WO2012126461A1 - Transpondertag - Google Patents

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WO2012126461A1
WO2012126461A1 PCT/DE2012/000305 DE2012000305W WO2012126461A1 WO 2012126461 A1 WO2012126461 A1 WO 2012126461A1 DE 2012000305 W DE2012000305 W DE 2012000305W WO 2012126461 A1 WO2012126461 A1 WO 2012126461A1
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transponder
radiators
day according
circuit carrier
circuit
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PCT/DE2012/000305
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Wendisch
Original Assignee
Tagitron Gmbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a Tranepondertag containing a matching network comprising a transponder IC and a circuit structure, an electromagnetically coupled to the matching network radiator and an insulating circuit carrier for receiving the matching network and the radiator.
  • Radio Frequency Identification Radio Frequency Identification
  • a transponder the system component that must be attached to the object
  • a transponder With a minimum Expense the largest possible range can be achieved.
  • Older systems work with a low frequency range of a few kHz (eg 125kHz) up to a few MHz (13.56MHz). These systems couple the communication of the reading station and transponder with the magnetic field because of the large wavelength. The range is correspondingly low.
  • a significant increase in the range can be achieved with the transition to the UHF range (860 / 915MHz) or the microwave range (2.4GHz) Here, the wavelengths 30cm and 12.5cm.
  • the antennas are correspondingly smaller and the propagation as an electromagnetic wave is given in much smaller distances, so that the range is also greater.
  • T5 is the basic structure of a transponder unit, consisting of an IC, which is designed for wireless communication, a feed circuit substrate, on which a supply circuit is applied, which consists essentially of an inductive conductor loop and possibly a capacitance, with which both components are connected to a resonant circuit and a radiation plate, which is substantially magnetically coupled to the resonant circuit.
  • a transponder tag which has an adaptation network with a transponder IC and a circuit structure on the one hand and a radiator coupled to the matching network on the other hand.
  • Emitters are on a common flat side of a formed as a substrate film insulating circuit substrate arranged.
  • the circuit structure of the matching network serves as a primary antenna, while the radiator serves as a secondary antenna.
  • the primary antenna and the secondary antenna thus extend in a common plane, wherein by spacing the same in the direction of extent of the substrate film, an adaptation with respect to the resonance frequency of the resonant circuit thus formed takes place.
  • a disadvantage of the known transponder tag is that the resonance curve is relatively narrow-band, so that the reading characteristics in the case of environmental influences, such as changes in the weather, can deteriorate.
  • the object of the present invention is therefore to develop a transponder tag in such a way that high reading ranges are achieved in the UHF range on simple heights, wherein an increased broadbandity is given and stable transmission properties are ensured.
  • the invention in connection with the preamble of claim 1, characterized in that on a first side of the circuit substrate, the matching network is arranged that on a second side of the circuit substrate a plurality of radiators are arranged such that a first portion of the
  • Emitter covers at least a portion of the circuit structure, and that the circuit structure and the respective radiators are each not electrically connected to each other.
  • a particular advantage of the invention is that a transponder tag is created which has both a high reading range and stable transmission characteristics that are largely independent of environmental influences.
  • the invention provides, on the one hand, the arrangement of a plurality of radiators (secondary antennas), which with respect to a
  • Extension plane of the insulating circuit substrate are arranged overlapping to a circuit structure (primary antenna) of a matching network.
  • the coupling between the radiators on the one hand and the circuit structure on the other hand or the adaptation to the desired resonant frequency takes place decisively by a distance formed in the transverse direction to the extent of the circuit carrier, which is determined by selecting or designing the transverse extent of the circuit carrier.
  • the best transmission characteristics are achieved when one subarea of the radiators and one subarea of the circuit structure are in alignment with one another, the distance between the corresponding subregions being determined by the thickness of the
  • Circuit carrier and optionally further insulating layers is specified.
  • the circuit carrier thickness can thus be used to adjust the capacitance of the resonant circuit.
  • the matching network is directly on a first flat side and the radiators are directly on an opposite th flat side of the same circuit board arranged.
  • Oer circuit carrier is thus provided on both sides with electrical components.
  • this can ensure a compact construction.
  • an improved rollability for integration of the transponder tag in a hollow cylinder is made possible.
  • the circuit carrier may comprise a plurality of substrate foils extending parallel to one another, the circuit structure being arranged on the first flat side thereof and the radiators being arranged on the second flat side thereof.
  • the number of radiators per circuit structure can thereby be increased, which leads to improved transmission properties.
  • the circuit carrier which extends between a plane receiving the matching network and a circuit carrier receiving the plane may consist of one or more sub-films.
  • one of these substrate films can serve to accommodate further electrical components.
  • the capacitance height adjustment is effected by the material of these substrate films or by the thickness thereof.
  • FIG. 1 shows a plan view of a transponder tag according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the transponder tag according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a transponder with an additional component
  • FIG. 5a shows a top view of a matching network
  • FIG. 5b shows a plan view of a transponder tag according to a further embodiment
  • FIG. 5c shows a plan view of a transponder tag according to a further embodiment
  • FIG. 5d shows a plan view of a transponder tag according to a further embodiment
  • Figure 5e is a perspective view of a
  • FIG. 5f shows a plan view of a transponder tag according to a further embodiment
  • Figure 5g is a plan view of a Tranepondertag according to another embodiment
  • Figure 5h is a plan view of a Tranepondertag according to another embodiment.
  • a transponder tag 1 consists essentially of a matching network 2 and a number of radiators 3, 3 '.
  • the matching network 2 has a transponder IC 4 (chip) and a circuit structure 5 (primary antenna).
  • the primary antenna 4 is square or square.
  • the matching network 2 is arranged on a first flat side 6 of an electrically insulating circuit carrier 7.
  • the circuit carrier 7 may for example be formed as a flexible substrate film on which the matching network 2 is applied by printing or by etching.
  • the secondary antennas 3, 3 'applied by, for example, imprints are opposite second flat side 8 of the substrate film 7, the secondary antennas 3, 3 'applied by, for example, imprints.
  • the secondary antennas 3, 3 'each have a surface conductor section 9 and a loop conductor section 10, which extend in a common plane, wherein the loop conductor section 10 is arranged on an inner side facing the circuit structure 5.
  • One End of the loop conductor portion 10 forms a first portion 11 of the secondary antennas 3, 3 ', which covers a portion 12 of the Priraärantenne 5.
  • the adjustment of the capacitance for the resonant frequency of the resonant circuit of the transponder tag 1 is thus essentially determined by the material of the suberate film 7 and the thickness d of the suberate film 7.
  • the first subarea 11 of the radiators 3, 3 ', on the one hand, and the subarea 12 of the circuit structure 5, on the other hand, are arranged in alignment with one another, that is, with the formation of a distance d in the transverse direction to the extension of the substrate foil 7 or the matching network 2.
  • the secondary antennas 3, 3 ' have the same shape, the ends 11 of which are each arranged congruently one above the other with opposite ends 12 of the primary antenna.
  • the first radiator 3, the second radiator 3 'and the circuit structure 5 are not electrically connected to each other. There is only one electromagnetic Coupling between the radiators 3, 3 'on the one hand and the circuit structure 5 on the other hand to form a required for the transmission of the resonant frequency.
  • the matching network 2 is located on a first side 13 and the secondary antennas 3, 3 'on a second side 14 of the circuit carrier 7.
  • a circuit carrier 15 can also be formed by two substrate films 16, 16 '.
  • the additional substrate film 16 ' can serve, for example, for receiving a further electrical component 17.
  • the resonance adaptation takes place - as in the preceding embodiment - by a spacing d 'in the transverse direction to the substrate film 16, 16' of the secondary antennas 3, 3 'on the one hand to the primary antenna 5 on the other.
  • circuit carriers 18 can be connected on both flat sides of the matching network 2, on whose side facing away from the matching network 2 the radiators 3, 3 'and the radiators 3 ", 3'" are connected , This results in an arrangement with four secondary antennas 3, 3 ', 3'',3''', which leads to an improved transmission performance.
  • the following statements relate to the other figures 5a to 5h.
  • the invention provides a transponder tag which consists of a carrier with an applied circuit structure and a transponder IC and with at least two magnetically coupled emitters (antennas), the circuit structure being mounted on a flexible carrier (1-100) and the emitter ( 1-200) consists of at least two separate bodies, which are arranged in different positions near the circuit structure and form at least two electric fields and are not galvanically connected to the circuit structure.
  • radiators consist of an organic structure or as a wire body (1-400) or solid (1-500) are formed.
  • the radiators are formed as a surface. The respective ends are coupled to the circuit structure via an electromagnetic field.
  • the radiator can also be designed as a planar spiral.
  • the circuit structure is additionally operated in a resonance.
  • the radiator (1-700) can be glued onto metal.
  • the Spotlights (1-800) should also be glued over the entire surface to metal.
  • One of the applications is the complete injection or pouring of the circuit structure and the radiator in elastic or solid plastic. This makes it possible to produce particularly small and powerful structures in which the transponder function is implemented. Alternatively, the transponder day can also be introduced into a solid envelope.
  • the transponder tag may be formed bent about its longitudinal axis or about its transverse axis so that it can be bent, potted or sprayed or enveloped.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Transpondertag enthaltend ein Anpassungsnetswerk, das einen Transponder-IC und eine Schaltungsstruktur aufweist, einen mit dem Anpassungsnetzwerk elektromagnetisch gekoppelten Strahler, einen isolierenden Schaltungsträger zur Aufnahme des Anpassungsnetzwerkes und des Strahlers, wobei auf einer ersten Seite des Schaltungsträgers das Anpassungsnetzwerk angeordnet ist, dass auf einer zweiten Seite des Schaltungsträgers mehrere Strahler derart angeordnet sind, dass ein erster Teilbereich des Strahlers zumindest einen Teilbereich der Schaltungsstruktur überdeckt, und dass die Schaltungsstruktur und die jeweiligen Strahler jeweils nicht galvanisch miteinander verbunden sind.

Description

Tranepondertag
Die Erfindung betrifft einen Tranepondertag enthaltend ein Anpassungsnetzwerk, das einen Transponder-IC und eine Schaltungsstruktur aufweist, einen mit dem Anpassungsnetzwerk elektromagnetisch gekoppelten Strahler und einen isolierenden Schaltungsträger zur Aufnahme des Anpassungsnetzwerkes und des Strahlers.
Die Entwicklung der funkbasierten Identifikation von Objekten durch den Einsatz der RFID-Technik (Radio Frequency Identification) ist durch das Bestreben gekennzeichnet, die Systemkomponente, die am Objekt angebracht werden muss, und die man als Transponder bezeichnet, so aufzubauen, dass mit einem Minimum an Aufwand eine möglichst große Reichweite erzielt werden kann. Ältere Systeme arbeiten mit einem niedrigen Frequenzbereich von wenigen kHz (z.B. 125kHz) bis zu einigen MHz (13,56MHz). Diese Systeme koppeln wegen der großen Wellenlänge die Kommunikation von Lesestation und Transponder mit dem magnetischen Peld. Die Reichweite ist dementsprechend gering.
Eine wesentliche Steigerung der Reichweite erreicht man mit dem Übergang in den UHF-Bereich (860/915MHz) bzw. den Mikrowellenbereich (2,4GHz) Hier beträgt die Wellenlängen 30cm bzw. 12,5cm. Die Antennen sind dementsprechend kleiner und die Ausbreitung als elektromagnetische Welle ist in wesentlich kleineren Distanzen gegeben, so dass die Reichweite auch größer wird.
Unter anderem ist aus der Offenlegungsschrift DE 11 2008 000 065 T5 der Grundaufbau einer Transpondereinheit, bestehend aus einem IC, der für die drahtlose Kommunikation ausgelegt ist, einem Speiseschaltungssubstrat, auf dem eine Speiseschaltung aufgebracht ist, die im Wesentlichen aus einer induktiven Leiterschleife und ggf. einer Kapazität besteht, mit der beide Komponenten zu einem Schwingkreis verbunden werden und einer Strahlungsplatte, die mit dem Schwingkreis im Wesentlichen magnetisch gekoppelt ist.
Aus der DB 10 2005 042 444 AI ist ein Transpondertag bekannt, der über ein Anpassungsnetzwerk mit einem Transponder-IC und mit einer Schaltungsstruktur einerseits und über einen mit dem Anpassungsnetzwerk gekoppelten Strahler andererseits verfügt. Das Anpassungsnetzwerk und der
Strahler sind auf einer gemeinsamen Flachseite eines als Substratfolie ausgebildeten isolierenden Schaltungsträgers angeordnet. Die Schaltungsstruktur des Anpassungsnetzwerkes dient als Primärantenne, während der Strahler als Sekundärantenne dient. Die Primärantenne und die Sekundärantenne erstrecken eich somit in einer gemeinsamen Ebene, wobei durch Beabstandung derselben in Erstreckungsrichtung der Substratfolie eine Anpassung hinsichtlich der Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises erfolgt.
Nachteilig an dem bekannten Transpondertag ist, dass die Resonanzkurve relativ schmalbandig ist, so dass sich die Leseeigenschaften bei Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Wetteränderung, verschlechtern können.
Aufgabe der vorliegenden ist es daher, einen Transpondertag derart weiterzubilden, dass im UHF-Bereich auf einfache Heise hohe Lesereichweiten erzielt werden, wobei eine vergrößerte Breitbandigkeit gebeben ist sowie stabile Übertragungseigenschaften gewährleistet sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf einer ersten Seite des Schaltungsträgers das Anpassungsnetzwerk angeordnet ist, dass auf einer zweiten Seite des Schaltungsträgers mehrere Strahler derart angeordnet sind, dass ein erster Teilbereich des
Strahlers zumindest einen Teilbereich der Schaltungsstruktur Uberdeckt, und dass die Schaltungsstruktur und die jeweiligen Strahler jeweils nicht galvanisch miteinander verbunden sind. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Transpondertag geschaffen wird, der sowohl eine hohe Lesereichweite als auch stabile Übertragungseigenschaften aufweist, die weitgehend unabhängig von Umwelteinflüssen sind. Die Erfindung sieht zum einen die Anordnung mehrerer Strahler (Sekundärantennen) vor, die bezüglich einer
Erstreckungsebene des isolierenden Schaltungsträgers überlappend zu einer Schaltungsstruktur (Primärantenne) eines Anpassungsnetzwerkes angeordnet sind. Die Kopplung zwischen den Strahlern einerseits und der Schaltungsstruktur andererseits bzw. die Anpassung an die gewünschte Resonanzfrequenz erfolgt maßgeblich durch einen in Querrichtung zur Erstreckung des Schaltungsträgers gebildeten Abstand, der durch Wahl bzw. Auslegung der Quererstreckung des Schaltungsträgers bestimmt wird. Die besten Übertragungseigenschaften werden nach einer weiteren Ausführungs- form der Erfindung dann erreicht, wenn ein Teilbereich der Strahler und ein Teilbereich der Schaltungsstruktur in einer Flucht übereinander liegen, wobei der Abstand zwischen den entsprechenden Teilbereichen durch die Dicke des
Schaltungsträgers und gegebenenfalls weiterer isolierender Schichten vorgegeben ist. Die Schaltungsträgerdicke kann somit zur Kapazitätseinstellung des Resonanzkreises genutzt werden. Darüber hinaus ist die relative Positionierung der Schaltungsstruktur einerseits und der Strahler andererseits toleranzärmer möglich.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Anpassungsnetzwerk direkt auf einer ersten Flachseite und die Strahler direkt auf einer gegenüberliegenden zwei- ten Plachseite desselben Schaltungsträgers angeordnet. Oer Schaltungsträger ist somit beidseitig mit elektrischen Bauteilen versehen. Vorteilhaft kann hierdurch ein kompakter Aufbau gewährleistet sein. Ferner wird eine verbesserte Rollfähigkeit zur Integration des Transpondertags in einem Hohlzylinder ermöglicht.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Schaltungsträger mehrere parallel zueinander verlaufende Substratfolien aufweisen, wobei an dessen ersten Flachseite die Schaltungsstruktur und an dessen zweiter Flachseite die Strahler angeordnet sind. Die Zahl der Strahler pro Schaltungsstruktur kann hierdurch erhöht werden, was zu verbesserten Übertragungseigenschaften führt. Gegebenenfalls kann der zwischen einer das Anpassungsnetzwerk aufnehmenden Ebene und einer die Strahler aufnehmenden Ebene verlaufender Schaltungsträger aus einer oder mehreren Sub- strafolien bestehen. Beispielsweise kann eine dieser Substratfolien zur Aufnahme weiterer elektrischer Bauteile dienen. Die Kapazitätshöheneinstellung erfolgt durch das Material dieser Substratfolien bzw. durch die Dicke derselben.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteraneprüchen.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden anhand der
Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1 eine Draufsicht auf einen Transpondertag nach einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 einen Längsschnitt durch den Transpondertag ge mäß Figur 1,
Figur 3 einen Längsschnitt durch einen mehrschichtigen
Transpoondertag,
Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Transponder mit einer zusätzlichen Bauteil,
Figur 5a eine Draufsicht auf ein Anpassungsnetzwerk,
Figur 5b eine Draufsicht auf einen Transpondertag nach einer weiteren Ausführungsform,
Figur 5c eine Draufsicht auf einen Transpondertag nach einer weiteren Ausführungsform,
Figur 5d eine Draufsicht auf einen Transpondertag nach einer weiteren Aus ührungsform,
Figur 5e einen perspektivische Darstellung eines
Transpondertags,
Figur 5f eine Draufsicht auf einen Transpondertag nach einer weiteren Ausführungsform, Figur 5g eine Draufsicht auf einen Tranepondertag nach einer weiteren Ausführungsform und
Figur 5h eine Draufsicht auf einen Tranepondertag nach einer weiteren Ausführungsform.
Ein Transpondertag 1 besteht im Wesentlichen aus einem Anpassungsnetzwerk 2 und einer Anzahl von Strahlern 3, 3' .
Das Anpassungsnetzwerk 2 weist einen Transponder-IC 4 (Chip) und eine Schaltungsstruktur 5 (Primärantenne) auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verläuft die Primärantenne 4 viereckförmig bzw. quadratisch.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß den Figuren 1 und 2 ist das Anpassungsnetzwerk 2 auf einer ersten Flachseite 6 eines elektrisch isolierenden Schaltungsträgers 7 angeordnet. Der Schaltungsträger 7 kann beispielsweise als eine flexible Substratfolie ausgebildet sein, auf der das Anpassungsnetzwerk 2 durch Aufdrucken oder durch Ätzen aufgebracht ist. Auf einer gegenüberliegenden zweiten Flachseite 8 der Substratfolie 7 sind die Sekundärantennen 3, 3' durch beispielsweise Aufdrucken aufgebracht.
Die Sekundärantennen 3, 3' weisen jeweils einen Flächenleiterabschnitt 9 und einen Schleifenleiterabschnitt 10 auf, die sich in einer gemeinsamen Ebene erstrecken, wobei der Schleifenleiterabschnitt 10 auf einer der Schaltungsstruktur 5 zugewandten inneren Seite angeordnet ist. Ein Ende des Schleifenleiterabschnitts 10 bildet einen ersten Teilbereich 11 der Sekundärantennen 3, 3' , der einen Teilbereich 12 der Priraärantenne 5 überdeckt.
Der Teilbereich 12 der Primärantenne 5 und die ersten Teilbereiche 11 der Sekundärantennen 3, 3' bilden jeweils einen elektrisch leitenden Antennenabschnitt, wobei der Abstand der ersten Teilbereiche 11 der Strahler 3, 3' einerseits und des Teilbereichs 12 der Schaltungsstruktur 5 andererseits einer Dicke d der Substratfolie 7 entspricht. Die Einstellung der Kapazität für die Resonanzfrequenz des Schwingkreises des Transpondertags 1 wird somit im Wesentlichen durch das Material der Sübstratfolie 7 und der Dicke d der Sübstratfolie 7 bestimmt.
Vorzugsweise ist der erste Teilbereich 11 der Strahler 3, 3' einerseits und der Teilbereich 12 der Schaltungsstruktur 5 andererseits fluchtend zueinander angeordnet, das heißt unter Bildung eines Abstandes d in Querrichtung zur Erstreckung der Substratfolie 7 bzw. des Anpassungsnetzwerkes 2 angeordnet.
Die Sekundärantennen 3, 3' weisen die gleiche Form auf, wobei die Enden 11 derselben jeweils mit gegenüberliegenden Enden 12 der Primärantenne deckungsgleich übereinander angeordnet sind.
Der erste Strahler 3, der zweite Strahler 3' sowie die Schaltungsstruktur 5 sind nicht galvanisch miteinander verbunden. Es besteht lediglich eine elektromagnetische Kopplung zwischen den Strahlern 3, 3' einerseits und der Schaltungsstruktur 5 andererseits zur Bildung einer für die Übertragung erforderlichen Resonanzfrequenz.
Wie aus der Figur 2 zu ersehen ist, befindet sich das Anpassungsnetzwerk 2 auf einer ersten Seite 13 und die Sekundärantennen 3, 3' auf einer zweiten Seite 14 des Schaltungsträgers 7.
Wie aus einer alternativen Ausführungsform gemäß Figur 4 zu entnehmen ist, kann ein Schaltungsträger 15 auch durch zwei Substratfolien 16, 16' gebildet sein. Die zusätzliche Substratfolie 16' kann beispielsweise zur Aufnahme eines weiteren elektrischen Bauteils 17 dienen. Die Resonanzanpassung erfolgt - wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel - durch eine Beabstandung d' in Querrichtung zur Substratfolie 16, 16' der Sekundärantennen 3, 3' einerseits zu der Primärantenne 5 andererseits.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 2 können sich auf beiden Flachseiten des Anpassungsnetzwerkes 2 Schaltungsträger 18 (Substratfolien) anschließen, an dessen dem Anpassungsnetzwerk 2 abgewandten Seite sich die Strahler 3, 3' sowie die Strahler 3' ' , 3' ' ' anschließen. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung mit vier Sekundärantennen 3, 3', 3'', 3''', was zu einer verbesserten Übertragungsperformance führt. Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf die weiteren Figuren 5a bis 5h.
Die Erfindung sieht einen Transpondertag vor, der aus einem Träger mit einer aufgebrachten Schaltungsstruktur und einem Transponder-IC und mit mindestens zwei magnetisch gekoppeltem Strahlern (Antennen) besteht, wobei die Schaltungsstruktur auf einem flexiblen Träger (1- 100)aufgebracht ist und der Strahler (1-200) aus mindestens zwei voneinander getrennten Körpern besteht, welche in der Nähe der Schaltungsstruktur an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind und mindestens zwei elektrische Felder ausbilden und nicht galvanisch mit der Schaltungsstruktur verbunden sind.
Eine besondere Ausführung ergibt sich, wenn die Strahler aus einer organischen Struktur bestehen oder als Drahtkörper (1-400) oder Volumenkörper (1-500) ausgebildet sind. In der Figur 5c sind die Strahler als Fläche ausgebildet.Die jeweiligen Enden sind mit der Schaltungsstruktur über ein elektromagnetisches Feld gekoppelt.
Gemäß Figur 5f kann der Strahler auch als flächig Spirale ausgebildet sein. Vorteilhaft wird die Schaltungsetruktur zusätzlich in einer Resonanz betrieben wird.
Entsprechend Figur 5g können lediglich Enden des Strahlers (1-700) auf Metall aufgeklebt sein. Alternativ kann der Strahler (1-800) auch vollflächig auf Metall aufgeklebt sein.
Eine der Einsatzmöglichkeiten ist das vollständige Einspritzen oder Eingießen der Schaltungsstruktur und des Strahlers in elastischen oder festen Kunststoff. Dadurch lassen sich besonders kleine und leistungsfähige Strukturen herstellen, in denen die Transponderfunktion umgesetzt ist. Alternativ kann der Transpondertag auch in eine feste Umhüllung eingebracht werden.
Der Transpondertag kann um seine Längsachse oder um seine Querachse verbogen ausgebildet sein, so dass er gebogen, vergossen oder verspritzt oder umhüllt sein kann.

Claims

Patentansprüche:
1. Transpondertag enthaltend
-ein Anpassungsnetzwerk (2), das einen Transponder- IC (4) und eine Schaltungsstruktur (5) aufweist,
- einen mit dem Anpassungsnetzwerk ( 2 ) elektromagnetisch gekoppelten Strahler (3, 3', 3" , 3'"),
- einen isolierenden Schaltungsträger (5, 15, 16, 16', 18) zur Aufnahme des Anpassungsnetzwerkes (2) und des Strahlers (3, 3', 3", 3" ' ) ,
dadurch gekennzeichnet,
- dass auf einer ersten Seite (13) des Schaltungsträgers (7, 15, 17) das Anpassungsnetzwerk (2) angeordnet ist,
-dass auf einer zweiten Seite (14) des Schaltungsträgers (5) mehrere Strahler (3, 3', 3" , 3'") derart angeordnet sind, dass ein erster Teilbereich (11) des Strahlers (3, 3', 3", 3"') zumindest einen Teilbereich (12) der Schaltungsstruktur (5) überdeckt, und
- dass die Schaltungsstruktur (5) und die jeweiligen Strahler (3, 3', 3" , 3" ' ) jeweils nicht galvanisch miteinander verbunden sind.
2. Transpondertag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (11) des Strahlers (3, 3', 3", 3"') zu dem Teilbereich (12) der Schaltungsstruktur (5) in einem Abstand angeordnet ist, der einer Dicke (d, d' ) des Schaltungsträgers (5, 15, 16, 16', 18) entspricht. Transpondertag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (11) des Strahlers (3, 3', 3", 3' ' ' ) quer zur Erstreckungs- richtung des Schaltungsträgers (5) beabstandet zu dem Teilbereich (12) der Schaltungsstruktur (5) angeordnet ist. Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierende Schaltungsträger (5) eine Substratfolie (7, 18) umfasst, an deren erster Flachseite (6) das Anpassungsnetzwerk (2) und an dessen zweiter Flachseite (8) die Strahler (3, 3', 3", 3'") angeordnet sind. Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (5) mehrere parallel zueinander verlaufende Substratfolien (18) aufweist, an dessen erster Flachseite (6) die Schaltungsstruktur (5) und an dessen zweiter Flachseite (8) die Strahler (3, 3', 3", 3" ' ) angeordnet sind. Transpondertag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Erstreckungsebene des Anpassungsnetzwerks (2) und einer Erstreckungsebene der Strahler (3, 3', 3", 3'") ein oder mehrere Substratfolien (16, 16' ) angeordnet sind. Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (11) des Strahlers (3, 3', 3", 3'") und der denselben zugeordnete Teilbereich (12) der Schaltungsstruktur (5) durch einen elektrisch leitenden Antennenabschnitt gebildet ist. Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahler (3, 3', 3" , 3'") aus einer elektrisch leitenden Struktur oder einer elektrisch leitenden organischen Struktur bestehen und als strukturierte Fläche (1-300) und/oder als Drahtkörper (1-400) ausgebildet sind. Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der isolierende Schaltungsträger aus einem flexiblen und/oder starren, isolierenden Material gefertigt ist.
Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahler als einen Volumenkörper (1-500) ausgebildet sind, wobei die Fläche, der Durchmesser und die Länge des Volumenkörpers (1-500) variabel sind. Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen der Strahler so gewählt sind, dass sie in Summe einem Achtel der Wellenlänge der Arbeitsfreguenz des Transponder- tags oder dem vielfachen der Achtel Hellenlänge ent- sprechen. Transpondertag nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahler als Volumenkörper oder Spirale (1-600) auegebildet sind, und dass das Material, aus dem die Spirale (1-600) hergestellt ist, ein runder oder eckiger Draht oder ein Federdraht ist. Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Transpondertag (1) als ebene oder gebogene Fläche oder Rohrkörper aufgebaut ist, wobei er mit einem isolierenden Material vergossen oder verspritzt oder umhüllt ist. Transpondertag nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Vergusses oder der Umhüllung einen Zylinder mit einem runden oder vieleckigen Querschnitt ist und die Wände sowohl glatt als auch mit Verspreizungen ausgeführt sind, so dass sie als Dübel verarbeitet werden können. Transpondertag nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder den Durchmesser einer genormten Schraubenreihe mit einem außen aufgebrachten Gewinde aufweist. Transpondertag nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet dass das Vergussmaterial oder die Umhüllung elastisch ist. Transpondertag nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte, die zu den Spiralen gewickelt sind, nur teilweise zu einer Spirale gewickelt sind und die jeweiligen Drahtenden in gerader axialer oder radialer Richtung gerade weiter geführt sind. Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass er an mindestens zwei Enden (1-700) auf einer Metallfläche geklebt sind. Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass er vollflächig auf Metall geklebt wird. Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Schaltungsträger gekoppelten Strahler an den gegenüberliegenden Enden über ein elektrisches Feld miteinander gekoppelt sind.
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