NO332090B1 - Innkapslet antenne i passiv transponder - Google Patents
Innkapslet antenne i passiv transponder Download PDFInfo
- Publication number
- NO332090B1 NO332090B1 NO20000632A NO20000632A NO332090B1 NO 332090 B1 NO332090 B1 NO 332090B1 NO 20000632 A NO20000632 A NO 20000632A NO 20000632 A NO20000632 A NO 20000632A NO 332090 B1 NO332090 B1 NO 332090B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- antenna
- impedance
- dielectric
- diode
- passive transponder
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 54
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 26
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002801 charged material Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01Q1/2225—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 active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
-
- 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
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
- H01Q13/106—Microstrip slot antennas
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
En passiv transponder som innbefatter en antenne (1, 2) i form av en metallkropp med to hovedoverflater og en diode (3) koblet mellom hovedoverflåtene samt, et dielektrikum (10) som omslutter antennen. Et karakterisert trekk ved oppfinnelsen er at antennens impedans er tilpasset til diodens impedans med en tilpasningsenhet (13, 14). En transmisjonsledning (8) benyttes som tilpasningsenhet. Et annet karakteriserende trekk for oppfinnelsen er at transmisjons- ledningen omgis av et dielektrikum (10) av plast. Enda et karakteriserende trekk for oppfinnelsen er at antennen omgis av et dielektrikum av plast som reduserer omgivelsenes påvirkning av nærfeltet til antennen.
Description
Oppfinnelsens område
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en passiv transponder som brukes ved lokalisering av personer ved hjelp av en radiosender som sender ut RF-energi på en frekvens og ved hjelp av en radiomottaker som mottar transponderens reflekterte RF-energi på en annen frekvens.
Teknikkens stand
US-A 4.331.957 beskriver en passiv transponder til bruk for redning av skiløpere som er tatt av ras. Transponderen er klistret til en skistøvel. Transponderen innbefatter en antenne i form av en metallfolie med to hovedoverflater og en diode koblet mellom disse. En mobil radiosender tilkoblet en direkte antenne sender ut RF-energi på en grunnfrekvens av 915 MHz. En mobil radiomottaker sammenkoblet med radiosenderen, er avstemt til den doble grunnfrekvensen, 1830 MHz, og er koblet til den direktive antennen. Senderens signal er modulert med audiofrekvens innom det hørbare område. Hvis transponderen blir truffet av det utsendte signalet, generer dioden overtoner av grunnfrekvensen. Den første overtonen (doble grunnfrekvensen) har høy energi og detekteres av radiomottakeren. Redningspersonalet hører denne som en tone, og kan gjennom peiling ved hjelp av den direktive antennen posisjonere rasofferet. Søkemetodens store fordel er den korte tiden det tar å gjennomsøke rasområdet.
US-A 3.731.180 viser en frekvenskonverter som består av en transmisjonslinje i to deler som er forbundet med en ulineær enhet, hvor de andre endene av transmi-sjonslinjen er tilkoblet et referansesignal for både inngangs- og utgangssignal. De to delene og den ulineære enheten utgjør en halv bølgelengde resonator for inn-ga ngssignalet.
US-A 4.656.478 beskriver en passiv transponder med et dielektrikum, en antenne og et dekkende lag til bruk for lokalisering av snøskredofre.
Oppfinnelsens hensikt
Menneskekroppen oppfører seg som en vannoverflate som reflekterer mottatt RF-energi. Det er ønskelig at RF-bølgen utsendt av transponderen på den doble grunnfrekvensen og RF-bølgen reflektert av menneskekroppen på den doble grunnfrekvensen ligger vesentlig i fase med hverandre, slik at de to RF-bølgene konstruktivt forsterker hverandre. For å muliggjøre dette, må transponderen plasseres på en viss gitt avstand fra menneskekroppen. Ved den gitte grunnfrekvensen blir denne avstanden lang. Så lang at det er i praksis lite hensiktsmessig å ha et luftrom mellom transponderen og menneskekroppen. I henhold til foreliggende patent klistres transponderen på utsiden av en skistøvel av plast, hvilket teknisk sett innebærer at et dielektrikum av plast innføres mellom transponderen og foten, og dermed forkor-tes nevnte avstand til en praktisk brukbar avstand.
Søknaden har funnet at et problem oppstår hvis transponderen monteres på en skistøvel av plast. Den utsendte RF-effekten fra transponderen på den doble grunnfrekvensen minker. Søknaden fant at søkeutstyret må avstemmes til en lavere frekvens, sammenlignet med om transponderen satt klistret på skistøvelens utside, for at den utstrålte RF-effekten fra transponderen på den doble grunnfrekvensen skulle detekteres med maksimal signalstyrke. Detektering med maksimal signalstyrke er nemlig kritisk i det fall transponderen befinner seg på en stor avstand fra antennen, i hvilket fall signalstyrken ved mottakeren er lav. Den må nemlig ikke bli så lav at detekteringen av transponderen helt uteblir.
Det er ønskelig at samme søkeutstyr skal kunne brukes for detektering av transpondere som både er klisteret på støvelen og som er innbygget i støvelen. Retuning av søkeutstyret er ikke praktisk mulig.
Den foreliggende oppfinnelsen har som hensikt å eliminere den ovennevnte ulem-pen med innbyggede transpondere. Dette formål oppnås ved en anordning kjenne-tegnet av de trekk som er nevnt i den karakteriserende del av krav 1.
Den fordel som oppnås med oppfinnelsen, er at nærfeltet til antennen i liten eller ingen grad påvirkes av omgivelsene til antennen.
En annen fordel som oppnås med den foreliggende oppfinnelsen er at det dielektrikum som omgir transponderen konsentrerer RF-effekten til en transmisjonsledning hvor omgivelsenes påvirkning på transponderens egenskaper reduseres.
Med dielektrikum anses i dette dokument et materiale hvis dielektrisitetskonstant er større enn 1. Gjennom å endre transmisjonsledningens geometri og de dielektriske egenskapene av den umiddelbare omgivelse til transmisjonsledningen, kan en op-timal relasjon opprettholdes mellom de elektriske parameterne for frekvensene f og 2f. Det er der igjennom mulig å fremstille transpondere som er tilpasset til hver gitte plassering av transponderen, så som for eksempel ved eller i en skistøvel, en jakke, en flytevest eller lignende.
Kort omtale av tegningen
I den følgende beskrivelse forklares oppfinnelsen nærmere under henvisning til de vedlagte tegninger, der
figur 1 viser en transponder sett ovenifra i henhold til en første utførelsesform av oppfinnelsen,
figur 2 viser en transponder sett fra siden i henhold til en andre utførelsesform av oppfinnelsen,
figur 3 viser en første montering av transponderne sett fra siden i henhold til figurene 1 og 2,
figur 4 viser en andre montering av transponderne sett fra siden i henhold til figurene 1 og 2,
figur 5 viser et elektrisk ekvivalentskjema av en transponder i henhold til oppfinnelsen,
figur 6 viser et forenklet koblingsskjema for transponderen i henhold til figur 1, figur 7 viser en transponder med M-formet spor,
figur 8 viser et partielt nærfelt av RF-energifeltet rundt antennen sett fra siden, begrenset av symmetriaksene A-A og B-B.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Figur 1 viser en transponder med to antenneelementer (1, 2) og en diode (3). Antenneelementene (1, 2) danner en antenne som i denne utførelsesformen er fremstilt av en metallfolie (4). Metallfolien har et T-formet spor (slot) med et horisontalt avsnitt (5) og et vertikalt avsnitt (6). Dioden er belagt over sporets vertikale avsnitt (6). Det T-formede sporet deler metallfolien i to hovedoverflater forbundet med hverandre med en bioverflate (7). Antenneelementet 1 er en del av den ene hovedoverflaten, antenneelementet 2 er en del av den andre hovedoverflaten. Øvrige deler av den respektive hovedoverflaten danner til sammen med bioverflaten en transmisjonsledning (8), som i denne utførelsesformen av transponderen er kortsluttet. Transmisjonsledningen vises med enkelskravering, antenneelementet med dobbelskravering. Overgangsområdet mellom antenneelementene og transmisjonsledningen er ikke så skarp som figuren viser. Dioden 3 er loddet mellom antenneelementene. Antenneelementene er etset, stemplet eller på annen måte fremstilt ut av metallfolien (4). Metallfolien (4) kan, men behøver ikke, være anbrakt på et underlag (9).
Figur 2 viser en andre utførelsesform av en transponder i henhold til oppfinnelsen. Utførelsen er lik anordningen vist i figur 1 med unntak av at bioverflaten (7) er oppdelt i to bioverflater 7a og 7b, hvilke danner en del av transmisjonsledningen 8, som likestrømsmessig er åpen, men som signalmessig er kortsluttet.
I henhold til oppfinnelsen omgis transponderen i figur 1 og 2 av et dielektrikum (10). For å oppnå dette, er transponderne montert på to måter som vist i hen-holdsvis figur 3 og 4. I figur 3 vises transponderen støpt i et dielektrikum, hvilket kan, men behøver ikke være dannet av to lag, slik som antydet av den opptrukne linjen 11. I figur 4 er transponderen montert i et hulrom i et dielektrikum (10). Monteringen skjer for eksempel med lim, et vedheftet lag på underlaget (9), eller på en annen passende måte.
Grunnen for å omgi hele transponderen med et dielektrisk lag beskrives nærmere nedenfor.
Figur 5 viser et elektrisk ekvivalentskjema for transponderen (1) i henhold til oppfinnelsen. Denne innbefatter en mottakerantenne (13), et første tilpasningsnett (14) forbundet mellom mottakerantennen og dioden (3), et andre tilpasningsnett (15) forbundet mellom dioden (3) og senderantennen (16). Mottakerantennen mottar RF-effekt på grunnfrekvensen (f) hvilket mates til dioden (3) via det første ti I— pasningsnettet (14). Dioden er et ulineært element som av den mottatte RF-effekten genererer et stort antall overtoner av grunnfrekvensen, deriblant en i denne sammenhengen interessant overtone på den doble grunnfrekvensen (2f), hvilket via det andre tilpasningsnettet mates ut på en senderantenne (16). En så stor del som mulig av den mottatte RF-effekten mottatt av mottakerantennen (13) på grunnfrekvensen (f) skal tilføres dioden (3) og for dette formål fins det første tilpasningsnettet (14) hvilket tilpasser mottakerantennens (13) impedans til diodens impedans.
For å forklare den tekniske bakgrunnen til oppfinnelsen viser figur 5 at transponderen (1) har to separate antenner (13 og 16) og to separate tilpasningsnett (14 og 15). I praksis er disse to antennene én enkelt antenne. Likeledes er i praksis de to tilpasningsnettene ett enkelt tilpasningsnett.
En så stor del som mulig av diodens genererte RF-effekt på den doble grunnfrekvensen (2f) skal overføres til og sendes ut av senderantennen (16), og for dette formål tilpasses senderantennens impedans til diodens impedans ved hjelp av det andre tilpasningsnettet (15). Hvis disse to RF-effektdelene, det vil si den mottatte RF-effektdelen på f og den utsendte på 2f, samtidig er så stor som mulig, sies transponderen å være optimert og det er dette oppfinnelsen er ment til å oppnå. Treffes transponderen i henhold til oppfinnelsen av for eksempel 10 mW/m<2>absor-berer mottakerantennen en del av denne effekten for eksempel 0,01 mW. Det er disse 0,01 mW som siden utgjør summen av alle overtoners effekt inklusive tapet. Det er den andel av disse 0,01 mW som finnes på frekvensen 2f som skal gjøres så stor som mulig.
En transmisjonsledning brukes som impedanstilpasningsnett i henhold til en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Gjennom å benytte en transmisjonsledning, oppnås flere frihetsgrader ved utformingen av transponderen, samt at omgivelsenes heller negative påvirkning på transponderens elektriske egenskaper kan utnyttes konstruktivt. Generelt bestemmes en transmisjonslednings egenskaper av transmisjonsledningens geometri, så som transmisjonsledningens form, lengde, bredde og tykkelse, og omgivelsenes elektriske parametere. Nettopp omgivelsenes elektriske parameter kan negativt påvirke transmisjonsledningens-antennens egenskaper.
Transmisjonsledningen omgis i henhold til oppfinnelsen av et dielektrikum som konsentrerer de elektriske feltlinjene til transmisjonsledningen. Jo tettere de elektriske feltlinjene ligger i forhold til hverandre innenfor ett område, desto mer RF-energi transporteres av transmisjonsledningen i dette området. All vesentlig RF-energitransport skjer inne i dielektrikumet ved denne utformingen av tilpasningsnettet. Når transmisjonsledningen helt omgis av et dielektrikum (10) vil omgivelsene utenfor dielektrikumet i svært liten grad påvirke RF-energitransporten.
Fagfolk på området innser at andre faktorer enn omgivelsene påvirker transmisjonsledningens impedans, så som avstanden mellom transmisjonsledningens ledere og dielektrisitetskonstanten av det materiale som omgir transmisjonsledningen. Likeså påvirker avstanden mellom et dielektrikum og en transmisjonsledning en transmisjonslednings impedans. Gjennom å velge passende tykkelse, bredde, lengde og dielektrisitetskonstant av dielektrikumet (10), og gjennom å omslutte transmisjonsledningen med dielektrikumet (10), optimeres nevnte RF-effektdeler, samt reduseres omgivelsenes påvirkning på transmisjonsledningens impedans. Hvis dio den byttes, må transmisjonsledningens egenskaper endres, slik at dennes impedans stemmer overens med diodens impedans og antennens impedans.
Figur 6 viser et ekvivalent elektrisk koblingsskjema for en foretrukket utførelse av transponderen i henhold til oppfinnelsen. En bipolærantenne med antenneelementene 1 og 2 mates av transmisjonsledningen (8), hvilket på konvensjonell måte vises å være dannet av to ledere. En diode (3) kobler antenneelementene sammen. Et kortslutningsstykke (18) kobler transmisjonsledningens ledere til hverandre. Transmisjonsledningen (8) har en karakteristisk impedans ZO og dioden en impedans Zl. Dette koblingsskjema tilsvarer utførelsen i henhold til figur 1. Transmisjonsledningen kan sammenlignes med et gammamatching system. Gjennom å forandre kortslutningsstykkets plassering med de to lederne, varieres impedanstilpasningen. De dobbeltskraverte overflatene av antenneelementene 1 og 2 i figur 6 tilsvarer de dobbeltskraverte antenneelementene i figur 1, mens transmisjonsledningen (8) i figur 6 tilsvarer de øvrige enkeltskraverte folieoverflatene i figur 1. Gjennom for eksempel å variere bredden og lengden av det horisontale sporet 5, og gjennom å omgi transmisjonsledningen med et dielektrikum, påvirkes transmisjonsledningen elektriske lengde og dermed også impedanstilpasningen av syste-mets diodeantenne.
I figurene 1 og 2 vises sporet 5 å ha formen av en T. T-formen er postene sett fra et produksjonsteknisk synspunkt. En T er også symmetrisk, hvilket innebærer at RF-energifordelingen på en T-formet antenne blir symmetrisk. Formen av sporet er ikke vesentlig for oppfinnelsen. I alternative utførelser av reflektoren er sporet C-,0-,M-,V-,W-,L-formet eller har en annen form. Søkeren har funnet at sporets lengde påvirker transmisjonsledningens impedans kraftigere enn sporets bredde. Figur 7 viser en transponder med M-formet spor.
Det vises nå til figur 6. Hvis kortslutningsstykket (18) forandres slik at det har like-strømsavbrudd, kommer antenneelementene 1 og 2 til å mates av en transmisjonsledning (8) som likestrømsmessig er åpen, men som signalmessig er kortsluttet. En slik utførelse tilsvarer transponderen i henhold til figur 2, hvilket i øvrighet fungerer på samme måte som transponderen i figur 1. Antenneelementene (1 og 2) i figur 6 vises ved de doble skraverte folieoverflatene i figur 2. Den øvrige enkeltskraverte folieoverflaten i figur 2 tilsvarer en åpen transmisjonsledning.
Oppfinnelsen gjør det mulig å separere transponderens funksjon som antenne fra transponderens funksjon som tilpasningsenhet. Transponderens funksjon som an tenne og dens funksjon som tilpasningsenhet, påvirkes derigjennom på forskjellige måter av omgivelsene. Som beskrevet ovenfor, påvirkes ikke impedanstilpasnings-funksjonen fordi transmisjonsledningen omgis av et dielektrikum. I nevnte amerikanske patent 4.331.957, påvirkes imidlertid antennens impedans av omgivelsene. I problembeskrivelsen referert ovenfor, angående frekvensendringen som inntraff når transponderen ble montert i en skistøvel av plast, har søkeren funnet bare å avhenge av omgivelsespåvirkning av transponderens impedansegenskaper. Det var ikke avhengig av om de reflekterte og direkte RF-bølgene på den doble grunnfrekvensen var ute av fase med hverandre, hvilket søkeren først antok. Søkeren har etter utallige eksperimenter og oppsett av forskjellige teoretiske modeller kommet frem til foreliggende oppfinnelse som forklarer årsaken til den nevnte frekvensfor-skyvning.
I utførelsen i henhold til figurene 1 og 2, er antenneelementene og transmisjonsledningen på en fordelaktig måte sammenkoblet med hverandre samtidig som antenne og tilpasningsfunksjonene holdes separate.
Det er mulig å gjøre antennen fysisk liten, for eksempel mindre enn halve bølge-lengden for grunnfrekvensen (f), hvor idealdelen av antennens impedans minsker og får en økende reaktiv komponent.
Gjennom å anordne en transmisjonsledning som impedanstilpasningsorgan, kan antennens impedans tilpasses til diodens impedans og antennens reaktive komponent kan elimineres.
Med oppfinnelsen er det mulig å dimensjonere en transponder til forskjellige ytre omgivelser og forskjellige størrelser samtidig som omgivelsenes omgivelser påvirkning på transponderen reduseres. Gjennom den nevnte separering av antennefunk-sjonen fra tilpasningsfunksjonen, kan den nevnte RF-effektoptimeringen oppnås gjennom å påvirke transmisjonsledningen, ikke antennen.
Samtidig med at dielektrikumet anordnes rundt transmisjonsledningen, påvirkes RF-effekttilpasningen. I en situasjon der transponderen bæres i nærheten av menneskekroppen, fungerer menneskekroppen som en reflektor for innfallende RF-effekt. Nærmere bestemt blir RF-effekten generert og transmittert av transponderen på den doble grunnfrekvensen (2f) reflektert. Denne reflekterte RF-effekt på den doble grunnfrekvensen kan, gjennom valg av passende tykkelse på dielektrikumet 10, bringes til vesentlig å ligge i fase med den fra transponderen direkte utstrålte RF-effekt på den doble grunnfrekvensen 2f. Dette øker feltstyrken ved transponderen og er kjent fra det nevnte amerikanske patent 4.331.957. En slik feltstyrkeøkning, kombinert med måten som i henhold til foreliggende oppfinnelse; påvirker effekttilpasningen med en transmisjonsledning, og reduserer omgivelsenes påvirkning på energitransporten i transmisjonsledningen, og gir en transponder med overlegne elektriske egenskaper.
Det bør omtales at transmisjonsledningen (8) kan, men behøver ikke, fungere som DC-tilbakeføringsledning av diodens likerette RF-strøm.
I den ovennevnte spesielle beskrivningsdel, har det elektriske feltet rundt transmisjonsledningen blitt betraktet. I det fall dielektrikumet omslutter bare transmisjonsledningen men ikke antennen, forekommer kobling mellom antennens nærfelt og antennens omgivelser. Generelt for antenner gjelder det at en antennes nærfelt er relatert til bølgelengden. Ved frekvensene 917 MHz og 1834 MHz er nærfeltet i størrelsesorden cirka 6-3 centimeter. Nevnte kobling ter seg slik at antennens impedans varierer. Som eksempel kan nevnes at hvis antennen befinner seg i nærheten av en elektrisk ladd materie, oppstår en impedansendring som er avhengig av avstanden til det elektriskledende materiale. En slik impedansendring er ikke ønskelig, fordi den motverker antennens tilpasning til dioden og tilpasningsnettet. Den varierende antenneimpedansen skaper et problem som er ensartet med problembeskrivelsen ovenfor, nemlig at søkeutstyret må tilpasses til en annen frekvens for å kunne detektere transponderens tilbakesendte signal. Som allerede påpekt er det ikke praktisk mulig å utføre en slik tilpasning. Oppfinnelsen løser dette gjennom å omslutte antennen med et dielektrikum utformet på en slik måte at omgivelsens innvirkning på antennens nærfelt reduseres. RF-energitap i antennens nærfelt kan dermed holdes lavt noe som innebærer at antennens virkningsgrad blir god. Figur 8 viser at når antennen omgis av et dielektrikum, konsentreres feltlinjene innenfor dielektrikumet, hvilket innebærer at den største delen av den lagrede RF-energien eksisterer innenfor dielektrikumet. Utenfor dielektrikumet er feltlinjene lenger fra hverandre, hvilket innebærer at energiutvekslingen med elektrisk ledende materiale i antennens nærfelt er veldig liten. Omgivelsene påvirker således ikke antennens nærfelt i noe større grad. Energitransporten i antennens fjernfelt påvirkes ikke av dielektrikumet. Det bør påpekes at feltlinjene er symmetriske rundt symmetriakse-len B-B i figur 8 selv om de ikke er inntegnet øverst i figuren.
Om dette dielektrikum dessuten utformes slik at den reaktive del av antennens impedans og den reaktive del av diodens og tilpasningsnettets impedans visker ut hverandre, kommer den energi som utstråles på den doble senderfrekvens (2f) til å bli maksimal. Reflektoren vil dermed være i resonans. Gjennom at omgivelsens innvirkning på nærfeltet reduseres, blir antennens impedans i vesentlighet kons-tant. Reflektorens virkningsgrad blir dermed god. Resonansfrekvensen for reflektoren tilpasses ikke bare til dioden, men også til dioden og dielektrikumet. Når et dielektrikum anrettes rundt antennen, synker reflektorens resonansfrekvens, hvilket i foreliggende fall ikke er ønskelig, ettersom eksisterende søkeutstyr dermed må tilpasses til den nye resonansfrekvensen, hvilket ikke er ønskelig av årsaker beskrevet i beskrivelsens innledning. Derfor skal resonansfrekvensen tilpasses til diode og dielektrikum. Da blir RF-energien reflektert av reflektoren på den doble grunnfrekvensen (2f) maksimal.
Tilpasningen av de reaktive delene av diodens og tilpasningsnettets impedanser til den reaktive delen av antennen, skjer gjennom å variere antennens dimensjoner eller gjennom å variere tykkelsen av dielektrikumet eller gjennom en kombinasjon av dette, for en gitt tykkelse av dielektrikumet må altså antennens dimensjoner endres. Omvendt gjelder det at for en gitt dimensjon av antennen må dielektrikumets tykkelse forandres. Økes dielektrikumets tykkelse over en viss grense, medfø-rer ytterligere økning av tykkelsen ikke at nærfeltet blir enda mer uberørt av den fysiske omgivelsen av antennen. Hva som i dette avsnitt er sagt om tilpasningen, gjelder for et dielektrikum med en bestemt dielektrisitetskonstant. Tilpasningen kan også gjennomføres gjennom valg av dielektrikum-materiale av en annen dielektrisitetskonstant.
Tilpasningen av antennens resonansfrekvens til diodens og tilpasningsnettets impedanser, skjer gjennom å variere dimensjonene for antennen, gjennom å variere tilpasningsnettets impedans eller en kombinasjon av dette. For en gitt antennestør-relse, varieres tilpasningsnettets impedans. For et gitt tilpasningsnett varieres antennens dimensjoner. Det er også mulig å tilpasse den reaktive delen av antennens impedans til de reaktive delene av diodens og impedansnettets impedanser, gjennom å bytte dioden mot en ny diode med andre elektriske egenskaper.
En antenne med et omsluttende dielektrikum kan omgis av et dielektrisk materiale utformet på den måten som vises i figur 1 og 2. En slik antenne kan også være montert i et skall av dielektrisk materiale på den måten som er vist i figur 4.
Claims (19)
1. Passiv transponder som, når den treffes av RF-effekt av en førstefrekvens (f) tilbakestråler RF-effekt på den doble frekvensen (2f) innbefattende en antenne i form av en metallkropp med hovedoverflater (1, 2), en diode (3) koblet mellom hovedoverflatene, og impedanstilpassende midler for å tilpasse diodens impedans til impedansen av antennenog et dielektrikum som omslutter antennen,karakterisert vedat de impedanstilpassende midlene omfatter et spor (5) med forutbestemt lengde og bredde anordnet i hovedoverflatene, hvilket spor har en impedanspåvirkende funksjon, og at et dielektrikum (10) omgir antennen.
2. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedat de impedanstilpassende midlene representerer en transmisjonsledning (8) koblet til antennen og dioden.
3. Passiv transponder i henhold til krav 2,
karakterisert vedat nevnte dielektrikum (10) omgir transmisjonsledningen og er innrettet til å gjøre transmisjonsledningen uberørt av omgivelsene til transponderen.
4. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedat tilpasningen skjer gjennom valg av metallkroppe-nes geometri, så som tykkelse, lengde og bredde, valg av dielektrisitetskonstant og tykkelse av dielektrikumet og gjennom kombinasjoner av dette.
5. Passiv transponder i henhold til krav 3,
karakterisert vedat nevnte dielektrikum er innrettet til å redusere omgivelsenes innvirkning på antennens nærfelt.
6. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedat den reaktive delen av antennens impedans er tilpasset diodens impedans og til impedansen av de impedanstilpassende midlene.
7. Passiv transponder i henhold til krav 6,
karakterisert vedat nevnte tilpasning utføres gjennom valg av antennens dimensjoner, gjennom valg av dielektrisitetskonstant og tykkelse av dielektri-ka, gjennom valg av diodens elektriske egenskaper, så som impedans og tap, og gjennom kombinasjoner av dette.
8. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedat hovedoverflatene (1, 2) består av metallfolie.
9. Passiv transponder i henhold til krav 8,
karakterisert vedat tilpasningen av diodens impedans til antennens impedans med de impedanstilpassende midlene skjer gjennom valg av lengde og bredde av sporet, gjennom valg av diodens (3) plassering relativ til sporet, gjennom valg av dielektrisitetskonstant og tykkelse av dielektrikumet (10), gjennom valg av tykkelse og folielag (4) og gjennom kombinasjoner av dette.
10. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedat antennen og dioden er plassert på et underlag (9), og at antennen, dioden og underlaget omgis av dielektrikumet (10).
11. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedat hovedoverflatene består av metallfolie og dielektrikumet (10) innbefatter et første lag av plast anordnet på den ene siden av metallfolien og et andre lag av plast anordnet på motsatt side av metallfolien.
12. Passiv transponder i henhold til patentkrav 1,
karakterisert vedat transponderen er montert i et hulrom i dielektrikumet.
13. Passiv transponder i henhold til patentkrav 1,
karakterisert vedat dielektrikumet (10) er en del av en skistøvel av plast.
14. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert veden bioverflate (7) som knytter hovedoverflatene (1, 2) sammen for å danne et T-formet spor for slik å danne en kortsluttet transmisjonslinje.
15. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedbioverflater (7A, 7B) arrangert i forhold til hovedoverflatene (1, 2) for å danne en transmisjonslinje som er åpen.
16. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedat sporet har form av en C, O, M, V, W, L eller annen form.
17. Passiv transponder i henhold til krav 1,
karakterisert vedat de impedanstilpassende midlene er innrettet til å tilpasse impedansen av dioden til impedansen av antennen ved de to frekvensene f og 2f.
18. Passiv transponder i henhold til krav 6,
karakterisert vedat dielektrikum er utformet slik at den reaktive del av antennens impedans og den reaktive del av dioden og tilpasningsnettets impedans kansellerer hverandre, hvorved transponderen vil være i resonans.
19. Passiv transponder i henhold til krav 18,
karakterisert vedat resonansfrekvensen er avstemt til dioden og dielektrikum.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9900430A SE9900430D0 (sv) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | Passiv transponder |
| SE9904624A SE515984C2 (sv) | 1999-12-16 | 1999-12-16 | Transponder med impedansanpassad transmissionsledning |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20000632D0 NO20000632D0 (no) | 2000-02-08 |
| NO20000632L NO20000632L (no) | 2000-08-10 |
| NO332090B1 true NO332090B1 (no) | 2012-06-18 |
Family
ID=26663497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20000632A NO332090B1 (no) | 1999-02-09 | 2000-02-08 | Innkapslet antenne i passiv transponder |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6456228B1 (no) |
| EP (1) | EP1035418B1 (no) |
| JP (1) | JP4771570B2 (no) |
| CN (1) | CN1218192C (no) |
| AT (1) | ATE300748T1 (no) |
| AU (1) | AU2840100A (no) |
| CA (1) | CA2298268C (no) |
| DE (1) | DE60021454T2 (no) |
| ES (1) | ES2246759T3 (no) |
| HK (1) | HK1045192B (no) |
| NO (1) | NO332090B1 (no) |
| PL (1) | PL202701B1 (no) |
| WO (1) | WO2000048019A1 (no) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1192713B1 (en) * | 1999-05-03 | 2004-07-14 | Trolley Scan (PTY) Limited | Energy transfer in an electronic identification system |
| US8266465B2 (en) | 2000-07-26 | 2012-09-11 | Bridgestone Americas Tire Operation, LLC | System for conserving battery life in a battery operated device |
| US7161476B2 (en) | 2000-07-26 | 2007-01-09 | Bridgestone Firestone North American Tire, Llc | Electronic tire management system |
| JP3765388B2 (ja) * | 2000-11-17 | 2006-04-12 | 株式会社村田製作所 | ミキサ、レーダ装置および通信装置 |
| US6606247B2 (en) | 2001-05-31 | 2003-08-12 | Alien Technology Corporation | Multi-feature-size electronic structures |
| US20020196099A1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-12-26 | Remillard Stephen K. | Closed-slot resonator |
| WO2003046824A2 (en) * | 2001-11-21 | 2003-06-05 | Marconi Intellectual Property (Us) Inc. | Wireless communication device interconnectivity |
| US20040142766A1 (en) | 2003-01-17 | 2004-07-22 | Chris Savarese | Apparatuses, methods and systems relating to findable golf balls |
| JP3739752B2 (ja) * | 2003-02-07 | 2006-01-25 | 株式会社 ハリーズ | ランダム周期変速可能な小片移載装置 |
| US7253735B2 (en) | 2003-03-24 | 2007-08-07 | Alien Technology Corporation | RFID tags and processes for producing RFID tags |
| US7766766B2 (en) | 2003-09-26 | 2010-08-03 | Radar Corporation | Methods and apparatuses relating to findable balls |
| US20050070376A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-31 | Chris Savarese | Antenna systems for findable balls |
| US7691009B2 (en) * | 2003-09-26 | 2010-04-06 | Radar Golf, Inc. | Apparatuses and methods relating to findable balls |
| KR100603617B1 (ko) | 2004-06-29 | 2006-07-24 | 한국전자통신연구원 | 전파식별 송수신용 안테나 및 그를 이용한 트랜스폰더 |
| US7202790B2 (en) * | 2004-08-13 | 2007-04-10 | Sensormatic Electronics Corporation | Techniques for tuning an antenna to different operating frequencies |
| US7688206B2 (en) | 2004-11-22 | 2010-03-30 | Alien Technology Corporation | Radio frequency identification (RFID) tag for an item having a conductive layer included or attached |
| EP1835796B9 (en) * | 2004-12-03 | 2011-02-23 | Hallys Corporation | Interposer bonding device |
| US20090217515A1 (en) * | 2004-12-03 | 2009-09-03 | Hallys Corporation | Electronic component production method and electronic component production equipment |
| EP1876877B1 (en) | 2005-04-06 | 2010-08-25 | Hallys Corporation | Electronic component manufacturing apparatus |
| CN101160597A (zh) * | 2005-04-18 | 2008-04-09 | 哈里斯股份有限公司 | 电子零件及该电子零件的制造方法 |
| US7842156B2 (en) * | 2005-04-27 | 2010-11-30 | Avery Dennison Corporation | Webs and methods of making same |
| US7749350B2 (en) * | 2005-04-27 | 2010-07-06 | Avery Dennison Retail Information Services | Webs and methods of making same |
| TW200707301A (en) * | 2005-05-25 | 2007-02-16 | Ibm | ID tag package and RFID system |
| GB2428939A (en) * | 2005-06-25 | 2007-02-07 | Qinetiq Ltd | Electromagnetic radiation decoupler for an RF tag |
| WO2007000578A2 (en) | 2005-06-25 | 2007-01-04 | Omni-Id Limited | Electromagnetic radiation decoupler |
| CN101317186B (zh) * | 2005-11-28 | 2010-09-08 | Nxp股份有限公司 | 应答机及其制造方法 |
| GB0611983D0 (en) | 2006-06-16 | 2006-07-26 | Qinetiq Ltd | Electromagnetic radiation decoupler |
| JP2008092198A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Renesas Technology Corp | Ｒｆｉｄラベルタグおよびその製造方法 |
| JP4841398B2 (ja) * | 2006-10-27 | 2011-12-21 | 京セラ株式会社 | ループアンテナ、アンテナ基板、アンテナ一体モジュールおよび通信機器 |
| JP5027481B2 (ja) * | 2006-11-06 | 2012-09-19 | 株式会社日立製作所 | Ｉｃタグ |
| GB0624915D0 (en) * | 2006-12-14 | 2007-01-24 | Qinetiq Ltd | Switchable radiation decoupling |
| GB0625342D0 (en) * | 2006-12-20 | 2007-01-24 | Qinetiq Ltd | Radiation decoupling |
| WO2008084801A1 (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-17 | Panasonic Corporation | 広帯域スロットアンテナ |
| PL2126799T3 (pl) | 2007-03-23 | 2018-10-31 | Zih Corp. | Etykieta rfid o zmniejszonym rozstrajaniu |
| SE0800991L (sv) * | 2008-05-05 | 2009-10-20 | Recco Invest Ab | En passiv transponder och en artikel med en passiv transponder |
| US20090272814A1 (en) * | 2008-05-05 | 2009-11-05 | Recco Systems Ab | Passive Transponder and an Item with a Passive Transponder |
| GB2460234B (en) * | 2008-05-20 | 2012-11-28 | Univ Kent Canterbury | RFID tag |
| US8794533B2 (en) * | 2008-08-20 | 2014-08-05 | Omni-Id Cayman Limited | One and two-part printable EM tags |
| NZ593545A (en) * | 2008-11-20 | 2014-07-25 | Reed Licensing Pty Ltd | Radio frequency transponder system |
| CN101640949B (zh) * | 2009-06-29 | 2012-07-25 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 多天线无线收发装置 |
| KR101070486B1 (ko) * | 2010-01-08 | 2011-10-05 | 엘에스산전 주식회사 | Ｒｆｉｄ 태그 |
| SE535102C2 (sv) | 2010-04-08 | 2012-04-17 | Recco Invest Ab | Frekvensselektiv transponder med rörelsesensor |
| JP2013138296A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Mitsumi Electric Co Ltd | アンテナ装置 |
| US8842047B2 (en) * | 2012-11-29 | 2014-09-23 | Htc Corporation | Portable communication device and adjustable antenna thereof |
| DE102013200157A1 (de) | 2013-01-09 | 2014-07-10 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Rückspiegel-System für Motorräder und Verfahren zum Einstellen eines Rückspiegels an einem Motorrad |
| DE102013112873A1 (de) | 2013-11-21 | 2015-06-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Durchflussmessgeräte und Verfahren zur Positionsbestimmung eines Durchflussmessgerätes |
| US20150145740A1 (en) * | 2013-11-26 | 2015-05-28 | Lsi Corporation | Integrated Frequency Multiplier and Slot Antenna |
| KR102363632B1 (ko) | 2014-12-29 | 2022-02-16 | 삼성전자주식회사 | 구조 신호 발생 장치 및 방법 |
| US10387763B2 (en) * | 2016-12-01 | 2019-08-20 | Avery Dennison Retail Information Services, Llc | Systems and methods for improving performance of RFID tags |
| CN106816692A (zh) * | 2017-01-10 | 2017-06-09 | 中国计量大学 | 一种t字环形立体空气槽5g手机天线 |
| SE540981C2 (en) | 2017-06-29 | 2019-02-12 | Recco Invest Ab | A harmonic radar reflector |
| CN111342223B (zh) * | 2020-03-06 | 2023-06-23 | 内蒙古显鸿科技股份有限公司 | 一种地埋天线装置及通信系统 |
| WO2022075263A1 (ja) * | 2020-10-05 | 2022-04-14 | 株式会社村田製作所 | Ｒｆｉｄモジュールを備えた容器 |
| WO2022240622A1 (en) * | 2021-05-13 | 2022-11-17 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Harmonic rf tag for wireless measurement of multiple products |
| US11892537B1 (en) | 2022-05-10 | 2024-02-06 | Ballocalor LLC | Golf ball locating nonlinear radar system employing a snowflake nonlinear passive tag and associated method(s) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3731180A (en) * | 1972-03-13 | 1973-05-01 | Rca Corp | Frequency translator circuit |
| US4068232A (en) * | 1976-02-12 | 1978-01-10 | Fairchild Industries, Inc. | Passive encoding microwave transponder |
| US4123754A (en) * | 1976-06-28 | 1978-10-31 | Armstrong Frank L | Electronic detection and identification system |
| AT374596B (de) * | 1979-04-20 | 1984-05-10 | Enander Bengt | Zum auffinden von lawinenopfern dienender, am koerper zu tragender antwortsender |
| US4656478A (en) * | 1984-07-30 | 1987-04-07 | Asulab S.A. | Passive transponder for locating avalanche victims |
| CH668915A5 (fr) * | 1986-10-22 | 1989-02-15 | Ebauchesfabrik Eta Ag | Transpondeur passif. |
| US4853705A (en) * | 1988-05-11 | 1989-08-01 | Amtech Technology Corporation | Beam powered antenna |
| US4951003A (en) | 1988-06-03 | 1990-08-21 | U.S. Philips Corp. | Differential transconductance circuit |
| JP2533800B2 (ja) * | 1989-06-02 | 1996-09-11 | 山武ハネウエル株式会社 | マイクロ波応答装置 |
| US5392049A (en) * | 1990-07-24 | 1995-02-21 | Gunnarsson; Staffan | Device for positioning a first object relative to a second object |
| JP3095473B2 (ja) * | 1991-09-25 | 2000-10-03 | 株式会社トキメック | 被検出装置及び移動体識別システム |
-
2000
- 2000-02-03 AT AT00102351T patent/ATE300748T1/de active
- 2000-02-03 ES ES00102351T patent/ES2246759T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-03 EP EP00102351A patent/EP1035418B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-03 DE DE60021454T patent/DE60021454T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-08 JP JP2000030629A patent/JP4771570B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-08 PL PL349847A patent/PL202701B1/pl unknown
- 2000-02-08 WO PCT/SE2000/000241 patent/WO2000048019A1/en active Application Filing
- 2000-02-08 CN CN008036349A patent/CN1218192C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-08 NO NO20000632A patent/NO332090B1/no not_active IP Right Cessation
- 2000-02-08 US US09/500,305 patent/US6456228B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-08 AU AU28401/00A patent/AU2840100A/en not_active Abandoned
- 2000-02-08 CA CA002298268A patent/CA2298268C/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-09-12 HK HK02106698.0A patent/HK1045192B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4771570B2 (ja) | 2011-09-14 |
| EP1035418A1 (en) | 2000-09-13 |
| EP1035418B1 (en) | 2005-07-27 |
| DE60021454T2 (de) | 2006-05-24 |
| NO20000632L (no) | 2000-08-10 |
| US6456228B1 (en) | 2002-09-24 |
| CN1340165A (zh) | 2002-03-13 |
| PL202701B1 (pl) | 2009-07-31 |
| CA2298268C (en) | 2009-07-14 |
| NO20000632D0 (no) | 2000-02-08 |
| PL349847A1 (en) | 2002-09-23 |
| HK1045192A1 (en) | 2002-11-15 |
| ES2246759T3 (es) | 2006-03-01 |
| ATE300748T1 (de) | 2005-08-15 |
| JP2000244362A (ja) | 2000-09-08 |
| DE60021454D1 (de) | 2005-09-01 |
| WO2000048019A1 (en) | 2000-08-17 |
| CA2298268A1 (en) | 2000-08-09 |
| AU2840100A (en) | 2000-08-29 |
| CN1218192C (zh) | 2005-09-07 |
| HK1045192B (zh) | 2006-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO332090B1 (no) | Innkapslet antenne i passiv transponder | |
| US4331957A (en) | Transponder for use in locating avalanche victims | |
| WO2015169546A1 (en) | Electromagnetic induction field communication | |
| EP0407145B1 (en) | Broad band mobile telephone antenna | |
| EP0733914B1 (en) | Detector and modulator circuits for passive microwave links | |
| JPH0450994B2 (no) | ||
| EP0927435A1 (en) | Antenna system for an rf data communications device | |
| EP2178158B1 (en) | Wrist-wearable device comprising an antenna | |
| US20090111531A1 (en) | Method and apparatus for transferring electrical power in an electronic device | |
| FR2724263A1 (fr) | Antenne utilisee pour l'emission ou la reception d'un signal radiofrequence, un emetteur et un recepteur de telecommande et un systeme de telecommande pour vehicule l'incorporant | |
| JPS6130218B2 (no) | ||
| CA2033488A1 (en) | Ceiling mount microwave transceiver with 360 degree radiation pattern | |
| WO2002050954A3 (en) | A microwave horn antenna for level measurement systems | |
| SE515984C2 (sv) | Transponder med impedansanpassad transmissionsledning | |
| US6969999B2 (en) | Moving object detection apparatus | |
| US10149636B2 (en) | Relay device for relaying radio frequency signals received from an antenna implanted within a patient's body to another device | |
| US11280895B2 (en) | Harmonic radar reflector | |
| ATE243371T1 (de) | Funk-sende-/funk-empfangseinrichtung mit abstimmbarer antenne | |
| US20220075046A1 (en) | Emergency rescue equipment comprising a harmonic reflector circuit | |
| JP2697147B2 (ja) | 送信信号出力警報装置付アンテナ | |
| GB2395438A (en) | Golf ball locating system | |
| Malyuskin et al. | Negative refraction lensing and signal modulation using a tuneable phase conjugating frequency selective surface | |
| WO2000035047A1 (en) | Improved antenna | |
| RU2001126713A (ru) | Устройство для определения местонахождения очистных и диагностических снарядов в трубопроводе (УДОМОДСТ) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |