ist ein System zur RFID- ommuniktion und zum Testen beka nnt. Dabei ist eine RF Quelle ausgebildet, um RF-Energie einem RFID-Transponder bereitzustellen . Die RF-Quelle gibt dabei ein kontinuierliches RF-Signal über eine Transmission line aus . Davon getrennt sind ein Koppler zur Koppl ung mit dem RFI D-Transponder und eine Diode vorgesehen, wobei die Diode m it dem Koppler und einer Schnittstelle gekoppelt ist. Die Sch nittstelle ist mit der Diode gekoppelt und mittels des Kopplers angepasst, die RF- Energie der RF-Quelle zu modulieren. Durch die Separierung der RF-Quelle von der Schnittstelle, die die RF-Energie mittels der Koppler moduliert, wird eine einfache Anordnung mit einer Mehrzahl von Kopplern gebildet, die paralleles Testen einer großen Anzahl von RFID-Transpondern mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein System zur RFID- Kommunikation anzugeben, wobei insbesondere dessen Störempfindlichkeit möglichst verbessert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung enthalten.

Demzufolge ist ein System zur RFID-Kommunikation vorgesehen. Das System weist eine Antennenvorrichtung zur Abstrahlung eines Funksignals auf. Ferner weist das System eine an die Antennenvorrichtung angeschlossene Schaltung auf.

Die Antennenvorrichtung weist als Nahfeldantenne eine Zweistreifenleitung mit einer ersten Streifenleitung und mit einer zur ersten Streife nieitung parallel ausgebildeten zweiten Streifenleitung auf. Die Antennenvorrichtung weist einen Abschluss auf. Der Abschluss dient der Reduktion von Reflexionen auf der Zweistreifenleitung (engl, termination).

Die Antennenvorrichtung weist ein Symmetrierglied zur Dämpfung eines Gleichtaktsignals auf.

Das Symmetrierglied ist an erste Anschlüsse - insbesondere an einem ersten Ende - der Zweistreifenleitung und der Abschluss ist an zweite Anschlüsse - insbesondere an einem zweiten gegenüberliegenden Ende - der Zweistreifenleitung angeschlossen.

Die Schaltung ist mit dem Symmetrierglied zur symmetrischen Ausgabe des Funksignals auf die Zweistreifenleitung verbunden .

Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass durch eine konkrete Realisation des Systems zur RFID-Kommunikation, wie dies beispielsweise in den Figuren realisiert ist, eine hohe Störsicherheit erzielt werden kann. Zwar weist die Antennenvorrichtung eine geringe Effizienz von lediglich 5 % auf, dennoch haben Messungen der Anmelderin ergeben, dass die Effizienz von 5% für ein Lesen von RFID-Transpondern im Nahbereich ausreichend ist. Die Lesereichweite für RFID-Transponder liegt bei einer derzeit gängigen Empfindlichkeit bei bis zu 30 cm (ca. eine Wellenlänge).

Beispieldimensionierung : Mit einer Leistung von 10 mW, die über die Zuleitung an die Antenne geführt wird (engl, conducted power), ist es möglich, RFID Etiketten mit einer Empfindlichkeit von ca. -12 dBm auf eine Entfernung von 10 cm zu lesen und zu schreiben (einprogrammieren, EPC engl. Electronic Product Code) .

Aufgrund eines Abstandes der ersten Streifenleitung zur zweiten Streifenleitung und des symmetrischen Betriebs wird im Nahbereich ein hoher magnetischer Anteil im Feld erzielt. Zugleich heben aufgrund des symmetrischen Betriebes die E-Felder sich im Fernbereich auf, so dass die Leistung im Fernfeld deutlich absinkt. Ein weiterer Vorteil wird durch das Symmetrierglied und den Abschluss der Zweistreifenleitung erzielt, indem Störfelder einer entfernten Störquelle - beispielsweise ein weiteres RFID-Kommunikationssystem - mit überwiegend ebenen Wellenfronten auf die Antennenvorrichtung treffen und somit überwiegend Gleichtaktsignale erzeugen, die von dem mit dem Abschluss abgestimmten Symmetrierglied eliminiert oder zumindest sehr stark gedämpft werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zweistreifenleitung eine Leitungswellenimpedanz auf, die entlang zumindest eines Längenbereichs der Zweistreifenleitung konstant ist. Dies wird auch als längshomogen bezeichnet. Dabei ist es möglich, mehrere durch Lampda/4-Glieder voneinander getrennte Längenbereiche zur Abstrahlung des Funksignals vorzusehen. Jeder Längenbereich zur Abstrahlung des Funksignals weist vorteilhafterweise eine Leitungswellenimpedanz auf, die entlang des jeweiligen Längenbereichs konstant ist. Beispielsweise ist die Leitungswellenimpedanz über die überwiegende Länge der Zweistreifenleitung konstant. Die Zweistreifenleitung kann zudem nicht parallele Anschlussbereiche an ihren Enden aufweisen. Die Konstanz der Leitungswellenimpedanz ist dabei durch die Fertigungsgenauigkeiten definiert und nicht durch konstruktive Maßnahmen, wie Variation der Leitungsdicke, -breite oder des Abstands zwischen den Steifenleitungen. Beispielsweise sind in der Leiterplattentechnik herstellungsbedingte Toleranzen bis zu 30% möglich.

Vorzugsweise weist die Antennenvorrichtung einen flexiblen Träger auf. Vorteilhafterweise ist die Zweistreifenleitung durch Leiterbahnen auf dem Träger ausgebildet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auf der Rückseite des Trägers eine Masseleitbahn ausgebildet sein (gekoppelte Mikrostreifenleitung / coupled Microstrip). In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist in derselben Ebene der Zweistreifenleitung eine Masseleitbahn ausgebildet (Koplanar). In einer weiteren Ausgestaltung sind keine Masseflächen vorgesehen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Zweistreifenleitung der Antennenvorrichtung gekrümmt angeordnet. Beispielsweise sind Bereiche der Zweistreifenleitung in Winkeln (beispielsweise 90°) zueinander ausgebildet. Vorteilhafterweise ist die Zweistreifenleitung über einen überwiegenden Längenabschnitt gekrümmt. Vorzugsweise ist eine Fläche durch die gekrümmte Zweistreifenleitung überwiegend umfasst ist. Innerhalb dieser Fläche ist das Nahfeld ausgebildet, so dass eine Kommunikationsverbindung mit RFID-Transpondern innerhalb dieser Fläche aufgebaut werden kann.

In einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Abschluss der Antennenvorrichtung eine Anzahl überwiegend ohmscher Abschlusswiderstände aufweist. Beispielsweise sind die Abschlusswiderstände als SMD-Bauelemente ausgebildet, die kleine parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten aufweisen .

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schaltung eine Empfangsschaltung zum Empfang von Signalen auf, die von einem RFID- Transponder gesendet werden. Dies ermöglicht das Auslesen von Informationen aus einem Speicher des Transponders.

In einer anderen Ausgestaltung weist die Schaltung einen Modulator zur IModulation des Funksignals auf. Ein Modulationssignal enthält dabei die zur Kommunikation vorgesehen Information, die an den RFID- Transponder zu übertragen ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Symmetrierglied einen Übertrager aufweist. Der Übertrager wird auch als Balun (engl, balanced - unbalanced) bezeichnet. Vorteilhafterweise ist der Übertrager zudem zur Transformation des zu sendenden Signals ausgebildet.

Vorzugsweise weisen die erste Streifenleitung und die zweite Streifenleitung der Zweistreifenleitung einen Abstand zueinander von mindestens einem halben Millimeter auf. Vom Abstand zwischen der ersten Streifenleitung und der zweiten Streifenleitung ist der Antennengewinn / Reichweite abhängig. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zwischen der Schaltung und dem Symmetrierglied eine Zuleitung eingefügt zur Übertragung des Funksignals von einem Ausgang der Schaltung zum Symmetrierglied. Die Zuleitung ist vorteilhafterweise ein geschirmtes Kabel, beispielsweise ein Koaxialkabel.

Bevorzugt weist die Schaltung eine Modulationsschaltung zur Ausgabe eines modulierten Funksignals an das Symmetrierglied auf. Ein Modulationssignal beinhaltet beispielsweise die zur RFID-Kommunikation mit dem RFID-Transponder vorgesehene Information.

Die zuvor beschriebenen Weiterbildungsvarianten sind sowohl einzeln als auch in Kombination besonders vorteilhaft. Dabei können sämtliche Weiterbildungsvarianten untereinander kombiniert werden. Einige mögliche Kombinationen sind in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Figuren erläutert. Diese dort dargestellten Möglichkeiten von Kombinationen der Weiterbildungsvarianten sind jedoch nicht abschließend.

Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand zeichnerischer Darstellungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines

Systems zur RFID-Kommünikation, Fig. 2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Systems zur RFID-Kommunikation, Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Antennenvorrichtung eines

Systems zur RFID-Kommunikation,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Antennenvorrichtung eines

Systems zur RFID-Kommunikation in einer Halterung, und

Fig. 5 . eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Systems zur RFID-Kommunikation. In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Systems zur RFID- Kommunikation schematisch dargestellt. Das System weist eine Antennenvorrichtung 100 und eine Schaltung 200 auf. Die Antennenvorrichtung 100 ist mittels eines Kabels 210, beispielsweise eines Koaxialkabels 210 mit der Schaltung 200 verbunden. Die Schaltung 200 kann auch als Reader bezeichnet werden und ermöglicht eine RFID- Kommunikation mit einem RFID-Transponder 300 über die Antennenvorrichtung 100.

Die Antennenvorrichtung 100 dient zur Abstrahlung eines Funksignals RF_RX. Die Schaltung 200 weist einen Anschluss 211 auf, an dem das Kabel 210 und somit die Antennenvorrichtung 100 angeschlossen ist. Die Antennenvorrichtung 100 ist als Nahfeldantenne ausgebildet, zur RFID- Kommunikation mit RFID-Transpondern 300 in einer Entfernung je nach Sendeleistung von beispielsweise zehn Zentimeter. Die Antennen- Vorrichtung 100 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 weist eine Zweistreifenleitung 110 mit einer ersten Streifenleitung 111 und mit einer zur ersten Streifenleitung 111 über die Länge L_z parallel ausgebildeten zweiten Streifenleitung 112 auf. Die erste Streifenleitung 111 und die zweite Streifenleitung 112 sind mit einem Abstand d_L von beispielsweise einem halben Zentimeter voneinander beabstandet. Die Reichweite der Antennenvorrichtung 110 ist von dem Abstand d_L zwischen der ersten Streifenleitung 111 und der zweiten Streifenleitung 112 abhängig. Die Zweistreifenleitung 110 hat eine Leitungswellenimpedanz, die entlang der Länge L_z der Zweistreifenleitung 110 konstant ist. Dies wird auch als längshomogen bezeichnet. Die Zweistreifenleitung 110 ist beispielsweise als schmalseitengekoppelte Zweistreifenleitung (engl, edge side coupled dual stripline) ausgebildet. In Anschlussbereichen sind die erste Streifenleitung 111 und die zweite Streifenleitung 112 mit Anschlüssen 113, 114, 115, 116 verbunden.

Die Antennenvorrichtung 100 weist einen Abschluss 120 zur Reduktion von Reflexionen auf der Zweistreifenleitung 110 auf. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der Abschluss durch einen Abschlusswiderstand Rl gebildet, der die Zweistreifenleitung 110 mit geringer parasitärer Induktivität und geringer parasitärer Kapazität überwiegend ohmsch abschließt.

Die Antennenvorrichtung 100 weist zudem ein Symmetrierglied 130 auf. Die Schaltung 200 ist mit dem Symmetrierglied 130 zur symmetrischen Ausgabe des Funksignals RF auf die Zweistreifenleitung 110 verbunden. Das Symmetrierglied 130 dient zur Dämpfung eines Gleichtaktsignals RF_G, das in Fig 1 durch zwei gleichphasige Signalanteile schematisch dargestellt ist. Das Gleichtaktsignal RF_G wird beispielsweise durch ein hochfrequentes Störsignal HFdis verursacht, das von einer Störquelle 400 stammt. Die Störquelle 400 ist- von der Antennenrichtung 100 dabei weiter entfernt und ist somit im Fernfeld. Die Funkstörsignale HFdis der Störquelle 400 gelangen als überwiegend ebene Wellenfront zur Antennenvorrichtung 100 und verursachen beim Auftreffen auf die Zweistreifenleitung 110 in den Streifenleitern 111 und 112 das Gleichtaktsignal RF_G. Durch das Symmetrierglied 130 werden Gleichtaktsignale unterdrückt und eine sogenannte Reader-Reader- Kollision oder Störsignale anderer Funkquellen reduziert.

Durch die Ausgabe eines differentiellen Signals auf die Zweistreifenleitung 110 wird mittels des Symmetrieglieds 130 ein Gegentaktbetrieb bewirkt, in dem jede Streifenleitung 111, 112 ein Feld erzeugt, wobei im Nahfeld ein elektromagnetisches Feld mit hohem magnetischem Anteil erzeugt wird . H ingegen heben sich ein erstes elektrisches Feld der ersten Streifenleitu ng 111 und ein überlagertes zweites elektrisches Feld der zweiten Streifen leitung 112 aufgru nd des Gegenta ktbetriebs im Fernbereich (Fernfeld) auf. Ist der Störer 400 demzufolge ein RFID- Transponder wird aufgrund des von der Antennenvorrichtung 100 im Gegenta ktbetrieb erzeugten geringen Fernfeldes dieser „Störer- Transponder" nicht aktiviert.

Das Symmetrierg lied 130 ist im Ausführungsbeispiel der Fig . 1 an erste Anschlüsse 113, 114 an einem ersten Ende der Zweistreifenleitung 1 10 unmittel ba r angeschlossen . Beispielsweise ist das Symmetrierglied 130 ein Übertrager (engl. Balun ) , der mit den Anschlüssen 113, 114 verbunden (z. B . angelötet) ist. Das Sym metrierg lied 130 kan n als kapazitiver und/oder induktiver und/oder resistiver UH F-Transformator zugleich zur Transformation des Signals RF dienen . In einer anderen Ausgestaltung ist das Symmetrierglied 130 a ktiv ausgebildet, wobei das Sym metrierglied 130 vorteilhafterweise einen Verstärker m it differentiellen Ausgang aufweist, der ein differentielles Signa l auf die Zweistreifenleitu ng 110 ausgibt. Beispielsweise ist der Verstärker a uf einem Träger der Antennenvorrichtung 100 befestigt und beispielsweise an die ersten Anschlüsse 113, 114 der Zweistreifenleitung 1 10 unmittelbar angelötet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Symmetrierglied 130 als Übertrager ausgebildet, der eine erste Wicklung LI und eine zweite Wicklung L2 aufweist, die indu ktiv gekoppelt sind . Der Abschluss 120 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 an zweite Anschlüsse 115, 116 an einem zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende der Zweistreifenleitu ng 110 unmittelbar angesch lossen . Beispielsweise ist der Abschlusswiderstand Rl (z. B. 200 Ohm) als SM D-Bauelement ausgebildet, das a n die zweiten Ansch üsse 115, 116 angelötet ist. Du rch den Abschlusswiderstand Rl ist die Zweistreifenleitung 110 möglichst reflexionsarm abgeschlossen .

Die Schaltung 200 weist eine Sendeschaltung 240 mit einem Modulator 245 zur Ausgabe eines modulierten Signals RFmod und eine Empfangsschaltung 130 mit einem Demodulator 235 auf. Eine Sende- Empfang-Auftrennung 220, beispielsweise als Zirkulator ausgebildet, ermöglicht die Trennung zwischen Sende- und Empfangssignal. Das von der Schaltung 20Ö ausgegebene Signal ist im Sendebetrieb ein durch Modulation erzeugtes Signal RFmod, das die während der RFID- Kommunikation zum Transponder 300 zu übertragene Information beinhaltet.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Antennenvorrichtung weist dementsprechend ein Symmetrierglied 130 auf, das an erste Anschlüsse 113, 114 einer Zweistreifenleitung 110 angeschlossen ist. Das Symmetrierglied 130 ist als Übertrager ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 weist das Symmetrierglied 130 zwei erste Wicklungen LI und L3 auf, die über Koaxialkabel 210a, 210b mit einer Sendeschaltung 240 respektive mit einer Empfangsschaltung 230 einer Schaltung 200 verbunden sind. Die Sendeschaltung 140 der Schaltung 200 gibt ein moduliertes Sendesignal RFmod aus. Hingegen liegt an der Empfangsschaltung 230 das Empfangssignal RFrec an. Das Symmetrierglied 130 weist eine zweite Wicklung L2 auf, die an erste Anschlüsse 113, 114 einer Zweistreifenleitung 110 angeschlossen sind. Anstelle des in Fig. 2 dargestellten Übertragers, weist alternativ das Symmetrierglied 130 separat einen Übertrager für den Sendepfad und einen Übertrager für den Empfangspfad auf.

Die Antennenvorrichtung weist entsprechend Fig . 2 einen Abschluss 120 auf, der drei Abschlusswiderstände R2, R3 und R4 aufweist, wobei die Abschlusswiderstände R3 und R4 an Masse GND und an zweite Anschlüsse 115, 116 der Zweistreifenleitung 110 angeschlossen sind.

Eine konstruktive Ausgestaltung einer Antennenvorrichtung 100 ist im Ausführungsbeispiel der in Fig. 3 schematisch dargestellt. Eine erste Streifenleitung 111 und eine zweite Streifenleitung 112 einer Zweistreifenleitung 110 sind als Kupferleitbahnen auf einem flexiblen Schaltungsträger 140 ausgebildet. Ebenfalls sind auf dem Schaltungsträger 140 das Symmetrierglied 130 und der Abschluss 120 ausgebildet, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 durch Bauelemente gebildet sind, die zur Bestückung auf Kupferleitbahnen auf dem Schaltungsträger 140 aufgelötet sind. Der Abstand zwischen der ersten und zweiten Streifenleitung 111, 112 ist durch lithographische Prozesse bei der Herstellung der Kupferleitbahnen festlegbar. Ebenfalls ist es möglich, die Streifenleitungen 111, 112 durch Drähte auszubilden, die mittels konstruktiver Maßnahmen (Abstandshalter etc.) eine hohe Konstanz des Abstandes der beiden Streifenleitungen 111, 112 über die Länge der Zweistreifenleitung 110 aufweisen. Fig. 4 zeigt eine Antennenvorrichtung 100, die in einer Halterung 190 montiert ist. Aufgrund der Flexibilität der Antennenvorrichtung 100 ist die Zweistreifenleitung 110 der Antennenvorrichtung 100 in Formelementen 195 der Halterung 190 gekrümmt (z.B. rund) angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist die Zweistreifenleitung 110 über ihre gesamte Länge gekrümmt ausgebildet. Eine Fläche A ist durch die gekrümmte Zweistreifenleitung 110 überwiegend umfasst. Dabei sind auch im Bereich der Krümmung die erste Streifenleitung und die zweite Streifenleitung parallel ausgebildet. Durch die Krümmung wird keine lineare Abstrahlung des Antennensignals bewirkt. Das E-Feld des Antennensignals wird durch die Krümmung zirkulär bzw. elliptisch abgestrahlt. Die meist als Dipolantenne ausgeführte Antenne eines mittels des abstrahlten Antennensignals zu lesenden Transponders weist Je nach Position eine zufällige Ausrichtung auf. Durch die Krümmung der Zweistreifenleitung und der damit bewirkten zirkulären bzw . elliptischen Abstrahlung des E-Feldes kann der Transponder mit beliebiger Ausrichtung der Dipolantenne gelesen werden . Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bildet die Zweistreifenleitung 110 durch die Krümmung eine nicht vollständig geschlossene Schleife, die die Fläche A teilweise, jedoch überwiegen umfasst. Durch die Schleife wird zudem das M-Feld des Antennensignals im Bereich oberhalb und ggf. unterhalb der Fläche A konzentriert, so dass im Nahfeld (ca . bis Im - Fresnelfeld) die Übertragung zum Transponder gegenüber einer Zweistreifenleitung ohne Schlaufenausbildung signifikant verbessert wird.

Alternativ zur Darstellung in Fig. 4 kann die Antennenvorrichtung 100 starr ausgebildet werden und beispielsweise eine in die Halterung 190 passende Form aufweisen. An der in Fig. 4 dargestellten Antennenvorrichtung 100 ist die Zuleitung 210 (Kabel) zur Schaltung (nicht dargestellt) angeschlossen und aus der Halterung 190 herausgeführt. In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Systems zur RFID- Kommunikation schematisch dargestellt. Fig. 5 zeigt eine Antennenvorrichtung, die als Nahfeldantenne zur Abstrahlung eines Funksignals ausgebildet ist und eine Zweistreifenleitung 110 mit zwei parallelen Leitungen aufweist.

An die Antennenvorrichtung ist eine Schaltung mit einer Sendeschaltung 240 und einer Empfängerschaltung 230 angeschlossen .

Die Antennenvorrichtung weist ein erstes Symmetrierglied 130 und ein zweites Symmetrierglied 132 auf. Das erste Symmetrierglied 130 und das zweite Symmetrierglied 132 können in Synergie als Im pedanzwandler ausgebildet sein . Die Symmetrierglieder bewirken eine Dämpfung eines Gleichtaktsignals. Die Sendeschaltung 240 der Schaltung ist im Ausführungsbeispiel der Fig . 5 mit dem ersten Symmetrierglied 130 zur symmetrischen Ausgabe des Funksignals auf die Zweistreifenleitung 110 verbunden.

Das erste Symmetrierglied 130 ist an erste Anschlüsse 113, 114 der Zweistreifenleitung 110 angeschlossen. Das zweite Symmetrierglied 132 ist an zweite Anschlüsse 115, 116 der Zweistreifenleitung 110 angeschlossen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist das zweite Symmetrierglied 132 zugleich Bestandteil eines Abschlusses 120 der Zweistreifenleitung 110. Somit weist die Antennenvorrichtung den Abschluss 120 auf, der an die Anschlüsse 115, 116 der Zweistreifenleitung 110 angeschlossen ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 weist der Abschluss 120 eine Eingangsimpedanz 122 der Empfängerschaltung 230 und ein Anpassungsnetzwerk 121 und das zweite Symmetrierglied 132 auf, die die Reflexion von Wellen minimieren. HEingangsimpedanz 122, Anpassungsnetzwerk 121 und zweites Symmetrierglied 132 aufeinander abgestimmt.

In einem von Fig. 5 abweichenden Ausführungsbeispiel kann die Empfängerschaltung 230 an anderer Stelle angeschlossen sein, so dass der Abschluss 120 nur aus zweitem Symmetrierglied 132 und Abschlussnetzwerk 121 (beispielsweise Abschlusswiderstände) besteht, so dass das Abschlussnetzwerk 121 über das zweite Symmetrierglied 132 mit der Zweistreifenleitung 110 verbunden ist. In einem anderen von Fig. 5 abweichenden Ausführungsbeispiel ist die Eingangsimpedanz 122 der Empfängerschaltung 230 bereits für ein Minimum des Reflexionsfaktors angepasst. In diesem Fall kann das Widerstandsnetzwerk 121 entfallen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausgestaltungsvarianten der Figuren 1 bis 5 beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, ein anderes Symmetrierglied zu verwenden. Auch ist es möglich, dass die Antennenvorrichtung eine andere geometrische Form entsprechend des Frequenzbereichs (UHF, etc.) aufweist. Die Funktionalität des Systems gemäß Fig. 4 kann besonders vorteilhaft für ein Kassensystem (engl point of sale System) verwendet werden .

Bezugszeichenliste

Antennen Vorrichtung

Zweistreifenleitung

Streifenleitung

Anschluss

Abschluss

Abschlussnetzwerk

Eingangsimpedanz

Symmetrierglied, Übertrager

Schaltungsträger

Antennengehäuse, Halterung

Formelement

Schaltung, Reader

Kabel

Anschluss

Sende-Empfang-Auftrennung, Zirkulato

Empfängerschaltung, RX

Demodulator

Sendeschaltung, TX

Modulator

RFID-Transponder - Störquelle

Fläche

Abstand

Masse

Störsignal

Wicklung

Länge

Widerstand

RF, RF_RX, RFrec, RFmod Signal, Funksignal

Claims

Ansprüche

System zur RFID-Kommunikation,

- mit einer Antennenvorrichtung (100) zur Abstrahlung eines Funksignals (RF_RX) und

- mit einer an die Antennenvorrichtung (100) angeschlossenen Schaltung (200),

- bei dem die Antennenvorrichtung ( 100) als Nahfeldantenne eine Zweistreifenleitung (110) mit einer ersten Streifenleitung (111) und mit einer zur ersten Streifenleitung (111) parallel ausgebildeten zweiten Streifenleitung (112) aufweist,

- bei dem die Antennenvorrichtung (100) einen Abschluss (120) aufweist,

- bei dem die Antennenvorrichtung ( 100) ein Symmetrierglied (130) aufweist insbesondere zur Dämpfung eines Gleichtaktsignals (RF_G),

- bei dem das Symmetrierglied (130) an erste Anschlüsse (113, 114) der Zweistreifenleitung (110) und der Abschluss ( 120) an zweite Anschlüsse (115, 116) der Zweistreifenleitung ( 110) angeschlossen sind, und

- bei dem die Schaltung (200) mit dem Symmetrierglied ( 130) zur symmetrischen Ausgabe des Funksignals (RF) auf die Zweistreifenleitung (110) verbunden ist.

System nach Anspruch 1,

- bei dem die Zweistreifenleitung (110) eine Leitungswellenimpedanz aufweist, die entlang zumindest eines Längenbereichs der Zweistreifenleitung (110) konstant ist.

3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- bei dem Antennenvorrichtung ( 100) einen flexiblen Träger ( 140) aufweist. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- bei dem die Zweistreifenleitung ( 110) der Antennenvorrichtung ( 100) gekrümmt angeordnet ist.

System nach Anspruch 4,

- bei dem eine Fläche (A) durch die gekrümmte Zweistreifenleitung ( 110) überwiegend umfasst ist. 6. System nach einem der Ansprüche 4 oder 5,

- bei dem die gekrümmte Zweistreifenleitung ( 110) in Form einer offenen oder geschlossenen Schleife ausgebildet ist.

7. System nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

- bei dem ein überwiegender Längenbereich der Zweistreifenleitung

( 110) eine Krümmung aufweist.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- bei dem der Abschluss ( 120) der Antennenvorrichtung ( 100) eine Anzahl überwiegend ohmscher Abschlusswiderstände (Rl, R2, R3,

R4) aufweist.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- bei dem die Schaltung (200) eine Empfangsschaltung (220) zum Empfang von Signalen ( RF_REC) aufweist, die von einem RFID-

Transponder (300) gesendet sind.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- bei dem das Symmetrierglied ( 130) einen Übertrager aufweist.

11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - bei dem die erste Streifenleitung ( 111) und die zweite Streifenleitung (112) der Zweistreifenleitung ( 110) einen Abstand (d_L) zueinander von mindestens einem halben Millimeter aufweisen . 12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- bei dem zwischen der Schaltung (200) und dem Symmetrierglied (130) eine Zuleitung (210, 210a, 210b) eingefügt ist zur Übertragung des Funksignals (RF) von einem Ausgang (211) der Schaltung (200) zum Symmetrierglied (130).

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

- bei dem die Schaltung (200) eine Modulationsschaltung (245) zur Ausgabe eines modulierten Funksignals (RFmod) an das Symmetrierglied (130) aufweist.