ES2578508T3 - Installation of magnetic induction antenna - Google Patents
Installation of magnetic induction antenna Download PDFInfo
- Publication number
- ES2578508T3 ES2578508T3 ES11167547.6T ES11167547T ES2578508T3 ES 2578508 T3 ES2578508 T3 ES 2578508T3 ES 11167547 T ES11167547 T ES 11167547T ES 2578508 T3 ES2578508 T3 ES 2578508T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- antenna
- magnetic induction
- installation
- electromagnetic field
- loop
- 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.)
- Active
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
- B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
- B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
- B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
- B61L3/126—Constructional details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
- B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
- B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
- B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
- B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
- H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
- H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
- H01Q1/3225—Cooperation with the rails or the road
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
Una instalación de antena de inducción magnética que comprende un bucle eléctricamente conductor (1) que forma una primera antena (2) para activar etiquetas sobre la gama entera desde distancias altas a bajas entre la primera antena (2) y la etiqueta mediante la producción de un primer campo electromagnético, en la que el bucle conductor (1) o un segundo bucle conductor forma por lo menos una segunda antena (3) la cual está instalada de tal manera que un segundo campo electromagnético producido por la segunda antena (3) anula parcialmente el primer campo electromagnético producido por la primera antena (2), caracterizada por que la por lo menos una segunda antena (3) anula parcialmente el flujo magnético del campo electromagnético producido por la primera antena (2), en donde el flujo es máximo, de modo que el flujo magnético total como una función de la posición en una dirección del desplazamiento, a lo largo de la cual la instalación de antena de inducción magnética está pasando la etiqueta o la etiqueta está pasando la instalación de antena de inducción magnética, está más cerca de un flujo constante comparado con el flujo magnético producido por la primera antena (2).A magnetic induction antenna installation comprising an electrically conductive loop (1) that forms a first antenna (2) to activate labels over the entire range from high to low distances between the first antenna (2) and the tag by producing a first electromagnetic field, in which the conductor loop (1) or a second conductor loop forms at least a second antenna (3) which is installed such that a second electromagnetic field produced by the second antenna (3) cancels partially the first electromagnetic field produced by the first antenna (2), characterized in that the at least a second antenna (3) partially cancels the magnetic flux of the electromagnetic field produced by the first antenna (2), where the flow is maximum , so that the total magnetic flux as a function of the position in a direction of travel, along which the installation of magnetic induction antenna a the label is being passed or the magnetic induction antenna installation is passing, it is closer to a constant flux compared to the magnetic flux produced by the first antenna (2).
Description
55
1010
15fifteen
20twenty
2525
3030
3535
4040
45Four. Five
50fifty
5555
6060
6565
DESCRIPCIONDESCRIPTION
Instalación de antena de inducción magnética CAMPO TÉCNICOInstallation of magnetic induction antenna TECHNICAL FIELD
La invención se refiere a una instalación de antena de inducción magnética para sistemas de transferencia de información libre de contacto utilizando acoplamiento magnético. La invención también se refiere a un procedimiento correspondiente de transmisión de datos que utiliza la instalación de antena de inducción magnética.The invention relates to a magnetic induction antenna installation for contact free information transfer systems using magnetic coupling. The invention also relates to a corresponding method of data transmission using the installation of magnetic induction antenna.
La instalación de antena de inducción magnética y un dispositivo que está acoplado a ella y el cual contiene información, típicamente referido como una etiqueta, constituye un transformador de aire cuando la antena de inducción magnética está colocada en la proximidad de la etiqueta. Los sistemas de este tipo por ejemplo son utilizados por vehículos que leen las etiquetas en el borde del camino durante el viaje. En el caso de vehículos ferrocarriles, las etiquetas son utilizadas para enviar información a partir de los bordes de los carriles a los trenes que pasan. Un procedimiento normalizado es el sistema europeo de gestión del tráfico ferroviario (ERTS) que se refiere a las etiquetas con las balizas de palabras en francés. El enlace de las balizas se establece cuando la instalación de antena del tren pasa por encima de ella. El enlace es bidireccional y las frecuencias utilizadas son ondas cortas de radio. El enlace descendente se utiliza para transmitir energía a la baliza. El enlace ascendente se utiliza para transmitir datos al tren. El volumen a través del cual se transfiere la información libre de contacto entre la etiqueta y la antena de inducción magnética que pasa a lo largo de ella cumple condiciones específicas, por ejemplo con respecto a la energía de activación transmitida es referida como el volumen de contacto.The installation of magnetic induction antenna and a device that is coupled to it and which contains information, typically referred to as a tag, constitutes an air transformer when the magnetic induction antenna is placed in proximity to the tag. Systems of this type for example are used by vehicles that read the labels at the edge of the road during the trip. In the case of rail vehicles, labels are used to send information from the edges of the lanes to passing trains. A standardized procedure is the European Rail Traffic Management System (ERTS), which refers to labels with French word beacons. The beacons link is established when the train antenna installation passes over it. The link is bidirectional and the frequencies used are short radio waves. The downlink is used to transmit energy to the beacon. The uplink is used to transmit data to the train. The volume through which the contact-free information is transferred between the tag and the magnetic induction antenna that passes along it meets specific conditions, for example with respect to the transmitted activation energy is referred to as the contact volume .
El problema que se va resolver mediante la invención consiste en diseñar una antena de inducción magnética pequeña con un volumen de contacto máximo. Esto permite la lectura de etiquetas que son pasadas por la antena de inducción magnética a alta velocidad.The problem to be solved by the invention is to design a small magnetic induction antenna with a maximum contact volume. This allows the reading of labels that are passed through the magnetic induction antenna at high speed.
ANTECEDENTES TÉCNICOSTECHNICAL BACKGROUND
Aumentando la energía de activación (esto es aumentando la corriente eléctrica a través de la instalación de antena de inducción magnética) aumenta la forma exterior del volumen de contacto para que la etiqueta esté suficientemente activada cuando está alejada. Cuando se pasa la etiqueta con velocidad la etiqueta puede ser leída durante un tiempo más largo permitiendo que los datos sean transferidos o incrementando la seguridad de funcionamiento mediante la repetición de la información. Sin embargo, el incremento de la energía está limitado por la energía máxima aceptable cuando la antena de inducción magnética está cerca de la etiqueta. Si esa energía se excede, la etiqueta puede ser destruida. Otro modo de mejorar el volumen de contacto es aumentar el tamaño de la instalación de antena, pero por ejemplo para aplicaciones ferroviarias existe un límite de lo grande que puede ser una instalación de antena para ser instalada debajo del tren. También por razones prácticas, la instalación de antena está limitada a ser montada a ciertas alturas por encima de la baliza, no siempre la altura y los desplazamientos laterales óptimos han sido tenidos en cuenta.Increasing the activation energy (this is increasing the electric current through the installation of magnetic induction antenna) increases the external shape of the contact volume so that the label is sufficiently activated when it is away. When the tag is passed with speed the tag can be read for a longer time allowing the data to be transferred or increasing the safety of operation by repeating the information. However, the increase in energy is limited by the maximum acceptable energy when the magnetic induction antenna is close to the tag. If that energy is exceeded, the tag can be destroyed. Another way to improve the contact volume is to increase the size of the antenna installation, but for example for railway applications there is a limit to how large an antenna installation can be to be installed under the train. Also for practical reasons, the antenna installation is limited to be mounted at certain heights above the beacon, not always the height and optimal lateral displacements have been taken into account.
Soluciones conocidas implican formas de bucle conductor, típicamente aproximadamente rectangular como se muestra en el documento US 2007/0100517 A1. Las características de la lectura requieren antenas de inducción magnética grandes para leer balizas a alta velocidad.Known solutions involve conductive loop shapes, typically approximately rectangular as shown in US 2007/0100517 A1. Reading features require large magnetic induction antennas to read high speed beacons.
El documento FR 2 873 341 A1 revela un dispositivo de acoplamiento electromagnético y un vehículo que incorpora el dispositivo, en particular para la comunicación entre un vehículo y un transpondedor remotamente activado con el dispositivo de acoplamiento electromagnético. Un conjunto de intercambio y que incluye una bobina de transmisión de energía, por ejemplo una bobina plana, acoplada a un circuito de suministro de energía el cual proporciona una tensión sinusoidal a una frecuencia de suministro. Un carrete de mensajes se acopla a un circuito de recepción para recibir un mensaje desde la etiqueta. Se propone proporcionar un dispositivo para el acoplamiento electromagnético con un nivel reducido de lóbulos laterales comparado con una bobina plana simple. Se añade por lo menos una bobina secundaria en ambos lados de la bobina de transmisión de energía para reducir la amplitud de los lóbulos laterales mediante la extensión de los lóbulos. Las bobinas secundarias tienen un eje sustancialmente paralelo al eje de la bobina están desplazados en una dirección del movimiento relativo entre el dispositivo y un dispositivo de acoplamiento complementario. El eje de la bobina secundaria está colocado fuera de un perímetro definido por la bobina de alimentación. Bobinas secundarias y bobinas de alimentación están instaladas para transportar una corriente en la misma dirección.Document FR 2 873 341 A1 discloses an electromagnetic coupling device and a vehicle incorporating the device, in particular for communication between a vehicle and a remotely activated transponder with the electromagnetic coupling device. An exchange assembly and that includes an energy transmission coil, for example a flat coil, coupled to a power supply circuit which provides a sinusoidal voltage at a supply frequency. A message reel is coupled to a receiving circuit to receive a message from the label. It is proposed to provide a device for electromagnetic coupling with a reduced level of lateral lobes compared to a simple flat coil. At least one secondary coil is added on both sides of the energy transmission coil to reduce the amplitude of the lateral lobes by extending the lobes. The secondary coils have an axis substantially parallel to the axis of the coil are displaced in a direction of relative movement between the device and a complementary coupling device. The axis of the secondary coil is placed outside a perimeter defined by the feed coil. Secondary coils and supply coils are installed to carry a current in the same direction.
El documento US 5,914,692 describe una antena de múltiples bucles la cual puede estar conectada tanto a un circuito de transmisión, como a un circuito de recepción, o a un circuito de transmisión -recepción. Cuando es activada por un circuito de transmisión, la antena genera campos magnéticos de frecuencia de radio en un área o zona próxima a la antena, pero los cuales se anulan sustancialmente a una distancia aproximadamente de una longitud de onda y más a partir de la antena, definiendo de ese modo una zona de vigilancia próxima a la antena. Los elementos de bucle de radiación de la antena están centrados alrededor de un punto de alimentación común y son geométricamente simétricos.US 5,914,692 describes a multi-loop antenna which can be connected to either a transmission circuit, a reception circuit, or a transmission-reception circuit. When activated by a transmission circuit, the antenna generates radio frequency magnetic fields in an area or area close to the antenna, but which are substantially canceled at a distance of approximately one wavelength and more from the antenna. , thereby defining a surveillance zone near the antenna. The antenna radiation loop elements are centered around a common power point and are geometrically symmetrical.
55
1010
15fifteen
20twenty
2525
3030
3535
4040
45Four. Five
50fifty
5555
6060
6565
El documento WO 2009/059997 A1 describe un dispositivo para transmitir y/o recibir señales, mediante un acoplamiento inductivo sin contacto que comprende por lo menos una estructura que forma una o más antenas, dicha estructura comprendiendo: una pluralidad de enlaces de conducción que descansan en por lo menos dos planos paralelos y distintos, una primera pluralidad de dichos enlaces de conducción formando un primer circuito de conducción a través del cual se pretende que fluya una corriente y una segunda pluralidad de dichos enlaces de conducción forman por lo menos un segundo circuito de conducción, distinto de dicho primer circuito y a través del cual se pretende que fluya una corriente, los enlaces estando dispuestos de modo que dichos circuitos tienen, por parejas, un coeficiente de acoplamiento que es cero o por lo menos inferior al 5% o al 1%.WO 2009/059997 A1 describes a device for transmitting and / or receiving signals, by means of a contactless inductive coupling comprising at least one structure forming one or more antennas, said structure comprising: a plurality of resting conduction links in at least two parallel and distinct planes, a first plurality of said conduction links forming a first conduction circuit through which a current is intended to flow and a second plurality of said conduction links form at least a second circuit conduction, other than said first circuit and through which a current is intended to flow, the links being arranged so that said circuits have, in pairs, a coupling coefficient that is zero or at least less than 5% or at one%.
El documento US 2003/197653 A1 describe un aparato y un sistema de antena de identificación por radiofrecuencia (RFID) que comprende sustancialmente elementos de bucle primero y segundo sustancialmente coplanarios y un elemento cruzado que generalmente define una forma en H, los elementos de bucle primero y segundo estando provistos sustancialmente de formas geométricas similares de dimensiones sustancialmente iguales y un elemento de accionamiento.US 2003/197653 A1 describes an apparatus and a radio frequency identification antenna (RFID) system comprising substantially first and second substantially coplanar loop elements and a cross element that generally defines an H-shape, the first loop elements and second, being substantially provided with similar geometric shapes of substantially equal dimensions and a drive element.
El documento EP 1860597 A1 describe un sistema de identificación inductivo que comprende un conjunto de transmisión inductivo por ejemplo un lector o un transpondedor. Una primera bobina de antena está conectada a un conjunto de control. Bucles conductores de la bobina de antena rodean una primera área seccional transversal en un sustrato cerca de la superficie de un cuerpo de metal. Entre la primera bobina de antena y la superficie del cuerpo de metal, existe una segunda bobina de antena, los bucles conductores de la cual rodean una segunda área seccional la cual por lo menos parcialmente se solapa a la primera área seccional. Los bucles conductores de la segunda bobina de antena están conectados con una tercera bobina de antena, los bucles conductores de la cual rodean una tercera área seccional transversal la cual no se solapa o únicamente se solapa parcialmente a la primera área seccional. A la recepción de un campo magnético, la corriente inducida en los bucles conductores de la tercera bobina de antena causa un campo magnético en los bucles conductores de la segunda bobina de antena el cual está por lo menos aproximadamente en fase con el campo magnético recibido.EP 1860597 A1 describes an inductive identification system comprising an inductive transmission assembly for example a reader or a transponder. A first antenna coil is connected to a control assembly. Conductive loops of the antenna coil surround a first cross sectional area in a substrate near the surface of a metal body. Between the first antenna coil and the metal body surface, there is a second antenna coil, the conducting loops of which surround a second sectional area which at least partially overlaps the first sectional area. The conductive loops of the second antenna coil are connected to a third antenna coil, the conductive loops of which surround a third cross sectional area which does not overlap or only partially overlaps the first sectional area. Upon receipt of a magnetic field, the induced current in the conductive loops of the third antenna coil causes a magnetic field in the conductive loops of the second antenna coil which is at least approximately in phase with the received magnetic field.
El documento EP 1701287 A1 revela un sistema de identificación el cual puede ser utilizado, por ejemplo, en sistemas de transporte o vigilancia. El sistema comprende por lo menos un conjunto de transmisión estacionario y por lo menos un conjunto de transmisión móvil, los cuales comprenden en cada caso una antena las cuales se acoplan una a otra durante la transmisión de los datos de una manera inductiva o capacitiva.EP 1701287 A1 discloses an identification system which can be used, for example, in transport or surveillance systems. The system comprises at least one stationary transmission set and at least one mobile transmission set, which in each case comprise an antenna which are coupled to each other during the transmission of the data in an inductive or capacitive manner.
RESUMEN DE LA INVENCIÓNSUMMARY OF THE INVENTION
Según la invención, la instalación de antena de inducción magnética comprende un bucle eléctricamente conductor, el cual forma una primera antena para la alimentación de etiquetas sobre la gama entera desde distancias altas a bajas entre la primera antena y la etiqueta mediante la producción de un primer campo electromagnético. El bucle conductor o por lo menos un segundo bucle conductor forma por lo menos una segunda antena, la cual está instalada de tal manera que un segundo campo electromagnético producido por la segunda antena parcialmente anula el primer campo electromagnético producido por la primera antena. Por lo tanto, la dirección del campo eléctrico en la primera antena se opone al campo eléctrico de la antena de anulación. Esto se puede conseguir invirtiendo la dirección del devanado. La por lo menos una segunda antena parcialmente anula el flujo magnético del campo electromagnético producido por la primera antena, en donde el flujo es máximo, de modo que el flujo magnético total como una función de la posición en la dirección del desplazamiento está más cerca de un flujo constante comparado con el flujo magnético producido por la primera antena.According to the invention, the installation of magnetic induction antenna comprises an electrically conductive loop, which forms a first antenna for feeding labels over the entire range from high to low distances between the first antenna and the tag by producing a first electromagnetic field. The conductive loop or at least a second conductive loop forms at least a second antenna, which is installed such that a second electromagnetic field produced by the second antenna partially cancels the first electromagnetic field produced by the first antenna. Therefore, the direction of the electric field in the first antenna is opposed to the electric field of the override antenna. This can be achieved by reversing the winding direction. The at least one second antenna partially cancels the magnetic flux of the electromagnetic field produced by the first antenna, where the flux is maximum, so that the total magnetic flux as a function of the position in the direction of travel is closer to a constant flux compared to the magnetic flux produced by the first antenna.
En particular, por lo menos un alojamiento en el interior del bucle que forma la primera antena puede formar la por lo menos una antena de anulación (esto es, la segunda antena). La antena o antenas de anulación también puede ser un bucle o bucles separados (esto es, devanados), por lo tanto la invención se refiere a instalaciones de antena que comprenden uno o varios bucles.In particular, at least one housing inside the loop that forms the first antenna can form the at least one override antenna (that is, the second antenna). The antenna or cancellation antennas can also be a separate loop or loops (that is, windings), therefore the invention relates to antenna installations comprising one or more loops.
En el caso de un bucle individual que comprende la primera antena y por lo menos una segunda antena, se propone lo siguiente: una instalación de antena de inducción magnética para la generación de un campo electromagnético, activando de este modo una etiqueta por inducción magnética y para la recepción de información de vuelta desde la etiqueta a través de una transferencia sin hilos, en la que:In the case of an individual loop comprising the first antenna and at least a second antenna, the following is proposed: a magnetic induction antenna installation for the generation of an electromagnetic field, thereby activating a magnetic induction tag and for receiving information back from the tag through a wireless transfer, in which:
la instalación de antena comprende un bucle eléctricamente conductor ythe antenna installation comprises an electrically conductive loop and
el bucle encierra un área que se extiende en el contorno del área ythe loop encloses an area that extends around the area and
el contorno comprende secciones convexa y por lo menos una cóncava formada por el bucle.The contour comprises convex sections and at least one concave formed by the loop.
Las secciones cóncava y convexa pueden ser bordes afilados y/o pliegues del bucle eléctricamente conductor. Por ejemplo, un bucle rectangular normal que tenga cuatro bordes comprende cuatro secciones convexas (esto es, los bordes) únicamente. Un bucle rectangular normal de este tipo o cualquier otro bucle, el cual tenga una sección convexa únicamente (con la excepción de la conexión al conjunto de control de la antena) se puede modificarThe concave and convex sections may be sharp edges and / or folds of the electrically conductive loop. For example, a normal rectangular loop having four edges comprises four convex sections (that is, the edges) only. A normal rectangular loop of this type or any other loop, which has a convex section only (with the exception of the connection to the antenna control assembly) can be modified
55
1010
15fifteen
20twenty
2525
3030
3535
4040
45Four. Five
50fifty
5555
6060
6565
formando por lo menos un alojamiento del área, la cual está encerrada por el bucle, mediante la inserción de por lo menos una sección cóncava. En el caso de secciones cóncavas que sean bordes afilados, cada alojamiento tiene por lo menos dos secciones cóncavas. Sin embargo, un alojamiento alternativamente puede estar formado por un pliegue cóncavo individual que empieza respectivamente que termina en secciones convexas del bucle. Mezclas de secciones cóncavas y convexas para la formación de un alojamiento también son posibles.forming at least one housing of the area, which is enclosed by the loop, by inserting at least one concave section. In the case of concave sections that are sharp edges, each housing has at least two concave sections. However, a housing may alternatively be formed by an individual concave fold that begins respectively that ends in convex sections of the loop. Mixes of concave and convex sections for housing formation are also possible.
Preferiblemente, un bucle individual comprende dos alojamientos los cuales están dispuestos simétricamente uno al otro con respecto a una línea recta de simetría que corta el bucle en dos mitades.Preferably, an individual loop comprises two housings which are arranged symmetrically to each other with respect to a straight line of symmetry that cuts the loop into two halves.
La invención mejora el volumen de contacto de modo que instalaciones de antena de inducción magnética pequeñas pueden activar la etiqueta a lo largo de una distancia extendida, por lo tanto las etiquetas puede ser pasadas a alta velocidad y la duración de la transmisión de datos es suficiente para asegurar la seguridad del funcionamiento. Esto es adecuado para aplicaciones ferroviarias con instalaciones de antena en el vehículo que leen las balizas en el borde del camino o con etiquetas de a bordo e instalaciones de antenas en el borde del camino.The invention improves the contact volume so that small magnetic induction antenna installations can activate the tag over an extended distance, therefore the tags can be passed at high speed and the duration of data transmission is sufficient. to ensure the safety of operation. This is suitable for railway applications with antenna installations in the vehicle that read the beacons at the edge of the road or with on-board labels and antenna installations at the edge of the road.
La invención tiene consecuencias positivas para el diseño del receptor de a bordo. Puesto que el acoplamiento magnético ha sido parcialmente anulado cuando la antena está cerca de la etiqueta esto significa que la gama dinámica de la intensidad de la señal recibida por el tren se hace menor. La gama dinámica reducida de la intensidad de la señal significa que el receptor de a bordo puede ser fabricado más preciso. Adicionalmente, el acoplamiento magnético entre la antena y cualquier cable que pueda estar colocado cerca de la vía se ve afectado de un modo similar, haciendo menos probable que señales indeseadas sean recogidas por el tren.The invention has positive consequences for the design of the on-board receiver. Since the magnetic coupling has been partially canceled when the antenna is close to the tag this means that the dynamic range of the intensity of the signal received by the train becomes smaller. The reduced dynamic range of signal strength means that the on-board receiver can be manufactured more precisely. Additionally, the magnetic coupling between the antenna and any cable that may be placed near the track is similarly affected, making unwanted signals less likely to be picked up by the train.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La figura 1 muestra una instalación de antena de inducción magnética que comprende un bucle conductor individual que tiene dos alojamientos y también muestra una etiqueta en el borde del camino que comprende un bucle rectangular.Figure 1 shows a magnetic induction antenna installation comprising an individual conductor loop that has two housings and also shows a roadside label comprising a rectangular loop.
La figura 2 muestra el flujo magnético en un bucle de referencia que está situado por debajo de dos antenas diferentes a una cierta altura, como una función del desplazamiento longitudinal.Figure 2 shows the magnetic flux in a reference loop that is located below two different antennas at a certain height, as a function of longitudinal displacement.
La figura 3 muestra el flujo magnético como una función del desplazamiento longitudinal cuando las dos antenas están colocadas más altas por encima del bucle de referencia.Figure 3 shows the magnetic flux as a function of longitudinal displacement when the two antennas are placed higher above the reference loop.
DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDADESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Una forma de realización preferida es la utilización de la antena de Inducción magnética como una antena de baliza por debajo de un vehículo para el sistema europeo de gestión del tráfico ferroviario. El comportamiento del enlace descendiente de la antena se juzga por su capacidad de generar flujo magnético en un bucle de referencia previamente definido en diversas posiciones por debajo de la antena. La cantidad de flujo magnético debe permanecer en el interior de un intervalo específico porque la baliza no se requiere que funcione fuera de ese intervalo. Si el nivel de flujo es demasiado bajo no habrá energía suficiente para activar el circuito de la baliza y si el nivel del flujo es demasiado alto la baliza puede experimentar un daño permanente. El volumen de contacto está determinado por el espacio de aire y la distancia a la que se desplaza un tren cuando pasa por una baliza mientras mantiene el flujo requerido. Si el tren está viajando muy rápido y el volumen de contacto es demasiado pequeño, no habrá tiempo suficiente para que la baliza se active y transmita de forma fiable los datos al tren. La invención mejora el volumen de contacto de modo que la transmisión de datos se pueda realizar con éxito a velocidades muy altas del tren.A preferred embodiment is the use of the magnetic induction antenna as a beacon antenna below a vehicle for the European rail traffic management system. The behavior of the downlink of the antenna is judged by its ability to generate magnetic flux in a previously defined reference loop in various positions below the antenna. The amount of magnetic flux must remain within a specific range because the beacon is not required to operate outside that range. If the flow level is too low there will not be enough energy to activate the beacon circuit and if the flow level is too high the beacon may experience permanent damage. The contact volume is determined by the air space and the distance a train travels when passing through a beacon while maintaining the required flow. If the train is traveling too fast and the contact volume is too small, there will not be enough time for the beacon to activate and reliably transmit the data to the train. The invention improves contact volume so that data transmission can be carried out successfully at very high train speeds.
La forma del bucle según la forma de realización preferida puede ser contemplada como una serie de antenas superpuestas, por ejemplo la antena rectangular ordinaria junto con algunas antenas adicionales que contribuyen de una manera negativa cuando la instalación de antena está cerca de la etiqueta o bucle de referencia.The shape of the loop according to the preferred embodiment can be contemplated as a series of superimposed antennas, for example the ordinary rectangular antenna together with some additional antennas that contribute in a negative way when the antenna installation is close to the tag or loop of reference.
La figura 1 muestra a vista de pájaro una instalación de antena de inducción magnética según la invención, la cual puede estar montada por debajo de un vehículo ferrocarril. El sistema de antena consiste en un bucle conductor individual 1. Una primera antena exterior 2 con una forma rectangular y se forman dos antenas interiores 3 que anulan parcialmente el campo de la primera antena 2 a distancias bajas entre la etiqueta y las antenas 2, 3. Estas antenas 3 forman alojamientos que tienen secciones cóncavas en el bucle conductor 1, esto es algunos de los ángulos interiores son ángulos reflejos, esto es > 180°. Además del bucle conductor la antena de inducción magnética comprende un conjunto de control 4. El bucle 1 activa una etiqueta en el borde del camino 5 denominada "baliza" que está montada entre dos carriles 6 de la vía del tren.Figure 1 shows a bird's eye view of a magnetic induction antenna installation according to the invention, which can be mounted below a railway vehicle. The antenna system consists of an individual conductor loop 1. A first outer antenna 2 with a rectangular shape and two inner antennas 3 are formed which partially cancel the field of the first antenna 2 at low distances between the tag and the antennas 2, 3 These antennas 3 form housings that have concave sections in the conductor loop 1, this is some of the interior angles are reflex angles, that is> 180 °. In addition to the conductive loop, the magnetic induction antenna comprises a control assembly 4. The loop 1 activates a label at the edge of the path 5 called "beacon" which is mounted between two rails 6 of the train track.
Como se ha mencionado, el área la cual está encerrada por el bucle 1 comprende dos alojamientos. En el ejemplo, las secciones cóncavas 8a, 8b; 8c, 8d de los alojamientos son bordes afilados de material conductor de los bucles. Las secciones convexas del bucle 1, las cuales también son bordes afilados en el ejemplo, están indicadas por 7a - 7h. Cuatro de las secciones convexas, esto es las secciones 7c, 7d, 7g, 7h, son transiciones entre la primera antenaAs mentioned, the area which is enclosed by loop 1 comprises two housings. In the example, concave sections 8a, 8b; 8c, 8d of the housings are sharp edges of conductive material of the loops. The convex sections of loop 1, which are also sharp edges in the example, are indicated by 7a - 7h. Four of the convex sections, that is sections 7c, 7d, 7g, 7h, are transitions between the first antenna
55
1010
15fifteen
20twenty
2525
3030
2 y la respectiva segunda antena 3. Las dos antenas 3 son simétricas una a la otra.2 and the respective second antenna 3. The two antennas 3 are symmetrical to each other.
La figura 2 muestra el flujo magnético en un bucle de referencia que está situado por debajo de dos instalaciones de antena diferentes a una cierta altura, como una función del desplazamiento longitudinal. El flujo está en su máximo cuando el bucle de referencia está centrado por debajo de las instalaciones de antena. La curva de puntos muestra el flujo a partir de una instalación de antena de inducción magnética del estado de la técnica con una antena rectangular. La curva de línea continua muestra el flujo a partir de una instalación de antena de inducción magnética según la invención (en particular según la figura 1). Puesto que el flujo depende de la geometría de las instalaciones de antena y el bucle de referencia así como la corriente en la instalación de antena, es posible normalizar las curvas de modo que coincidan sus niveles de flujo máximo. Esto se representa la figura. El gradiente del flujo de la invención es muy inferior. Esto es deseable y permite la lectura de etiquetas a lo largo de una distancia más larga sin exceder la energía transferida máxima.Figure 2 shows the magnetic flux in a reference loop that is located below two different antenna installations at a certain height, as a function of longitudinal displacement. The flow is at its maximum when the reference loop is centered below the antenna installations. The point curve shows the flow from a state-of-the-art magnetic induction antenna installation with a rectangular antenna. The continuous line curve shows the flow from a magnetic induction antenna installation according to the invention (in particular according to Figure 1). Since the flow depends on the geometry of the antenna installations and the reference loop as well as the current in the antenna installation, it is possible to normalize the curves to match their maximum flow levels. This figure is represented. The flow gradient of the invention is much lower. This is desirable and allows the reading of labels over a longer distance without exceeding the maximum transferred energy.
La figura3 muestra el flujo magnético como una función del desplazamiento longitudinal cuando dos instalaciones de antena están colocadas más altas por encima del bucle de referencia. La diferencia en el gradiente no es tan apreciable pero eso es menos importante puesto que el flujo es ahora más alto para la instalación de antena según la invención para todos los valores del desplazamiento pero nunca excediendo el nivel máximo cuando las instalaciones de antena y el bucle de referencia están más cerca juntos. Esto significa que el volumen de contacto es siempre mayor para la instalación de antena según la invención comparada con la instalación de antena del estado de la técnica, sin tener en cuenta la altura de montaje de la instalación de antena.Figure 3 shows the magnetic flux as a function of longitudinal displacement when two antenna installations are placed higher above the reference loop. The difference in the gradient is not so noticeable but that is less important since the flow is now higher for the antenna installation according to the invention for all offset values but never exceeding the maximum level when the antenna installations and the loop Reference are closer together. This means that the contact volume is always greater for the antenna installation according to the invention compared to the prior art antenna installation, regardless of the mounting height of the antenna installation.
LISTA DE NÚMEROS DE REFERENCIA EN LOS DIBUJOSLIST OF REFERENCE NUMBERS IN THE DRAWINGS
1 Bucle conductor1 conductor loop
2 Antena que activa la etiqueta sobre la gama entera de distancias alta a baja2 Antenna that activates the label over the entire range of high to low distances
3 Antena que anula parcialmente el campo de la primera antena a distancias bajas a la etiqueta3 Antenna that partially cancels the field of the first antenna at low distances to the tag
4 Trasmisor/receptor4 Transmitter / receiver
5 "Baliza" etiqueta en el borde del camino5 "Beacon" roadside label
6 Carriles de una vía de tren6 Railroad tracks
7 Borde convexo7 Convex edge
8 Borde cóncavo8 Concave Edge
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP11167547.6A EP2527225B1 (en) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Magnetic induction antenna arrangement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2578508T3 true ES2578508T3 (en) | 2016-07-27 |
Family
ID=44117939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES11167547.6T Active ES2578508T3 (en) | 2011-05-25 | 2011-05-25 | Installation of magnetic induction antenna |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2527225B1 (en) |
| CN (1) | CN102800925B (en) |
| ES (1) | ES2578508T3 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2851262A1 (en) | 2013-09-18 | 2015-03-25 | Bombardier Transportation GmbH | An antenna arrangement and a method for determining the absolute speed of a rail vehicle |
| DE102013220868A1 (en) * | 2013-10-15 | 2015-04-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Eurobalise vehicle device and method of operating a Eurobalier vehicle device |
| CN105220588B (en) * | 2015-11-02 | 2017-01-18 | 青岛瑞铁电工科技有限公司 | Magnetic steel replacer |
| AU2017272234B2 (en) * | 2016-12-20 | 2021-12-02 | Licensys Australasia Pty Ltd | An antenna |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5099227A (en) * | 1989-07-18 | 1992-03-24 | Indala Corporation | Proximity detecting apparatus |
| US5914692A (en) * | 1997-01-14 | 1999-06-22 | Checkpoint Systems, Inc. | Multiple loop antenna with crossover element having a pair of spaced, parallel conductors for electrically connecting the multiple loops |
| FR2819772B1 (en) * | 2001-01-22 | 2004-05-28 | Alstom | DEVICE AND METHOD FOR THE PUNCTUAL LOCATION OF A RAIL VEHICLE ALONG A RAIL TRACK EQUIPPED WITH BEACONS AND ANTENNA FOR EQUIPPING SUCH A DEVICE |
| AU2003267043A1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-11-11 | Escort Memory Systems | Rfid antenna apparatus and system |
| KR100402348B1 (en) | 2003-07-02 | 2003-10-22 | Bong Taek Kim | Automatic train protection stop device for controlling railroad using data communication |
| FR2873341B1 (en) * | 2004-07-21 | 2014-08-15 | Siemens Transp Systems | ELECTROMAGNETIC COUPLING DEVICE, VEHICLE INCORPORATING SAID DEVICE |
| DE502005010953D1 (en) * | 2005-03-07 | 2011-03-24 | Schweizerische Bundesbahnen Sbb | Identification system and method for determining movement information |
| ATE439649T1 (en) * | 2006-05-23 | 2009-08-15 | Schweizerische Bundesbahnen Sb | TRANSMISSION UNIT FOR AN INDUCTIVE IDENTIFICATION SYSTEM AND INDUCTIVE IDENTIFICATION SYSTEM |
| CN101369682B (en) * | 2007-08-17 | 2013-08-14 | 数伦计算机技术（上海）有限公司 | Pavement antenna apparatus and its array |
| FR2923324B1 (en) * | 2007-11-05 | 2010-09-10 | Commissariat Energie Atomique | WIDEBAND INDUCTIVE ANTENNA FOR CONTACTLESS COMMUNICATION SYSTEMS |
-
2011
- 2011-05-25 EP EP11167547.6A patent/EP2527225B1/en active Active
- 2011-05-25 ES ES11167547.6T patent/ES2578508T3/en active Active
- 2011-06-23 CN CN201110181564.6A patent/CN102800925B/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2527225B1 (en) | 2016-04-27 |
| CN102800925A (en) | 2012-11-28 |
| CN102800925B (en) | 2016-01-20 |
| EP2527225A1 (en) | 2012-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2578508T3 (en) | Installation of magnetic induction antenna | |
| ES2659645T3 (en) | Systems, procedures and apparatus for integrating tuning capacitors into charge coil structures | |
| KR101812053B1 (en) | Induction system for detecting and identifying vehicles, induction registration plate and induction reader | |
| ES2961831T3 (en) | Vehicle identification | |
| ES2776023T3 (en) | Multi-loop signal cancellation transmit / receive antenna for a radio frequency identification reader | |
| CN108230713B (en) | Vehicle system using vehicle-to-infrastructure and sensor information | |
| ES2366345T3 (en) | WAVE GUIDE ANTENNA BOUGHT IN A RAILWAY VEHICLE. | |
| KR960002953A (en) | Local area antenna and its manufacture and use method | |
| ES2710221T3 (en) | Procedures and systems of fingerprint signals | |
| CN102834292A (en) | Wireless power antenna alignment adjustment system for vehicles | |
| US11433932B2 (en) | Positioning system and method for monorail train | |
| US20160205228A1 (en) | Electronic apparatus | |
| ES2541318T3 (en) | Airplane tire pressure loop link | |
| JP2017159703A (en) | Train position detection system | |
| JP2019503600A (en) | Inductive power transfer unit, system for inductive power transfer, and method of communication | |
| CN204289692U (en) | High ferro train LTE-R Multi-Function Antenna device | |
| KR101542525B1 (en) | Wireless communication antenna module and portable terminal having the same | |
| JP2008284967A (en) | On-vehicle license plate | |
| JP2014123999A (en) | Non-contact power receiving device | |
| KR20150040574A (en) | Rear cover and portable device having the antenna | |
| ES2966953T3 (en) | Procedure, ground transmission device and subsystem for a train control system | |
| JP4753160B2 (en) | Communication system for road traffic support and communication system for road traffic support | |
| US20170310368A1 (en) | Wireless communication system and wireless communication apparatus | |
| ES2657745T3 (en) | Data transmission system and data transmission method for rail transport | |
| CN108068843A (en) | A kind of secondary ranging for preventing collision method for early warning based on conflict avoidance |