FI118193B - Mittausjärjestelmä, mittausmenetelmä ja antennin uusi käyttö - Google Patents

Description

1 118193 I

''Λ'

Mittausjärjestelmä, mittausmenetelmä ja antennin uusi käyttö * i ie*i 3f'

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen järjestelmä radiotaa- $ ν;,|ί juustunnisteiden (RFID-tunnisteiden) havaitsemiseksi. Tällainen järjestelmä käsittää luku- | 5 laitteen ja antennin, joka on kytketty lukulaitteeseen radiotaajuisen herätesignaalin tuotta- $ miseksi ja herätesignaalin aiheuttaman paluusignaalin vastaanottamiseksi radiotaajuuskin- '> nisteelta esimerkiksi UHF-taajuudella, Järjestelmä mahdollistaa esimerkiksi langattoman ja : li automaattisen tulospalvelun.

10 Keksinnön kohteena on myös uusi menetelmä ja käyttö. |

Nykyisin urheilun tulospalvelussa käytetään pääasiassa kahta eri menetelmää. Ensimmäinen menetelmä perustuu aktiivisien etätunnisteiden (saattomuistien) ja soveltuvien lukija-laitteiden käyttöön. Aktiiviset etätunnisteet sisältävät pariston. Kun tällainen tunnistin tuo- | 15 daan lukijalaitteeseen kytketyn antennin lähelle, tunnistaa laite aktiivisen etätunnisteen. f

Toinen menetelmä perustuu induktiiviseen, lähikentässä toimivaan tunnistinjärjestelmään, | jossa on suurikokoinen antenni. Lukija tuottaa vaihtomagneettikentän avulla passiiviselle etätunnisteelle tehoa ja kommunikoi samanaikaisesti tunnisteen kanssa. . f ·.··* ·-> t 20 Aktiivitunnistimet ovat suhteellisen kalliita ja niiden käyttöikä on rajallinen. Ne sisältävät <4 • · · 'rt;

m*m . tyypillisesti litiumpariston. Aktiivitunnisteet eivät sovellu suuriin massatapahtumiin kalliin J

*. *ί .·? .···.' hinnan (tyypillisesti 60..100 EUR/kpl) ja suuren koon vuoksi. Litiumparistosta johtuen | • · · ;·'Λ

.···. tällaiset etätunnisteet ovat ympäristölle haitaksi. Myös induktiivisilla tunnistustekniikoilla T

·...· . on paljon haittapuolia. Magneettikentän synnyttämiseen tarvitaan paljon virtaa kuluttava *···* 2 .*·*. 25 lukulaite ja suurikokoinen kuparikela. Esimerkiksi 1 x 4 m tunnistmmatto painaa 20 kg ja ··· ‘i tarvitsee toimiakseen suuret akut. Ratkaisu on myös kallis, koska tunnistinmattoja tarvitaan !

: paljon, riippuen väliaikapisteiden määrästä ja radan leveydestä. 10 m leveällä radalla tarvi- T

:***: taan jopa 80 kg kuparia mittauspistettä kohden. Itse passiivinen etätunniste on tässä ratkai- v ♦ · · sussa ympäristöystävällinen. Tämän tekniikan luotettavuus on myös heikko. Sitä pyritään • · .···. 30 paikkaamaan lisäämällä mattojen määrää. % ««* :*·*: ' * *. Esimerkki lähikentässä toimivasta RFID-tulospalvelujäijestelmästä on kuvattu WO- | • * julkaisussa 2004/104961. Siinä käytetään kahta taajuutta, jotka valitaan alueilta 100-150 kHz ja 1-15 MHz. Ensimmäistä taajuutta käytetään langattomaan tehonsiirtoon ja toista 5 Λ 2 118193 signalointiin.

WWW-sivustolla http://trollevscan.co.za on kuvattu UHF-alueella toimiva moniantenni- , jäijestelmä ajanottoa varten. Siinä käytetään kahta lähetysantennia ja yhtä vastaanottoan- 5 tennia. Tällainen järjestelmä on kuitenkin hankalasti siirrettävissä eikä sen avulla voida saavuttaa hyvää palkkaerotuskykyä johtuen useasta erillisestä antennista. i

Urheilusovelluksissa ajanottojäijestelmän erityisvaatimuksina ovat mm. ajan määrityksen tarkkuus, helppo siirrettävyys, edullisuus ja luotettavuus. Erityisen tärkeä tekijä tässä on 10 lähtö- tai maalilinjalle tai väliaikapisteelle sijoitettava antenni, joka mahdollistaa luotettavan tunnistuksen ja tuottaa lisäksi tarkan ajanoton mahdollistavan säteilykuvion. '

Keksinnön tarkoituksena on ratkaista edellä mainittuja epäkohtia ja saada aikaan uuden-tyyppinen kustannustehokas ja luotettava radiotekniikkaan perustuva tunnistusjäijestelmä, 15 joka soveltuu käytettäväksi esimerkiksi tulospalvelujärjestelmänä. |

Erityisesti keksinnön tarkoituksena on saada aikaan antennijärjestelmä, jolla voidaan korvata esimerkiksi yleisesti käytetyt induktiiviset järjestelmät, jotka ovat kalliita ja raskaita.

20 Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että tunnisteina käytetään UHF-alueen (300 - 3000 • · · *.1 1 MHz) radiotaajuustunnisteita, ja niihin kytkeydytään antennilla, joka käsittää lankamaisen ' • · * 1 · *· " vuotavan aaltojohdon. Lankamainen vuotava aaltojohto voidaan toteuttaa esimerkiksi mik- - * 1 1 * 1 *···1 roliuskatyyppisesti sijoittamalla pitkä lankamainen johde tämän kanssa oleellisesti saman- * · · • · *···1 suuntaisen johtavan maatason päälle. Järjestelmän antennimoduuli sisältää edullisesti täi- * 1 1 *"·1 25 laisen johteeseen yhdistetyn maatason, mutta johde voidaan kytkeä myös käyttökohteessa • « *·11 olemassa oleviin johdemateriaaleihin maatason muodostamiseksi. Maatason ansiosta an- . termin aiheuttama tunnisteiden tunnistusvyöhyke keskittyy pienemmälle alueelle aaltojoh- • » · • · · *" don läheisyyteen.

• · • . · * 1 1 · • 1 · ·.1.1 30 "Pitkällä” aaltojohdolla tarkoitamme aaltojohtoa, joka on useita kertoja käytettyä aallonpi- • · ' *·;·’ tuutta pitempi, edullisesti ainakin kolme ja tyypillisesti ainakin kuusi kertaa käytetyn aal- • · :.1·· lonpituuden mittainen. Aaltojohto voi olla jopa 50 kertaa käytetyn aallonpituuden mittai- * 1 ·.1· nen tai jopa vielä pidempi.

Λ -¾ ;1 118193 1 3 - ή Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista se, mitä j - Λ on sanottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. 1 . -g ' Λ

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaati- -¾ .'k' 5 muksen 14 tunnusmerkkiosassa. s

Keksinnön mukaiselle käytölle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksessa 17.

10 Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Edut saavutetaan hyödyntämällä pitkänomaista vuotavaa aaltojohdetta, joka tarjoaa edullisen kenttäkuvion RFID-sovelluksessa. Passiiviset järjestelmät ovat useissa sovelluksissa ylivoimaisia tagien kustannustehokkuuden ja huoltovapauden vuoksi. Usein rajoitteena nähty passiivijärjestel-mien rajallinen lukuetäisyys voidaan keksinnön mukaisen antenniratkaisun avulla kään-15 tää hyödyksi paikannustarkkuutta vaativissa sovelluksissa, koska tagin havaitseminen paljastaa tämän olevan tietyn alueen sisäpuolella. Avainasemassa havaitsemisen paikka-tarkkuuden kannalta on tällöin lukijan antenni, jonka säteilykuvion tulee olla toivotun muotoinen. · 20 Keksinnön mukainen antennitekniikka on energiatehokas, mikä johtuu UHF-lukijan vaa-

• M

ϊ,ϊ I timasta pienestä tehosta induktiivisiin järjestelmiin verrattuna ja toisaalta vuotavan aalto- • · ·.**: johtoantennin hyvästä säteilyhyötysuhteesta. Hyvä säteilyhyötysuhde mahdollistaa suuren • · · ...

·...· lukuetäisyyden ja hyvän lukutapahtuman toistettavuuden. Pienen kokonaiskulutuksen ansi- • * * osta antennia voidaan käyttää suhteellisen pienilläkin akuilla, jolloin esimerkiksi kuvattuun 25 antennitekniikkaan perustuvien väliaikapisteiden sijoittaminen maastoon tulospalvelua • · · fr * ♦ μ *·..* varten on helppoa.

• « · *···’ Keksinnön mukainen uusi antenni mahdollistaa markkinoilla valmiiksi olevien etätunnis- • · · 1 teiden hyödyntämisen. Antenni voidaan kytkeä olemassa oleviin lukulaitteisiin, joten myös • · ·.*.· 30 olemassa olevaa tiedonsiirtotekniikkaa ja tietokone-ohjelmistoja voidaan hyödyntää. :;| • · · * · • * .· . ϊ • · · ;

:*·.· Pitkän vuotavan aaltojohteen, joka sisältää maatason, avulla radiokentän teho voidaan J

:*’.j suunnata erittäin optimaalisesti aaltojohteen pitkittäissuuntaa vastaan kohtisuorassa suun- i nassa poispäin maatasosta. Tämä on erittäin edullinen ominaisuus sovelluksissa, joissa 4 118193 .. " 'i-ίί · e# 4 tunnistettavan kohteen liike on antennin läheisyydessä lineaarista ja liikkeen yksidimen-sionaalinen suunta on tunnettu. Tällaisia sovelluksia ovat mm. monet urheilusuoritusten $ monitorointisovellukset (tulospalvelu) ja useat varastonhan intä- tai tieliikennevalvontaso- ’f vellukset.

5 < · . * Yksi esillä olevan järjestelmän suuri etu on, että lankamaisen antennin säteilykuvion vuoksi antenniin syötetty teho jakautuu suurelle alueelle suhteellisen homogeenisesti verrattuna · esim. pistemäisiin antenneihin.

10 Antenni voi kuitenkin koostua yhdestä antennielementistä, joka voi olla esimerkiksi rullattava tai taiteltava. Niinpä sen siirtäminen ja sijoittelu esimerkiksi urheilutapahtumien läh- ' tö-, maali- tai väliaikapisteisiin on helppoa. Voidaan myös toteuttaa pienempiä anten-nielementtejä, joita voidaan liittää toisiinsa halutun tunnistusvyöhykkeen koon mukaan.

15 Keksinnön mukaisen ratkaisun yleisiä etuja ovat että etätunnisteiden lukeminen ei edellytä ] näköyhteyttä ja ne voidaan lukea yleisesti ei-metallisten materiaalien läpi. Etätunnisteet kestävät myös hyvin lämpötilan ja muiden ympäristötekijöiden muutoksia. Lisäksi etätunnisteiden sisältämää tietoa voidaan tyypillisesti sekä lukea että muokata (kirjoittaa). Eten- - kin passiiviset etätunnisteet ovat edullisia ja niitä voidaan tulevaisuudessa asentaa mihin * 20 tahansa, esimerkiksi laminoida sukseen tai juoksukenkään jo tehtaalla.

··* • · · ··· • · :.*·· Henkilö voi myös hankkia etätunnisteen jonkin kilpailutapahtuman yhteydessä jolloin hä- ‘f • ♦ · nen yksilötietonsa ohjelmoidaan etätunnisteeseen. Kaikissa seuraavissa urheilutapahtumis- *♦* • m ·...* sa järjestäjien työ olisi helppoa, koska etätunniste vain identifioitaisiin tai ohjelmoitaisiin * ♦ · * '·:* 25 uudelleen kyseistä kilpailua varten.

* · · • · • « ···

Aluetta, jolla tunnisteen lukija-antennin säteilemästä tehosta absorboima teho riittää ylit- 5 • * · *;;* tämään tunnisteen kynnysarvon, kutsutaan tässä dokumentissa tunnistusvyöhykkeeksi.

• · • · *" Kuvattu tekniikka soveltuu erityisesti maatason suunnassa projektioltaan ’’suorakaidemais- • · *.*.* 30 ten” tunnistusvyöhykkeiden aikaansaamiseksi. Niinpä antennityyppi on suunniteltu erityi- ··» • · sesti sovelluksiin, joissa halutun tunnistusvyöhykkeen pituus (dimensio kohteen liikesuun- r • · l ‘.l taa vastaan) on ainakin 8 kertaa suurempi kuin sen leveys (dimensio kohteen liikesuunnas- • » :/·· sa). Erityisen suurta etua tunnettuihin ratkaisuihin nähden sillä saavutetaan, jos halutun > tunnistusvyöhykkeen pituus on ainakin 20-kertainen sen leveyteen nähden. Esillä olevan • j 5 118193 1 •·ίί tekniikan avulla on kuitenkin mahdollista rakentaa antenneja, jotka tuottavat sivusuhteeltaan jopa 1 : 100 muotoisen suorakaidemaisen tunnistusvyöhykkeen.

ΐ?Ι »;! .1

Keksinnön sovellutusmuotoja selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten liitteenä oleviin il 5 piirustuksiin, joissa | ' ':-§j kuvio 1 esittää kilpailurataa, jossa on useita mittauspisteitä, ' kuviot 2a ja 2b esittävät eri päällys- ja sivukuvantona antennin ja tunnisteen esimerkinomaiset sijoituspaikat hiihtosovelluksessa, 10 kuvio 3 esittää sivukuvantona esimerkinomaisen antennin ja tunnisteen sijoituspaikan juoksu/kävelytapahtumassa, : kuviot 4 - 10 esittävät perspektiivikuvantoina erilaisia antennikonfiguraatioita, kuvio 11 esittää perspektiivikuvantona yhden sovellutusmuodon mukaisen antennimoduu- ' ί

lirakenteen, S

15 kuvio 12 esittää yhden mahdollisen tunnistetyypin käytettäväksi etenkin hiihtosovelluksessa, 2 ϊ

kuviot 13a ja 13b esittävät yhden langan antennin säteilykuviota perspektiivi-ja profiiliku- I

vantoina, vastaavasti, ' kuviot 14a ja 14b esittävät kahden langan antennin säteilykuviota perspektiivi- ja profiili-20 kuvantoina, vastaavasti, j • f · « · * t § V * kuviot 15a ja 15b esittävät kahden langan vaiheistetun ja taperoidun antennin säteilykuvio- Ϊ; • · ’ · i • · * *· " ta perspektiivi-ja profiilikuvantoina, vastaavasti, ja * ·"**· *···’ kuviot 16a - 16d esittävät eri leikkauksina mikroliuskatyyppisen vuotavan aaltojohteen j • · *···* käsittävän antennimoduulin rakennetta yhden sovellutusmuodon mukaan.

* * * •v 25 • * · • · '«s **** Tyypillisen suoritusmuodon mukaan käytetään RFID-tekniikassa yleisesti käytettyä UHF- . taajuusaluetta 865-928 MHz. Myös korkeampia tai matalampia taajuuksia voidaan käyttää.

« · · • · · II) Vuotavan aaltojohteen ansiosta pystytään toimimaan kaukokentässä. Aaltojohde toimii • · sekä lähetys- että vastaanottoantennina, joten erillisiä antenneja ei tarvita. ··: 30 1 • * * * · ’·;·* Tulospalvelusovelluksessa järjestelmä sisältää edullisesti tietoverkkoon liitetyn RFID-

·** · "I

tunnisteiden (tagien) lukijalaitteen, urheilijoiden mukanaan kantamat lagit sekä erikois- i

*.**: suunnitellun antennin, joka mahdollistaa tagin lukemisen heti kun tämä ylittää maaliviivan tai väliaikapisteen. Urheilijan ylitettyä esim. maalilinjan lukijalaite liittää yhteen J

• ' ·2 •' ·: 6 118193 1 'Ή

tagin sisältämät urheilijan tunnistetiedot sekä tarkan kellonajan tagin havaitsemiselle. I

Niinpä henkilö ja aika rekisteröidään reaaliajassa. Nämä tiedot lukijalaite välittää tietoverkon välityksellä eteenpäin jatkokäsittelyä varten.

. I

5 Kuviossa 1, joka on tärkeä kokonaisuuden ymmärtämiseksi, havainnollistetaan keksin- f nön mukaisen järjestelmän käyttöä urheilukilpailussa. Kuviossa viitenumerolla 10 viita- 3 taan kilpailurataan, joka voi olla esimerkiksi 4 - 8 m leveä. Viitenumerolla 18 viitataan mittauspisteeseen, jossa on vuotava aaltojohdeantenni ja lukulaite, sekä edullisesti myös langaton modeemi tietojen siirtämiseksi tulospalvelukeskukseen. Kuvio 1 esittää lähinnä 10 hiihtotapahtumaa, mutta on suoraan sovellettavissa mihin tahansa kilpailutapahtumaan.

Saattomuisti (tunniste) kulkee kilpailijan mukana pitkin kilpailurataa ja näin kilpailijalle J

saadaan tarkka aika ja paikka silloin kun saattomuisti ohittaa, tyypillisesti ylittää tai alit- ? taa, antennin.

15 Kuviot 2a ja 2b esittävät hiihto- tai ampumahiihtokilpailua kahtena eri leikkauksena. (

Kuvio 2a esittää antennin 14 sijoittamista radalle. Kuvio 2b näyttää tarkemmin esimerkinomaisen antennin 14 sijoittamisen suoritusalustan 15 alle. Etätunniste 16 on tässä | esimerkissä kiinnitetty suksen pintaan. Kuviossa antenni on kaksilankainen, mutta yhtä hyvin voidaan käyttää myös yksilankaista antennia, kuten myöhemmin tarkemmin selos-,·», 20 tetaan.

• · « ·· > • : -f, « · • · · • · · '···,·$ • · .··*. Kuvio 3 havainnollistaa antennin 14 hyödyntämistä juoksukilpailussa, jolloin se voi olla j ·*· .*··. sijoitettu tunnistettavan kohteen yläpuolelle. Tunniste 16 on tässä tapauksessa kilpailijan ·*· .-::¾

• ·’. kehossa. -M

• · · -Εν. · ··♦ ·>·2 25 ..1' ···

Keksinnön puitteissa teknisesti soveltuvia ja käytettävissä olevia UHF-järjestelmiä ovat mm. ISO-18000-6 -standardi, Tagidu (Atmel) sekä EPC-standardi (Electronic Product Code). Tagidun yksi etu on tehotaloudellisen kommunikaatioprotokollan vuoksi saavutet- . tavissa oleva pitkä lukuetäisyys ja suuri tagin muisti. Haittana on muita järjestelmiä hi- ^ *** . :$ 30 taampi antikollissioprotokolla. ISO 18000-6-standardi on yleistymässä ja sillä on laaja · • · · lukijalaitteiden tuki ja nopea antikollisioprotokolla, mutta samalla lukijan teholla Tagidua : t *** φ, .···, lyhempi lukuetäisyys. EPC:n erityisenä etuna on nopein antikollisioprotokolla, teoriassa • · ^ • * * ,r jopa noin 1000 tagia sekunnissa, käytännössä usein joitain satoja tageja sekunnissa. Niin- ) pä se soveltuu suuriinkin massatapahtumiin. EPC:ssä on kuitenkin pieni tagin muisti ja -

"H

:ΐ} 1 ..-·*>

7 118193 I

. >: samalla lukijan teholla Tagidua lyhempi lukuetäisyys. Erityisesti tarkkaa ajanottoa sil- c mällä pitäen EPC-standardilla on kuitenkin etuja. Hyvänä vaihtoehtona voidaan pitää ISO ' 18000-6 standardia. .1 -:- ¾ £ 5 Antenni ei ole protokollariippuvainen, joten sovelluksissa voidaan käyttää useita eri lukijalaitteita ja tageja. Eräs soveltuva lukija on useaa protokollaa tukeva Feig Long Range Reader ID ISC.LRU1000.

Erityisesti tulospalvelusovelluksessa käytettävän antennin edullinen piirre on säteilytehon 10 jakautuminen mahdollisimman tasaisesti langan pituussuuntaan, jolloin urheilijan mukana kulkeva tagi voidaan lukea luotettavasti, ohittipa urheilija maalilinjan kanssa samansuuntaisen antennimoduulin mistä kohtaa tahansa. Olemme havainneet, että pitkä vuotava aalto-johto eri geometrioissa palvelee tässä tarkoituksessa erityisen hyvin. Vuotavalla aaltojoh-dolla tarkoitetaan tämän dokumentin puitteissa myös antenniryhmiä ja meanderlinja-tyyppisistä antenneja. ?

Kaupallinen kommunikaatiojärjestelmiin tarkoitettu koaksiaalikaapeli on osoittautunut suh- r: teellisen huonosti toimivaksi tämän dokumentin mukaisessa järjestelmässä. Niinpä vuotava aaltojohde onkin edullisesti ei-koaksiaalinen. Tyypillisesti aaltojohde käsittää oleellisesti 20 tasomaisen maatason. Erillisen maatason avulla voidaan ei-koaksiaalisissakin tapauksissa • · t V · säteilykuvio suunnata voimakkaasti ja kokeiden mukaan saavuttaa koaksiaalisia ratkaisuja * * *.*·: edullisempi tunnistusvyöhykkeen muoto. Johdelangalla voi olla ympyrämuotoinen tai jo- »·· • · *...* kin ympyrämuodosta poikkeava, esimerkiksi suorakulmainen (liuskamainen) poikkileik- * · * • * ’···* kausprofiili. Yleisesti sanottuna vuotava aaltojohto käsittää siten maatason sekä maatason • · · ; *·:·* 25 päällä, eristekerroksessa olevan säteilijän, joka voi olla suora tai kuvioitu lanka tai liuska.

* * · J

• · *··* Eristekerros voi olla kiinteätä ainetta, kuten polyeteeniä tai PTFE:tä (teflon), mutta se voi olla myös ilmaa.

• · i * « * * * ··· • ♦ ♦ ·

Olemme havainneet, että mikroliuskatyyppinen antenni soveltuu antenniksi hyvin. Tällai- • · • · · *.*.* 30 nen antenni on epäjatkuvasti (avoin/oikosulku) päätetty ja käsittää ainakin yhden usean • · · " • · *·"* aallonpituuden mittaisen johdon. Sen säteilykuvio on siten liuskoittunut seisovan aaltoliik- ? • · φ Λ ϊ,’·· keen vuoksi, mikä aiheuttaa ei-toivottuja minimikohtia lukuetäisyyteen riippuen tarkaste- • · ♦ • ·« ♦ · \ •‘•'••S'' 8 118193 lukohdasta lankaa pitkin. Useassa sovelluksessa langan radiaalinen säteily tuleekin suunnata mahdollisimman kapeassa keilassa yhteen suuntaan (käytännössä ylöspäin), jolloin suuntaavuuden tuoman kentän kasvun kautta saataisiin maksimoitua lukuetäisyys. Langan suhteen kiinteän maatason lisäksi suuntauksessa voidaan hyödyntää erilaisia lankageomet- , 5 rioita. Spesifejä geometrioita ja aaltojohderakenteita esitellään myöhemmin esimerkeissä. f

Seuraavassa kuvataan soveltuvia aaltojohderakenteita ja-geometrioita yleisesti.

Yhden sovellutusmuodon mukaan aaltojohde on päältä päin katsottuna oleellisesti suora ja yksilankainen. Yksi muunnelma tästä sovellutusmuodosta on sellainen, jossa aaltojohde on 10 sijoitettu vakioetäisyydelle maatasosta oleellisesti koko johteen pituudelta. Toisen muun- ”.U ,:·*

nelman mukaan aaltojohde on oleellisesti koko pituudeltaan taperoitu kohti maatasoa (toi- I

sesta päästä kauempana maatasosta ja toisesta päästä lähempänä, tyypillisesti kokonaan s | kiinni maatasossa). Tällaisen antennin impedanssi on muuttuva langan pituussuunnassa. |

Kolmannen muunnelman mukaan aaltojohde on osittain taperoitu (taperoidusti päättyvä). J

15 Tällainen geometria tarjoaa erityisen tasaisen aaltokuvion. I

'•Ä

Toisen sovellutusmuodon mukaan antenni on kaksilankainen. Antcnnilangat on tällöin 2 k asetettu rinnakkain ja molempiin voidaan yksittäin soveltaa edellisen sovellutusmuodon -¾ -,¾ geometrioita. Rinnakkaiset antennilangat tarjoavat liikesuunnassa pidemmän lukualueen, f

Is ... 20 mistä voi olla etua tietyissä sovelluksissa. Langat kytketään syöttöpäästä toisiinsa ja niitä * · · , * t ; syötetään tältä yhteiseltä osalta edullisimmin pisteestä, joka sallii neljännesaallon vaihesiir- • ·· * · .···. ron lankojen välillä. Näin lankoja voidaan syöttää samanvaiheisesti. Vaihe-erot kompen- ·...· _ . *1 .···. soivat toisiaan ja säteilykuviosta saadaan erittäin tasainen. Lankojen määrää voidaan tarvit- 1 • · $ • « * '.y . taessa lisätä puolen aallon päähän toisistaan. Langat voidaan kytkeä erikseen maatasoon tai * • · · * .*·*. 25 niistä voidaan muodostaa silmukka.

·*· · r ; ..¾

: Kolmannen sovellutusmuodon mukaan antennijohdin on mutkitteleva (esimerkiksi ’’saha- J

* · * laitainen”), jolloin saavutetaan kentän polarisaatiokomponentti myös liikesuunnassa. Tämä i mahdollistaa erilaisten tagien käyttämisen ja uusia tagien sijoittelumahdollisuuksia. ί .*··, 30 * · • · «

Maataso on edullisesti urheilijan etenemissuunnassa dimensioltaan ainakin 20 cm, tyypil-• · ♦ .

• « *, lisesti ainakin 40 cm. Aaltojohdelanka tai-langat sijoitetaan yleensä symmetrisesti maata- • ! -son päälle. Pituussuunnassa maataso ulottuu ainakin aaltojohdelangan päiden tasalle, edul- lisesti 1 - 20 cm näiden ohi. Näin saavutetaan optimaalinen suuntaus myös lankojen ääri- - ' ' i • ’i 9

118193 I

"'Τ' päiden läheisyydessä.

" 1 1 i*

Aaltojohde voidaan asemoida kiinteälle tai paikallisesti vaihtuvalle etäisyydelle maatasos- ä a ta. Etäisyys vaikuttaa antennin impedanssiin ja säteily kuvioon. Syöttöpisteen näkemä im-5 pedanssi sovitetaan tyypillisesti suoraan lukulaitteen impedanssiin, tyypillisesti 50 tai 75 Ohmiin. Aaltojohdetta syötetään tyypillisesti langan (lankojen) toisesta päästä toisen pään (toisten päiden) ollessa kytketty maatasoon (maatasoon ja/tai toisiinsa).

Kuviot 16a - 16d esittävät esimerkin kahden langan vaiheistetusta ja taperoidusta anten- , 10 nimoduulista. Antennilankaa on merkitty viitenumerolla 162, ja se koostuu suorasta vyö- j hykkeestä 163a ja taperoidusta vyöhykkeestä 163b. Lankoja merkitään viitenumeroilla f i 162a ja 162b. Eristekerrosta, johon antennilanka on upotettu, merkitään viitenumerolla 161. Maataso 165 voi olla kiinnitetty eristekerroksen 161 toiseen pintaan. Antennilankoja . £ 162a ja 162b syötetään (luetaan) niiden yhteiseltä päätyosalta 167 signalointipisteestä 164.

15 Kun antennimoduulia käytetään, signalointipiste kytketään koaksiaaliseen syöttökaapeliin

168. I

A

! TS

Äärellisen pituisen langan säteilyllä on aina myös langan suuntainen komponentti langan f molemmissa päissä. Lisäksi langan radiaalinenkaan säteily ei ole homogeenista lankaa § 20 pitkin edetessä, vaan säteilyssä esiintyy minimejä ja maksimeja. Tämä johtuu langan sei- 1 • · · * * · * . sovista aalloista. Antennin säteilyominaisuuksien optimoinnin ohella olennainen suunnit- • · · ·:-·· • ·· . ,-i *..* telutavoite on rakenteen yksinkertaisuus ja tätä kautta matala hinta sekä laitteen helppo * * v • « .,q siirrettävyys. | • · >"& mm » m ·,'.ί * · · • * » .·. i ,*··, 25 Sovelluksissa tulee pyrkiä siihen, että lukijan ja tagin antennien polarisaatiot ovat sa- • · * · · mansuuntaiset. Esimerkiksi hiihtosovelluksessa integroitaessa tagi sukseen on tämän s . toiminnan kannalta optimaalisin asennussuunta yleensä sellainen, jossa tagiantennin po- -¾ • · · · *

.**·. larisaatio on suksen suuntainen. Tällöin kuvion 10 antenni soveltuu parhaimmin muiden J

*...· . j esiteltyjen, suorien antennityyppien polarisaation ollessa langan suuntainen. Toisaalta | • · ... 30 haluttaessa valmistaa yleiskäyttöinen antenni, joka voidaan myös ripustaa maalilinjan ***** ^ yläpuolelle, saattaa olla kannattavaa valmistaa suora antenni, jolloin lukuetäisyys saman £ • * · 'Ί· * ·* polarisaation omaavaan tagiin on optimaalinen. Hiihtosovelluksessahan vaadittava lu- ,t kuetäisyys on merkittävästi muita lyhempi, ja tämä voidaan huomioida suksitagia suun- £ niteltaessa siten, että tagin antennilla on myös poikittaissuuntainen komponentti, vaikka- ΐ y.

-i 118193 ä ··*··?£ ίο kin pitkittäissuuntaista pienempi. Esimerkki tämäntyyppisestä sukseen integroitavasta tagista on esitetty kuviossa 12.

k . :Λ1

Kaikissa esitellyissä antennityypeissä hyödynnetään metallista maatasoa varsinaisen r 5 säteilijän alapuolella. Maatasona käytettävän metallikalvon tai -verkon, joka voi olla «

esim. kuparia tai alumiinia, ei tarvitse olla paksu. Jo aallon tunkeutumissyvyyden suuruusluokkaa olevalla kerroksella saavutetaan riittävä maadoitus. Tyypillisillä UHF- I

taajuuksilla ja kuparikaivolla jo noin 2 pm kerros riittää.

- 10 Edellä esitetyt periaatteet huomioiden voidaan valmistaa kevyt ja jopa rullattava antenni- moduuli. Antennin ominaisuuksien säilyminen edellyttää kuitenkin, että maatason ja var- -1 sinaisen antennikuvion välinen etäisyys säilyy mahdollisimman muuttumattomana. Lisäk- /% si antennikuvion yläpuolelle tulisi maahan upotettaessa varmistaa vapaata tilaa tai täyttää | tämä materiaalilla, jonka vaikutus on antennia suunniteltaessa huomioitu. Ripustettaessa § ' '4 15 antenni ilmaan tätä vaatimusta ei ole. Kuviossa 11 on esitetty eräs mahdollinen rakenne |

antennijohteen ja maatason asemoimiseksi toistensa suhteen. Siinä johdelankaa on merkit- S

,;y!i ty viitenumerolla 54 ja maatasoa viitenumerolla 55. Johdelanka on kiinnitetty ensimmäi- | seen eristemateriaalikerrokseen 52 ja maataso toiseen eristemateriaalikerrokseen 53. Kun kerrokset laitetaan päällekkäin, asettuvat maataso ja johde hillutulle etäisyydelle toisistaan.

ι·»ι 20 Eristemateriaalikerrokset 52 ja 53 toimivat sekä tuki-että suojarakenteina. Täytemateri- j • · · ; aalit voivat olla esim. puolijäykkää vaahtomuovia, joka tukee ja suojaa kosteudelta, mut- s

« ·· J

• · .

.···. ta on rullattavissa. Edelleen, liimaamalla esimerkiksi kuparikaivo 55 täytteeseen 53 ja ‘1 • · -4 • · · · .· -:i .···. antennikuvion sisältävä kalvo tai lanka 54 täytteeseen 52 pystytään antenni kuljettamaan 1 ♦ * · Φ . .·. kahtena rullana. Toki moduuli voidaan toteuttaa myös siten, että eristemateriaali koostuu • · · • · · .*·*. 25 yhdestä yhtenäisestä kerroksesta, jolloin koko moduulia liikutellaan kerralla. Rullattavan | ··· rakenteen lisäksi myös jäykät tai jopa taiteltavat rakenteet ovat mahdollisia. f • .--¾ • · · • * · ' ΐ ·*♦ :vj- :***: Antennin sähköisiä ominaisuuksia voidaan parantaa liittämällä useita antenneja ryhmäksi. f ··· • % m *:*·: .

,**·. 30 Järjestelmässä käytettävässä lukijalaitteessa on edullisesti liitäntä ulkoiselle antennille.

• · »··

Lisäksi sen tulee tukea yksiantennista toimintaa (ei erillisiä lähetys-ja vastaanotinantenne-ja). Eduksi on myös yleinen 50 Ohmin RF-rajapinta, johon myös tässä dokumentissa ku- * · vatut uudet antennit voidaan sovittaa. Näin ei vaadita erillistä kalibrointia antennin, anten-nikaapelin tai käyttöympäristön mukaan.

; V: ; j.

* . ·/; '"h Z.

118193 π . $

Erityisesti tulospalvelukäytössä mittausjärjestelmä käsittää antennin, lukulaitteen, ja etä- tunnisteen lisäksi tulospalveluohjelmiston. Ohjelmistoa voidaan ajaa lukulaitteeseen kytke- v ... . ^ tyssä tietokoneessa. Tällainen järjestelmä pystyy tunnistamaan passttvisen etätunnisteen sen ylittäessä tai alittaessa antennin sekä määrittämään tarkan ajanhetken ylitykselle. Li- -% a 5 saksi järjestelmä pystyy edullisesti lukemaan ja erottelemaan useita yhtäaikaisia tapahtu- ··.'$' mia (antikollisio) ja tyypillisesti järjestelmä pystyy tallentamaan tiedot tietokoneen muistiin jatkokäsittelyä varten. Kuten yllä on kuvattu, järjestelmän antenni on pitkä ja lanka-mainen vuotava aaltojohto (mikroliuskatyyppinen vuotava aaltojohto) tai yksittäisistä ele-menteistä, kuten dipoleista, mikroliuskoista tai meanderlinjoista, koostuva antenniryhmä.

10 Tällainen mittausjärjestelmä yleensä käsittää useita lukulaitteita ja antenneja, jotka on vastaavasti kytketty toisiinsa lähetystä ja vastaanottoa varten, keskustietokoneen, sekä välineet ^ mittaustietojen langattomaksi tai langalliseksi siirtämiseksi lukulaitteilta keskustietoko- * neelle tietojen tallentamista varten.

15 Esimerkki 1 (kokeellinen testaus)

Koska riittävä tehonsaanti lukijalaitteen säteilemästä kentästä on kriittinen tekijä passiivi- "i sen RFID-tagin toiminnan kannalta, antenniprototyyppien toimintaa arvioitiin mittaamal- 7; :·ά| la kentänvoimakkuutta näiden lähellä, kun prototyyppeihin oli kytketty signaalilähde | .· Ai syöttämään RF-signaalia vakioteholla ja-taajuudella. Liikuttamalla spektrianalysaattoriin 7 20 liitettyä vastaanotinantennia antennin lähellä saatiin tietää kentänvoimakkuus vastaavissa Ϊ • · * ' .·, · kohdissa. Lupaavimpien rakenteiden yhteydessä kentanvoimakkuusmittauksen tulosta j

« M

.··*. varmennettiin vielä käytännön lukukokeella, jossa lukijalaite liitettiin sovituspiirin väli- ι * * · ;t .**·. tyksellä antenniprototyyppiin ja mitattiin antennin ja tagin välinen maksimietäisyys, jon- | * « «

. ka päästä tagin luku onnistuu. Kaikissa mittauksissa antenni sovitettiin mahdollisimman J

• * · .

25 tarkoin signaalilähteen impedanssiin ja jäljelle jäävä osa impedanssiepäsovituksen aiheut- '7 • * · tamasta vaimennuksesta eliminoitiin mittaustuloksista, kuten myös käytetyn vastaan- : otinantennin vahvistus. Näiden korjausten jälkeen saatiin lähteen ja tagin välinen vai- -i • · » mennus, jota voitiin verrata järjestelmän lukuetäi syy teen käytettäessä tätä perinteisen **· 7.$·' antennin kanssa. Tyypillinen maksimilukuetäisyys Palomar järjestelmällä (Tagidu-piiri) .* * · .***. 30 869 MHz:n taajuudella ja 0.5 W:n teholla (ERP) on 4 m. Tästä voidaan laskea järjestel- i * · · * , r män sallimaksi maksimi vaimennukseksi noin 41 dB (järjestelmän tunnistusvyöhykkeen y • « raja-arvoksi). Laskussa on huomioitu säteilytehon määrittelytapa (ERP).

Ensimmäiseksi tutkittiin kaupallisen vuotavan koaksiaalikaapelin soveltuvuutta tarkoi- 118193 1 12 ·3

tukseen. Ensimmäisenä hypoteesina oli, että pätkä tällaista kaapelia saattaisi toimia halutulla tavalla, kun kaapeliin aiheutetaan seisova aaltoliike päättämällä kaapeli oikosulje- J

tusti tai jättämällä avoimeksi. Tätä varten hankittiin 20 m 'NK Cables RFXK' - kaapelia ! (halkaisija 1 1/4 "). Kaapelia käytettiin resonaattorityyppisesti päättämällä se ei- f 5 sovitetusti, koska päättämällä kaapeli sovitetusti menetettäisiin suurin osa tehosta pääte- ί vastukseen. Vuotava koaksiaalikaapeli säteilee tämän vaippaan tehtyjen aukkojen kautta.

$

Lisäksi mitattiin tästä valmistettu muunnelma, jossa puolet kaapelin vaipasta on poistettu i säteilysuhteen parantamiseksi. Samantyyppinen halkaistu testirakenne valmistettiin myös tavanomaisesta 75 Ohmin koaksiaalikaapelista, jota käytetään mm. kiinteistöjen 10 televisioverkoissa. |

Toiseksi rakenneprototyypiksi valmistettiin mikroliuskatyyppinen aaltojohdinantenni, -¾ jossa maatasona käytettävän, kooltaan 4000 mm * 460 mm kuparikaivon päälle on kor- | keudeltaan 10 mm:n styrox-tukien varaan jännitetty johdehalkaisijaltaan 3 mm:n kupari- j 15 johdin, jonka pituus on 3900 mm.

Mittaustulokset on esitetty taulukossa 1. Kuten tuloksista ilmenee, saavutettiin tässä kokeessa riittävän pieni vaimennus (rajana 41 dB, kuten aiemmin todettiin) ainoastaan mik- 3 roliuska-antennin avulla. Tämän vahvistaa myös lukijalaitteen avulla tehty koe, jossa 20 käytettiin Idescon lukijan (IR8000) kanssa Atmelin Tagidu-piirillä varustettua Palomar- * j\j kalvotagia, joka tiedettiin optimaalisesti toimivaksi. Feigin lukijan kanssa käytettiin Raf- • · ..¾

:***: secin valmistamaa Philipsin ISO 18000-6 -standardin mukaista tagia. Tämän tarratyyppi- I

··· sen tagin optimaalisuus on tulosten myötä kyseenalainen. Suuremman lähetystehon myö- • * · : tä tulisi nimittäin Feigin lukijalla saavuttaa Idescon lukijaa pidempi lukuetäisyys, vaikka 25 ISO 18000-6 -tagien huonompi tehotalous tätä kompensoikin.

: ’·· Taulukko 1.

• · · ___ antenni vaimennus (dB) lukuetäisyys (dB) ^

; lm 0,5 m Idesco Feig J

• · · ____ _ _ . ^__^_ ^.¾.

min max min max min max min max f ... _ __ " ,1 ...T RFXK___________; f

;***; päätetty 20 m 60 70 55 65 ei ei - - J

oikosuljettu 20 m 58 70 52 66 ei ei — —i I — ' I 1 - I [— — I I------ I i l I ..-¾ . ϊ'ί>.

118193 1 13 .'..4

‘ .. M

oikosuljettu 4 m 52 60 48 58 kiinni kiinni kuorittu 4 m 48 57 45 50 kiinni 0,5 - - i _____ s

Oikosuljettu 75 49 53 45 50 - ... |

Ohm koaksiaali______ |

Mikroliuska 37 43 35 40 0,5 2 0,2 1

Esimerkit 2 - 9 (antennisimulaatiot, kuviot 4 - 10)

Erilaisia lanka-antennigeometrioita simuloitiin antennirakenteen säteilyominaisuuksien sekä syöttöimpedanssin määrittämiseksi. Simulaatiomalleissa käytettiin noin kolmen 5 aallonpituuden mittaisia antenneja, mikä riittää paljastamaan antennissa esiintyvät ilmiöt, kuten seisovasta aallosta aiheutuvan säteilykuvion liuskoittumisen (jaksonpituus ·ί puoli aallonpituutta). Kuvioissa 4-10 viitenumerolla 44 viitataan antenni)ohteeseen ;; (resonaattoriosaan) ja viitenumerolla 47 maatasoon. Antenneja syötetään ja luetaan edullisesti signalointipisteestä, joka sijaitsee johteen päässä (kahden langan tapauksessa 10 johteiden normaalin suuntaisella johdekappaleella, lankojen päiden läheisyydessä), | mutta signalointipiste voi sijaita myös muussa pisteessä. i 4 . . ur

Esimerkki 2 (Suora avoimesti päätetty johdin, kuvio 4) Tämä on suora yksijohtiminen ja yksinkertainen rakenne, jonka toiminta vahvistettiin 15 kokein. Helppo valmistaa, mutta suurimpana ongelmana säteilykuvion liuskoittuminen, kuten mittaustuloksista ja kenttäkuvista ilmenee. Antenni on suhteellisen kapeakaistai- • · ·

I « I

• nen.

• · t · · • » · • * • · · .

• · • ·

Esimerkki 3 (Suora muuttuvaimpedanssinen (taperoitu) johdin, kuvio 5) * · • « *" 20 Tässä antennissa antennilangan etäisyys maatasosta muuttuu tasaisesti, kunnes lanka • « · • · « kontaktoituu loppupäästään maatasoon. Säteilykuvio on liuskoittumaton, mutta säteily • ♦ keskittyy langan keskelle ja on varsinkin langan loppupäässä heikkoa.

• · · ··«.

,···. Esimerkki 4 (Suora taperoidusti päätetty johdin, kuviot 6 ja 7) » · »·· .·, 25 Edellisten kompromissi. Noin aallonpituuden mittaisella taperoinnilla saadaan seisovaa * * · M aaltoa antennissa vaimennettua ja näin säteilykuvion aaltoilua tasoitettua. Antenni on f · • e 7 myös melko laajakaistainen. Vaihtoehtoinen tapa toteuttaa taperointi on planaarisen ra- • · • · · *· *: kenteen avulla. Sen sijaan, että johdin lähenee maatasoa, tätä voidaan leventää alkuperät- ·* · · *· *· sessä tasossaan, kunnes tämä kontaktoituu koko leveydeltään maatasoon. Hyvän siirty- 118193 1 14 : ' ί man toteuttaminen edellyttää melko laajaksi levenevää johdinta (kuvio 7). Päädyn kulmat pyrkivät säteilemään langan suuntaan hukaten näin tehoa hyötysuunnalta, minkä • >/$$ vuoksi rakenne ei ole optimaalinen. Kuvion 6 mukaisen taperoidun yhden langan anten- f nin simuloitu säteilykuvio on esitetty kuvioissa 13a ja 13b.

5 . 1

Esimerkki 5 (Kahden langan antenni, kuviot 8 ja 9)

Syöttämällä kahta puolen aallon päässä toisistaan olevaa yhdensuuntaista lankaa saman-vaiheisesti saadaan aikaan kahtiajakautunut keila. Tätä ilmiötä hyödyntämällä voidaan saavuttaa haluttaessa urheilijan etenemissuunnassa pitkä lukualue, joskin pystysuuntaisen lu-10 kuetäisyyden kustannuksella. Antennilankoja on merkitty viitenumeroilla 44a ja 44b. Lan- < gat yhdistävää johdekappaletta on merkitty viitenumerolla 48 ja signalointipistettä viite- f numerolla 49. Kahden langan antennin muodostama simuloitu säteilykuvio on esitetty ku-vioissa 14a ja 14b. Kuvioista nähdään, että tunnistusalueen keskelle muodostuu vaimeam- · man kentän alue. 1 15 |

Esimerkki 6 (Kahden langan vaiheistettu antenni, kuvio 8)

Ulkoisesti sama kuin esimerkissä 5. Edellisen rakenteen idea hyödynnettynä maksimi- λ vahvistuksen aikaansaamiseksi pääsäteilysuuntaan. Lisäksi säteilyn maksimit ja minimit V;; kompensoivat toisiaan tuloksena päältä melko tasainen vaste. Toteutetaan syöttämällä | 20 puolen aallon päässä toisistaan olevia lankoja neljännesaallon vaihesiirrossa toisiinsa f • · · * : nähden. Käytännössä toteutettu valitsemalla syöttöpiste lankojen yhteiseltä osalta siten, • · · • · .***. että vaihe-ehto toteutuu. Vahvistusta voi lisätä ja antennin keilaa kaventaa lisäämällä ra- ί ··· ;**\ kenteeseen rinnakkaisia yhdensuuntaisia lankoja puolen aallon etäisyyksille, mutta an- | * · · ; tennin leveys kasvaa ja paikanmääritystarkkuus heikkenee tämän myötä merkittävästi. - * * *

.···. 05 I

• · ·

Esimerkki 7 (Kahden langan vaiheistettu ja taperoitu antenni, kuvio 9)

Esimerkkien 4 ja 6 rakenteellinen yhdistelmä ja ominaisuuksien yhdistelmä. Lopputulok- ;j ··· ϊ.,.ϊ sena päältä erittäin tasainen vaste sekä suuri suuntaavuus. Samat suunnittelunäkökohdat ί * j pätevät kuin esimerkissä 6. Kahden langan vaiheistetun ja taperoidun antennin simuloitu • · · j"*: 30 kenttäkuvio on esitetty kuvioissa 15a ja 15b. Niistä nähdään, että kenttäkuvio on voimak- ··*

kaasti suuntautunut antennin yläpuolelle (poispäin maatasosta), mikä tekee tästä sovellu- I

• · « · -'r't

. · ··. tusmuodosta erityisen edullisen täsmällistä tunnistusta vaativiin sovelluksiin. I

9 m • · · 118193 1 15 "ii ν';?

Esimerkki 8 (Sahalaita-antenni, kuvio 10) vf

Perusajatuksena puolen aallon jaksoin toistuva rakenne, jossa säteilyn nollakohdat kään- . „ :¾1 tyvät eri polarisaatioon maksimeihin nähden. Näin saadaan säteilykuviola tasoitettua il-man hankalasti toteutettavaa taperointia ja langan päättävää oikosulkua. Lisäetuna saa- | 5 daan säteilyn polarisaatiolle urheilijan kulkusuuntainen komponentti.

%

Keksinnöllisen ajatuksen puitteissa ovat monet muutkin sovellutusmuodot, kuin joita yllä on kuvattu. Keksintö ei rajoitu passiivisten tunnisteiden käyttöön tai esitettyihin antenni- geometrioihin, vaan sitä on tulkittava oheisten patenttivaatimusten täydessä laajuudessa. >

A

“ : i i ·. i ' f

'' .· M

: -1 ' r; - . * :· ^ * · · Ä λ.; ' '1 • · * * • · :? • · ' * **: . .. v ;* • * · ···' ;;V' ··· r-f.

. : ! *·* 15¾ • /¾ • · · -i • · · • · · * · • ··«··, • · ' $

··· . V

: : -4 * "':i ·· * < : · : f * * • * *··♦· * * . .¾ --¾ ; ! '' '

' ’ ' - "I

Claims (17)

16 118193 I Patenttivaatimukset: ^ • -

1. Mittausjärjestelmä radiotaajuustunnisteiden havaitsemiseksi, joka käsittää lukulaitteen ja ..-H antennin, joka on kytketty lukulaitteeseen radiotaajuisen herätesignaalin tuottamiseksi ja j • · 5 herätesignaalin aiheuttaman paluusignaalin vastaanottamiseksi radiotaajuustunnisteelta, 1 tunnettu siitä, että antenni on mikroliuskatyyppinen vuotava aaltojohto, jonka pituus on | useita kertoja herätesignaalin aallonpituutta pitempi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että antenni käsittää 10 pitkän lankamaisen johteen ja tämän kanssa oleellisesti samansuuntaisen pitkänomaisen maatason, jonka läheisyyteen johde on sijoitettu.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mittausjäqestelmä, tunnettu siitä, että johde on toises- jj ta päästään yhdistetty maatasoon. | 15 1

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että johde lähenee maatasoa taperoidusti ainakin mainitun pään läheisyydessä. f

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että an- | 20 tenni on varustettu oleellisesti johteen toisessa päässä sijaitsevalla signalointipisteellä ra- ··· • · · *·* * diotaajuusenergian syöttämiseksi antenniin ja johtamiseksi antennista. • « * » t • · · • · • · · * ·

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-5 mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että vuo- * ·* * * "* tava aaltojohto käsittää maatason läheisyydessä ainakin kaksi mainitunkaltaista yhdensuun- * · · • · · - 1*1 25 täistä johdetta, jotka on toisista päistään sähköisesti yhdistetty maatasoon, ja se käsittää : · ' -'i signalointipisteen, joka sijaitsee paikassa, joka mahdollistaa neljännesaallon vaihe-eron .. johteissa. i • ♦· ... • · * · • 9 · Yy / # 7. Jonkin patenttivaatimuksen 2-6 mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että johde | • · · * 30 on kiinnitetty ainakin paikallisesti eristemateriaaliin, joka lukitsee sen aseman suhteessa J • · '··' maatasoon. /ξ • * • ·♦ • · £·$ *.**: 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että antenni on järjestetty moduuliksi, joka käsittää yhtenäisen johtavan maatason, vähintään ,, :'i . .-¾ ' ·Ν 17 118193 ;i "w f yhden pääosin välimatkan päähän maatasosta sijoitetun lankamaisen johteen, ja eristemate- } riaalikerroksen, joka erottaa maatason ja johteen toisistaan. | ‘

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että i 5 antenni on jäljestetty moduuliksi, joka on rullattavissa antennin pituussuunnassa. \ \st

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että ' antenni on pituudeltaan ainakin 3, edullisesti 6 - 50, tyypillisesti 8-30 kertaa herätesig- naalin aallonpituus. 10 . . ..¾

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että j antennin tuottaman tunnistusvyöhykkeen ensimmäinen dimensio on ainakin kahdeksanker- tainen, edullisesti ainakin 20-kertainen tunnistusvyöhykkeen ensimmäiseen dimensioon J nähden kohtisuoraan toiseen dimensioon verrattuna, mainittujen dimensioiden sijaitessa ; ·.; 15 antennin pääsäteilysuunnan normaalitasossa. •'A

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittausjärjestelmä, tunnettu siitä, että :i 3 se käsittää useita lukulaitteita ja antenneja, jotka on vastaavasti kytketty toisiinsa mainitulla f ; is tavalla, keskustietokoneen, sekä välineet mittaustietojen siirtämiseksi lukulaitteilta keskus- 3 20 tietokoneelle tietojen tallentamista varten. ^ • · · ·. • · t ** * · • ♦ -~· • * * '3

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittausjäijestelmä, tunnettu siitä, että ϊ • « · • · *···* se käsittää lisäksi tulospalveluohjelmiston. f • · · • · - ?· * · ·*· * · *

14. Menetelmä radiotaajuustunnisteen tunnistamiseksi, jossa menetelmässä radiotaajuus- f • "*· :"$ΐ • * - '3- *** tunniste tuodaan lukulaitteeseen kytketyn antennin läheisyyteen tämän eksitoimiseksi ja | „ tunnisteelta saatavan paluusignaalin havaitsemiseksi, tunnettu siitä, että antennina käyte- * • *· tään mikroliuskatyyppistä vuotavaa aaltojohdetta, jonka pituus on useita kertoja herätesig- i • · *" naalin aallonpituutta pitempi. j • · :-?· • · · .n 118193 ί 18 \

16. Mikroliuskatyyppisen vuotavan aaltojohdon, jonka pituus on useita kertoja herätesig-naalin aallonpituutta pitempi, käyttö lähetys- ja vastaanottoantennina radiotaajuustunniste- ^ jäijestelmissä. | Λ •is

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen käyttö, jossa vuotava aaltojohto on jossain patentti- | vaatimuksessa 2-11 kuvatun aaltojohdon kaltainen.

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen käyttö urheilijan suorituksen monitoroimiseksi radiotaajuustunnisteisiin perustuvassa tulospalvelujärjestelmässä. ; ' I . J .: : . I ·*. ί - . -} ···-, 'ί .'.''S •Ά • · · ·.· • ♦ · * · • · · • · · • · • · # ···.· • · • · • · · . .·. ·ί • · · ··.··. • · - · - . • * · . ♦ · • · · • * · . • · ··· : : · I • · · ♦ *· ί .‘VI . . “ • · · *·* I I ; ;i. 'il : 1 " ' : : : . ΐί . Ά 118193 1 , ; I . ..1£

19 I Ψ , - M 'ΐ\