EP3753073A1 - Antenna for communicating with a transponder - Google Patents

Antenna for communicating with a transponder

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Publication number
EP3753073A1
EP3753073A1 EP19706425.6A EP19706425A EP3753073A1 EP 3753073 A1 EP3753073 A1 EP 3753073A1 EP 19706425 A EP19706425 A EP 19706425A EP 3753073 A1 EP3753073 A1 EP 3753073A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
antenna surface
distance
reflection surface
ized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19706425.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Reppel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Turck Holding GmbH
Original Assignee
Turck Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Turck Holding GmbH filed Critical Turck Holding GmbH
Publication of EP3753073A1 publication Critical patent/EP3753073A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0075—Stripline fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/378—Combination of fed elements with parasitic elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0428—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna radiating a circular polarised wave

Definitions

  • An antenna array consisting of a first antenna, a reflector and an antenna feed network is described in "Broadband Single-Patch Circularly Polarized Microstrip Antenna with Dual Capacitively Coupled Feeds" IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION.
  • a supply network consisting of microstrips, which capacitively couples AC voltage signals to a circular disk-shaped antenna at two different supply points.
  • the alternating voltages are phase-shifted by 90 °, so that the antenna surface emits perpendicular to each other, phase-shifted by 90 ° electromagnetic waves, which are circularly polarized due to their phase shift.
  • the difference in amplitude of the partial waves at 90 ° to each other is up to 3 dB.
  • planar antennas are used to data in the 900 MHz
  • the memory IC of the transponder is enabled to transmit data wirelessly to the antenna arrangement or to receive wireless information from the antenna arrangement.
  • the operating frequency is in the range between 840 MHz and 960 MHz.
  • the electromagnetic signal is circularly polarized.
  • a prior art planar antenna has a first metal surface which is used as an antenna element for transmission and reception.
  • a second, larger metal surface serves as a reflector and rear shield.
  • the distance between the two metal surfaces is typically 5 to 25 mm in the prior art.
  • the lateral dimension of the antenna element is approximately 150 mm, ie approximately half of the free space wavelength of the said frequency range.
  • the reflector is larger than the antenna element and has a lateral dimension of about 200 mm.
  • the RFID control electronics can be arranged directly behind the antenna or the reflector. Due to the multiple feed points, it is possible to receive or transmit linear or circularly polarized electromagnetic waves.
  • the axis ratio should not be less than one dB.
  • the antenna arrangement has an optimal transmission-reception behavior only in the range of a maximum, which is usually 900 MHz, if it is a universally usable antenna, or which lies in the middle of one of the sub-bands used. In the latter case, this antenna is optimally suited only for use in the respective subband.
  • the object of the invention is to provide an antenna arrangement which can be manufactured cost-effectively for communication with a transponder in the
  • the fiction, contemporary device is an antenna arrangement for data exchange with a transponder and for energy transmission to a transponder, in particular in the 900 MHz band.
  • a first antenna surface for transmitting and receiving electromagnetic waves.
  • a reflection surface extends in the backward direction and parallel to the first antenna surface.
  • the surface normal directed from the antenna surface away from the reflection surface defines an effective direction in which the electromagnetic waves can be transmitted or from which electromagnetic waves can be received by the transponder.
  • the antenna surface has a first distance to the reflection surface.
  • the spacing space between the first antenna surface and the reflection surface is preferably completely filled by a dielectric body, which may preferably be a printed circuit board, so that the first distance is in the range between 0.5 and 3 mm.
  • an additional metallization is arranged between the first antenna surface and the reflection surface, which preferably has no electrical effect.
  • the additional metallization is electrically separated from the antenna surface and the reflection surface by means of two dielectric bodies.
  • the additional metallization can extend between two dielectric bodies.
  • the antenna surface is formed by a first metallization which extends on a planar surface of a support body.
  • the reflection surface is a metallization of a second surface of the support body, wherein the two surfaces are parallel to each other and the support body is substantially dielectric.
  • a microstrip structure is located on the rear side of the reflection surface, with respect to the effective direction. Between microstrip structure and reflection surface is also a dielectric body.
  • the microstrip structure may be formed by metal strips of a printed circuit board and forms a feed network.
  • the feed network, the reflection surface and the first antenna surface can be realized by a three-layer printed circuit board, wherein the two outwardly facing metallization surfaces are structured by etching or mechanical effects, namely to a first antenna surface and to a feed network, which consists of a or more microstrip whose length causes phase shifts.
  • the feed network, the reflection surface and the first antenna surface are realized by an at least four-layer printed circuit board.
  • a further, in particular electrically ineffective metallization (dummy metallization) is arranged.
  • the microstrip structure serves to provide phase-shifted AC signals.
  • feed points are provided, at which in each case 90 ° phase-shifted AC voltage signals are coupled into the first antenna surface.
  • these are feed points to which the alternating voltage signal with phase angles of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° is fed.
  • the feed points are preferably arranged in a fourfold symmetry about an axis of symmetry of the first antenna surface.
  • the feed takes place capacitively, but preferably galvanically, for which purpose feed-in elements are used, which penetrate the reflection surface in an insulating manner at a plurality of mutually different points. It may be act to contact pins that connect the microstrip structure galvanically with the feed points of the first antenna surface.
  • the antenna surface is therefore able to transmit circularly polarized or else linearly polarized electromagnetic waves.
  • the first distance is substantially less than the guided wavelength, ie the wavelength forming at the operating frequency within the dielectric body.
  • the lateral dimensions of the antenna surface are chosen so that there arise two mutually perpendicular standing waves.
  • the distance between the reflection surface and the first antenna surface is in particular less than one tenth of the vacuum wavelength.
  • the distance between the feed network and the reflector may be less than the distance between the first antenna surface and the reflector.
  • the distance between feed network and reflector can be in the range between 0.1 and 3 mm.
  • the feed network can have two feed points, which are connected to the microstrip structure in such a way that, depending on the choice of the feed point, a left-handed or a right-handed polarized wave is formed.
  • the printed circuit board preferably consists of the composite material FR4 with three or four metallization levels of copper. On a top level, the first antenna surface is located. The middle level of a three-layer printed circuit board is almost completely metallised, thereby forming an antenna reflector. The middle level also serves as a shield to the feed network, which is located on the lowest level.
  • the feed network is preferably formed by microstrip lines and is connected to the feed points with feedthroughs. The feed points for connection to a 50 ohm transmission line may be formed by coaxial SMD connectors.
  • the feed elements which connect the feed points of the antenna surface to the feed network, penetrate the reflection surface in isolation from the reflection surface.
  • the feed-in The metalization is also isolated from the metallization.
  • the metallization is an intermediate layer between two dielectric layers.
  • the antenna surface is spaced apart from the reflection surface by the material thickness of two dielectric bodies and a metallization arranged therebetween. The second distance, which is greatly reduced in comparison with the prior art, ie the distance between the reflection surface and the first antenna surface filled in by the dicrotic, leads to a deterioration of the transceiver behavior alone.
  • the antenna arrangement according to the invention compensates for this eventual disadvantage by means of a second antenna surface, which is spaced apart in the effective direction by a third distance from the first antenna surface. This distance is less than a quarter of the wavelength resulting with the dielectric constant in the distance space between the first antenna surface and the second antenna surface. However, the distance is greater than the first distance, ie the distance between the first antenna surface and the reflection surface.
  • the second antenna surface may be a metal surface which extends on a second printed circuit board or on a comparable carrier material. In this case, the metal surface may point to the first antenna surface, so that the dielectric constant in the spacer space is essentially the dielectric constant of air.
  • the second antenna surface can also be arranged away from the first antenna surface on the carrier material, so that the thin carrier material compared to the third distance can contribute slightly to the dielectricity of the distance space.
  • the carrier carrying the second antenna surface may be connected by means of electrically conductive or non-conductive spacers to the dielectric body which carries the first antenna surface.
  • all metallizations are metal layers of printed circuit boards, so that the spacers essentially connect two printed circuit boards to one another, wherein the printed circuit boards extend parallel to one another.
  • the first antenna surface and the second antenna surface are preferably insulated from one another so that there is no galvanic connection between the two antenna surfaces.
  • the second antenna surface is realized by a metal surface of a housing.
  • the housing may have a housing lower part and a housing upper part.
  • the lower housing part may be made of a non-conductive material, but preferably of an electrically conductive material.
  • the housing cover is preferably non-conductive, consists for example of PC-ABS or polyamide 6 (PA 6 ).
  • the second antenna surface can be realized by various methods, for example, a metal foil or a thin metal surface can be glued, clipped or pressed into the lid of the housing. This metal surface can also be applied to a further, non-conductive carrier. Two-component injection molding or laser direct structuring is also provided. It is further preferably provided that the second antenna surface is coupled to the first antenna surface exclusively via an electromagnetic field.
  • the third distance ie the distance between the two antenna surfaces, which in principle can also be referred to as antenna elements in the sense of the invention, influences the transmission-reception behavior.
  • a small distance between the antenna elements leads to a strong coupling of the antenna elements. At a large distance, this coupling is weaker.
  • a strong coupling leads to a splitting of the resonance frequency into a lower resonance frequency and into an upper resonance frequency.
  • one of the antenna surfaces is interrupted with interruption structures.
  • the interrupt structure can island-shaped free-space to be in an otherwise completely metallized surface.
  • the second antenna surface preferably has the interrupt structures. In particular, it has one or more island-shaped nonconductive open spaces or is subdivided by non-conductive slots into a plurality of galvanically separated subareas.
  • the division of the antenna surface by means of the interruption structures is preferably rotationally symmetric or with a fourfold symmetry.
  • the antenna surfaces preferably have a rotationally symmetrical or fourfold symmetrical outline contour.
  • the feed points are preferably arranged in a selfishorialig symmetrical arrangement.
  • the lateral dimensions of the second antenna surface are larger than the lateral dimensions of the first antenna surface.
  • the total area of the second antenna area can be greater than the total area of the first antenna area.
  • the characteristic lengths of the two antenna surfaces that is, for example, a diameter or an edge length of a square are different from one another such that the characteristic length of the second antenna surface is greater than the characteristic length of the first antenna surface. If the two antenna surfaces have a surface shape deviating from the rotational symmetry, it is provided in particular that the antenna surfaces are offset from one another by an angle about the surface normal, for example by an angle of 45 °.
  • the two antenna surfaces can thus be formed, for example, in each case by square surfaces which lie above one another with their centers, but are rotated by 45 ° relative to one another.
  • the infeed points are arranged symmetrically relative to the center of the first antenna surface.
  • the dimensions or the characteristic length of the first antenna element is preferably half the guided wavelength of the intended operating frequency.
  • the second antenna element is also designed such that its dimensions, in particular its characteristic length, are half the wavelength of the intended purpose. operating frequency corresponds.
  • the feed points of the feed network are preferably designed such that the microstrips interconnecting the feed points have a length which corresponds to the phase offset, so that an ideal circular polarization of the entire antenna structure is achieved.
  • the axis ratio of the planar antenna according to the invention is below 1 dB at a designated operating frequency between 840 MHz and 960 MHz. In a particularly interesting frequency range between 840 MHz and 960 MHz.
  • the axis ratio may even be below 14 dB.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a first antenna surface 1, which has a square outline and dash-dotted lines the feed network 7 arranged below the first antenna 1;
  • FIG. 2 shows the plan view of a printed circuit board 10, which is a second antenna 11, which is divided by means of cross-shaped slots 16, 17 in four galvanically separated individual fields,
  • FIGS. 1 and 2 show a section according to the lines III-III in FIGS. 1 and 2 of an antenna arrangement according to the invention of a first exemplary embodiment
  • 8c shows three different design variants of a second antenna surface 11 with slit-shaped interruption structures 16, 17 which, in a crossing arrangement, subdivide the antenna surface 11 into a total of four identical sub-areas,
  • Fig. 9 tellung a further embodiment of the invention in an exploration sions represents S,
  • FIG. 10 shows schematically a section through that shown in FIG.
  • FIG. 11 shows a further embodiment of a printed circuit board as a carrier in the antenna surface 1 and the reflection surface 5.
  • FIGS 1 to 5 show a first embodiment of an inventive device according to the invention, which is an antenna arrangement for Communicating with an RFID tag in the 900 MHz band.
  • a printed circuit board 4 has on its front side a first coating, which is structured into a square.
  • the square metal surface 3 forms a first antenna surface 1 whose corner points form feed points 2.
  • the feed points 2 which are spaced apart from one another with the edge length a serve to supply phase-shifted alternating voltage signals having a frequency which has the following relation with the edge length a:
  • the edge length a corresponds to approximately half of the guided wavelength, that is, through which the electr - Trizticianskonstante the PCB reduced wavelength.
  • a rear, the metal surface 4 opposite metallization of the circuit board 4 forms a reflection surface 5, which extends substantially over the entire surface of the circuit board 4.
  • This metallization is structured with microstructures as feed network 7.
  • the individual microstrips 9, 14 of the feed network 7 are shown in FIG. 5.
  • the microstrips 9, 14 have a length such that an AC voltage signal fed in at a connection 12 or 13 at the feed points 2 in each case opposite the adjacent feed point 2 has a phase shifted by 90 °.
  • the feeding of an AC signal into the terminal 12 leads to a levorotatory shaft.
  • the feeding of an AC signal in the terminal 13 to a clockwise rotating shaft.
  • the simultaneous feeding of two equal-sized AC signals in both terminals 12 and 13 results in a linearly polarized wave.
  • the polarization direction is determined by the electrical phase difference of the two equal-sized AC voltage signals and can be adjusted so that, to a defined reference plane, a horizontally and vertically polarized wave is formed.
  • the first antenna surface 1 is galvanically connected to the feed network 7 at the feed points 2 by means of contact elements 8.
  • the contact elements 8 form feed elements which pass through openings of the metallization of the reflection surface 5. They are in particular plated through.
  • FIG. 2 shows a second printed circuit board 10, which is structured with a second antenna surface 11.
  • the second antenna surface 11 also has a square plan, but with an edge length b which is greater than the edge length a.
  • the edge length b is in the same connexion with the operating frequency of the antenna arrangement, but based on the dielectric constant of the distance space A between the first antenna surface 1 and second antenna surface 11.
  • the edge length b corresponds approximately to half the free space wavelength.
  • spacers 15 are provided which connect the printed circuit board 10 to the printed circuit board 4.
  • the spacers 15 may be made of metal or a dielectric material. Its length defines the size of the distance clearance A.
  • the second antenna surface 11 is subdivided into four rectangular areas, which are of equal size.
  • the slots 16, 17 intersect at the center of the outline of the second antenna surface 11.
  • the distance from the first antenna surface 1 to the reflection surface 5 is approximately 0.5 to 3 mm, preferably 1.5 mm, the distance between the first antenna surface 1 and the second antenna surface 11 is approximately 0.5 to 2 cm.
  • the distance A (FIG. 3) is less than one quarter of the vacuum wavelength of the operating frequency, for example the average frequency of the 900 MHz band.
  • the distance A between the first antenna surface 1 and second antenna surface 1 is smaller than one-tenth of the air wavelength of the operating frequency, which air-wave length is about 30 cm.
  • the board arrangement 4, 6, 10 may be formed by a three-layer board having a material thickness of about 2 mm, so that the microstrips 9, 14 of the feed network 7 are at a distance of 2 mm from the first antenna area 1 and Reflection surface 5 between microstep arrangement 9, 14 and the first antenna surface 1 extends.
  • the ligaments 6a to 6d show cross-shaped arrangements of the first antenna surface.
  • the second antenna surface 11 also has such outline contours.
  • the outline contour line of the antenna surfaces illustrated in the ligaments 6a to 6d surround a surface metallized continuously without interruption.
  • the outline contour of the antenna surface can also be square or circular.
  • the ligaments 7a to 7h show mutually different antenna surfaces, as they can preferably be formed by the second antenna surface 11.
  • the floor plans of the antenna surfaces surround a metallized surface forming non-metallized islands 18.
  • the islands 18 may be arranged in the region of the center of the square or round antenna surfaces 11.
  • the floor plans of the islands 18 may be square or round. It is also possible for a plurality of islands 18, which are separate from one another, to be arranged with a round or square plan in fourfold symmetry about the center of the antenna surface 11.
  • Ligatures 8a to 8c show antenna surfaces 11 which, by means of intersecting slots 16, 17, are arranged in galvanic, unconnected metal surfaces. are separated.
  • FIGS. 8a, 8b show square antenna surfaces 11, which are each divided into four equally sized surface sections, wherein the slots 16, 17 pass through the center of the antenna surface 11. While the slots 16, 17 run parallel to the edges of the square in FIG. 8 a, the slots 16, 17 run through the corners of the square antenna surface 11 in the embodiment shown in FIG. 8 b.
  • FIG. 8c shows a round antenna surface 11 which is subdivided into four quadrant surfaces by means of the slots 16, 17.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the invention.
  • the antenna arrangement is arranged in a housing consisting of a housing bottom part 19 and a housing cover part 20.
  • the Gezzauseboden- part 19 may consist of metal.
  • the housing cover 20, however, consists of a dielectric material, in particular a plastic.
  • a three-layer board 4, 6 is arranged in the housing 19, 20, a three-layer board 4, 6 is arranged.
  • the two dielectric layers of the circuit board 4, 6 separate three metallization layers.
  • An uppermost metallization forms, with a square metal surface 3, a first antenna surface 1, which is galvanically connected to a feed network 7 by means of feed elements 8.
  • the feed network 7 is formed by a lower metallization of the multilayer board, which is structured into microstrips 9, 14 and attached to the terminals 12, 13.
  • the second antenna surface 11 has a circular plan with a central window 18, which is not metallized.
  • the second antenna surface 11 is fastened to the inwardly pointing underside of the cover surface of the housing cover 20.
  • the attachment can be made by gluing, clipping or other means.
  • the second antenna surface 11 is galvanically separated from the first antenna surface 1.
  • the board arrangement 4, 6 is formed by a three-layer board.
  • the printed circuit boards 4, 6 can have significantly different thicknesses.
  • the printed circuit board 4 may have a thickness of 1.5 mm and the printed circuit board 6 a thickness of 0.36 mm.
  • a four-ply circuit board is provided in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • This metalization 21 is electrically insulated from the reflection surface 5 by a dielectric body 4 and electrically insulated from the antenna surface 1 by a dielectric body 22.
  • the further metallization 21 may have no electrical function. It is a "dummy" metallization that mechanically stabilizes the entire assembly.
  • the thickness of the dielectric body 4 is about 0.36 mm.
  • the thickness of the further dielectric body 22 may be about 1.19 mm.
  • the thickness of the further dielectric body 22 is about 0.36 mm and that of the dielectric body 4 is about 1.19 mm.
  • reference numerals 23, 24 designate further metallizations which extend on the upper side or on the lower side of the multilayer board. In a sense, they cover the free surfaces of the antenna surface 1 and the feed network 7. These metallizations 23, 24 are separated from the antenna surface 1 or the feed network 7 by insulating layers (not shown).
  • the embodiment illustrated in FIG. 11 is therefore, technically, a symmetrical four-ply board with a 1.19 mm thick core and a 0.36 mm thick so-called prepreg on each side.
  • the total material thickness of this laminate body is approximately 2 mm.
  • Reflection surface 5 arranged body 6 corresponds, with a feed network 7, which has with respect to the direction of action W rearward of the reflection surface 5 with a second distance from the reflection surface 5 arranged microstrip structures 9, to provide phase-shifted AC signals at several mutually different feed points 2 by means of the reflection surface 5 isolated penetrating feed elements 8 such coupled into the first antenna surface 1, that the electromagnetic waves transmitted by the first antenna surface 1 are circularly polarized,
  • At least one of the two antenna surfaces 1, 11 is formed by a metal surface interrupted by interruption structures 16, 17, 18.
  • a device which is characterized in that only one of the two antenna surfaces 1, 11 has interruption structures 16, 17, 18 and the respective other antenna surfaces 1, 11 are formed by a continuous metal surface.
  • a device characterized in that the second antenna surface 11 has the interruption structures 16, 17, 18 and the first antenna surface 1 is a closed metal surface.
  • a device characterized in that the clearance space A between the first antenna surface 1 and the second antenna surface 11 is essentially an air space.
  • a device characterized in that the ground plan of the first antenna 1 and / or the second antenna 11 is a circle or a regular polygon, in particular with a fourfold symmetry.
  • a device characterized in that the interruption structures are rotationally symmetric or have a quadrivalent symmetry and in particular are formed by a circular area or intersecting slots 16, 17.
  • a device characterized in that the feed points 2 are arranged in a four-fold symmetry.
  • a device characterized in that the first distance is less than 3 mm and greater than 0.5 mm and / or that the second distance is less than 3 mm and greater than 0.1 mm and / or that the third distance is greater than 0.5 cm and less than 2 cm.
  • a device which is characterized in that the device is arranged in a housing which consists in particular of a housing bottom part 19 and a housing cover part 20, wherein the second antenna surface 11 is formed as a metallization of the in particular dielectric housing cover part 20 ,

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Abstract

The invention relates to a device for exchanging data with a transponder. A first antenna surface (1) extends on a broad-side surface of a dielectric body (4). A reflection surface (5) is provided on the opposite broad-side surface. At the back of the reflection surface (5) there is a feed network (7) for providing a phase-shifted alternating voltage, which is coupled into the antenna surface (1) at a plurality of different feed points (2) by means of feed elements (8) penetrating the reflection surface (5) in an isolated manner. A second antenna surface (11) is spaced apart from the first antenna surface (1) at a distance (A) by means of spacers (15).

Description

Beschreibung  description
Antenne zur Kommunikation mit einem Transponder Antenna for communication with a transponder
Gebiet der Technik Field of engineering
[0001] Eine Antennenanordnung bestehend aus einer ersten Antenne, einem Reflektor und einem Antennenspeisenetzwerk wird in„Broad-Band Single- Patch Circularly Polarized Microstrip Antenna with Dual Capacitively Coupled Feeds" IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, [0001] An antenna array consisting of a first antenna, a reflector and an antenna feed network is described in "Broadband Single-Patch Circularly Polarized Microstrip Antenna with Dual Capacitively Coupled Feeds" IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION.
VOL. 49, NO.l, JANUARY 2001 offenbart. VOL. 49, NO. 1, JANUARY 2001.
[0002] Auf der Rückseite einer ersten Platine befindet sich ein aus Mikrostrei- fen bestehendes Speisenetzwerk, das an zwei voneinander verschiedenen Spei- sestellen kapazitiv Wechselspannungssignale in eine kreis scheibenförmige An- tenne einkuppelt. Die Wechselspannungen sind um 90° phasenverschoben, so dass die Antennenfläche senkrecht zueinander stehende, um 90° phasenver- schobene elektromagnetische Wellen aussendet, die aufgrund ihrer Phasenver- schiebung zirkular polarisiert sind. Der Amplitudenunterschied der 90° zuei- nander stehenden Teilwellen beträgt dort bis zu 3 dB. [0003] Derartige planare Antennen werden benutzt, um Daten im 900 MHz[0002] On the rear side of a first circuit board there is a supply network consisting of microstrips, which capacitively couples AC voltage signals to a circular disk-shaped antenna at two different supply points. The alternating voltages are phase-shifted by 90 °, so that the antenna surface emits perpendicular to each other, phase-shifted by 90 ° electromagnetic waves, which are circularly polarized due to their phase shift. The difference in amplitude of the partial waves at 90 ° to each other is up to 3 dB. Such planar antennas are used to data in the 900 MHz
Band mit RFIDs auszutauschen und um Energie drahtlos an derartige Trans- ponder zu übertragen. Mittels der zum Transponder übertragenen Energie wird das Speicher-IC des Transponders in die Lage versetzt, drahtlos Daten an die Antennenanordnung zu übertragen bzw. drahtlos Informationen von der An- tennenanordnung zu empfangen. Die Betriebsfrequenz liegt im Bereich zwi- schen 840 MHz und 960 MHz. Um die Datenkommunikation unabhängig von der Polarisierung der elektromagnetischen Wellen durchführen zu können, wird das elektromagnetische Signal zirkular polarisiert. Stand der Technik To exchange tape with RFIDs and to transfer energy wirelessly to such transponders. By means of the energy transmitted to the transponder, the memory IC of the transponder is enabled to transmit data wirelessly to the antenna arrangement or to receive wireless information from the antenna arrangement. The operating frequency is in the range between 840 MHz and 960 MHz. In order to carry out the data communication independently of the polarization of the electromagnetic waves, the electromagnetic signal is circularly polarized. State of the art
[0004] Eine planare Antenne gemäß oben genanntem Stand der Technik be- sitzt eine erste Metallfläche, die als Antennenelement zum Senden und Emp- fangen verwendet wird. Eine zweite, größere Metallfläche dient als Reflektor und rückwärtige Abschirmung. Der Abstand der beiden Metallflächen beträgt beim Stand der Technik typischerweise 5 bis 25 mm. Die laterale Abmessung des Antennenelementes beträgt ungefähr 150 mm, also etwa die Hälfte der Frei- raumwellenlänge des genannten Frequenzbereichs. Der Reflektor ist größer als das Antennenelement und besitzt eine laterale Abmessung von etwa 200 mm. Als Folge der rückwärtigen Abschirmung ist es möglich, die Antennenanord- nung flach an einer Wand zu befestigen. Ferner kann die RFID-Steuerelektronik unmittelbar rückwärtig der Antenne bzw. des Reflektors angeordnet werden. Aufgrund der mehreren Einspeisestellen ist es möglich, linear- oder zirkular- polarisierte elektromagnetische Wellen zu empfangen oder zu senden. Das Achsverhältnis sollte dabei nicht unter einem dB liegen. [0004] A prior art planar antenna has a first metal surface which is used as an antenna element for transmission and reception. A second, larger metal surface serves as a reflector and rear shield. The distance between the two metal surfaces is typically 5 to 25 mm in the prior art. The lateral dimension of the antenna element is approximately 150 mm, ie approximately half of the free space wavelength of the said frequency range. The reflector is larger than the antenna element and has a lateral dimension of about 200 mm. As a result of the rear shield, it is possible to attach the antenna assembly flat to a wall. Furthermore, the RFID control electronics can be arranged directly behind the antenna or the reflector. Due to the multiple feed points, it is possible to receive or transmit linear or circularly polarized electromagnetic waves. The axis ratio should not be less than one dB.
[0005] Von dem oben genannten 900 MHz Band werden regional voneinander verschiedene Subbänder verwendet. Es können Subbänder im Bereich unterhalb 900 MHz und Subbänder oberhalb von 900 MHz verwendet werden. Beim Stand der Technik besitzt die Antennenanordnung ein optimales Sende-Empfangs- Verhalten nur im Bereich eines Maximums, welches üblicherweise bei 900 MHz liegt, sofern es sich um eine universal verwendbare Antenne handelt, oder wel- che in der Mitte eines der verwendeten Subbänder liegt. Im letzteren Fall ist die- se Antenne nur für die Verwendung im jeweiligen Subband optimal geeignet. Of the above 900 MHz band regionally different subbands are used. Subbands below 900 MHz and subbands above 900 MHz can be used. In the prior art, the antenna arrangement has an optimal transmission-reception behavior only in the range of a maximum, which is usually 900 MHz, if it is a universally usable antenna, or which lies in the middle of one of the sub-bands used. In the latter case, this antenna is optimally suited only for use in the respective subband.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstig zu ferti- gende Antennenanordnung zur Kommunikation mit einem Transponder im[0006] The object of the invention is to provide an antenna arrangement which can be manufactured cost-effectively for communication with a transponder in the
900 MHz Band anzugeben, welche ein möglichst frequenzunabhängiges Sende- Empfangs- Verhalten besitzt. Zudem besteht das Bedürfnis, die Antenne so zu gestalten, dass sie möglichst ideale zirkular polarisierte Wellen erzeugt, um die räumlich bewegbaren RFID-Tags unabhängig von ihrer Orientierung zu erfas- sen. 900 MHz band indicating a frequency-independent transmission Receiving behavior possesses. In addition, there is a need to design the antenna in such a way that it generates ideally ideal circularly polarized waves in order to detect the spatially movable RFID tags independently of their orientation.
[0007] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Er- findung. Die Unter ansprüche stellen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen des Hauptanspruchs dar, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe. Mit den in den Ansprüchen genannten Merkmalen wird der Anwendungsbereich einer gattungsgemäßen planaren Antenne zur Kommunikation mit einem [0007] The problem is solved by the invention specified in the claims. The subclaims represent not only advantageous developments of the main claim, but also independent solutions to the problem. With the features mentioned in the claims, the scope of a generic planar antenna for communication with a
RFID-Tag vergrößert. RFID tag enlarged.
[0008] Die erfindungs gemäße Vorrichtung ist eine Antennenanordnung zum Datenaustausch mit einem Transponder und zur Energieübertragung an einen Transponder, insbesondere im 900 MHz Band. Es ist eine erste Antennenfläche zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen vorgesehen. Rückwär- tig und parallel zur ersten Antennenfläche erstreckt sich eine Reflektionsfläche. Die von der Antennenfläche weg von der Reflektionsfläche gerichtete Flächen- normale definiert eine Wirkrichtung, in der die elektromagnetischen Wellen ge- sendet bzw. aus der elektromagnetische Wellen vom Transponder empfangen werden können. Die Antennenfläche besitzt einen ersten Abstand zur Reflekti- onsfläche. Der Abstandsraum zwischen erster Antennenfläche und Reflektions- fläche wird bevorzugt von einem dielektrischen Körper vollständig ausgefüllt, bei dem es sich bevorzugt um eine Leiterplatte handeln kann, so dass der erste Abstand im Bereich zwischen 0,5 und 3 mm liegt. In einer Variante ist vorgese- hen, dass zwischen der ersten Antennenfläche und der Reflektionsfläche eine zusätzliche Metallisierung angeordnet ist, die bevorzugt keine elektrische Wir- kung besitzt. Die zusätzliche Metallisierung ist mittels zweier dielektrischer Kör- per von der Antennenfläche und der Reflektionsfläche elektrisch getrennt. Die zusätzliche Metallisierung kann sich zwischen zwei dielektrischen Körpern er- strecken. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Antennenfläche von einer ers- ten Metallisierung gebildet ist, die sich auf einer ebenen Oberfläche eines Trag- körpers erstreckt. Die Reflektionsfläche ist eine Metallisierung einer zweiten Oberfläche des Tragkörpers, wobei die beiden Oberflächen parallel zueinander verlaufen und der Tragkörper im Wesentlichen dielektrisch ist. Auf der - bezo- gen auf die Wirkrichtung - rückwärtigen Seite der Reflektionsfläche befindet sich eine Mikrostreifenstruktur. Zwischen Mikrostreifenstruktur und Reflektionsflä- che befindet sich ebenfalls ein dielektrischer Körper. Die Mikrostreifenstruktur kann von Metallstreifen einer Leiterplatte ausgebildet sein und bildet ein Speise- netzwerk aus. Das Speisenetzwerk, die Reflektionsfläche und die erste Anten- nenfläche können von einer dreilagigen Leiterplatte realisiert werden, wobei die beiden nach außen weisenden Metallisierungsflächen durch Ätzen, oder mecha- nische Einwirkungen strukturiert sind, nämlich zu einer ersten Antennenfläche und zu einem Speisenetzwerk, das aus ein oder mehreren Mikrostreifen besteht, deren Länge Phasenverschiebungen verursacht. In einer Variante werden das Speisenetzwerk, die Reflektionsfläche und die erste Antennenfläche von einer mindestens vierlagigen Leiterplatte realisiert. Hier ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen der ersten Antennenfläche und der Reflektionsfläche eine weitere, insbesondere elektrisch wirkungslose Metallisierung (Dummy-Metallisierung) angeordnet ist. Die Mikrostreifenstruktur dient der Bereitstellung phasenver- schobener Wechselspannungssignale. Bevorzugt sind vier Einspeisestellen vor- gesehen, an denen jeweils um 90° phasenverschobene Wechselspannungssignale in die erste Antennenfläche eingekoppelt werden. Bevorzugt handelt es sich um Einspeisestellen, an denen das Wechselspannungssignal mit Phasenlagen von 0°, 90°, 180° und 270° eingespeist wird. Die Einspeisestellen sind hierzu bevorzugt in einer vierzähligen Symmetrie um eine Symmetrieachse der ersten Antennen- fläche angeordnet. Die Einspeisung erfolgt kapazitiv, bevorzugt aber galvanisch, wozu Einspeiseelemente verwendet werden, die an mehreren voneinander ver- schiedenen Stellen isolierend die Reflektionsfläche durchdringen. Es kann sich dabei um Kontaktstifte handeln, die die Mikrostreifenstruktur galvanisch mit den Einspeisestellen der ersten Antennenfläche verbinden. Die Antennenfläche ist somit in der Lage, zirkular polarisierte oder aber auch linear polarisierte elekt- romagnetische Wellen zu senden. Der erste Abstand ist wesentlich geringer, als die geführte Wellenlänge, also die sich bei der Arbeitsfrequenz innerhalb des dielektrischen Körpers ausbildende Wellenlänge. Die lateralen Abmessungen der Antennenfläche sind so gewählt, dass dort zwei senkrecht zueinander stehende Stehwellen entstehen. Der Abstand zwischen Reflektionsfläche und erster An- tennenfläche ist insbesondere kleiner als ein Zehntel der Vakuumwellenlänge. Der Abstand zwischen dem Speisenetzwerk und dem Reflektor kann geringer sein, als der Abstand zwischen erster Antennenfläche und Reflektor. Der Ab- stand zwischen Speisenetzwerk und Reflektor kann im Bereich zwischen 0,1 und 3 mm liegen. Das Speisenetzwerk kann zwei Einspeisepunkte aufweisen, die derart mit der Mikrostreifenstruktur verbunden sind, dass sich je nach Wahl des Einspeisepunktes eine linksdrehende oder eine rechtsdrehende polarisierte Welle ausbildet. Die Leiterplatte besteht bevorzugt aus dem Verbundmaterial FR4 mit drei oder vier Metallisierungsebenen aus Kupfer. Auf einer obersten Ebene be- findet sich die erste Antennenfläche. Die bei einer dreilagigen Leiterplatte mittle- re Ebene ist nahezu vollständig metallisiert und bildet dadurch einen Antennen- reflektor. Die mittlere Ebene dient gleichzeitig als Abschirmung zum Speisenetz- werk, das sich auf der untersten Ebene befindet. Das Speisenetzwerk wird bevor- zugt durch Mikrostreifenleitungen ausgebildet und ist mit Durchkontaktierun- gen mit den Einspeisestellen verbunden. Die Einspeisepunkte zum Anschluss an eine 50 Ohm Übertragungsleitung können von koaxialen SMD-Steckverbindern gebildet sein. Sie können durch Standard-Reflow-Lötverfahren dort befestigt sein, um die Antenne mit der RFID-Steuerungselektronik zu verbinden. Die Ein- speiseelemente, die die Einspeisestellen der Antennenfläche mit dem Speisenetz- werk verbinden, durchdringen von der Reflektionsfläche isoliert die Reflektions- fläche. Bei der Variante, bei der sich zwischen der Reflektionsfläche und der An- tennenfläche eine weitere Metallisierung befindet, durchdringen die Einspeisee- lemente auch isoliert von der Metallisierung die Metallisierung. Die Metallisie- rung ist eine Zwischenschicht zwischen zwei dielektrischen Schichten. Die An- tennenfläche ist bei dieser Variante durch die Materialstärke zweier dielektri- scher Körper und einer dazwischen angeordneten Metallisierung von der Reflek- tionsfläche beabstandet. Der gegenüber dem Stand der Technik stark verminder- te zweite Abstand, also die vom Dilektrikum ausgefüllte Strecke zwischen Re- flektionsfläche und erster Antennenfläche führt - alleine betrachtet - zu einer Verschlechterung des Sende-Empfangs- Verhaltens. Die erfindungsgemäße An- tennenanordnung kompensiert diesen eventuellen Nachteil mit einer zweiten Antennenfläche, die in Wirkrichtung mit einem dritten Abstand von der ersten Antennenfläche beabstandet ist. Dieser Abstand ist geringer als ein Viertel der sich mit der Dilektrizitätskonstanten im Abstandsraum zwischen erster Anten- nenfläche und zweiter Antennenfläche ergebenden Wellenlänge. Der Abstand ist aber größer, als der erste Abstand, also der Abstand zwischen erster Antennen- fläche und Reflektionsfläche. Die zweite Antennenfläche kann eine Metallfläche sein, die sich auf einer zweiten Leiterplatte oder auf einem vergleichbaren Trä- germaterial erstreckt. Die Metallfläche kann dabei zur ersten Antennenfläche weisen, so dass die Dilektrizitätskonstante im Abstandsraum im Wesentlichen die Dilektrizitätskonstante von Luft ist. Die zweite Antennenfläche kann aber auch von der ersten Antennenfläche weggerichtet auf dem Trägermaterial ange- ordnet sein, so dass das im Vergleich zum dritten Abstand dünne Trägermaterial zur Dilektrizität des Abstandsraumes geringfügig beitragen kann. Der die zweite Antennenfläche tragende Träger kann mittels elektrisch leitenden oder nicht lei- tenden Abstandshaltern mit dem dielektrischen Körper verbunden sein, der die erste Antennenfläche trägt. Bevorzugt sind sämtliche Metallisierungen Metall- schichten von Leiterplatten, so dass die Abstandshalter im Wesentlichen zwei Leiterplatten miteinander verbinden, wobei sich die Leiterplatten parallel zuei- nander erstrecken. Die erste Antennenfläche und die zweite Antennenfläche sind bevorzugt gegeneinander isoliert, so dass keine galvanische Verbindung zwi- schen den beiden Antennenflächen besteht. In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Antennenfläche durch eine Metallfläche eines Ge- häuses realisiert ist. Das Gehäuse kann ein Gehäuseunterteil und ein Gehäuse- oberteil aufweisen. Das Gehäuseunterteil kann aus einem nicht leitenden Werk- stoff, bevorzugt aber aus einem elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt wer- den. Der Gehäusedeckel ist bevorzugt nicht leitend, besteht bspw. aus PC- ABS oder Polyamid 6 (PA6). Die zweite Antennenfläche kann dabei durch verschie- dene Methoden verwirklicht werden, bspw. kann eine Metallfolie oder eine dün- ne Metallfläche in den Deckel des Gehäuses eingeklebt, eingeklipst oder einge- presst werden. Diese Metallfläche kann auch auf einem weiteren, nicht leitenden Träger aufgebracht sein. Es ist auch der Zweikomponenten-Spritzguss oder die Laser-Direkt-Strukturierung vorgesehen. Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die zweite Antennenfläche mit der ersten Antennenfläche ausschließlich über ein elektromagnetisches Feld gekoppelt ist. Der dritte Abstand, also der Ab- stand zwischen den beiden Antennenflächen, die grundsätzlich auch im Sinne der Erfindung mit Antennenelementen bezeichnet werden können, beeinflusst das Sende-Empfangs- Verhalten. Ein kleiner Abstand zwischen den Antennen- elementen führt zu einer starken Kopplung der Antennenelemente. Bei einem großen Abstand ist diese Kopplung schwächer. Eine starke Kopplung führt zu einer Aufspaltung der Resonanzfrequenz in eine untere Resonanzfrequenz und in eine obere Resonanzfrequenz. Um den Abstand zwischen den Antennenflä- chen möglichst gering zu halten, was der angestrebten flachen Bauform der Ge- samtvorrichtung förderlich ist, wird erfindungsgemäß eine der Antennenfläche mit Unterbrechungsstrukturen unterbrochen. Bei den Unterbrechungs Strukturen handelt es sich um metallisierungsfreie Zonen der ansonsten geschlossenen An- tennenfläche, bspw. können die Unterbrechungsstrukturen inselförmige Frei- räume in einer ansonsten vollständig metallisierten Fläche sein. Es ist aber auch möglich, mit den Unterbrechungsstrukturen die Antennenflächen in mehrere galvanisch voneinander getrennte Teilflächen zu unterteilen. Es ist besonders bevorzugt, dass lediglich eine Antennenfläche Unterbrechungs Strukturen auf- weist und die jeweils andere Antennenfläche unterbrechungsstrukturenfrei ist, also einen einheitlichen Rand besitzt, der eine durchgehend metallisierte Fläche umgibt. Bevorzugt weist die zweite Antennenfläche die Unterbrechungsstruktu- ren auf. Sie besitzt insbesondere ein oder mehrere inselförmige nicht leitende Freiflächen oder wird durch nicht leitende Schlitze in mehrere galvanisch von- einander getrennte Teilflächen unterteilt. Die Aufteilung der Antennenfläche mittels der Unterbrechungsstrukturen erfolgt bevorzugt rotationssymmetrisch oder mit einer vierzähligen Symmetrie. In gleicher Weise besitzen die Antennen- flächen bevorzugt eine rotationssymmetrische oder vierzählig symmetrische Umrisskontur. Auch die Einspeisestellen sind bevorzugt in einer vierzählig symmetrischen Anordnung angeordnet. Ferner ist es möglich, die Antennenflä- chen seitlich zu versetzen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die lateralen Abmessungen der zweiten Antennenfläche größer sind als die lateralen Abmes- sungen der ersten Antennenfläche. Insbesondere kann die Gesamtfläche der zweiten Antennenfläche größer sein als die Gesamtfläche der ersten Antennen- fläche. Auch die charakteristischen Längen der beiden Antennenflächen, also bspw. ein Durchmesser oder eine Kantenlänge eines Quadrates sind derart von- einander verschieden, dass die charakteristische Länge der zweiten Antennenflä- che größer ist als die charakteristische Länge der ersten Antennenfläche. Besitzen die beiden Antennenflächen eine von der Rotationssymmetrie abweichende Flä- chengestalt, so ist insbesondere vorgesehen, dass die Antennenflächen um einen Winkel um die Flächennormalen versetzt zueinander angeordnet sind, bspw. um einen Winkel von 45°. Die beiden Antennenflächen können somit bspw. jeweils von quadratischen Flächen ausgebildet sein, die mit ihren Mittelpunkten über- einanderliegen, aber um 45° zueinander verdreht sind. Die Einspeisestellen sind - bezogen auf den Mittelpunkt der ersten Antennenfläche - symmetrisch ange- ordnet. Die Abmessungen bzw. die charakteristische Länge des ersten Antennen- elementes, also der ersten Antennenfläche, beträgt bevorzugt die halbe geführte Wellenlänge der bestimmungsgemäßen Betriebsfrequenz. Auch das zweite An- tennenelement ist so ausgelegt, dass seine Abmessungen, insbesondere seine charakteristische Länge der halben Wellenlänge der bestimmungsgemäßen Be- triebsfrequenz entspricht. Die Einspeisestellen des Speisenetzwerkes sind bevor- zugt derart ausgelegt, dass die die Einspeisepunkte miteinander verbindenden Mikrostreifen eine Länge haben, die dem Phasenversatz entspricht, so dass nahe- zu eine ideale zirkulare Polarisation der gesamten Antennenstruktur erreicht wird. Das Achsverhältnis der erfindungsgemäßen planaren Antenne liegt bei einer bestimmungsgemäßen Betriebsfrequenz zwischen 840 MHz und 960 MHz unter 1 dB. In einem besonders interessanten Frequenzbereich zwischen The fiction, contemporary device is an antenna arrangement for data exchange with a transponder and for energy transmission to a transponder, in particular in the 900 MHz band. There is provided a first antenna surface for transmitting and receiving electromagnetic waves. In the backward direction and parallel to the first antenna surface, a reflection surface extends. The surface normal directed from the antenna surface away from the reflection surface defines an effective direction in which the electromagnetic waves can be transmitted or from which electromagnetic waves can be received by the transponder. The antenna surface has a first distance to the reflection surface. The spacing space between the first antenna surface and the reflection surface is preferably completely filled by a dielectric body, which may preferably be a printed circuit board, so that the first distance is in the range between 0.5 and 3 mm. In a variant, it is provided that an additional metallization is arranged between the first antenna surface and the reflection surface, which preferably has no electrical effect. The additional metallization is electrically separated from the antenna surface and the reflection surface by means of two dielectric bodies. The additional metallization can extend between two dielectric bodies. In particular, it is provided that the antenna surface is formed by a first metallization which extends on a planar surface of a support body. The reflection surface is a metallization of a second surface of the support body, wherein the two surfaces are parallel to each other and the support body is substantially dielectric. A microstrip structure is located on the rear side of the reflection surface, with respect to the effective direction. Between microstrip structure and reflection surface is also a dielectric body. The microstrip structure may be formed by metal strips of a printed circuit board and forms a feed network. The feed network, the reflection surface and the first antenna surface can be realized by a three-layer printed circuit board, wherein the two outwardly facing metallization surfaces are structured by etching or mechanical effects, namely to a first antenna surface and to a feed network, which consists of a or more microstrip whose length causes phase shifts. In a variant, the feed network, the reflection surface and the first antenna surface are realized by an at least four-layer printed circuit board. Here, it is preferably provided that between the first antenna surface and the reflection surface, a further, in particular electrically ineffective metallization (dummy metallization) is arranged. The microstrip structure serves to provide phase-shifted AC signals. Preferably, four feed points are provided, at which in each case 90 ° phase-shifted AC voltage signals are coupled into the first antenna surface. Preferably, these are feed points to which the alternating voltage signal with phase angles of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° is fed. For this purpose, the feed points are preferably arranged in a fourfold symmetry about an axis of symmetry of the first antenna surface. The feed takes place capacitively, but preferably galvanically, for which purpose feed-in elements are used, which penetrate the reflection surface in an insulating manner at a plurality of mutually different points. It may be act to contact pins that connect the microstrip structure galvanically with the feed points of the first antenna surface. The antenna surface is therefore able to transmit circularly polarized or else linearly polarized electromagnetic waves. The first distance is substantially less than the guided wavelength, ie the wavelength forming at the operating frequency within the dielectric body. The lateral dimensions of the antenna surface are chosen so that there arise two mutually perpendicular standing waves. The distance between the reflection surface and the first antenna surface is in particular less than one tenth of the vacuum wavelength. The distance between the feed network and the reflector may be less than the distance between the first antenna surface and the reflector. The distance between feed network and reflector can be in the range between 0.1 and 3 mm. The feed network can have two feed points, which are connected to the microstrip structure in such a way that, depending on the choice of the feed point, a left-handed or a right-handed polarized wave is formed. The printed circuit board preferably consists of the composite material FR4 with three or four metallization levels of copper. On a top level, the first antenna surface is located. The middle level of a three-layer printed circuit board is almost completely metallised, thereby forming an antenna reflector. The middle level also serves as a shield to the feed network, which is located on the lowest level. The feed network is preferably formed by microstrip lines and is connected to the feed points with feedthroughs. The feed points for connection to a 50 ohm transmission line may be formed by coaxial SMD connectors. They may be fixed there by standard reflow soldering techniques to connect the antenna to the RFID control electronics. The feed elements, which connect the feed points of the antenna surface to the feed network, penetrate the reflection surface in isolation from the reflection surface. In the variant in which there is another metallization between the reflection surface and the antenna surface, the feed-in The metalization is also isolated from the metallization. The metallization is an intermediate layer between two dielectric layers. In this variant, the antenna surface is spaced apart from the reflection surface by the material thickness of two dielectric bodies and a metallization arranged therebetween. The second distance, which is greatly reduced in comparison with the prior art, ie the distance between the reflection surface and the first antenna surface filled in by the dicrotic, leads to a deterioration of the transceiver behavior alone. The antenna arrangement according to the invention compensates for this eventual disadvantage by means of a second antenna surface, which is spaced apart in the effective direction by a third distance from the first antenna surface. This distance is less than a quarter of the wavelength resulting with the dielectric constant in the distance space between the first antenna surface and the second antenna surface. However, the distance is greater than the first distance, ie the distance between the first antenna surface and the reflection surface. The second antenna surface may be a metal surface which extends on a second printed circuit board or on a comparable carrier material. In this case, the metal surface may point to the first antenna surface, so that the dielectric constant in the spacer space is essentially the dielectric constant of air. However, the second antenna surface can also be arranged away from the first antenna surface on the carrier material, so that the thin carrier material compared to the third distance can contribute slightly to the dielectricity of the distance space. The carrier carrying the second antenna surface may be connected by means of electrically conductive or non-conductive spacers to the dielectric body which carries the first antenna surface. Preferably, all metallizations are metal layers of printed circuit boards, so that the spacers essentially connect two printed circuit boards to one another, wherein the printed circuit boards extend parallel to one another. The first antenna surface and the second antenna surface are preferably insulated from one another so that there is no galvanic connection between the two antenna surfaces. In a variant of the invention provided that the second antenna surface is realized by a metal surface of a housing. The housing may have a housing lower part and a housing upper part. The lower housing part may be made of a non-conductive material, but preferably of an electrically conductive material. The housing cover is preferably non-conductive, consists for example of PC-ABS or polyamide 6 (PA 6 ). The second antenna surface can be realized by various methods, for example, a metal foil or a thin metal surface can be glued, clipped or pressed into the lid of the housing. This metal surface can also be applied to a further, non-conductive carrier. Two-component injection molding or laser direct structuring is also provided. It is further preferably provided that the second antenna surface is coupled to the first antenna surface exclusively via an electromagnetic field. The third distance, ie the distance between the two antenna surfaces, which in principle can also be referred to as antenna elements in the sense of the invention, influences the transmission-reception behavior. A small distance between the antenna elements leads to a strong coupling of the antenna elements. At a large distance, this coupling is weaker. A strong coupling leads to a splitting of the resonance frequency into a lower resonance frequency and into an upper resonance frequency. In order to keep the distance between the antenna surfaces as small as possible, which is conducive to the desired flat design of the overall device, according to the invention one of the antenna surfaces is interrupted with interruption structures. STRUCTURES In the interrupt S is metallization-zones of the otherwise closed arrival antenna surface, eg., The interrupt structure can island-shaped free-space to be in an otherwise completely metallized surface. However, it is also possible to divide the antenna surfaces into a plurality of galvanically separated partial areas with the interruption structures. It is especially preferred that only one antenna face interrupt STRUCTURES has up and the other antenna surface is interrupt structures free, So has a single edge surrounding a continuous metallized surface. The second antenna surface preferably has the interrupt structures. In particular, it has one or more island-shaped nonconductive open spaces or is subdivided by non-conductive slots into a plurality of galvanically separated subareas. The division of the antenna surface by means of the interruption structures is preferably rotationally symmetric or with a fourfold symmetry. In the same way, the antenna surfaces preferably have a rotationally symmetrical or fourfold symmetrical outline contour. The feed points are preferably arranged in a vierzählig symmetrical arrangement. Furthermore, it is possible to move the antenna surfaces laterally. In particular, it is provided that the lateral dimensions of the second antenna surface are larger than the lateral dimensions of the first antenna surface. In particular, the total area of the second antenna area can be greater than the total area of the first antenna area. The characteristic lengths of the two antenna surfaces, that is, for example, a diameter or an edge length of a square are different from one another such that the characteristic length of the second antenna surface is greater than the characteristic length of the first antenna surface. If the two antenna surfaces have a surface shape deviating from the rotational symmetry, it is provided in particular that the antenna surfaces are offset from one another by an angle about the surface normal, for example by an angle of 45 °. The two antenna surfaces can thus be formed, for example, in each case by square surfaces which lie above one another with their centers, but are rotated by 45 ° relative to one another. The infeed points are arranged symmetrically relative to the center of the first antenna surface. The dimensions or the characteristic length of the first antenna element, ie the first antenna surface, is preferably half the guided wavelength of the intended operating frequency. The second antenna element is also designed such that its dimensions, in particular its characteristic length, are half the wavelength of the intended purpose. operating frequency corresponds. The feed points of the feed network are preferably designed such that the microstrips interconnecting the feed points have a length which corresponds to the phase offset, so that an ideal circular polarization of the entire antenna structure is achieved. The axis ratio of the planar antenna according to the invention is below 1 dB at a designated operating frequency between 840 MHz and 960 MHz. In a particularly interesting frequency range between
900 MHz und 930 MHz kann das Achsverhältnis sogar unterhalb von 14 dB lie- gen. 900 MHz and 930 MHz, the axis ratio may even be below 14 dB.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0009] Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbei- spiele näher erläutert. Es zeigen: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0009] The invention will be explained in more detail below with reference to several exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 schematisch die Draufsicht auf eine erste Antennenfläche 1, die einen quadratischen Grundriss aufweist und strichpunktiert das unterhalb der ersten Antenne 1 angeordnete Speisenetz- werk 7, 1 is a schematic plan view of a first antenna surface 1, which has a square outline and dash-dotted lines the feed network 7 arranged below the first antenna 1;
Fig. 2 die Draufsicht auf eine Leiterplatte 10, die eine zweite Anten- ne 11, die mittels kreuzförmig angeordneter Schlitze 16, 17 in vier galvanisch voneinander getrennte Einzelfelder aufgeteilt ist, 2 shows the plan view of a printed circuit board 10, which is a second antenna 11, which is divided by means of cross-shaped slots 16, 17 in four galvanically separated individual fields,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linien III-III in den Figuren 1 und 2 ei- ner erfindungsgemäßen Antennenanordnung eines ersten Aus- führungsbeispiels, 3 shows a section according to the lines III-III in FIGS. 1 and 2 of an antenna arrangement according to the invention of a first exemplary embodiment,
Fig. 4 vergrößert den Bereich IV in Figur 3, Fig. 5 das Speisenetzwerk, 4 enlarges the area IV in FIG. 3, 5 the feed network,
Fig. 6a Fig. 6a
bis 6d vier verschiedene Varianten zur Gestaltung des Grundrisses ei- ner ersten Antennenfläche 1, es sind weitere, nicht dargestellte Varianten vorgesehen, bei denen die erste Antennenfläche 1 ei- nen quadratischen, einen kreisförmigen Grundriss aufweist,  to 6d four different variants for the design of the outline of a first antenna surface 1, there are further variants, not shown, provided, in which the first antenna surface 1 has a square, a circular plan,
Fig. 7a Fig. 7a
bis 7h acht verschiedene Varianten zur Gestaltung einer zweiten An- tennenfläche 11 mit inselförmigen Unterbrechungsstrukturen 18,  7 to 7h eight different variants for the design of a second antenna surface 11 with island-shaped interruption structures 18,
Fig. 8a Fig. 8a
bis 8c drei verschiedene Gestaltungsvarianten einer zweiten Antennen- fläche 11 mit schlitzförmigen Unterbrechungsstrukturen 16, 17, die in sich kreuzender Anordnung die Antennenfläche 11 in ins- gesamt vier gleiche Teilflächen unterteilt,  8c shows three different design variants of a second antenna surface 11 with slit-shaped interruption structures 16, 17 which, in a crossing arrangement, subdivide the antenna surface 11 into a total of four identical sub-areas,
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Explo- sions dar Stellung, Fig. 9 tellung a further embodiment of the invention in an exploration sions represents S,
Fig. 10 schematisch einen Schnitt durch das in der Figur 9 dargestellte 10 shows schematically a section through that shown in FIG
Ausführungsbeispiel,  Embodiment,
Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leiterplatte als Trägerin der Antennenfläche 1 und der Reflektionsfläche 5. 11 shows a further embodiment of a printed circuit board as a carrier in the antenna surface 1 and the reflection surface 5.
Beschreibung der Ausführungsformen Description of the embodiments
[0010] Die Figuren 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungs gemäßen Vorrichtung, bei der es sich um eine Antennenanordnung zur Kommunikation mit einem RFID-Tag im 900 MHz Band handelt. Eine Leiter- platte 4 trägt auf ihrer Frontseite eine erste Beschichtung, die zu einem Quadrat strukturiert ist. Die quadratische Metallfläche 3 bildet eine erste Antennenflä- che 1, deren Eckpunkte Einspeisestellen 2 ausbilden. Die mit der Kantenlänge a voneinander beabstandeten Einspeisestellen 2 dienen dem Einspeisen von pha- senverschobenen Wechselspannungssignalen mit einer Frequenz, die mit der Kantenlänge a den folgenden Zusammenhang besitzt: Die Kantenlänge a ent- spricht etwa der Hälfte der geführten Wellenlänge, also der durch die die Elek- trizitätskonstante der Leiterplatte reduzierten Wellenlänge. Figures 1 to 5 show a first embodiment of an inventive device according to the invention, which is an antenna arrangement for Communicating with an RFID tag in the 900 MHz band. A printed circuit board 4 has on its front side a first coating, which is structured into a square. The square metal surface 3 forms a first antenna surface 1 whose corner points form feed points 2. The feed points 2 which are spaced apart from one another with the edge length a serve to supply phase-shifted alternating voltage signals having a frequency which has the following relation with the edge length a: The edge length a corresponds to approximately half of the guided wavelength, that is, through which the electr - Trizitätskonstante the PCB reduced wavelength.
[0011] Eine rückwärtige, der Metallfläche 4 gegenüberliegende Metallisierung der Leiterplatte 4 bildet eine Reflektionsfläche 5, die sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Leiterplatte 4 erstreckt. Bezogen auf die in der Figur 3 mit W bezeichnete Wirkrichtung befindet sich oberhalb der Reflektionsfläche 5, also oberhalb des dielektrischen Körpers 4, der die erste Antennenfläche 1 von der Reflektionsfläche 5 trennt, ein weiterer dielektrischer Körper 6, ebenfalls in Form einer Leiterplatte mit einer weiteren Metallisierung. Diese Metallisierung ist mit Mikrostrukturen als Speisenetzwerk 7 strukturiert. Die einzelnen Mikrostrei- fen 9, 14 des Speisenetzwerkes 7 zeigt die Figur 5. Die Mikrostreifen 9, 14 besit- zen eine derartige Länge, dass ein an einem Anschluss 12 oder 13 eingespeistes Wechselspannungssignal an den Einspeisestellen 2 jeweils gegenüber der be- nachbarten Einspeisestelle 2 eine um 90° verschobene Phase aufweist. Das Ein- speisen eines Wechselspannungssignals in den Anschluss 12 führt zu einer linksdrehenden Welle. Das Einspeisen eines Wechselspannungssignals in den Anschluss 13 zu einer rechts drehenden Welle. Das gleichzeitige Einspeisen von zwei gleich großen Wechselspannungssignalen in beide Anschlüsse 12 und 13 führt zu einer linear polarisierten Welle. Die Polarisationsrichtung wird durch den elektrischen Phasenunterschied der beiden gleich großen Wechselspan- nungssignale bestimmt und kann so eingestellt werden, dass, zu einer definier- ten Bezugsebene, eine horizontal und eine vertikal polarisierte Welle entsteht. [0012] Der Figur 4 ist zu entnehmen, dass die erste Antennenfläche 1 an den Einspeisestellen 2 galvanisch mittels Kontaktelementen 8 mit dem Speisenetz- werk 7 verbunden ist. Die Kontaktelemente 8 bilden Einspeiseelemente, die durch Öffnungen der Metallisierung der Reflektionsfläche 5 hindurchtreten. Sie sind insbesondere durchkontaktiert. A rear, the metal surface 4 opposite metallization of the circuit board 4 forms a reflection surface 5, which extends substantially over the entire surface of the circuit board 4. Based on the direction of action designated W in FIG. 3, above the reflection surface 5, ie above the dielectric body 4, which separates the first antenna surface 1 from the reflection surface 5, there is another dielectric body 6, likewise in the form of a printed circuit board with another metallization. This metallization is structured with microstructures as feed network 7. The individual microstrips 9, 14 of the feed network 7 are shown in FIG. 5. The microstrips 9, 14 have a length such that an AC voltage signal fed in at a connection 12 or 13 at the feed points 2 in each case opposite the adjacent feed point 2 has a phase shifted by 90 °. The feeding of an AC signal into the terminal 12 leads to a levorotatory shaft. The feeding of an AC signal in the terminal 13 to a clockwise rotating shaft. The simultaneous feeding of two equal-sized AC signals in both terminals 12 and 13 results in a linearly polarized wave. The polarization direction is determined by the electrical phase difference of the two equal-sized AC voltage signals and can be adjusted so that, to a defined reference plane, a horizontally and vertically polarized wave is formed. It can be seen from FIG. 4 that the first antenna surface 1 is galvanically connected to the feed network 7 at the feed points 2 by means of contact elements 8. The contact elements 8 form feed elements which pass through openings of the metallization of the reflection surface 5. They are in particular plated through.
[0013] Die Figur 2 zeigt eine zweite Leiterplatte 10, die mit einer zweiten An- tennenfläche 11 strukturiert ist. Die zweite Antennenfläche 11 besitzt ebenfalls einen quadratischen Grundriss, allerdings mit einer Kantenlänge b, die größer ist, als die Kantenlänge a. Die Kantenlänge b steht aber im selben Zusammen hang mit der Betriebsfrequenz der Antennenanordnung, jedoch bezogen auf die Dielektrizitätskonstante des Abstandsraumes A zwischen erster Antennen- fläche 1 und zweiter Antennenfläche 11. Die Kantenlänge b entspricht in etwa der Hälfte der Freiraumwellenlänge. Zur Beabstandung der ersten Antennen- fläche 1 von der zweiten Antennenfläche 11 sind optionale Abstandshalter 15 vorgesehen, die die Leiterplatte 10 mit der Leiterplatte 4 verbinden. Die Ab- standshalter 15 können aus Metall oder einem dielektrischen Werkstoff gefer- tigt sein. Ihre Länge definiert die Größe des Abstandsfreiraumes A. FIG. 2 shows a second printed circuit board 10, which is structured with a second antenna surface 11. The second antenna surface 11 also has a square plan, but with an edge length b which is greater than the edge length a. However, the edge length b is in the same connexion with the operating frequency of the antenna arrangement, but based on the dielectric constant of the distance space A between the first antenna surface 1 and second antenna surface 11. The edge length b corresponds approximately to half the free space wavelength. For spacing the first antenna surface 1 from the second antenna surface 11, optional spacers 15 are provided which connect the printed circuit board 10 to the printed circuit board 4. The spacers 15 may be made of metal or a dielectric material. Its length defines the size of the distance clearance A.
[0014] Mittels zweier sich kreuzender Schlitze 16, 17 ist die zweite Antennenflä- che 11 in vier Rechteckflächen unterteilt, die gleich groß sind. Die Schlitze 16, 17 kreuzen sich im Mittelpunkt des Grundrisses der zweiten Antennenfläche 11. By means of two intersecting slots 16, 17, the second antenna surface 11 is subdivided into four rectangular areas, which are of equal size. The slots 16, 17 intersect at the center of the outline of the second antenna surface 11.
[0015] Während der Abstand von der ersten Antennenfläche 1 zur Reflektions- fläche 5 etwa 0,5 bis 3 mm, bevorzugt 1,5 mm beträgt, beträgt der Abstand zwi- schen erster Antennenfläche 1 und zweiter Antennenfläche 11 etwa 0,5 bis 2 cm. Der Abstand A (Figur 3) ist kleiner als ein Viertel der Vakuumwellenlänge der Betriebsfrequenz, bspw. der mittleren Frequenz des 900 MHz Bandes. Um die gesamte Antennenanordnung möglichst flach zu bauen, ist in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Abstand A zwischen erster Antennenfläche 1 und zweiter Antennenfläche 1 kleiner ist, als ein Zehntel der Luftwellenlänge der Betriebsfrequenz, welche Luftwellenlänge etwa 30 cm beträgt. Die Platinenanordnung 4, 6, 10 kann von einer Dreilagen- platine ausgebildet sein, die eine Materialstärke von etwa 2 mm besitzt, so dass die die Mikrostreifen 9, 14 des Speisenetzwerks 7 mit 2 mm von der ersten An- tennenfläche 1 beabstandet sind und die Reflektionsfläche 5 zwischen Mikrost- reifenanordnung 9, 14 und erster Antennenfläche 1 verläuft. While the distance from the first antenna surface 1 to the reflection surface 5 is approximately 0.5 to 3 mm, preferably 1.5 mm, the distance between the first antenna surface 1 and the second antenna surface 11 is approximately 0.5 to 2 cm. The distance A (FIG. 3) is less than one quarter of the vacuum wavelength of the operating frequency, for example the average frequency of the 900 MHz band. In order to build the entire antenna array as flat as possible, is in a particular preferred embodiment of the invention provides that the distance A between the first antenna surface 1 and second antenna surface 1 is smaller than one-tenth of the air wavelength of the operating frequency, which air-wave length is about 30 cm. The board arrangement 4, 6, 10 may be formed by a three-layer board having a material thickness of about 2 mm, so that the microstrips 9, 14 of the feed network 7 are at a distance of 2 mm from the first antenna area 1 and Reflection surface 5 between microstep arrangement 9, 14 and the first antenna surface 1 extends.
[0016] Die Liguren 6a bis 6d zeigen kreuzförmige Anordnungen der ersten Antennenfläche. In einem nicht bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgese- hen, dass auch die zweite Antennenfläche 11 derartige Umrisskonturen auf- weist. Die Umrisskonturlinie der in den Liguren 6a bis 6d dargestellten Anten- nenflächen umgeben eine unterbrechungsfrei durchgehend metallisierte Lläche. Die Umrisskontur der Antennenfläche kann aber auch quadratisch oder kreis- förmig sein. The ligaments 6a to 6d show cross-shaped arrangements of the first antenna surface. In a non-preferred embodiment, it is provided that the second antenna surface 11 also has such outline contours. The outline contour line of the antenna surfaces illustrated in the ligaments 6a to 6d surround a surface metallized continuously without interruption. The outline contour of the antenna surface can also be square or circular.
[0017] Die Liguren 7a bis 7h zeigen voneinander verschiedene Antennenflä- chen, wie sie bevorzugt von der zweiten Antennenfläche 11 ausgebildet werden können. Die Grundrisse der Antennenflächen umgeben eine metallisierte Lläche, die nicht metallisierte Inseln 18 ausbildet. Die Inseln 18 können im Bereich der Mitte der quadratischen oder runden Antennenflächen 11 angeordnet sein. Die Grundrisse der Inseln 18 können quadratisch oder rund sein. Es können auch mehrere voneinander getrennte Inseln 18 mit einem runden oder quadratischen Grundriss in vierzähliger Symmetrie um den Mittelpunkt der Antennenfläche 11 angeordnet sein. The ligaments 7a to 7h show mutually different antenna surfaces, as they can preferably be formed by the second antenna surface 11. The floor plans of the antenna surfaces surround a metallized surface forming non-metallized islands 18. The islands 18 may be arranged in the region of the center of the square or round antenna surfaces 11. The floor plans of the islands 18 may be square or round. It is also possible for a plurality of islands 18, which are separate from one another, to be arranged with a round or square plan in fourfold symmetry about the center of the antenna surface 11.
[0018] Die Liguren 8a bis 8c zeigen Antennenflächen 11, die mittels sich kreu- zender Schlitze 16, 17 in galvanischen, nicht miteinander verbundenen Metallflä- chen getrennt sind. Die Figuren 8a, 8b zeigen quadratische Antennenflächen 11, die jeweils in vier gleich große Flächenabschnitte geteilt sind, wobei die Schlit- ze 16, 17 durch den Mittelpunkt der Antennenfläche 11 hindurchtreten. Während bei der Figur 8a die Schlitze 16, 17 parallel zu den Kanten des Quadrates verlau- fen, verlaufen die Schlitze 16, 17 bei dem in der Figur 8b dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel durch die Ecken der quadratischen Antennenfläche 11. Ligatures 8a to 8c show antenna surfaces 11 which, by means of intersecting slots 16, 17, are arranged in galvanic, unconnected metal surfaces. are separated. FIGS. 8a, 8b show square antenna surfaces 11, which are each divided into four equally sized surface sections, wherein the slots 16, 17 pass through the center of the antenna surface 11. While the slots 16, 17 run parallel to the edges of the square in FIG. 8 a, the slots 16, 17 run through the corners of the square antenna surface 11 in the embodiment shown in FIG. 8 b.
[0019] Die Figur 8c zeigt eine runde Antennenfläche 11, die mittels der Schlit- ze 16, 17 in vier Viertelkreisflächen unterteilt sind. FIG. 8c shows a round antenna surface 11 which is subdivided into four quadrant surfaces by means of the slots 16, 17.
[0020] Die Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem aus einem Gehäusebodenteil 19 und einem Gehäusedeckel teil 20 beste- henden Gehäuse ist die Antennenanordnung angeordnet. Das Gehäuseboden- teil 19 kann aus Metall bestehen. Der Gehäusedeckel 20 besteht hingegen aus einem dielektrischen Material, insbesondere einem Kunststoff. FIG. 9 shows a further embodiment of the invention. The antenna arrangement is arranged in a housing consisting of a housing bottom part 19 and a housing cover part 20. The Gehäuseboden- part 19 may consist of metal. The housing cover 20, however, consists of a dielectric material, in particular a plastic.
[0021] In dem Gehäuse 19, 20 ist eine dreilagige Platine 4, 6 angeordnet. Die beiden dielektrischen Schichten der Platine 4, 6 trennen drei Metallisierungsla- gen. Eine zuoberst liegende Metallisierung bildet mit einer quadratischen Me tallfläche 3 eine erste Antennenfläche 1, die mittels Einspeiseelementen 8 galva- nisch mit einem Speisenetzwerk 7 verbunden ist. Das Speisenetzwerk 7 wird von einer unteren Metallisierung der Mehrlagenplatine ausgebildet, die zu Mikrostreifen 9, 14 strukturiert ist und an der Anschlüsse 12, 13 befestigt sind. In the housing 19, 20, a three-layer board 4, 6 is arranged. The two dielectric layers of the circuit board 4, 6 separate three metallization layers. An uppermost metallization forms, with a square metal surface 3, a first antenna surface 1, which is galvanically connected to a feed network 7 by means of feed elements 8. The feed network 7 is formed by a lower metallization of the multilayer board, which is structured into microstrips 9, 14 and attached to the terminals 12, 13.
[0022] Die zweite Antennenfläche 11 besitzt einen kreisförmigen Grundriss mit einem zentralen Fenster 18, welches nicht metallisiert ist. Die zweite Anten- nenfläche 11 ist an der nach innen weisenden Unterseite der Deckelfläche des Gehäusedeckels 20 befestigt. Die Befestigung kann durch Kleben, Klipsen oder anderweitige Mittel erfolgen. Die zweite Antennenfläche 11 ist galvanisch von der ersten Antennenfläche 1 getrennt. The second antenna surface 11 has a circular plan with a central window 18, which is not metallized. The second antenna surface 11 is fastened to the inwardly pointing underside of the cover surface of the housing cover 20. The attachment can be made by gluing, clipping or other means. The second antenna surface 11 is galvanically separated from the first antenna surface 1.
[0023] In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Platinen- anordnung 4, 6 von einer Dreilagenplatine ausgebildet. Die Leiterplatten 4, 6 können deutlich unterschiedliche Dicken aufweisen. Beispielsweise kann die Leiterplatte 4 eine Dicke von 1,5 mm und die Leiterplatte 6 eine Dicke von 0,36 mm aufweisen. Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität dieser Platinen- anordnung ist bei dem in der Figur 11 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Vierlagenplatine vorgesehen. Zwischen der Antennenfläche 1 und der Reflek- tionsfläche 5 befindet sich eine weitere Metallisierung 21 in Form einer im We sentlichen ganzflächigen Metallschicht aus beispielsweise Kupfer. Diese Metal- lisierung 21 ist durch einen dielektrischen Körper 4 elektrisch gegenüber der Reflektionsfläche 5 und mit einem dielektrischen Körper 22 elektrisch gegen- über der Antennenfläche 1 isoliert. Die Einspeiseelemente 8, mit denen elektri- sche Signale von dem Speisenetzwerk 7, das mittels eines dielektrischen Kör- pers 6 von der Reflektionsfläche 5 beabstandet ist, durchdringen dabei isolie- rend sowohl die Reflektionsfläche 5 als auch die weitere Metallisierung 21. In the embodiments described above, the board arrangement 4, 6 is formed by a three-layer board. The printed circuit boards 4, 6 can have significantly different thicknesses. For example, the printed circuit board 4 may have a thickness of 1.5 mm and the printed circuit board 6 a thickness of 0.36 mm. To increase the mechanical stability of this circuit board arrangement, a four-ply circuit board is provided in the exemplary embodiment shown in FIG. Between the antenna surface 1 and the reflection surface 5 there is a further metallization 21 in the form of a substantially full-area metal layer of, for example, copper. This metalization 21 is electrically insulated from the reflection surface 5 by a dielectric body 4 and electrically insulated from the antenna surface 1 by a dielectric body 22. The feed elements 8, with which electrical signals from the feed network 7, which is spaced from the reflection surface 5 by means of a dielectric body 6, penetrate both the reflection surface 5 and the further metallization 21 in an insulating manner.
[0024] Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die weitere Metallisierung 21 keine elektrische Funktion besitzen. Es handelt sich um eine„Dummy"- Metallisierung, die die gesamte Anordnung mechanisch stabilisiert. In this embodiment, the further metallization 21 may have no electrical function. It is a "dummy" metallization that mechanically stabilizes the entire assembly.
[0025] Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Dicke des dielektrischen Kör- pers 4 bei etwa 0,36 mm liegt. Die Dicke des Weiteren dielektrischen Körpers 22 kann bei etwa 1,19 mm liegen. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Dicke des Weiteren dielektrischen Körpers 22 bei etwa 0,36 mm liegt und die des dielek- trischen Körpers 4 bei etwa 1,19 mm liegt. [0026] In der Figur 11 sind mit den Bezugsziffern 23, 24 weitere Metallisierun- gen bezeichnet, die sich auf der Oberseite beziehungsweise auf der Unterseite der mehrlagigen Platine erstrecken. Sie überdecken gewissermaßen die freien Flächen der Antennenfläche 1 und des Speisenetzwerks 7. Diese Metallisierun- gen 23, 24 sind durch nicht dargestellte Isolationsschichten von der Antennen- fläche 1 beziehungsweise dem Speisenetzwerk 7 getrennt. In particular, it is provided that the thickness of the dielectric body 4 is about 0.36 mm. The thickness of the further dielectric body 22 may be about 1.19 mm. However, it is also provided that the thickness of the further dielectric body 22 is about 0.36 mm and that of the dielectric body 4 is about 1.19 mm. In FIG. 11, reference numerals 23, 24 designate further metallizations which extend on the upper side or on the lower side of the multilayer board. In a sense, they cover the free surfaces of the antenna surface 1 and the feed network 7. These metallizations 23, 24 are separated from the antenna surface 1 or the feed network 7 by insulating layers (not shown).
[0027] Bei dem in der Figur 11 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich somit, technisch gesehen, um eine symmetrische Vierlagenplatine mit ei- nem 1,19 mm dicken Kern und auf jeder Seite einem 0,36 mm dicken sogenann- ten Prepreg. Die Gesamtmaterialstärke dieses Laminatkörpers liegt etwa bei 2 mm. The embodiment illustrated in FIG. 11 is therefore, technically, a symmetrical four-ply board with a 1.19 mm thick core and a 0.36 mm thick so-called prepreg on each side. The total material thickness of this laminate body is approximately 2 mm.
[0028] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zu- mindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenstän- dig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinatio- nen auch kombiniert sein können, nämlich: The above explanations serve to explain the inventions as a whole, which at least individually further develop the state of the art, at least by the following feature combinations, wherein two, several or all of these feature combinations can also be combined namely:
Eine Vorrichtung, zum Datenaustausch mit einem und zur Energieübertragung an einen Transponder mit einer ersten Antennenfläche 1 zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen mit einer Frequenz größer als 500 MHz, insbesondere mit einer Frequenz im 900 MHz Band (900 +/- 60 MHz) in bzw. aus einer Wirkrichtung W, A device for exchanging data with and for transmitting energy to a transponder having a first antenna surface 1 for transmitting and receiving electromagnetic waves having a frequency greater than 500 MHz, in particular having a frequency in the 900 MHz band (900 +/- 60 MHz) in or from a direction of action W,
mit einer parallel zur und bezogen auf die Wirkrichtung W rückwärtig der ersten Antennenfläche 1 sich erstreckenden Reflektionsfläche 5, die gegenüber der ersten Antennenfläche 1 einen ersten Abstand besitzt, der der Materialstärke eines zwischen erster Antennenfläche 1 und  with a reflection surface 5 extending parallel to and in relation to the direction of action W at the rear of the first antenna surface 1, which has a first distance from the first antenna surface 1, the thickness of a material between a first antenna surface 1 and
Reflektionsfläche 5 angeordneten Körpers 6 entspricht, mit einem Speisenetzwerk 7, das bezogen auf die Wirkrichtung W rückwärtig der Reflektionsfläche 5 mit einem zweiten Abstand von der Reflektionsfläche 5 angeordnete Mikrostreifenstrukturen 9 aufweist, zur Bereitstellung phasen verschobener Wechselspannungssignale, die an mehreren voneinander verschiedenen Einspeisestellen 2 mittels die Reflektionsfläche 5 isoliert durchdringender Einspeiseelemente 8 derart in die erste Antennenfläche 1 eingekoppelt werden, dass die von der ersten Antennenfläche 1 gesendeten elektromagnetischen Wellen zirkular polarisiert sind, Reflection surface 5 arranged body 6 corresponds, with a feed network 7, which has with respect to the direction of action W rearward of the reflection surface 5 with a second distance from the reflection surface 5 arranged microstrip structures 9, to provide phase-shifted AC signals at several mutually different feed points 2 by means of the reflection surface 5 isolated penetrating feed elements 8 such coupled into the first antenna surface 1, that the electromagnetic waves transmitted by the first antenna surface 1 are circularly polarized,
mit einer zweiten Antennenfläche 11, die in Wirkrichtung W mit einem dritten Abstand von der ersten Antennenfläche 1 beabstandet ist, der geringer ist als ein Viertel der sich mit der Dielektrizitätskonstanten im Abstandsraum zwischen erster und zweiter Antennenfläche ergebenden Wellenlänge und größer ist als der erste Abstand,  with a second antenna surface 11, which is spaced apart in the direction of action W by a third distance from the first antenna surface 1, which is less than a quarter of the resulting with the dielectric constant in the distance space between the first and second antenna surface wavelength and greater than the first distance,
wobei zumindest eine der beiden Antennenflächen 1, 11 von einer durch Unterbrechungsstrukturen 16, 17, 18 unterbrochenen Metallfläche gebildet ist.  wherein at least one of the two antenna surfaces 1, 11 is formed by a metal surface interrupted by interruption structures 16, 17, 18.
[0029] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass nur eine der bei- den Antennenflächen 1, 11 Unterbrechungsstrukturen 16, 17, 18 aufweist und die jeweils andere Antennenflächen 1, 11 von einer durchgehenden Metallfläche gebildet ist. A device which is characterized in that only one of the two antenna surfaces 1, 11 has interruption structures 16, 17, 18 and the respective other antenna surfaces 1, 11 are formed by a continuous metal surface.
[0030] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anten- nenfläche 11 die Unterbrechungsstrukturen 16, 17, 18 aufweist und die erste Antennenfläche 1 eine geschlossene Metallfläche ist. [0031] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass der Abstands- raum A zwischen der ersten Antennenfläche 1 und der zweiten Antennenflä- che 11 im Wesentlichen ein Luftraum ist. A device, characterized in that the second antenna surface 11 has the interruption structures 16, 17, 18 and the first antenna surface 1 is a closed metal surface. A device, characterized in that the clearance space A between the first antenna surface 1 and the second antenna surface 11 is essentially an air space.
[0032] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass der Grundriss der ersten Antenne 1 und/ oder der zweiten Antenne 11 ein Kreis oder ein regelmä- ßiges Mehreck, insbesondere mit einer vierzähligen Symmetrie ist. A device, characterized in that the ground plan of the first antenna 1 and / or the second antenna 11 is a circle or a regular polygon, in particular with a fourfold symmetry.
[0033] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbre- chungsstrukturen rotationssymmetrisch sind oder eine vierzählige Symmetrie aufweisen und insbesondere von einer Kreisfläche oder sich kreuzenden Schlit- zen 16, 17 gebildet sind. A device, characterized in that the interruption structures are rotationally symmetric or have a quadrivalent symmetry and in particular are formed by a circular area or intersecting slots 16, 17.
[0034] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeisestel- len 2 in einer vierzähligen Symmetrie angeordnet sind. [0034] A device characterized in that the feed points 2 are arranged in a four-fold symmetry.
[0035] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand kleiner als 3 mm und größer als 0,5 mm ist und/ oder dass der zweite Abstand kleiner als 3 mm und größer als 0,1 mm ist und/ oder dass der dritte Abstand größer als 0,5 cm und kleiner als 2 cm ist. A device, characterized in that the first distance is less than 3 mm and greater than 0.5 mm and / or that the second distance is less than 3 mm and greater than 0.1 mm and / or that the third distance is greater than 0.5 cm and less than 2 cm.
[0036] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anten- nenfläche 1, die Reflektionsfläche 5 und/ oder die Mikrostreifen 9 jeweils von einer Metallschicht einer mehrlagigen Leiterplatte 4, 6, 10 ausgebildet ist. [0037] Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine mittels dielektri- scher Körper 4, 22 isoliert zwischen der Antennenfläche 1 und der Reflektions- fläche 5 angeordnete zusätzliche Metallschicht 21. [0038] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass die in Wirkrich- tung W gemessene Gesamterstreckungslänge der Vorrichtung kleiner ist, als 1/10 der Wellenlänge bezogen auf das Vakuum und eine Frequenz von 900 +/- 60 MHz ist. A device which is characterized in that the first antenna surface 1, the reflection surface 5 and / or the microstrips 9 are each formed by a metal layer of a multilayer printed circuit board 4, 6, 10. [0037] A device which is characterized by an additional metal layer 21 arranged between the antenna surface 1 and the reflection surface 5 by means of dielectric bodies 4, 22. A device characterized in that the total extension length of the device as measured in terms of W is less than 1/10 of the wavelength in relation to the vacuum and a frequency of 900 +/- 60 MHz.
[0039] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem insbesondere aus einem Gehäusebodenteil 19 und einem Gehäusedeckel- teil 20 bestehenden Gehäuse angeordnet ist, wobei die zweite Antennenflä- che 11 als eine Metallisierung des insbesondere dielektrischen Gehäusedeckel- teils 20 ausgebildet ist. A device, which is characterized in that the device is arranged in a housing which consists in particular of a housing bottom part 19 and a housing cover part 20, wherein the second antenna surface 11 is formed as a metallization of the in particular dielectric housing cover part 20 ,
[0040] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsgehalt der zugehörigen/ beigefügten Prioritäts- Unterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An- meldung mit aufzunehmen. Die Unter ansprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf der Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Be- zugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkma- le aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzel- ne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirk- licht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungs- zweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel er- setzt werden können. Liste der Bezugszeichen All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also included in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of this application. The subclaims characterize with their features independent inventive developments of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications. The invention specified in each claim may additionally comprise one or more of the features provided in the above description, in particular with reference numerals and / or given in the reference numeral list. The invention also relates to design forms in which individual features mentioned in the above description are not realized, in particular insofar as they are recognizably dispensable for the respective intended use or can be replaced by other technically equivalent means. List of reference numbers
1 Antennenfläche a Kantenlänge1 antenna surface a edge length
2 Einspeisestelle b Kantenlänge2 infeed point b edge length
3 Metallfläche 3 metal surface
4 Leiterplatte, dielektrischer Körper,  4 circuit board, dielectric body,
Platinenanordnung  board assembly
5 Reflektionsfläche A Abstandsraum 5 Reflection surface A Distance space
6 Leiterplatte, dielektrischer Körper, W Wirkrichtung6 circuit board, dielectric body, W direction of action
Platinenanordnung board assembly
7 Speisenetzwerk  7 food network
8 Einspeiseelement  8 feed element
9 Mikrostreifenanordnung  9 microstrip arrangement
10 Leiterplatte, Platinenanordnung  10 circuit board, board layout
11 Antennenfläche  11 antenna surface
12 Anschluss  12 connection
13 Anschluss  13 connection
14 Mikrostreifenanordnung  14 microstrip array
15 Abstandshalter  15 spacers
16 Unterbrechungs Struktur 16 interrupt S tructure
17 Unterbrechungs Struktur 17 interrupt S tructure
18 Unterbrechungs Struktur 18 interrupt S tructure
19 Gehäusebodenteil  19 housing bottom part
20 Gehäusedeckelteil  20 housing cover part

Claims

Ansprüche  claims
Vorrichtung zum Datenaustausch mit einem und zur Energieübertragung an einen Transponder mit einer ersten Antennenfläche (1) zum Senden und Empfangen elektromagnetischer Wellen mit einer Frequenz größer als 500 MHz, insbesondere mit einer Frequenz im 900 MHz Band (900 +/- 60 MHz) in bzw. aus einer Wirkrichtung (W), Device for data exchange with and for energy transmission to a transponder having a first antenna surface (1) for transmitting and receiving electromagnetic waves with a frequency greater than 500 MHz, in particular with a frequency in the 900 MHz band (900 +/- 60 MHz) in or from a direction of action (W),
mit einer parallel zur und bezogen auf die Wirkrichtung (W) rückwärtig der ersten Antennenfläche (1) sich erstreckenden Reflektionsfläche (5), die gegenüber der ersten Antennenfläche (1) einen ersten Abstand besitzt, der der Materialstärke zumindest eines zwischen erster Antennenfläche (1) und Reflektionsfläche (5) angeordneten Körpers (6) entspricht,  with a reflection surface (5) extending parallel to and in relation to the direction of action (W) at the rear of the first antenna surface (1), which has a first distance from the first antenna surface (1), which has a material thickness at least one between first antenna surface (1). and reflection surface (5) arranged body (6),
mit einem Speisenetzwerk (7), das bezogen auf die Wirkrichtung (W) rückwärtig der Reflektionsfläche (5) mit einem zweiten Abstand von der Reflektionsfläche (5) angeordnete Mikrostreifenstrukturen (9) aufweist, zur Bereitstellung phasenverschobener  with a feed network (7) which, with respect to the direction of action (W), has microstrip structures (9) arranged at the rear of the reflection surface (5) at a second distance from the reflection surface (5), in order to provide phase-shifted
Wechselspannungssignale, die an mehreren voneinander verschiedenen Einspeisestellen (2) mittels die Reflektionsfläche (5) isoliert durchdringender Einspeiseelemente (8) derart in die erste Antennenfläche (1) eingekoppelt werden, dass die von der ersten Antennenfläche (1) gesendeten elektromagnetischen Wellen zirkular polarisiert sind,  Alternating voltage signals which are coupled into the first antenna surface (1) at several mutually different feed points (2) by penetrating feed elements (8) in such a way that the electromagnetic waves transmitted by the first antenna surface (1) are circularly polarized,
mit einer zweiten Antennenfläche (11), die in Wirkrichtung (W) mit einem dritten Abstand von der ersten Antennenfläche (1) beabstandet ist, der geringer ist als ein Viertel der sich mit der Dielektrizitätskonstanten im Abstandsraum zwischen erster und zweiter Antennenfläche ergebenden Wellenlänge und größer ist als der erste Abstand, wobei zumindest eine der beiden Antennenflächen (1, 11) von einer durch Unterbrechungsstrukturen (16, 17, 18) unterbrochenen Metallfläche gebildet ist. with a second antenna surface (11) which is spaced apart in the direction of action (W) by a third distance from the first antenna surface (1), which is less than a quarter of the wavelength and with the dielectric constant in the distance space between the first and second antenna surface and greater is the first distance wherein at least one of the two antenna surfaces (1, 11) is formed by a metal surface interrupted by interruption structures (16, 17, 18).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine der beiden Antennenflächen (1, 11) Unterbrechungsstrukturen (16, 17, 18) aufweist und die jeweils andere Antennenflächen (1, 11) von einer durch- gehenden Metallfläche gebildet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that only one of the two antenna surfaces (1, 11) interruption structures (16, 17, 18) and the respective other antenna surfaces (1, 11) is formed by a continuous metal surface.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antennenfläche (11) die Unterbrechungsstrukturen (16, 17, 18) aufweist und die erste Antennenfläche (1) eine geschlossene Metallfläche ist. 3. A device according to claim 2, characterized in that the second antenna surface (11) has the interruption structures (16, 17, 18) and the first antenna surface (1) is a closed metal surface.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Abstandsraum (A) zwischen der ersten Antenne (1) und der zweiten Antennenfläche (11) im Wesentlichen ein Luftraum ist. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance space (A) between the first antenna (1) and the second antenna surface (11) is substantially an air space.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Grundriss der ersten Antenne (1) und/ oder der zweiten Antenne (11) ein Kreis oder ein regelmäßiges Mehreck, insbeson- dere mit einer vierzähligen Symmetrie ist. 5. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the floor plan of the first antenna (1) and / or the second antenna (11) is a circle or a regular polygon, in particular with a fourfold symmetry.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Unterbrechungs Strukturen rotationssymmetrisch sind oder eine vierzählige Symmetrie aufweisen und insbesondere von ei- ner Kreisfläche oder sich kreuzenden Schlitzen (16, 17) gebildet sind. 6. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the interruption S structures are rotationally symmetric or have a vierzählige symmetry and in particular by a circular surface or intersecting slots (16, 17) are formed.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Einspeisestellen (2) in einer vierzähligen Sym- metrie angeordnet sind. 7. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the feed points (2) are arranged in a fourfold symmetry.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der erste Abstand kleiner als 3 mm und größer als 0,5 mm ist und/ oder dass der zweite Abstand kleiner als 3 mm und größer als 0,1 mm ist und/ oder dass der dritte Abstand größer als 0,5 cm und kleiner als 2 cm ist. 8. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the first distance is less than 3 mm and greater than 0.5 mm and / or that the second distance is less than 3 mm and greater than 0.1 mm, and or that the third distance is greater than 0.5 cm and less than 2 cm.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die erste Antennenfläche (1), die Reflektionsfläche (5) und/ oder die Mikrostreifen (9) jeweils von einer Metallschicht einer mehr- lagigen Leiterplatte (4, 6, 10) ausgebildet ist. 9. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the first antenna surface (1), the reflection surface (5) and / or the microstrip (9) each of a metal layer of a multilayer printed circuit board (4, 6, 10 ) is trained.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mittels dielektrischer Körper (4, 22) isoliert zwischen der An- tennenfläche (1) und der Reflektionsfläche (5) angeordnete zusätzliche Metallschicht (21). 10. Device according to one of the preceding claims, characterized by a means of dielectric body (4, 22) isolated between the antenna surface (1) and the reflection surface (5) arranged additional metal layer (21).
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die in Wirkrichtung (W) gemessene Gesamterstre- ckungslänge der Vorrichtung kleiner ist, als 1/10 der Wellenlänge bezo- gen auf das Vakuum und eine Frequenz von 900 +/- 60 MHz ist. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the total extension length of the device measured in the effective direction (W) is smaller than 1/10 of the wavelength in relation to the vacuum and a frequency of 900 +/- 60 MHz is.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem insbesondere aus einem Ge- häusebodenteil (19) und einem Gehäusedeckel teil (20) bestehenden Ge- häuse angeordnet ist, wobei die zweite Antennenfläche (11) als eine Metal- lisierung des insbesondere dielektrischen Gehäusedeckelteils (20) ausge- bildet ist. 12. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the device in a housing in particular from a housing (19) and a housing cover part (20) existing housing is arranged, wherein the second antenna surface (11) as a metal tion of the particular dielectric housing cover part (20) is formed.
13. Vorrichtung, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeich- nenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche. 13. Device characterized by one or more of the characterizing features of one of the preceding claims.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11342949B2 (en) * 2018-06-25 2022-05-24 Sonova Ag Transmission system for a body-worn electronic device
WO2021097133A1 (en) * 2019-11-15 2021-05-20 Pax Labs, Inc. Machine for laser etching and tag writing a vaporizer cartridge

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5005019A (en) * 1986-11-13 1991-04-02 Communications Satellite Corporation Electromagnetically coupled printed-circuit antennas having patches or slots capacitively coupled to feedlines
JP2001251118A (en) * 2000-03-07 2001-09-14 Nec Corp Portable radio equipment
US7403158B2 (en) * 2005-10-18 2008-07-22 Applied Wireless Identification Group, Inc. Compact circular polarized antenna
US8373597B2 (en) * 2006-08-09 2013-02-12 Spx Corporation High-power-capable circularly polarized patch antenna apparatus and method
US8482475B2 (en) * 2009-07-31 2013-07-09 Viasat, Inc. Method and apparatus for a compact modular phased array element
US20120032869A1 (en) * 2010-08-09 2012-02-09 Hawkins Terrance J Frequency scalable low profile broadband quad-fed patch element and array
KR101916241B1 (en) * 2012-03-12 2018-11-07 삼성전자주식회사 Antenna apparatus for portable terminal
CN104241825A (en) * 2014-09-12 2014-12-24 华南理工大学 Universal ultrahigh-frequency circularly polarized antenna for reader
US9853358B2 (en) * 2015-08-26 2017-12-26 The Chinese University Of Hong Kong Air-filled patch antenna
KR101766216B1 (en) * 2016-02-05 2017-08-09 한국과학기술원 Array antenna using artificial magnetic conductor
KR101746475B1 (en) * 2016-04-08 2017-06-14 에이피위성 주식회사 Multilayer ceramic circular polarized antenna having a Stub parasitic element
CN106356620B (en) * 2016-10-31 2018-11-06 东南大学 A kind of broadband polarization reconfigurable antenna
CN206976565U (en) * 2017-07-11 2018-02-06 深圳市鼎耀科技有限公司 Double-fed double frequency round polarized antenna

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