WO2018077879A1 - Reading device for an rfid system, retrofit module for an rfid reading device, and method for reading out an rfid transponder - Google Patents

Reading device for an rfid system, retrofit module for an rfid reading device, and method for reading out an rfid transponder Download PDF

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WO2018077879A1
WO2018077879A1 PCT/EP2017/077166 EP2017077166W WO2018077879A1 WO 2018077879 A1 WO2018077879 A1 WO 2018077879A1 EP 2017077166 W EP2017077166 W EP 2017077166W WO 2018077879 A1 WO2018077879 A1 WO 2018077879A1
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antenna
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antennas
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Stefan Suckrow
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Wilhelm Sihn Jr. Gmbh & Co. Kg
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • G06K7/10356Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers using a plurality of antennas, e.g. configurations including means to resolve interference between the plurality of antennas

Definitions

  • Reader for an RFID system, retrofit module for an RFID reader and method for reading out an RFID transponder
  • the invention relates to a reader for an RFID system, a retrofit module for an RFID reader and a method for reading an RFID transponder.
  • a reader with the features specified in the preamble of claim 1 is known from DE 10 2006 053 987 A1.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • An RFID system consists of a reading device (reader), one or more antenna modules and a readable by the reader disk, which is designed as a transponder.
  • a typical RFID transponder has a coupling antenna, an analog circuit for receiving and transmitting high-frequency signals, a digital circuit and a memory, wherein the analog circuit, the digital circuit and the memory are located on an electronic microchip.
  • an antenna generates an electromagnetic field which receives the coupling antenna of the transponder. This creates an induction current in the coupling antenna, which activates the microchip of the transponder.
  • a passive transponder a capacitor is charged by the induced current, which supplies the microchip with power. With an active transponder, the microchip is activated by the current induced in the coupling antenna and then supplied with power by a built-in battery.
  • the range of an RFID system depends on the frequency with which it is operated. Depending on the application and supplier, RFID systems are operated on frequencies between 125 KHz and 5.8 GHz. The range increases with the frequency. In the range of very high frequencies of more than 100 MHz up to the gigahertz range, passive transponders achieve ranges of a few meters to a few tens of meters and, with the use of active transponders, even more. Such long-range systems are referred to as long-range RFID systems. Above all, the present invention is concerned.
  • the reader of a long-range RFID system contains a high-frequency module with which both high-frequency signals are transmitted and signals reflected at the transponder are received.
  • the energy exchange or signal exchange between the transponder and the reading device takes place via the coupling antenna of the transponder and via a transmitting / receiving antenna connected to the reading device.
  • a stored in the microchip of the transponder code controls the energy exchange between the coupling antenna and the microchip of the transponder by load modulation.
  • the transmission of the information stored digitally in the microchip of the transponder is effected by modulation of the reflected signal resulting from the fact that the code stored in the microchip changes the impedance of the microchip according to a timing scheme determined by the stored code between the states absorption and reflection leaves.
  • the reader reads the information based on the transmitted clock signal with the reflected signal.
  • RFID systems are used in production for the control and monitoring of production processes, in logistics for the control and monitoring of goods flows, and in warehousing for controlling the inventory and its changes.
  • identification of goods that are not isolated, but in the crowd, z. B. be delivered on pallets, it is difficult to capture all objects.
  • the detection rate varies greatly when identifying goods on pallets. Under very unfavorable circumstances, it can even happen that no recording is possible at all.
  • a lower coverage rate may be acceptable if it is only a matter of determining the nature of a product on a pallet, not its quantity. Basically, however, the goal is to fully capture items that are delivered in the pulk. You have to deal with the following difficulties:
  • the energy transfer between the reader and the transponder follows the laws of electromagnetic wave propagation.
  • the radiation and the reception take place via antennas.
  • the information to be received by the reading device lies in the signal reflected on the transponder.
  • the signal reflected at the transponder is amplitude-modulated due to the clocked load modulation.
  • the modulation frequency is typically 200 kHz.
  • the load modulation produces spectral signal components that are located in the sidebands form next to the frequency band of the transmission signal of the reader.
  • the sideband contains the information which the reader is to receive and read. Naturally, the power transmitted in the sideband is significantly smaller than that of the original unmodulated transmit signal.
  • the signal strength in the vicinity of an antenna decreases very sharply with increasing distance. This applies to the signal sent by the reader as well as to the signal reflected by the transponder.
  • the signal returning to the reader as a result of reflection at the transponder has covered twice the distance between the reader and the transponder.
  • the reader therefore receives only a small portion of the originally transmitted energy with the signal coming back from the transponder. This is called field damping.
  • the coupling antenna on a transponder can only be very small in relation to the wavelength of the useful signal to be transmitted. Accordingly, their effective area is also small, and therefore the part of the energy which the coupling antenna can extract and reflect from the field of the transmitting / receiving antenna is small. This is called the reflection attenuation.
  • the present invention has for its object to show a way, as under the described adversities in the use of RFID systems whose detection rate can be increased.
  • the present invention utilizes two or more antennas connected to a reader to generate radio signals having different radiation patterns. In this way, the influence of interference interference during reading RFI D transponders can be reduced since any interference due to reflections and the like depends on the respective radiation pattern.
  • the radio signals are generated with different emission characteristics, the chance increases that in at least one case sufficiently favorable conditions for the reception of a response signal of a transponder are present.
  • radio signals with different emission characteristics and radiation diagrams are generated by several antennas transmitting the radio signals one after the other. Due to the different position of the individual antennas, the radio signals then each have different emission characteristics.
  • the present invention makes it possible with two or more antennas to produce a greater variation of the emission states, for example radiation patterns and emission characteristics, so that correspondingly greater chances exist of reading out an RFID transponder. According to the invention, this is achieved by connecting antennas successively additively and subtractively via corresponding circuit elements. In an additive combination, two or more antennas receive in the same way a transmission signal generated by a reading device, which they then emit as a radio signal. At the individual antennas, the transmission signal then practically always has the same phase.
  • the transmission signals at the individual antennas are not in phase, so that when interference is superimposed on the radio signals emitted by the individual antennas, a different interference pattern and thus a different radiation pattern results than with an additive combination.
  • a subtractive connection of a first and a second antenna can be achieved by supplying a transmission signal generated by the reading device to the first antenna via a phase element and feeding it to the second antenna past the phase element.
  • the phase element causes the first antenna to receive the transmission signal in antiphase relative to the second antenna.
  • Such a phase element can be designed, for example, as a delay line or as a reverse transformer. Both methods cause a phase shift of half a period or 180 °.
  • the antenna is supplied with the transmission signal generated by the reading device via a power divider.
  • the phase element becomes disabled or bypassed.
  • the transmission signal then reaches the two antennas in the same way, ie in phase.
  • a reading device thus contains a phase element and a switching device which effects an additive connection in a first switching state, ie deactivates or bypasses the phase element, and effects a subtractive connection in a second switching state, ie feeds the transmission signal to the first antenna via the phase element
  • the present invention is also suitable for retrofitting existing RFID systems by connecting a retrofit module on the one hand to a conventional reader and on the other hand to two or more antennas.
  • the retrofit module contains the phase element and the switching device, so that an additive and a subtractive coupling of a first and a second antenna are possible.
  • An advantageous development of the invention provides that in a read operation additionally at least one of the antennas individually emits the transmission signal as a radio signal.
  • the first antenna singly, the second antenna singly, the first and second antennas additive, and the first and second antennas subtractive can be used to generate four different radiation patterns. It can also be used a larger number of antennas, so that there are an even greater number of ways to addively or subtractively link the antennas or a part of the existing antennas.
  • a further advantageous development of the invention provides that the switching device is controlled by a control circuit which synchronizes the switching device with the readings triggered by the reading device.
  • a feeder or decoupling device can be provided in a line leading from the reading device to the switching device, which decouples a part of the transmitted signal and transmits it to a control circuit which forms a control signal actuating the switching device from the decoupled part of the transmission signal.
  • the control circuit preferably contains a counter, for example a binary counter.
  • the control circuit can then actuate the switching device as a function of the count.
  • the switching device can be designed, for example, as a switching matrix, which assumes its switching states cyclically.
  • the switching device has a switching state in which a separate antenna is addressed, which may be part of a registration unit, for example a registration card.
  • the switching device preferably changes only by a special switching pulse.
  • objects freshly provided with RFID transponders can be detected and corresponding data records stored in a database.
  • a registration unit may, for example, be designed so that its antenna detects only objects which are supplied to it, for example, are stored in a registration tray.
  • the invention described above can work with any antenna, for example patch antennas or strip antennas.
  • the individual antennas can be polarized the same or differently.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an RFI D reader with an attached retrofit module and multiple antennas.
  • FIG 1 the invention using the example of a retrofit module 1 is explained, between a conventional RFI D reader 2 and a plurality of antennas 3, 4th connected. 1, the antenna output of the RFI D reader 2 is connected to a reader terminal of the retrofit module 1 and the antennas 3, 4 are connected to antenna terminals of the retrofit module 1.
  • the retrofit module 1 can have its own housing. But it is also possible to integrate the below-explained content of the retrofit module 1 in an RFID reader.
  • the retrofit module 1 includes a switching device 5, which may be formed, for example, as a switching matrix.
  • a switching matrix is sometimes referred to as a switch matrix.
  • the switching device 5 has in the illustrated embodiment, four switching states, but may also have a correspondingly larger number of switching states in a larger number of antennas.
  • the switching device 5 transmits a transmission signal generated by the RFID reader 2 only as a signal S1 to the first antenna 3.
  • the switching device 5 supplies a transmission signal generated by the RFID reading device 2 only to the second antenna 4, which is shown as a signal S2 in FIG.
  • the switching device 5 supplies the transmission signal generated by the RFID reader 2 to both the first antenna 3 and the second antenna 4. In this switching state, the two antennas 3 and 4 are thus additively linked.
  • This switching state is shown in FIG. 1 as S1 + S2.
  • the switching device 5 links the two antennas 3, 4 by subtraction, which is shown in FIG. 1 as S1-S2.
  • the transmission signal generated by the RFID reader 2 of the second antenna 4 is fed via a not shown phase element, which compared to the signal path of the transmission signal to the first antenna 3, a delay by half a period the carrier frequency with which signals are sent from and to a transponder of the RFID system causes.
  • the transmission signal is at the antennas 3, 4 so in opposite phases.
  • the transmission signal at the second antenna 4 is compared to the transmission signal at the first antenna.
  • the switching device 5 is controlled by means of a control circuit 6.
  • the control circuit generates a clock signal for actuating the cyclically operating switching device 5, so that the switching states of the switching device 5 are passed through in succession.
  • the control circuit 6 is supplied via a branch or Auskuppel raised a part of the transmission signal generated by the RFID reader 2 and the switching device 5 is fed. The control circuit 6 can thus synchronize the switching device 5 with the readings triggered by the RFID reader 2.
  • a decoupled part of the transmission signal is used as a synchronization signal for the switching device 5 to be controlled.
  • the actual switching of the switching device 5 can be made in a transmission pause between two transmission signals.
  • the control circuit 6 may include a trigger 7 and a counter 8, for example a binary counter.
  • the trigger 7 continuously monitors the signal level of the coupled-out portion of the transmit signal and generates a pulse or voltage level in response to the signal level, for example, as soon as the signal level falls below a predetermined threshold. In this way, the control circuit 6 can detect when a reading process triggered by the RFID reader 2 is over.
  • the pulse or signal level then generated by the trigger 7 is detected by the counter 8, which then causes the switching device 5 to change their switching state. In this way, the switching device 5 can change its switching state in each case between read operations, so that in successive read operations, in the example shown four Read operations, each have different emission characteristics and thus different areas are illuminated.

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Abstract

The invention relates to a reading device for an RFID system, in conjunction with a plurality of antennas (3, 4), to which the reading device (2) transmits a sending signal, which the antennas (3, 4) emit as a radio signal. According to the invention, a phase element is provided, which, in the event of a sending signal passing through the phase element, causes a phase rotation by a half period of a carrier frequency at which signals are sent from and to a transponder of the RFID system, and a switchover device (5) is provided, which, in a first switching state, conducts a sending signal produced by the reading device (2) through the phase element to a first antenna (3) and past the phase element to a second antenna (4) such that the first antenna (3) and the second antenna (4) emit the radio signal in phase opposition and, in a second switching state, bypasses or deactivates the phase element such that a sending signal produced by the reading device (2) is conducted uninfluenced to the first antenna (3) and to the second antenna (4) and the first antenna (3) and the second antenna (4) emit the radio signal in the same phase. The invention further relates to a corresponding retrofit module for an RFID system and to a method for reading out RFID transponders.

Description

Lesegerät für ein RFID-System, Nachrüstmodul für ein RFID-Lesegerät und Verfahren zum Auslesen eines RFID-Transponders  Reader for an RFID system, retrofit module for an RFID reader and method for reading out an RFID transponder
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Lesegerät für ein RFID-System, ein Nachrüstmodul für ein RFID-Lesegerät sowie ein Verfahren zum Auslesen eines RFID-Transponders. Ein Lesegerät mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus DE 10 2006 053 987 A1 bekannt. The invention relates to a reader for an RFID system, a retrofit module for an RFID reader and a method for reading an RFID transponder. A reader with the features specified in the preamble of claim 1 is known from DE 10 2006 053 987 A1.
RFID (radio frequency Identification) dient der kontaktlosen Identifizierung von Objekten. Ein RFID-System besteht aus einem Lesegerät (Reader), einem oder mehreren Antennenmodulen und aus einem vom Lesegerät lesbaren Datenträger, welcher als Transponder ausgebildet ist. Ein typischer RFID-Transponder hat eine Koppelantenne, einen analogen Schaltkreis zum Empfangen und Senden von Hochfrequenzsignalen, einen digitalen Schaltkreis und einen Speicher, wobei sich der analoge Schaltkreis, der digitale Schaltkreis und der Speicher auf einem elektronischen Mikrochip befinden. Angeregt durch das Lesegerät erzeugt eine Antenne ein elektromagnetisches Feld, welches die Koppelantenne des Transponders empfängt. Dabei entsteht in der Koppelantenne ein Induktionsstrom, welcher den Mikrochip des Transponders aktiviert. Bei einem passiven Transponder wird durch den induzierten Strom ein Kondensator aufgeladen, welcher den Mikrochip mit Strom versorgt. Bei einem aktiven Transponder wird der Mikrochip durch den in der Koppelantenne induzierten Strom aktiviert und danach durch eine eingebaute Batterie mit Strom versorgt. RFID (Radio Frequency Identification) is used for contactless identification of objects. An RFID system consists of a reading device (reader), one or more antenna modules and a readable by the reader disk, which is designed as a transponder. A typical RFID transponder has a coupling antenna, an analog circuit for receiving and transmitting high-frequency signals, a digital circuit and a memory, wherein the analog circuit, the digital circuit and the memory are located on an electronic microchip. Excited by the reader, an antenna generates an electromagnetic field which receives the coupling antenna of the transponder. This creates an induction current in the coupling antenna, which activates the microchip of the transponder. In a passive transponder, a capacitor is charged by the induced current, which supplies the microchip with power. With an active transponder, the microchip is activated by the current induced in the coupling antenna and then supplied with power by a built-in battery.
Die Reichweite eines RFID-Systems hängt davon ab, mit welcher Frequenz es betrieben wird. Je nach Anwendung und Anbieter werden RFID-Systeme auf Frequenzen zwischen 125 KHz und 5,8 GHz betrieben. Die Reichweite steigt mit der Frequenz. Im Bereich sehr hoher Frequenzen von mehr als 100 MHz bis in den Gigahertzbereich werden mit passiven Transpondern Reichweiten von einigen Metern bis zu einigen 10 Metern und bei Verwendung von aktiven Transpondern auch noch mehr erreicht. Solche Systeme mit hoher Reichweite werden als Long- Range RFID-Systeme bezeichnet. Vor allem damit befasst sich die vorliegende Erfindung. The range of an RFID system depends on the frequency with which it is operated. Depending on the application and supplier, RFID systems are operated on frequencies between 125 KHz and 5.8 GHz. The range increases with the frequency. In the range of very high frequencies of more than 100 MHz up to the gigahertz range, passive transponders achieve ranges of a few meters to a few tens of meters and, with the use of active transponders, even more. Such long-range systems are referred to as long-range RFID systems. Above all, the present invention is concerned.
Das Lesegerät eines Long-Range RFID-Systems beinhaltet ein Hochfrequenzmo- dul, mit welchem sowohl Hochfrequenzsignale gesendet als auch am Transponder reflektierte Signale empfangen werden. Der Energieaustausch bzw. Signalaustausch zwischen dem Transponder und dem Lesegerät geschieht über die Koppelantenne des Transponders und über eine an das Lesegerät angeschlossene Sende/Empfangsantenne. The reader of a long-range RFID system contains a high-frequency module with which both high-frequency signals are transmitted and signals reflected at the transponder are received. The energy exchange or signal exchange between the transponder and the reading device takes place via the coupling antenna of the transponder and via a transmitting / receiving antenna connected to the reading device.
Ein im Mikrochip des Transponders gespeicherter Code steuert den Energieaustausch zwischen der Koppelantenne und dem Mikrochip des Transponders durch Lastmodulation. Das bedeutet, dass die Impedanz des Mikrochips zwischen zwei elektrischen Zuständen wechselt, wobei im einen Zustand der Energieaustausch zwischen der Koppelantenne und dem Mikrochip maximiert wird - dann wird im Transponder möglichst viel Energie aus dem Feld der Antenne des Lesegerätes absorbiert -, wohingegen im anderen Zustand der Energieaustausch zwischen der Koppelantenne und dem Mikrochip des Transponders minimiert wird - dann wird vom Transponder möglichst wenig Energie aus dem Feld der Antenne des Lese- gerätes aufgenommen, stattdessen wird die auf den Transponder auftreffende Strahlung an ihm reflektiert. Das vom Transponder reflektierte Signal wird vom Lesegerät empfangen und ausgewertet. Die Übertragung der im Mikrochip des Transponders digital gespeicherten Information erfolgt durch Modulation des reflektierten Signals, die dadurch zustande kommt, dass der in dem Mikrochip gespeicherte Code die Impedanz des Mikro- chips nach einem durch den gespeicherten Code bestimmten Taktschema zwischen den Zuständen Absorption und Reflektion wechseln lässt. Das Lesegerät liest die Information anhand des mit dem reflektierten Signal übermittelten Taktschemas. A stored in the microchip of the transponder code controls the energy exchange between the coupling antenna and the microchip of the transponder by load modulation. This means that the impedance of the microchip alternates between two electrical states, wherein in one state the energy exchange between the coupling antenna and the microchip is maximized - then as much energy as possible is absorbed in the transponder from the field of the antenna of the reader - whereas in the other state the energy exchange between the coupling antenna and the microchip of the transponder is minimized - then the transponder as little energy from the field of the antenna of the reading instead, the radiation impinging on the transponder is reflected on it. The signal reflected by the transponder is received and evaluated by the reader. The transmission of the information stored digitally in the microchip of the transponder is effected by modulation of the reflected signal resulting from the fact that the code stored in the microchip changes the impedance of the microchip according to a timing scheme determined by the stored code between the states absorption and reflection leaves. The reader reads the information based on the transmitted clock signal with the reflected signal.
RFID-Systeme sind in der Produktion zur Steuerung und Überwachung von Produktionsprozessen, in der Logistik zur Steuerung und Überwachung von Waren- strömen und in der Lagerhaltung zur Kontrolle des Warenbestandes und seiner Veränderung verbreitet. Bei der Identifikation von Waren, die nicht vereinzelt, sondern im Pulk, z. B. auf Paletten angeliefert werden, ist es schwierig, alle Gegenstände zu erfassen. Versuche haben ergeben, dass die Erfassungsquote bei der Identifikation von Waren auf Paletten sehr stark schwankt. Unter sehr ungünstigen Umständen kann es sogar geschehen, dass überhaupt keine Erfassung möglich ist. Eine geringere Erfassungsquote mag hinnehmbar sein, wenn es nur darum geht, die Art einer Ware auf einer Palette zu bestimmen, nicht aber ihre Menge. Grundsätzlich besteht jedoch das Ziel, Gegenstände, die im Pulk angeliefert werden, vollständig zu erfassen. Dabei hat man es mit folgenden Schwierigkeiten zu tun: RFID systems are used in production for the control and monitoring of production processes, in logistics for the control and monitoring of goods flows, and in warehousing for controlling the inventory and its changes. In the identification of goods that are not isolated, but in the crowd, z. B. be delivered on pallets, it is difficult to capture all objects. Experiments have shown that the detection rate varies greatly when identifying goods on pallets. Under very unfavorable circumstances, it can even happen that no recording is possible at all. A lower coverage rate may be acceptable if it is only a matter of determining the nature of a product on a pallet, not its quantity. Basically, however, the goal is to fully capture items that are delivered in the pulk. You have to deal with the following difficulties:
Die Energieübertragung zwischen dem Lesegerät und dem Transponder folgt den Gesetzen der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen. Die Abstrahlung sowie der Empfang finden über Antennen statt. Die vom Lesegerät zu empfangende Infor- mation steckt in dem am Transponder reflektierten Signal. The energy transfer between the reader and the transponder follows the laws of electromagnetic wave propagation. The radiation and the reception take place via antennas. The information to be received by the reading device lies in the signal reflected on the transponder.
Das am Transponder reflektierte Signal ist wegen der getakteten Lastmodulation amplitudenmoduliert. Die Modulationsfrequenz beträgt typisch 200 kHz. Durch die Lastmodulation entstehen spektrale Signalanteile, die sich in den Seitenbändern neben dem Frequenzband des Sendesignals des Lesegerätes ausbilden. In dem Seitenband steckt die Information, welche das Lesegerät empfangen und lesen soll. Naturgemäß ist die Leistung, die im Seitenband übertragen wird, deutlich kleiner als die des ursprünglichen unmodulierten Sendesignals. The signal reflected at the transponder is amplitude-modulated due to the clocked load modulation. The modulation frequency is typically 200 kHz. The load modulation produces spectral signal components that are located in the sidebands form next to the frequency band of the transmission signal of the reader. The sideband contains the information which the reader is to receive and read. Naturally, the power transmitted in the sideband is significantly smaller than that of the original unmodulated transmit signal.
Aufgrund der Ausbreitungsbedingungen nimmt die Signalstärke im Nahbereich einer Antenne mit zunehmender Entfernung sehr stark ab. Das trifft für das vom Lesegerät gesendete Signal ebenso zu wie für das vom Transponder reflektierte Signal. Das infolge von Reflektion am Transponder zum Lesegerät zurückkehren- de Signal hat die doppelte Wegstrecke zwischen Lesegerät und Transponder zurückgelegt. Das Lesegerät empfängt deshalb mit dem vom Transponder zurückkommenden Signal nur einen kleinen Teil der ursprünglich gesendeten Energie. Das bezeichnet man als Felddämpfung. Die Koppelantenne auf einem Transponder kann im Verhältnis zur Wellenlänge des zu übertragenden Nutzsignals nur sehr klein sein. Dementsprechend ist ihre Wirkfläche ebenfalls klein und schon deshalb ist der Teil der Energie, den die Koppelantenne dem Feld der Sende-/Empfangsantenne entnehmen und reflektieren kann, gering. Das bezeichnet man als die Reflektionsdämpfung. Due to the propagation conditions, the signal strength in the vicinity of an antenna decreases very sharply with increasing distance. This applies to the signal sent by the reader as well as to the signal reflected by the transponder. The signal returning to the reader as a result of reflection at the transponder has covered twice the distance between the reader and the transponder. The reader therefore receives only a small portion of the originally transmitted energy with the signal coming back from the transponder. This is called field damping. The coupling antenna on a transponder can only be very small in relation to the wavelength of the useful signal to be transmitted. Accordingly, their effective area is also small, and therefore the part of the energy which the coupling antenna can extract and reflect from the field of the transmitting / receiving antenna is small. This is called the reflection attenuation.
Hinzu kommt eine Schwächung des vom Lesegerät wieder empfangenen Signals dadurch, dass sich der Transponder nicht in der Richtung des Maximums des Strahlungsdiagramms befindet. Um dem zu begegnen, ist es bekannt, ein Lesegerät in Verbindung mit mehreren Antennen zu verwenden, die z. B. übereinander angeordnet sind, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sich eine der Antennen in einer Höhe befindet, in welcher der Transponder am Lesegerät vorbeibewegt wird. Das Lesegerät ist häufig ortsfest angeordnet. Es ist bekannt, die übereinander angeordneten Antennen nacheinander mit dem HF-Sende- und Empfangsmodul des Lesegerätes zu verbinden, so dass nacheinander jede der Antennen die Chance hat, auf den Transponder anzusprechen. Die Nachteile der verschiedenen Dämpfungsbeiträge wirken sich aber auch in diesem Fall aus. In addition, there is a weakening of the signal received by the reader again in that the transponder is not in the direction of the maximum of the radiation pattern. To counter this, it is known to use a reader in conjunction with multiple antennas, the z. B. are arranged one above the other, which increases the probability that one of the antennas is at a height in which the transponder is moved past the reader. The reader is often arranged stationary. It is known to successively connect the superimposed antennas with the RF transmitter and receiver module of the reader, so that successively each of the antennas has the chance to respond to the transponder. The disadvantages of the various damping contributions, however, also have an effect in this case.
Je nach dem, wie die Umgebung des RFI D-Lesegerätes beschaffen ist, kommt es zwischen dem Lesegerät und dem Transponder nicht nur zu einer direkten Über- tragung, sondern auch zu Übertragungswegen, auf denen ungewollte Reflektionen an Hindernissen auftreten, die sich in der Umgebung befinden. Die ungewollten Reflektionen überlagern sich dem direkt übertragenen Nutzsignal und können dieses überdecken oder abschwächen. Störungen durch solche Überlagerungen werden als Interferenzstörungen bezeichnet. Depending on how the environment of the RFI D reading device is designed, not only is there a direct overlap between the reading device and the transponder. transmission, but also to transmission paths, where unwanted reflections of obstacles that are in the area. The unwanted reflections are superimposed on the directly transmitted useful signal and can mask or weaken it. Disturbances caused by such overlays are termed interference interference.
Wenn die Erfassungsquote eines RFID-Systems unzureichend ist, führt eine Erhöhung der Sendeleistung des Lesegerätes meist nicht zum Erfolg, weil der Anteil der gewünschten Reflektionen und ein Übersprechen zwischen benachbart ange- ordneten Erfassungssystemen, z. B. an Kassen von Einkaufsmärkten oder an Gates, dann ebenfalls zunehmen. Darüber hinaus dürfen bestimmte gesetzlich festgelegte Sendeleistungsobergrenzen nicht überschritten werden. RFID-Systeme arbeiten deshalb im Allgemeinen an ihrer Empfindlichkeitsgrenze. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie unter den geschilderten Widrigkeiten beim Einsatz von RFID-Systemen deren Erfassungsquote gesteigert werden kann. If the detection rate of an RFID system is insufficient, an increase in the transmission power of the reader usually does not succeed, because the proportion of desired reflections and crosstalk between adjacent detection systems, eg. For example, at cash desks of shopping or at gates, then also increase. In addition, certain statutory transmission power limits may not be exceeded. RFID systems therefore generally work at their sensitivity limit. The present invention has for its object to show a way, as under the described adversities in the use of RFID systems whose detection rate can be increased.
Diese Aufgabe wird durch ein Lesegerät mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Nachrüstmodul für ein Lesegerät gemäß Anspruch 8 gelöst. Diese Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Die vorliegende Erfindung nutzt zwei oder mehr an ein Lesegerät angeschlossene Antennen, um Funksignale mit unterschiedlichen Strahlungsdiagrammen zu erzeugen. Auf diese Weise lässt sich der Einfluss von Interferenzstörungen beim Auslesen von RFI D-Transpondern reduzieren, da eventuelle Störungen durch Reflektionen und Ähnliches von dem jeweiligen Strahlungsdiagramm abhängen. In- dem Funksignale mit unterschiedlichen Abstrahlcharakteristika erzeugt werden, erhöht sich die Chance, dass in wenigstens einem Fall ausreichend günstige Bedingungen für den Empfand eines Antwortsignals eines Transponders vorliegen. Bei herkömmlichen RFID-System werden Funksignale mit unterschiedlichen Ab- strahlcharakteristika und Strahlungsdiagrammen erzeugt, indem mehrere Antennen die Funksignale nacheinander aussenden. Bedingt durch die unterschiedliche Lage der einzelnen Antennen haben die Funksignale dann jeweils unterschiedli- che Abstrahlcharakteristika. This object is achieved by a reading device with the features specified in claim 1 and by a retrofit module for a reading device according to claim 8. This object is also achieved by a method according to claim 9. Advantageous developments of the invention are the subject of dependent claims. The present invention utilizes two or more antennas connected to a reader to generate radio signals having different radiation patterns. In this way, the influence of interference interference during reading RFI D transponders can be reduced since any interference due to reflections and the like depends on the respective radiation pattern. In the radio signals are generated with different emission characteristics, the chance increases that in at least one case sufficiently favorable conditions for the reception of a response signal of a transponder are present. In conventional RFID systems, radio signals with different emission characteristics and radiation diagrams are generated by several antennas transmitting the radio signals one after the other. Due to the different position of the individual antennas, the radio signals then each have different emission characteristics.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, mit zwei oder mehr Antennen eine größere Variation der Abstrahlzustände, beispielsweise Strahlungsdiagramme und Abstrahlcharakteristika, zu erzeugen, so dass entsprechend größere Chancen bestehen einen RFID-Transponder auszulesen. Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem Antennen über entsprechende Schaltungselemente nacheinander additiv und subtraktiv verknüpft werden. Bei einer additiven Verknüpfung erhalten zwei oder mehr Antennen in gleicher Weise ein von einem Lesegerät erzeugtes Sendesignal, das sie dann als Funksignal aussenden. An den einzelnen Antennen hat das Sendesignal dann praktisch stets dieselbe Phase. The present invention makes it possible with two or more antennas to produce a greater variation of the emission states, for example radiation patterns and emission characteristics, so that correspondingly greater chances exist of reading out an RFID transponder. According to the invention, this is achieved by connecting antennas successively additively and subtractively via corresponding circuit elements. In an additive combination, two or more antennas receive in the same way a transmission signal generated by a reading device, which they then emit as a radio signal. At the individual antennas, the transmission signal then practically always has the same phase.
Bei einer subtraktiven Verknüpfung sind die Sendesignale an den einzelnen Antennen dagegen nicht in Phase, so dass sich bei einer Überlagerung der von den einzelnen Antennen ausgesandten Funksignale ein anderes Interferenzmuster und damit ein anderes Strahlungsdiagramm ergibt als bei einer additivem Verknüpfung. On the other hand, in the case of a subtractive link, the transmission signals at the individual antennas are not in phase, so that when interference is superimposed on the radio signals emitted by the individual antennas, a different interference pattern and thus a different radiation pattern results than with an additive combination.
Eine subtraktive Verknüpfung einer ersten und einer zweiten Antenne lässt sich erreichen, indem ein von dem Lesegerät erzeugtes Sendesignal der ersten Anten- ne über ein Phasenelement zugeführt und der zweiten Antenne an dem Phasenelement vorbei zugeführt wird. Das Phasenelement bewirkt dabei, dass die erste Antenne das Sendesignal gegenphasig relativ zu der zweiten Antenne erhält. Ein solches Phasenelement kann beispielsweise als Verzögerungsleitung oder als Umkehr-Übertrager ausgeführt sein. Mit beiden Methoden wird eine Phasendre- hung um eine halbe Periode bzw. 180° bewirkt. A subtractive connection of a first and a second antenna can be achieved by supplying a transmission signal generated by the reading device to the first antenna via a phase element and feeding it to the second antenna past the phase element. In this case, the phase element causes the first antenna to receive the transmission signal in antiphase relative to the second antenna. Such a phase element can be designed, for example, as a delay line or as a reverse transformer. Both methods cause a phase shift of half a period or 180 °.
Für eine additive Verknüpfung wird den Antennen das von dem Lesegerät erzeugte Sendesignal über einen Leistungsteiler zugeführt. Das Phasenelement wird hierbei deaktiviert oder überbrückt. Das Sendesignal erreicht die beiden Antennen dann in gleicher weise, also phasengleich. For an additive link, the antenna is supplied with the transmission signal generated by the reading device via a power divider. The phase element becomes disabled or bypassed. The transmission signal then reaches the two antennas in the same way, ie in phase.
Ein erfindungsgemäßes Lesegerät enthält somit ein Phasenelement und eine Um- schalteinrichtung, die in einem ersten Schaltzustand eine additive Verknüpfung bewirkt, also das Phasenelement deaktiviert oder überbrückt, und in einem zweiten Schaltzustand eine subtraktive Verknüpfung bewirkt, also das Sendesignal der ersten Antenne über das Phasenelement zuleitet. Die vorliegende Erfindung eignet sich auch zum Nachrüsten bestehender RFID- Systeme, indem ein Nachrüst- modul einerseits an ein herkömmliches Lesegerät und andererseits an zwei oder mehr Antennen angeschlossen wird. Das Nachrüstmodul enthält dabei das Phasenelement und die Umschalteinrichtung, so dass eine additive und eine subtraktive Verknüpfung einer ersten und einer zweiten Antenne möglich sind. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei einem Lesevorgang zusätzlich auch zumindest eine der Antennen einzeln das Sendesignal als Funksignal aussendet. Beispielsweise können die erste Antenne einzeln, die zweite Antenne einzeln, die erste und die zweite Antenne additiv sowie die erste und die zweite Antenne subtraktiv verwendet werden, um vier unterschiedliche Strah- lungsdiagramme zu erzeugen. Es kann auch eine größere Zahl von Antennen verwendet werden, so dass sich eine noch größere Anzahl von Möglichkeiten gibt, die Antennen bzw. ein Teil der vorhandenen Antennen additiv oder subtraktiv zu verknüpfen. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Umschalteinrichtung von einer Steuerschaltung gesteuert wird, welche die Umschalteinrichtung mit den vom Lesegerät ausgelösten Lesevorgängen synchronisiert. Dazu kann in einer von dem Lesegerät zu der Umschalteinrichtung führenden Leitung ein Abzweiger oder eine Auskoppeleinrichtung vorgesehen sein, welche ei- nen Teil des Sendesignals auskoppelt und an eine Steuerschaltung übermittelt, welche aus dem ausgekoppelten Teil des Sendesignals ein die Umschalteinrichtung betätigendes Steuersignal bildet. Bevorzugt enthält die Steuerschaltung einen Zähler, beispielsweise einen Binärzähler. Die Steuerschaltung kann die Umschalteinrichtung dann in Abhängig von dem Zählerstand betätigen. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass die verschiedenen Zustände der Umschalteinrichtung nacheinander bei einem Lesevorgang eingenommen werden, die Schaltzustände beispielsweise zyklisch eingenommen werden. Vorteilhaft lässt sich so gewährleisten, dass die Umschalteinrichtung beim Empfang der von Transpondern ausgesandten Antwortsignale in demselben Zustand ist, wie bei der vorangegangenen Aussendung der Funksignale. Folglich können also auch die Antwortsignale dem Lesegerät additiv bzw. subtraktiv verknüpft zugeführt werden. A reading device according to the invention thus contains a phase element and a switching device which effects an additive connection in a first switching state, ie deactivates or bypasses the phase element, and effects a subtractive connection in a second switching state, ie feeds the transmission signal to the first antenna via the phase element , The present invention is also suitable for retrofitting existing RFID systems by connecting a retrofit module on the one hand to a conventional reader and on the other hand to two or more antennas. The retrofit module contains the phase element and the switching device, so that an additive and a subtractive coupling of a first and a second antenna are possible. An advantageous development of the invention provides that in a read operation additionally at least one of the antennas individually emits the transmission signal as a radio signal. For example, the first antenna singly, the second antenna singly, the first and second antennas additive, and the first and second antennas subtractive can be used to generate four different radiation patterns. It can also be used a larger number of antennas, so that there are an even greater number of ways to addively or subtractively link the antennas or a part of the existing antennas. A further advantageous development of the invention provides that the switching device is controlled by a control circuit which synchronizes the switching device with the readings triggered by the reading device. For this purpose, a feeder or decoupling device can be provided in a line leading from the reading device to the switching device, which decouples a part of the transmitted signal and transmits it to a control circuit which forms a control signal actuating the switching device from the decoupled part of the transmission signal. The control circuit preferably contains a counter, for example a binary counter. The control circuit can then actuate the switching device as a function of the count. To this It can be achieved that the different states of the switching device are taken in succession in a read operation, the switching states are taken, for example cyclically. Advantageously, it is thus possible to ensure that the switching device is in the same state when receiving the response signals emitted by transponders, as in the case of the preceding transmission of the radio signals. Consequently, therefore, the response signals can be supplied to the reading device additively or subtractively linked.
Die Umschalteinrichtung kann beispielsweise als eine Schaltmatrix ausgebildet sein, die ihre Schaltzustände zyklisch einnimmt. The switching device can be designed, for example, as a switching matrix, which assumes its switching states cyclically.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Umschalteinrichtung einen Schaltzustand hat, in dem eine separate Antenne angesprochen wird, die Teil einer Registriereinheit, beispielsweise einer Registrierscha- le, sein kann. In diesen weiteren Schaltzustand wechselt die Umschalteinrichtung bevorzugt nur durch einen speziellen Schaltpuls. Nach einem Initialisierungsvorgang können frisch mit RFID-Transpondern versehene Objekte erfasst und entsprechende Datensätze in einer Datenbank abgelegt werden. Eine solche Registriereinheit kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass ihre Antenne nur Objekte erfasst, die ihr zugeführt werden, beispielsweise in einer Registrierschale abgelegt werden. A further advantageous development of the invention provides that the switching device has a switching state in which a separate antenna is addressed, which may be part of a registration unit, for example a registration card. In this further switching state, the switching device preferably changes only by a special switching pulse. After an initialization process, objects freshly provided with RFID transponders can be detected and corresponding data records stored in a database. Such a registration unit may, for example, be designed so that its antenna detects only objects which are supplied to it, for example, are stored in a registration tray.
Die vorstehend beschriebene Erfindung kann mit beliebigen Antennen arbeiten, beispielsweise Patchantennen oder Streifenantennen. Die einzelnen Antennen können gleich oder unterschiedlich polarisiert sein. The invention described above can work with any antenna, for example patch antennas or strip antennas. The individual antennas can be polarized the same or differently.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines RFI D-Lesegeräts mit einem angeschlossenen Nachrüstmodul und mehreren Antennen. Further details and advantages of the invention will be explained with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 shows a schematic representation of an RFI D reader with an attached retrofit module and multiple antennas.
In Figur 1 wird die Erfindung am Beispiel eines Nachrüstmoduls 1 erläutert, das zwischen einem herkömmlichen RFI D-Lesegerät 2 und mehreren Antennen 3, 4 angeschlossen ist. In Fig.1 sind der Antennenausgang des RFI D-Lesegeräts 2 an einen Lesegerätanschluss des Nachrüstmoduls 1 angeschlossen und die Antennen 3, 4 an Antennenanschlüsse des Nachrüstmoduls 1. Das Nachrüstmodul 1 kann ein eigenes Gehäuse haben. Es ist aber auch möglich, den nachstehend erläuterten Inhalt des Nachrüstmoduls 1 in ein RFID-Lesegerät zu integrieren. In Figure 1, the invention using the example of a retrofit module 1 is explained, between a conventional RFI D reader 2 and a plurality of antennas 3, 4th connected. 1, the antenna output of the RFI D reader 2 is connected to a reader terminal of the retrofit module 1 and the antennas 3, 4 are connected to antenna terminals of the retrofit module 1. The retrofit module 1 can have its own housing. But it is also possible to integrate the below-explained content of the retrofit module 1 in an RFID reader.
Das Nachrüstmodul 1 enthält eine Umschalteinrichtung 5, die beispielsweise als eine Schaltmatrix ausgebildet sein kann. Eine Schaltmatrix wird manchmal auch als Switch-Matrix bezeichnet. Die Umschalteinrichtung 5 hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Schaltzustände, kann bei einer größeren Anzahl von Antennen aber auch eine entsprechend größere Anzahl von Schaltzuständen haben. The retrofit module 1 includes a switching device 5, which may be formed, for example, as a switching matrix. A switching matrix is sometimes referred to as a switch matrix. The switching device 5 has in the illustrated embodiment, four switching states, but may also have a correspondingly larger number of switching states in a larger number of antennas.
In einem ersten Schaltzustand leitet die Umschalteinrichtung 5 ein von dem RFID- Lesegerät 2 erzeugtes Sendesignal nur als Signal S1 der ersten Antenne 3 zu. In einem weiteren Schaltzustand, der in Figur 1 als der vierte Schaltzustand dargestellt ist, leitet die Umschalteinrichtung 5 ein von dem RFID-Lesegerät 2 erzeugtes Sendesignal nur der zweiten Antenne 4 zu, das in Figur 1 als Signal S2 dargestellt ist. In einem weiteren Schaltzustand, der in Figur 1 als der zweite Schaltzustand dargestellt ist, leitet die Umschalteinrichtung 5 das von dem RFID-Lesegerät 2 erzeugte Sendesignal sowohl der ersten Antenne 3 als auch der zweiten Antenne 4 zu. In diesem Schaltzustand sind die beiden Antennen 3 und 4 also additiv verknüpft. Dieser Schaltzustand ist in der Figur 1 als S1 +S2 dargestellt. In a first switching state, the switching device 5 transmits a transmission signal generated by the RFID reader 2 only as a signal S1 to the first antenna 3. In a further switching state, which is shown in FIG. 1 as the fourth switching state, the switching device 5 supplies a transmission signal generated by the RFID reading device 2 only to the second antenna 4, which is shown as a signal S2 in FIG. In a further switching state, which is shown in FIG. 1 as the second switching state, the switching device 5 supplies the transmission signal generated by the RFID reader 2 to both the first antenna 3 and the second antenna 4. In this switching state, the two antennas 3 and 4 are thus additively linked. This switching state is shown in FIG. 1 as S1 + S2.
In einem weiteren Schaltzustand, der in Figur 1 als der dritte Schaltzustand darge- stellt ist, verknüpft die Umschalteinrichtung 5 die beiden Antennen 3, 4 durch Differenzbildung, was in Figur 1 mit S1-S2 dargestellt ist. Für eine subtraktive Verknüpfung der beiden Antennen 3, 4 wird das von dem RFID-Lesegerät 2 erzeugte Sendesignal der zweiten Antenne 4 über ein nicht dargestelltes Phasenelement zugeleitet, das im Vergleich zu dem Signalweg des Sendesignals zu der ersten Antenne 3 eine Verzögerung um eine halbe Periode der Trägerfrequenz, mit welcher Signale von und zu einem Transponder des RFID-Systems gesendet werden, bewirkt. Bei einer subtraktiven Verknüpfung der beiden Antennen 3, 4 liegt das Sendesignal an den Antennen 3, 4 also gegenphasig an. Im Idealfall ist das Sendesignal an der zweiten Antenne 4 im Vergleich zu dem Sendesignal an der ers- ten Antenne 3 um 180° phasenverzögert. Bei einer additiven Verknüpfung der beiden Antennen 3, 4 ist das Phasenelement dann deaktiviert oder überbrückt, so dass es auf die Signallaufzeiten keinen Einfluss hat. Die Umschalteinrichtung 5 wird mittels einer Steuerschaltung 6 gesteuert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel generiert die Steuerschaltung ein Taktsignal zur Betätigung der zyklisch arbeitenden Umschalteinrichtung 5, so dass die Schaltzustände der Umschalteinrichtung 5 nacheinander durchlaufen werden. Der Steuerschaltung 6 wird über eine Abzweige- oder eine Auskuppeleinrichtung ein Teil des Sendesignals zugeführt, das von dem RFID-Lesegerät 2 erzeugt und der Umschalteinrichtung 5 zugeleitet wird. Die Steuerschaltung 6 kann auf diese Weise die Umschalteinrichtung 5 mit den von dem RFID-Lesegerät 2 ausgelösten Lesevorgängen synchronisieren. Mit anderen Worten wird also ein ausgekoppelter Teil des Sendesignals als Synchronisationssignal für die anzusteuernde Umschalteinrichtung 5 verwendet. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass die eigentliche Umschaltung der Umschalteinrichtung 5 in einer Sendepause zwischen zwei Sendesignalen vorgenommen werden kann. Beim Empfang der Antwortsignale von RFID-Transpondern werden die von den einzelnen Antennen 3, 4 emp- fangenen Antwortsignale also in gleicher Weise verknüpft, wie bei dem vorangegangenen Aussenden der Funksignale. In a further switching state, which is shown in FIG. 1 as the third switching state, the switching device 5 links the two antennas 3, 4 by subtraction, which is shown in FIG. 1 as S1-S2. For a subtractive connection of the two antennas 3, 4, the transmission signal generated by the RFID reader 2 of the second antenna 4 is fed via a not shown phase element, which compared to the signal path of the transmission signal to the first antenna 3, a delay by half a period the carrier frequency with which signals are sent from and to a transponder of the RFID system causes. In a subtractive linkage of the two antennas 3, 4, the transmission signal is at the antennas 3, 4 so in opposite phases. Ideally, the transmission signal at the second antenna 4 is compared to the transmission signal at the first antenna. th antenna 3 phase-delayed by 180 °. In the case of an additive combination of the two antennas 3, 4, the phase element is then deactivated or bypassed, so that it has no influence on the signal propagation times. The switching device 5 is controlled by means of a control circuit 6. In the embodiment shown, the control circuit generates a clock signal for actuating the cyclically operating switching device 5, so that the switching states of the switching device 5 are passed through in succession. The control circuit 6 is supplied via a branch or Auskuppeleinrichtung a part of the transmission signal generated by the RFID reader 2 and the switching device 5 is fed. The control circuit 6 can thus synchronize the switching device 5 with the readings triggered by the RFID reader 2. In other words, therefore, a decoupled part of the transmission signal is used as a synchronization signal for the switching device 5 to be controlled. In this way it can be achieved that the actual switching of the switching device 5 can be made in a transmission pause between two transmission signals. Upon receipt of the response signals from RFID transponders, the response signals received by the individual antennas 3, 4 are thus linked in the same way as in the case of the preceding transmission of the radio signals.
Die Steuerschaltung 6 kann einen Trigger 7 und einen Zähler 8, beispielsweise einen Binärzähler enthalten. Der Trigger 7 überwacht fortlaufend den Signalpegel des ausgekoppelten Teils des Sendesignals und erzeugt in Abhängigkeit von dem Signalpegel einen Impuls oder einen Spannungspegel, beispielsweise sobald der Signalpegel unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt. Auf diese Weise kann die Steuerschaltung 6 detektieren, wann ein von dem RFID-Lesegerät 2 ausgelöster Leseprozess zu Ende ist. Der dann von dem Trigger 7 erzeugte Impuls oder Signalpegel wird von dem Zähler 8 erfasst, der daraufhin die Umschalteinrichtung 5 veranlasst ihren Schaltzustand zu ändern. Auf diese Weise kann die Umschalteinrichtung 5 ihren Schaltzustand jeweils zwischen Lesevorgängen ändern, so dass bei aufeinanderfolgenden Lesevorgängen, bei dem gezeigten Beispiel vier Lesevorgängen, jeweils andere Abstrahlcharakteristika vorliegen und somit unterschiedliche Bereiche ausgeleuchtet werden. The control circuit 6 may include a trigger 7 and a counter 8, for example a binary counter. The trigger 7 continuously monitors the signal level of the coupled-out portion of the transmit signal and generates a pulse or voltage level in response to the signal level, for example, as soon as the signal level falls below a predetermined threshold. In this way, the control circuit 6 can detect when a reading process triggered by the RFID reader 2 is over. The pulse or signal level then generated by the trigger 7 is detected by the counter 8, which then causes the switching device 5 to change their switching state. In this way, the switching device 5 can change its switching state in each case between read operations, so that in successive read operations, in the example shown four Read operations, each have different emission characteristics and thus different areas are illuminated.
Die Spannungsversorgung des Nachrüstmoduls 1 , insbesondere der Umschaltein- richtung 5, kann sowohl über eine externe Spannungszuführung als auch per Phantomspeisung über das Koaxialkabel einer Antennenzuführung, beispielsweise über ein entsprechen ausgerüstetes Lesegerät 2. The power supply of the retrofit module 1, in particular the Umschaltein- direction 5, both via an external power supply as well as by phantom power via the coaxial cable of an antenna feeder, for example via a suitably equipped reading device. 2
Bezugszeichenliste Nachrüstmodul Refurbishment module
RFI D-Lesegerät RFI D reader
erste Antenne first antenna
zweite Antenne second antenna
Umschalteinrichtung switchover
Steuerschaltung control circuit
Trigger trigger
Zähler counter

Claims

Patentansprüche claims
1. Lesegerät für ein RFID-System in Verbindung mit mehreren Antennen (3, 4), denen das Lesegerät (2) ein Sendesignal übermittelt, das die Antennen (3, 4) als Funksignal aussenden, gekennzeichnet durch 1. reader for an RFID system in conjunction with a plurality of antennas (3, 4) to which the reading device (2) transmits a transmission signal, which emit the antennas (3, 4) as a radio signal, characterized by
ein Phasenelement, das bei einem es durchlaufenden Sendesignal eine Phasendrehung um eine halbe Periode einer Trägerfrequenz, mit welcher Signale von und zu einem Transponder des RFID-Systems gesendet werden, bewirkt, und  a phase element which, in the case of a transmission signal passing through it, effects a phase rotation by half a period of a carrier frequency with which signals are transmitted from and to a transponder of the RFID system, and
eine Umschalteinrichtung (5), die  a switching device (5), the
in einem ersten Schaltzustand ein von dem Lesegerät (2) erzeugtes Sendesignal durch das Phasenelement zu einer ersten Antenne (3) und an dem Phasenelement vorbei zu einer zweiten Antenne (4) leitet, so dass die erste Antenne (3) und die zweite Antenne (4) das Funksignal gegenphasig aussenden, und in einem zweiten Schaltzustand das Phasenelement überbrückt oder deaktiviert, so dass ein von dem Lesegerät (2) erzeugtes Sendesignal von dem Phasenelement unbeeinflusst zu der ersten Antenne (3) und zu der zweiten Antenne (4) geleitet wird und die erste Antenne (3) sowie die zweite Antenne (4) das Funksignal phasengleich aussenden.  in a first switching state, a transmission signal generated by the reading device (2) passes through the phase element to a first antenna (3) and past the phase element to a second antenna (4), so that the first antenna (3) and the second antenna ( 4) emit the radio signal out of phase, and in a second switching state bridges or deactivates the phase element so that a transmission signal generated by the reading device (2) is conducted by the phase element unaffected to the first antenna (3) and to the second antenna (4) and the first antenna (3) and the second antenna (4) emit the radio signal in phase.
2. Lesegerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (5) das Sendesignal in einem weiteren Schaltzustand nur einer der Antennen (3, 4) zuleitet. 2. Reader according to claim 1, characterized in that the switching device (5) the transmission signal in a further switching state only one of the antennas (3, 4) zuleitet.
3. Lesegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zu der Umschalteinrichtung (5) führenden Leitung ein Abzweiger oder eine Auskoppeleinrichtung vorgesehen ist, welche einen Teil des Sendesignals auskoppelt und an eine Steuerschaltung (6) übermittelt, welche aus dem ausgekoppelten Teil des Sendesignals ein die Umschalteinrichtung (5) be- tätigendes Steuersignal bildet. 3. Reading device according to one of the preceding claims, characterized in that in a to the switching device (5) leading line a tap or a decoupling device is provided which decouples a part of the transmission signal and transmitted to a control circuit (6), which from the decoupled Part of the transmission signal forms a control signal that operates the switching device (5).
4. Lesegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (6) einen Zähler (8), vorzugsweise einen Binärzähler enthält. 4. Reading device according to claim 3, characterized in that the control circuit (6) includes a counter (8), preferably a binary counter.
5. Lesegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (5) eine Schaltmatrix ist, die ihre Schaltzustände zyklisch einnimmt. 5. Reading device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching device (5) is a switching matrix, which assumes its switching states cyclically.
6. Lesegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (5) zwischen dem Lesegerät (2) und den Antennen (3, 4) in einem separaten Gehäuse angeordnet ist. 6. Reader according to one of the preceding claims, characterized in that the switching device (5) between the reader (2) and the antennas (3, 4) is arranged in a separate housing.
7. Lesegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (5) einen zusätzlichen Schaltzustand hat, in dem eine separate Antenne angesprochen wird, die Teil einer Registriereinheit ist. 7. Reading device according to one of the preceding claims, characterized in that the switching device (5) has an additional switching state, in which a separate antenna is addressed, which is part of a registration unit.
8. Nachrüstmodul für ein RFID-Lesegerät, mit 8. Retrofit module for an RFID reader, with
einem Lesegerätanschluss zum Anschließen an ein Lesegerät (2),  a reader terminal for connection to a reader (2),
einem ersten Antennenanschluss zum Anschließen an eine erste Antenne (3), einem zweiten Antennenanschluss zum Anschließen an eine zweite Antenne (4),  a first antenna terminal for connection to a first antenna (3), a second antenna terminal for connection to a second antenna (4),
einer Umschalteinrichtung (5), die mehrere Schaltzustände hat, in denen der Lesegerätanschluss auf unterschiedliche Weise mit den Antennenanschlüssen verknüpft ist, wobei  a switching device (5) having a plurality of switching states in which the reader terminal is connected in different ways to the antenna terminals, wherein
in einem ersten Schaltzustand der Lesegerätanschluss mit dem ersten und dem zweiten Antennenanschluss verbunden ist, wobei in dem Signalweg von dem Lesegerätanschluss zu dem ersten Antennenanschluss ein Phasenelement enthalten ist, so dass der Signalweg zwischen dem Lesegerätanschluss und dem ersten Antennenanschluss im Vergleich zu dem Signalweg von dem Lesegerätanschluss zu dem zweiten Antennenanschluss eine Phasenverzögerung um eine halbe Periode einer Trägerfrequenz, mit welcher Signale von und zu einem Transponder des RFID-Systems gesendet werden, bewirkt,  in a first switching state, the reader terminal is connected to the first and the second antenna terminal, wherein in the signal path from the reader terminal to the first antenna terminal, a phase element is included, so that the signal path between the reader terminal and the first antenna terminal compared to the signal path of the Reader terminal to the second antenna terminal causes a phase delay by half a period of a carrier frequency with which signals are sent from and to a transponder of the RFID system causes
in einem zweiten Schaltzustand der Lesegerätanschluss mit dem ersten und dem zweiten Antennenanschluss so verbunden ist, wobei das Phasenelement in dem Signalweg von dem Lesegerätanschluss zu dem ersten Antennenanschluss deaktiviert oder überbrückt ist. in a second switching state, the reader terminal is connected to the first and the second antenna terminal, wherein the phase element in the signal path from the reader terminal to the first antenna terminal is deactivated or bypassed.
9. Verfahren zum Auslesen eines RFID-Transponders, wobei mit einem Lesegerät (2) mehreren Antennen (3, 4) ein Sendesignal zugeleitet wird, das von den Antennen (3, 4) als Funksignal ausgesandt wird, das dann von dem RFID- Transponder empfangen wird, der daraufhin ein Antwortsignal aussendet, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auslesen des RFID-Transponders die Antennen (3, 4) das Sendesignal nacheinander in unterschiedlichen Ansteue- rungskonfigurationen aussenden, wobei in einer ersten Ansteuerungskonfigura- tion eine ersten Antenne (3) und eine zweite Antenne (4) das Sendesignal phasenverschoben, vorzugsweise um 180° phasenverschoben, erhalten, so dass die Antennen (3, 4) das Funksignal phasenverschoben aussenden, und in einer zweiten Konfiguration die erste Antenne (3) und die zweite Antenne (4) das Sendesignal phasengleich erhalten, so dass die Antennen (3, 4) das Funksignal phasengleich aussenden. 9. A method for reading an RFID transponder, wherein with a reader (2) a plurality of antennas (3, 4), a transmission signal is supplied, which is emitted by the antennas (3, 4) as a radio signal, which then from the RFID transponder is received, which then emits a response signal, characterized in that for reading the RFID transponder, the antennas (3, 4) emit the transmission signal successively in different control configurations, wherein in a first Ansteuerungskonfigura- tion a first antenna (3) and a second antenna (4) has the transmission signal phase-shifted, preferably phase-shifted by 180 °, so that the antennas (3, 4) send the radio signal out of phase, and in a second configuration the first antenna (3) and the second antenna (4) receive the transmission signal in phase, so that the antennas (3, 4) emit the radio signal in phase.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiteren Konfiguration jeweils nur eine der Antennen (3, 4) das Sendesignal erhält. 10. The method according to claim 9, characterized in that in a further configuration in each case only one of the antennas (3, 4) receives the transmission signal.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1619750A1 (en) * 2004-07-22 2006-01-25 Feig Electronic GmbH Antenna device for an RFID system
DE102006053987A1 (en) 2006-09-01 2008-03-13 Wilhelm Sihn Jr. Gmbh & Co. Kg Radio frequency identification system reader, has linear polarized antennas provided for sending and receiving high frequency signals, where one of antennas can be switched between polarization directions by switching device
US20150072629A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Broadcom Corporation Wireless communication device front end and distributed antenna system
US20150154430A1 (en) * 2008-01-30 2015-06-04 Mark H. Smith Array antenna system and algorithm applicable to rfid readers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1619750A1 (en) * 2004-07-22 2006-01-25 Feig Electronic GmbH Antenna device for an RFID system
DE102006053987A1 (en) 2006-09-01 2008-03-13 Wilhelm Sihn Jr. Gmbh & Co. Kg Radio frequency identification system reader, has linear polarized antennas provided for sending and receiving high frequency signals, where one of antennas can be switched between polarization directions by switching device
US20150154430A1 (en) * 2008-01-30 2015-06-04 Mark H. Smith Array antenna system and algorithm applicable to rfid readers
US20150072629A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Broadcom Corporation Wireless communication device front end and distributed antenna system

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