NL9100109A - Ondervraagstation voor te identificeren objecten. - Google Patents

Description

Ondervraagstation voor te identificeren objecten.

De uitvinding heeft betrekking op een ondervraagstation voor het onder toepassing van hoogfrequente signalen identificeren van een object dat over een ondervraagtraject wordt voortbewogen, voorzien van een aan het object bevestigde passieve transponder voor het in antwoord op het ondervraagsignaal uitzenden van een eigen identificatiecode, en een antennestelsel dat uitgerust is met tenminste een ondervraagantenne voor het uitzenden van een hoogfrequent ondervraagsignaal en een ontvang-antenne voor het ontvangen van de identificatiecode. Een dergelijk ondervraagstation is bekend uit de praktijk.

Met een dergelijk station kunnen objecten, waaraan of waarin een transponder is bevestigd, aan de hand van de bij de transponder behorende identificatiecode worden geïdentificeerd. Daartoe wordt in het ondervraagtraject een hoogfrequente draaggolfsignaal uitgezonden dat door de transponder wordt ontvangen. De transponder is een z.g. passieve transponder welke door het genoemde draaggolfsignaal wordt bekrachtigd of opgeladen. In reactie hierop zendt de transponder de genoemde identica-tiecode uit welke voor elke transponder uniek is. De uitvoering is veelal zodanig dat gedurende een bepaalde ondervraagperiode de een of meer transponders worden bekrachtigd, waarna in de opvolgende ontvang-periode door de transponders de identificatiecode wordt uitgezonden.

Een dergelijk ondervraagstation kan b.v. nabij een transportbaan zijn aangebracht waarover objecten zoals bagagestukken worden voortbewogen. De voor de ondervraging toegepaste antenne kan een staaf antenne maar ook een rond het ondervraagtraject op de transportbaan opgestelde raamantenne zijn, zoals een rechthoekige antenne. Het spreekt vanzelf dat de transponders zich in een willekeurige oriëntatie in het object kunnen bevinden en ook de plaatsing van het object op de transportbaan kan willekeurig zijn. De nauwkeurigheid en het rendement van de ondervraging van een dergelijk ondervraagstation hangen vanzelfsprekend sterk af van de stralingspatronen resp. van de ondervraging en van de uitzending door de transponder. De vorm van deze stralingspatronen is afhankelijk van een aantal factoren, zoals oriëntatie en afstand van de transponder ten opzichte van de ondervraagantenne, de snelheid van de voortbewegende transponder, het aantal transponders en de onderlinge afstand daarvan in het ondervraagtraject, en de afmetingen van de vaste ondervraagantenne en transponderantenne, e.d. Elk stralingspatroon is driedimensionaal maar het spreekt vanzelf dat als gevolg van de bovengenoem-

Ondervraagstation voor te identificeren objecten.

De uitvinding heeft betrekking op een ondervraagstation voor het onder toepassing van hoogfrequente signalen identificeren van een object dat over een ondervraagtraject wordt voortbewogen, voorzien van een aan het object bevestigde passieve transponder voor het in antwoord op het ondervraagsignaal uitzenden van een eigen identificatiecode, en een antennestelsel dat uitgerust is met tenminste een ondervraagantenne voor het uitzenden van een hoogfrequent ondervraagsignaal en een ontvang-antenne voor het ontvangen van 'de identificatiecode. Een dergelijk ondervraagstation is bekend uit de praktijk.

Met een dergelijk station kunnen objecten, waaraan of waarin een transponder is bevestigd, aan de hand van de bij de transponder behorende identificatiecode worden geidentificeerd. Daartoe wordt in het ondervraagtraject een hoogfrequente draaggolfsignaal uitgezonden dat door de transponder wordt ontvangen. De transponder is een z.g. passieve transponder welke door het genoemde draaggolfsignaal wordt bekrachtigd of opgeladen. In reactie hierop zendt de transponder de genoemde identica-tiecode uit welke voor elke transponder uniek is. De uitvoering is veelal zodanig dat gedurende een bepaalde ondervraagperiode de een of meer transponders worden bekrachtigd, waarna in de opvolgende ontvang-periode door de transponders de identificatiecode wordt uitgezonden.

Een dergelijk ondervraagstation kan b.v. nabij een transportbaan zijn aangebracht waarover objecten zoals bagagestukken worden voortbewogen. De voor de ondervraging toegepaste antenne kan een staaf antenne maar ook een rond het ondervraagtraject op de transportbaan opgestelde raamantenne zijn, zoals een rechthoekige antenne. Het spreekt vanzelf dat de transponders zich in een willekeurige oriëntatie in het object kunnen bevinden en ook de plaatsing van het object op de transportbaan kan willekeurig zijn. De nauwkeurigheid en het rendement van de ondervraging van een dergelijk ondervraagstation hangen vanzelfsprekend sterk af van de stralingspatronen resp. van de ondervraging en van de uitzending door de transponder. De vorm van deze stralingspatronen is afhankelijk van een aantal factoren, zoals oriëntatie en afstand van de transponder ten opzichte van de ondervraagantenne, de snelheid van de voortbewegende transponder, het aantal transponders en de onderlinge afstand daarvan in het ondervraagtraject, en de afmetingen van de vaste ondervraagantenne en transponderantenne, e.d. Elk stralingspatroon is driedimensionaal maar het spreekt vanzelf dat als gevolg van de bovengenoem de verscheidenheid van factoren er in de praktijk dode hoeken en zones zullen optreden waarvoor geen of een slechte ondervraging optreedt. Dit probleem doet zich in het bijzonder voor wanneer meerdere objecten vrijwel gelijktijdig door het ondervraagtraject worden bewogen.

De uitvinding beoogt dit probleem te ondervangen en een ondervraag-station aan te geven waarmede aan de eis van een vrijwel totale bestrijking van het ondervraagtraject wordt voldaan.

Dit wordt bij een ondervraagstation van de in de aanhef genoemde soort volgens een aspect van de uitvinding aldus bereikt, dat de onder-vraagantenne twee rond het ondervraagtraject aangebrachte, gelijke raamantennes bevat die ruimtelijk onderling loodrecht zijn opgesteld en die door twee onderling 90® faseverschoven draaggolfsignalen op dezelfde frequentie worden aangestuurd, zodat een draaiveld in het ondervraagtraject ontstaat.

Dit wordt bij een ondervraagstation van de in de aanhef genoemde soort volgens een ander aspect van de uitvinding aldus bereikt, dat de ondervraagantenne bestaat uit een. eerste en een tweede rond het ondervraagtraject aangebrachte, gelijke raamantenne, die in twee onderling loodrechte verticale vlakken liggen en een derde gelijke raamantenne die in een horizontaal vlak ligt halverwege de verticale hoogte van de genoemde eerste en tweede raamantennes, waarbij de eerste, tweede en derde raamantennes door eerste, tweede en derde draaggolfsignalen op dezelfde frequentie worden aangestuurd die opvolgend 90® in fase zijn verschoven. Bij deze uitvoeringen volgens de uitvinding wordt een buitengewone nauwkeurige ondervraging voor elke transponderorientatie bereikt. De dode hoeken en zones zijn in hoofdzaak verdwenen. Dit wordt bereikt doordat het over het ondervraagtraject voortbewegende object met daaraan bevestigde transponder gedurende de ondervraagperiode aan een draaiveld onderworpen is zodat de transponder ongeacht zijn oriëntatie en afstand tot de ondervraagantenne op een bepaald moment zeker door het draaiveld wordt bestreken. De zekerheid van activering van zulk een transponder is aanmerkelijk en sterk verbeterd. Het is uit proeven met de antenne volgens de uitvinding met twee raamantennes gebleken dat het bij de ondervraag- of oplaadantenne volgens de stand van de techniek verkregen aantal van niet-geactiveerde of gemiste transponders van 220 dpm vermindert tot een aantal van 0,7 dpm.

De uitvinding zal aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht met verwijzing naar de bijbehorende tekeningen, waarin: fig. 1 een schetsmatig hoogteaanzicht geeft van het stralingspa- troon van een rond een transportbaan opgestelde bekende raamantenne; fig. 2 een perspectivisch aanzicht geeft van een rond een transportbaan opgestelde draaiantenne volgens de uitvinding; fig. 3 een grafiek geeft van de beide onderling 90° in fase verschoven stuursignalen van de draaiantenne van fig. 2; en fig. 4 een blokschema geeft van de stuurschakeling van de draaiantenne van fig. 2.

In fig. 1 is een hoogteaanzicht aangegeven van een stralingspa-troon van een rond de transportbaan opgestelde bekende raamantenne. Het is duidelijk dat wanneer een object met een evenwijdig aan het antenne-vlak, zowel horizontaal als verticaal verlopend, bevestigde transponder langs de as I beweegt er geen uitlezing plaats vindt. Dit is een gevolg van het feit dat de transponder het stralingspatroon vrijwel niet binnentreedt. Wanneer de transponder langs een andere b.v. schuin verlopende as zou bewegen, terwijl de evenwijdige oriëntatie wordt aangehouden, zal hij het stralingspatroon tweemaal intreden en uittreden. Er zijn derhalve oriëntaties van antenne-opstelling mogelijk waarin de genoemde dode gebieden tot een minimum worden teruggebracht. Een probleem ontstaat echter bij meerdere transponders die elkaar met geringe afstand opvolgen, Hierbij zal namelijk, ofschoon de bekrachtiging c.q. oplading van de transponders met voldoende zekerheid plaats vindt, de nauwkeurigheid van uitlezing als gevolg van de stationaire stralingspatronen aanzienlijk worden verminderd. Dit probleem wordt door de uitvinding ondervangen.

Bij de in fig. 2 aangegeven uitvoering zijn twee onderling loodrecht opgestelde raamantennes rond het ondervraagtraject opgesteld. De transportbaan, die in de praktijk een afmeting van 38 inch x 39 inch kan hebben, verloopt van rechts naar links. De beide raamantennes worden in de onder de transportbaan gelegen raamzijde in het midden gevoed en zijn verder zodanig opgesteld dat er geen onderlinge koppeling optreedt. De aan de voedingspunten toegevoerde aanstuurstromen zijn onderling 90° in fase verschoven.

Deze onderlinge faseverhouding is in fig. 3 aangegeven. Door deze, 90° in fase verschoven aansturing van beide antennes en de ruimtelijke opstelling ontstaat een elektromagnetisch draaiveld waardoor elke transponder tijdens zijn voortbeweging door het ondervraagtraject vrijwel zeker door het veld wordt bestreken en ondervraagd.

Het blokschema van de stuurschakeling van de draaiveldantenne uit fig. 2 is in fig. 4 aangegeven. Een gemeenschappelijke oscillator 10 van b.v. 2147,2 kHz geeft een signaal af aan een frequentiedeler 11 van 1:16. Deze frequentiedeler heeft een tweevoudige uitgang waarvan de signalen elk via een vermogensversterker 12, 13 worden gevoerd. In de uitgangsketen van elke vermogensversterker is een faseverschuiver 14, 15 opgenomen zodanig dat uiteindelijk de aan de beide raamantennes toegevoerde stromen 90® in fase verschillen. Het door deze uitvoering ontstane draaiende elektromagnetische veld heeft gedurende elke 1/f seconde een volledige draaiing, waarbij f = 13*1,2 kHz.

Bij de bovengenoemde draaiveldantenne gaat het veelal om twee resonante LC kringen die op dezelfde frequentie resonant zijn om tot een hogere energie-efficientie te komen. In deze kringen zijn de stromen 90° in fase ten opzichte van elkaar verschoven. Het is vanzelfsprekend ook mogelijk om niet-resonante spoelen te gebruiken voor opwekking van het genoemde draaiveld zolang maar aan de 90° eis wordt voldaan.

Bij een verdere variant volgens de uitvinding is een derde raaman-tenne nu evenwijdig aan het vlak van de transportbaan aangebracht teneinde een driedimensionaal elektromagnetisch draaiveld te verkrijgen. Deze derde raamantenne wordt met een draaggolfsignaal gestuurd dat 90° en l80° in fase is verschoven resp. tot het draaggolf signaal van de tweede raamantenne en het draaggolfsignaal van de eerste raamantenne. Hierdoor ontstaat een theoretisch absolute zekerheid van activering van elke transponder ongeacht zijn oriëntatie. Bij voorkeur moet deze derde raamantenne liggen op de halve hoogte van de beide andere raamantennes, d.w.z. ter hoogte van de in fig. 1 aangegeven as I. Een nadeel hierbij kan de beperking zijn van de doorvoerhoogte van de voortbewogen objecten.

Claims (8)

1. Ondervraagstation voor het onder toepassing van hoogfrequente signalen identificeren van een object dat over een ondervraagtrajeet wordt voortbewogen, voorzien van een aan het object bevestigde passieve transponder voor het in antwoord op het ondervraagsignaal uitzenden van een eigen identificatiecode, en een antennestelsel dat uitgerust is met tenminste een ondervraagantenne voor het uitzenden van een hoogfrequent ondervraagsignaal en een ontvangantenne voor het ontvangen van de identificatiecode, met het kenmerk, dat de ondervraagantenne twee rond het ondervraagtraject aangebrachte, gelijke raamantennes bevat die ruimtelijk onderling loodrecht zijn opgesteld en die door twee onderling 90° faseverschoven draaggolfsignalen op dezelfde frequentie worden aangestuurd, zodat een draaiveld in het ondervraagtraject ontstaat.

2. Ondervraagstation volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat van de twee draaggolfsignalen de stromen onderling 90° in fase zijn verschoven.

3· Ondervraagstation volgens conclusie 1, waarbij de objecten over een het ondervraagtraject bevattende transportbaan worden voortbewogen, met het kenmerk, dat elke raamantenne zodanig is opgesteld dat het raamvlak daarvan onder een hoek van bij benadering 45° ten opzichte van de langsrichting van de transportbaan staat.

4. Ondervraagstation volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elke raamantenne zodanig ten opzichte van de transportbaan is opgesteld dat de onder de transportbaan verlopende zijde van de raamantenne in het midden wordt gevoed.

5. Ondervraagstation volgens volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de draaggolfsignalen afgeleid worden uit een gemeenschappelijke hoogfrequente oscillator, met het kenmerk, dat de hoogfrequente oscillator wordt gevolgd door een vermogensverdeler, waarvan de beide uitgangen elk een draaggolfsignaal met hetzelfde vermogen afgeven en waarvan in de ene uitgang een fasedraaier is opgenomen die in het ene draaggolfsignaal een faseverschuiving van 90° ten opzichte van het andere draaggolfsignaal teweeg brengt.

6. Ondervraagstation volgens conclusie 5» met een kenmerk, dat in serie met elke uitgang van de vermogensverdeler een vermogensversterker is opgenomen.

7. Ondervraagstation voor het onder toepassing van hoogfrequente signalen identificeren van een object dat over een ondervraagtraject wordt voortbewogen, voorzien van een aan het object bevestigde passieve transponder voor het in antwoord op het ondervraagsignaal uitzenden van een eigen identificatiecode, en een antennestelsel dat uitgerust is met tenminste een ondervraagantenne voor het uitzenden van een hoogfrequent onde.rvraagsignaal en een ontvangantenne voor het ontvangen van de identificatiecode, met het kenmerk, dat de ondervraagantenne bestaat uit een eerste en een tweede rond het ondervraagtraject aangebrachte, gelijke raamantenne die in twee onderling loodrechte verticale vlakken liggen, en een derde gelijke raamantenne die in een horizontaal vlak ligt halverwege de verticale hoogte van de genoemde eerste en tweede raamanten-nes, waarbij de eerste, tweede en derde raamantennes door eerste, tweede en derde draaggolfsignalen op dezelfde frequentie worden aangestuurd die opvolgend 90° in fase zijn verschoven.

8. Ondervraagstation volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de frequentie van het draaggolfsignaal 134,2 kHz bedraagt.