EP1317017A1 - Antenna device for generating a quasi-isotropic magnetic field - Google Patents

Antenna device for generating a quasi-isotropic magnetic field Download PDF

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Publication number
EP1317017A1
EP1317017A1 EP01128715A EP01128715A EP1317017A1 EP 1317017 A1 EP1317017 A1 EP 1317017A1 EP 01128715 A EP01128715 A EP 01128715A EP 01128715 A EP01128715 A EP 01128715A EP 1317017 A1 EP1317017 A1 EP 1317017A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
secondary winding
antenna arrangement
loop
loop antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01128715A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alfred Lauper
Daniel Saxer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive Switzerland AG
Original Assignee
Siemens Transit Telematic Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Transit Telematic Systems AG filed Critical Siemens Transit Telematic Systems AG
Priority to EP01128715A priority Critical patent/EP1317017A1/en
Priority to PCT/EP2002/011032 priority patent/WO2003049230A1/en
Publication of EP1317017A1 publication Critical patent/EP1317017A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
    • H01F2005/027—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers wound on formers for receiving several coils with perpendicular winding axes, e.g. for antennae or inductive power transfer

Definitions

  • the present invention relates to an antenna arrangement for Generation of a quasi-isotropic magnetic field according to the generic term of claim 1.
  • Antenna arrangements are required, which usually consist of three to each other orthogonal frame or ring antennas or dipole antennas consist.
  • Such paired orthogonal antenna arrangements are e.g. disclosed in US 5,258,766 (Murdoch, Nov. 2, 1993) or in WO 01/73888 A1 (Teratron GmbH, Oct. 4. 2001).
  • the present invention is therefore based on the object to specify an antenna arrangement with respect to the dimensioning easily in a space between interior and External ceiling can be installed, creating a quasi-isotropic Magnetic field allowed and easy to manufacture is.
  • each loop antenna is formed from a primary winding and a secondary winding; this results in easy assembly and, through a capacitive and inductive coupling of the two windings, more magnetic energy can be generated by the antenna arrangement.
  • FIG. 1 shows the floor plan of an embodiment of the antenna arrangement 1 according to the invention.
  • the antenna arrangement 1 is formed from three loop antennas 11, 12 and 13, the planes of which are each orthogonal to one another in pairs.
  • Each of the loop antennas 11, 12, and 13 has a groove or groove 11 R , 12 R , and 13 R , which is provided for receiving a primary and secondary winding made of lacquered, ie insulated Cu wire.
  • the cross sections of the loop antennas 11, 12 and 13 - see Figures 1 and 2 - are elliptical with a semi-axis ratio a: b, which is of the order of magnitude of preferably 2: 1.
  • the planes of these ellipses are orthogonal in pairs.
  • This orthogonality is indicated at one point as shown in FIG. 2 with the specification 90 °.
  • the corners / edges between the planes of two loop antennas are either rounded, as shown by the arrow 4 in FIG. 1. It is also possible to provide these corners / edges with a narrow strip that has an angle of 45 ° with respect to the planes.
  • two connection tabs 21, 22 and 23 are provided for the primary winding 17, 18 and 19 of each frame antenna 11, 12 and 13.
  • a threaded hole 3 is provided for fastening the antenna arrangement 1 or the antenna carrier 2.
  • This antenna arrangement 1 is primarily intended for installation on or above a visible ceiling of an entry zone for the detection of electronic tickets.
  • the axis of the threaded hole 3 is oriented vertically in the operating state.
  • another hole can also be provided for the attachment, for example with a slightly conical shape for a press fit.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the antenna arrangement 1 from “obliquely below”, this view “obliquely below” relates to the position of the antenna arrangement in the operational state.
  • the above-mentioned secondary windings 17, 18 and 19 are "open".
  • a hole is provided next to a groove 11 R , 12 R , and 13 R for assembly.
  • one end of each secondary winding 17, 18 and 19 is fixed in the hole in question, and after the winding has taken place, the other end is fastened to the respective fixation notch 31, 32 and 33.
  • the fixation notches 31, 32 and 33 can also be designed in such a way that they have a bolt formed by two notches, around which the copper wire can be wound with one turn and can thus be fixed.
  • both ends of a secondary coil can also be attached to the same fixation notch 31, 32 or 33.
  • the antenna carrier 2 is in one piece.
  • the symmetrical shape of the antenna carrier 2 makes it easier to design it as an injection molded part.
  • Plastic for example acrylonitrile-butadiene-styrene, abbreviated ABS, is preferably used as the injection molding material.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • the rotationally symmetrical radiation properties also result in an adjustment being omitted in the final assembly of such an antenna arrangement 1 in a vehicle.
  • FIG. 3 shows the equivalent circuit diagram of a loop antenna with the reference symbols 17 Lp , 17 Ls , 17 R and 17 C ;
  • the following information relates to each loop antenna, since these must be identical in electrical terms to generate a quasi-isotropic magnetic field.
  • the number of turns 1 (one) is provided for the primary winding, while the secondary winding has a number of turns of preferably 5 to 25, depending on the area of use.
  • the connection tabs 21 are connected to a transmission unit, this transmission unit generating a separate transmission signal for each loop antenna, which are each shifted by 90 ° from one another.
  • the resulting magnetic field is used to transmit data to the electronic tickets by modulation.
  • an inductance 17 Lp is shown for the primary winding.
  • this antenna arrangement is preferably provided for the permitted frequencies 6.78, 13.56 or 27.1 MHz, there is predominantly a magnetic coupling between the primary and secondary windings.
  • a capacitance 17 C and an ohmic resistor 17 R must be recorded in the equivalent circuit diagram because of the above-mentioned frequencies for the secondary winding.
  • the capacitance 17 C between the turns of the secondary winding can be assigned.
  • two open ends are shown, which are actually superfluous in the equivalent circuit diagram. Seen electrically, a so-called parallel oscillation is formed by this equivalent circuit diagram.
  • the antenna arrangement can be designed in a simple manner for a specific application. From the point of view of an assigned transmission unit, an optimal adaptation in the direction of the primary winding is achieved and there is no need for time-consuming adjustment on the part of an assigned transmission unit. A number of turns greater than 1 (one) can also be used for the primary winding.
  • the invention is not based on that described above Embodiment limited.
  • the loop antenna can be used instead an elliptical shape also have an oval shape.

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Abstract

The antenna arrangement consists of an antenna bearer (2) holding three frame antennas (11-13) arranged in mutually orthogonal pairs engaged within each other. The antenna bearer is made in one piece and each frame antenna consists of a primary coil and a secondary coil. Each frame antenna has the same oval shape and the secondary coils have more windings than the primaries.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung zur Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to an antenna arrangement for Generation of a quasi-isotropic magnetic field according to the generic term of claim 1.

Für die Erfassung sogenannter elektronischer Billette, wie sie z.B. in WO 01/20557 A1 offenbart sind, ist es erforderlich, dass sich diese Billette für das Wecken mit einer Frequenz im Bereich von z.B. 6.78, 13.56 oder 27.1 MHz in einem möglichst isotropen Magnetfeld befinden. Anstelle von einem "möglichst isotropes Magnetfeldes" wird auch von einem "uniformen Magnetfeld" gesprochen. Im folgenden wird dafür der Begriff "quasi-isotropes Magnetfeld" verwendet.For the registration of so-called electronic tickets, such as they e.g. are disclosed in WO 01/20557 A1, it is necessary that these tickets are for waking up at a frequency in the range of e.g. 6.78, 13.56 or 27.1 MHz in one possible isotropic magnetic field. Instead of one "Isotropic magnetic field as possible" is also used by a "uniform Magnetic field "is spoken of The term "quasi-isotropic magnetic field" is used.

Für die Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes sind Antennenanordnungen erforderlich, die meist aus drei zueinander orthogonalen Rahmen- oder Ringantennen oder Dipolantennen bestehen. Solche paarweise orthogonalen Antennenanordnungen sind z.B. offenbart in US 5.258.766 (Murdoch, Nov. 2, 1993) oder in WO 01/73888 A1 (Teratron GmbH, 4. Okt. 2001).For the generation of a quasi-isotropic magnetic field Antenna arrangements are required, which usually consist of three to each other orthogonal frame or ring antennas or dipole antennas consist. Such paired orthogonal antenna arrangements are e.g. disclosed in US 5,258,766 (Murdoch, Nov. 2, 1993) or in WO 01/73888 A1 (Teratron GmbH, Oct. 4. 2001).

Solche vorzugsweise in Eisenbahnwagen oder Autobusse zu platzierende Antennenanordnungen sollten möglichst unsichtbar montiert werden können. Dies bedingt bei einer Montage hinter einer sichtbaren Decke aus Kunststoff, dass die Abmessungen möglichst klein sein sollten. Bedingt auch durch die aufgrund der behördlichen Frequenzregulierung der vorgenannten Werte, müssen in einem Fahrzeug wegen der Nahfeldwirkung in einem Eisenbahnwagen wenigstens eine Antennenanordnung pro Ein/Ausstiegszone vorgesehen werden. Je nach Erfassungsverfahren müssen in den Passagierräumen weitere solcher Antennenanordnung vorgesehen werden, so dass die Herstellkosten einer solchen Antennenanordnung in einer Gesamtkostenbetrachtung ins Gewicht fallen. Such preferably in railroad cars or buses too placing antenna arrangements should be as invisible as possible can be assembled. This requires rear mounting a visible plastic ceiling that the dimensions should be as small as possible. Also due to the due the official frequency regulation of the aforementioned values, have to be in one vehicle because of the near field effect in one Railway wagons have at least one antenna arrangement per entry / exit zone be provided. Depending on the registration procedure must have further such antenna arrangement in the passenger compartments be provided so that the manufacturing cost of a such an antenna arrangement in a total cost consideration weight.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antennenanordnung anzugeben, die bezüglich der Dimensionierung leicht in einen Zwischenraum zwischen Innen- und Aussendecke einbaubar ist, die Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes erlaubt und auf einfache Weise herstellbar ist.The present invention is therefore based on the object to specify an antenna arrangement with respect to the dimensioning easily in a space between interior and External ceiling can be installed, creating a quasi-isotropic Magnetic field allowed and easy to manufacture is.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the specified in claim 1 Measures solved. Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.

Dadurch dass
der Antennenträger einstückig ausgebildet ist und dass jede Rahmenantenne aus je einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung gebildet wird;
ergibt sich eine leichte Montierbarkeit und durch eine kapazitive und induktive Kopplung der beiden Wicklungen kann durch die Antennenanordnung mehr magnetische Energie erzeugt werden.As a result of that
the antenna carrier is formed in one piece and that each loop antenna is formed from a primary winding and a secondary winding;
this results in easy assembly and, through a capacitive and inductive coupling of the two windings, more magnetic energy can be generated by the antenna arrangement.

So können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben:

  • i) Dadurch dass
       jede Rahmenantenne die gleiche ovale Form und die Sekundärwicklung eine höhere Windungszahl als die Primärwicklung aufweist;
       ergibt sich durch die ovale Form einerseits eine reduzierte Bauhöhe und andererseits ein weitgehend homogenes Magnetfeld und mit der gegenüber der Primärwindungszahl höheren Sekundärwindungszahl sind eine optimale Anpassung der Antennenimpedanz an eine zugeordneten Sendeeinheit und eine geforderte Feldstärke konfektionierbar (Patentanspruch 2).
  • ii) Dadurch dass
       jede Rahmenantenne eine Rille aufweist, die für die Aufnahme von Primär- und Sekundärwicklung vorgesehen ist;
       kann der Antennenträger auf einfache Weise mit Primärund Sekundärwicklungen versehen werden und erlaubt somit eine kostengünstige Konfektionierung der erfindungsgemässen Antennenanordnung (Patentanspruch 5).
  • iii) Dadurch dass
       der Antennenträger ein Befestigungsloch aufweist, dessen Achse in der Projektion gesehen parallel ist zur kleinen Halbachse der Ellipse gemäss der elliptischen Form einer Rahmenantenne;
       kann der Antennenträger auf einfachste Weise in einem Gehäuse montiert werden und es braucht dank der drehsymmetrischen Anordnung der Rahmenantennen relativ zur Achse des Befestigungsloches keine Justierung vorgenommen zu werden (Patentanspruch 7).
  • iv) Dadurch dass
       der Antennenträger als Spritzgussteil ausgebildet ist; ist eine kostengünstige Herstellung der Antennenanordnung insbesondere für grössere Stückzahlen lohnend (Patentanspruch 8).
    • The following additional advantages can result:
  • i) Because
    each loop antenna has the same oval shape and the secondary winding has a higher number of turns than the primary winding;
    the oval shape results in a reduced overall height on the one hand and a largely homogeneous magnetic field on the other and with the higher number of secondary turns compared to the number of primary turns, an optimal adaptation of the antenna impedance to an assigned transmitter unit and a required field strength can be assembled (claim 2).
  • ii) By that
    each loop antenna has a groove which is provided for receiving primary and secondary windings;
    the antenna carrier can be provided with primary and secondary windings in a simple manner and thus allows an inexpensive assembly of the antenna arrangement according to the invention (claim 5).
  • iii) By that
    the antenna carrier has a fastening hole, the axis of which, seen in the projection, is parallel to the small semiaxis of the ellipse in accordance with the elliptical shape of a loop antenna;
    the antenna carrier can be mounted in a housing in the simplest way and, thanks to the rotationally symmetrical arrangement of the loop antennas, no adjustment needs to be made relative to the axis of the mounting hole (claim 7).
  • iv) By that
    the antenna carrier is designed as an injection molded part; is an inexpensive manufacture of the antenna arrangement especially worthwhile for larger quantities (claim 8).

    • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:

    Figur 1
    Grundriss einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Antennenanordnung;
    Figur 2
    perspektivische Ansicht von schräg unten der in Fig. 1 angegebenen Ausführungsform;
    Figur 3
    Ersatzschaltbild für eine der drei Rahmenantennen der erfindungsgemässen Antennenanordnung.
    The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. Show:
    Figure 1
    Floor plan of an embodiment of the antenna arrangement according to the invention;
    Figure 2
    perspective view obliquely from below of the embodiment shown in Fig. 1;
    Figure 3
    Equivalent circuit diagram for one of the three loop antennas of the antenna arrangement according to the invention.

    Figur 1 zeigt den Grundriss einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Antennenanordnung 1. Die Antennenanordnung 1 wird gebildet aus drei Rahmenantennen 11, 12, und 13, deren Ebenen zueinander je paarweise orthogonal sind. Jede der Rahmenantennen 11, 12, und 13 weist eine Nut oder Rille 11R, 12R, und 13R auf, die für die Aufnahme einer Primär- und Sekundärwicklung aus lackiertem, d.h. isoliertem Cu-Draht vorgesehen ist. Die Querschnitte der Rahmenantennen 11, 12 und 13 - siehe dazu die Figuren 1 und 2 - sind elliptisch mit einem Halbachsenverhältnis a:b, das in der Grössenordnung von vorzugsweise 2:1 liegt. Die Ebenen dieser Ellipsen sind wie vorstehend erwähnt paarweise orthogonal. Diese Orthogonalität ist an einer Stelle gemäss der Darstellung von Fig. 2 mit der Angabe 90° angegeben. Die Ecken/Kanten zwischen den Ebenen zweier Rahmenantennen sind aus fertigungstechnischen Gründen entweder gerundet ausgeführt, wie dies in Fig. 1 mit dem Hinweispfeil 4 gezeigt ist. Es ist auch möglich diese Ecken/Kanten mit einem schmalen Streifen vorzusehen, der gegenüber den Ebenen einen Winkel von 45° aufweist. Im Grundriss gemäss der Darstellung von Fig. 1 sind für die Primärwicklung 17, 18 und 19 einer jeden Rahmenantenne 11, 12 und 13 je zwei Anschlusslaschen 21, 22 und 23 vorgesehen. Für die Befestigung der Antennenordnung 1 bzw. des Antennenträgers 2 ist ein Gewindeloch 3 vorgesehen. Diese Antennenanordnung 1 ist primär für den Einbau an oder über einer sichtbaren Decke einer Eintrittszone für die Erfassung von elektronischen Billetten vorgesehen. In aller Regel ist im Betriebszustand die Achse des Gewindeloches 3 vertikal ausgerichtet. Anstelle eines Gewindeloches 3 kann auch ein anderes Loch für die Befestigung vorgesehen werden, z.B. mit einer leicht konischen Form für einen Press-Sitz.FIG. 1 shows the floor plan of an embodiment of the antenna arrangement 1 according to the invention. The antenna arrangement 1 is formed from three loop antennas 11, 12 and 13, the planes of which are each orthogonal to one another in pairs. Each of the loop antennas 11, 12, and 13 has a groove or groove 11 R , 12 R , and 13 R , which is provided for receiving a primary and secondary winding made of lacquered, ie insulated Cu wire. The cross sections of the loop antennas 11, 12 and 13 - see Figures 1 and 2 - are elliptical with a semi-axis ratio a: b, which is of the order of magnitude of preferably 2: 1. As mentioned above, the planes of these ellipses are orthogonal in pairs. This orthogonality is indicated at one point as shown in FIG. 2 with the specification 90 °. For manufacturing reasons, the corners / edges between the planes of two loop antennas are either rounded, as shown by the arrow 4 in FIG. 1. It is also possible to provide these corners / edges with a narrow strip that has an angle of 45 ° with respect to the planes. In the floor plan according to the representation of FIG. 1, two connection tabs 21, 22 and 23 are provided for the primary winding 17, 18 and 19 of each frame antenna 11, 12 and 13. A threaded hole 3 is provided for fastening the antenna arrangement 1 or the antenna carrier 2. This antenna arrangement 1 is primarily intended for installation on or above a visible ceiling of an entry zone for the detection of electronic tickets. As a rule, the axis of the threaded hole 3 is oriented vertically in the operating state. Instead of a threaded hole 3, another hole can also be provided for the attachment, for example with a slightly conical shape for a press fit.

    Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Antennenanordnung 1 von "schräg unten", wobei diese Ansicht "schräg unten" sich auf die Lage der Antennenanordnung in betriebsbereitem Zustand bezieht. Die vorstehend erwähnten Sekundärwicklungen 17, 18 und 19 sind "offen". Für die Montage sind in einer bevorzugten Ausführungsform ein Loch neben je einer Rille 11R, 12R, und 13R vorgesehen. Bei der Herstellung wird das eine Ende einer jeden Sekundärwicklung 17, 18 und 19 im betreffenden Loch fixiert und nach erfolgter Bewicklung wird das andere Ende an der jeweiligen Fixationskerbe 31, 32 und 33 befestigt. Die Fixationskerben 31, 32 und 33 können auch so ausgebildet sein, dass sie einen durch zwei Kerben gebildeten Bolzen aufweisen, um den der Cu-Draht mit einer Umdrehung gewickelt und damit fixiert werden kann. Alternativ können auch beide Ende einer Sekundärspule an der gleichen Fixationskerbe 31, 32 oder 33 befestigt werden. Der Antennenträger 2 ist einstückig. Die symmetrische Form des Antennenträgers 2 erleichtert es, diesen als Spritzgussteil auszuführen. Als Spritzgussmaterial wird dabei vorzugsweise Kunststoff, z.B. Acrylnitril-Butadien-Styrol, abgekürzt ABS, verwendet. Dadurch reduzieren sich zusammen mit der einfachen Bewickelbarkeit und der einfachen Montierbarkeit der erfindungsgemässen Antennenanordnung 1 die Herstellkosten in signifikanter Weise. Die rotationssymmetrischen Abstrahleigenschaften führen auch dazu, dass bei der Schlussmontage einer solchen Antennenanordnung 1 in einem Fahrzeug eine Justierung entfällt.FIG. 2 shows a perspective view of the antenna arrangement 1 from “obliquely below”, this view “obliquely below” relates to the position of the antenna arrangement in the operational state. The above-mentioned secondary windings 17, 18 and 19 are "open". In a preferred embodiment, a hole is provided next to a groove 11 R , 12 R , and 13 R for assembly. During manufacture, one end of each secondary winding 17, 18 and 19 is fixed in the hole in question, and after the winding has taken place, the other end is fastened to the respective fixation notch 31, 32 and 33. The fixation notches 31, 32 and 33 can also be designed in such a way that they have a bolt formed by two notches, around which the copper wire can be wound with one turn and can thus be fixed. Alternatively, both ends of a secondary coil can also be attached to the same fixation notch 31, 32 or 33. The antenna carrier 2 is in one piece. The symmetrical shape of the antenna carrier 2 makes it easier to design it as an injection molded part. Plastic, for example acrylonitrile-butadiene-styrene, abbreviated ABS, is preferably used as the injection molding material. As a result, the manufacturing costs are significantly reduced, together with the ease of winding and the simple assembly of the antenna arrangement 1 according to the invention. The rotationally symmetrical radiation properties also result in an adjustment being omitted in the final assembly of such an antenna arrangement 1 in a vehicle.

    In Figur 3 ist das Ersatzschaltbild einer Rahmenantenne mit den Bezugszeichen 17Lp, 17Ls, 17R und 17C gezeigt; die nachfolgenden Angaben beziehen sich dabei auf jede Rahmenantenne, da diese zur Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes elektrisch gesehen identisch ausgeführt sein müssen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist für die Primärwicklung die Windungszahl 1 (eins) vorgesehen, während die Sekundärwicklung je nach Einsatzgebiet eine Windungszahl von vorzugsweise 5 bis 25 aufweist. Die Anschlusslaschen 21 sind mit einer Sendeeinheit verbunden, wobei diese Sendeeinheit für jede Rahmenantenne ein separates Sendesignal erzeugt, die untereinander je um 90° verschoben sind. Mit dem resultierenden Magnetfeld werden durch eine Modulation Daten zu den elektronischen Billetten übertragen. Im Ersatzschaltbild ist für die Primärwicklung eine Induktivität 17Lp gezeigt. Da diese Antennenanordnung vorzugsweise für die zugelassenen Frequenzen 6.78, 13.56 oder 27.1 MHz vorgesehen ist, ergibt sich zwischen Primär- und Sekundärwicklung überwiegend eine magnetische Kopplung. Unter Berücksichtigung von nur relevanten Anteilen ist wegen der vorstehenden geannten Frequenzen für die Sekundärwicklung im Ersatzschaltbild neben der Induktivität 17Ls, eine Kapazität 17C und ein ohmscher Widerstand 17R aufzunehmen. Real gesehen ist die Kapazität 17C zwischen den Windungen der Sekundärwicklung zuzuordnen. Um auch im Ersatzschaltbild anzudeuten, dass die Wicklung "offen" ist, sind noch zwei offene Ende gezeigt, die genau genommen in der Ersatzschaltbilddarstellung überflüssig sind. Elektrisch gesehen wird durch dieses Ersatzschaltbild ein sogenannter Parallelschwing gebildet. Durch eine Wahl des Verhältnisses der Windungszahl von Primär- und Sekundärwicklung lässt sich die Antennenanordnung auf einfache Weise für einen bestimmten Anwendungsfall auslegen. Dabei wird aus Sicht einer zugeordneten Sendeeinheit In Richtung Primärwicklung eine optimale Anpassung erreicht und es entfällt eine aufwendige Einstellbarkeit auf Seite einer zugeordneten Sendeeinheit. Für die Primärwicklung kann auch eine Windungszahl grösser als 1 (eins) angewendet werden.FIG. 3 shows the equivalent circuit diagram of a loop antenna with the reference symbols 17 Lp , 17 Ls , 17 R and 17 C ; The following information relates to each loop antenna, since these must be identical in electrical terms to generate a quasi-isotropic magnetic field. In a preferred embodiment, the number of turns 1 (one) is provided for the primary winding, while the secondary winding has a number of turns of preferably 5 to 25, depending on the area of use. The connection tabs 21 are connected to a transmission unit, this transmission unit generating a separate transmission signal for each loop antenna, which are each shifted by 90 ° from one another. The resulting magnetic field is used to transmit data to the electronic tickets by modulation. In the equivalent circuit diagram, an inductance 17 Lp is shown for the primary winding. Since this antenna arrangement is preferably provided for the permitted frequencies 6.78, 13.56 or 27.1 MHz, there is predominantly a magnetic coupling between the primary and secondary windings. Taking into account only relevant proportions, in addition to the inductance 17 Ls , a capacitance 17 C and an ohmic resistor 17 R must be recorded in the equivalent circuit diagram because of the above-mentioned frequencies for the secondary winding. In real terms, the capacitance 17 C between the turns of the secondary winding can be assigned. In order to indicate in the equivalent circuit diagram that the winding is "open", two open ends are shown, which are actually superfluous in the equivalent circuit diagram. Seen electrically, a so-called parallel oscillation is formed by this equivalent circuit diagram. By choosing the ratio of the number of turns of the primary and secondary winding, the antenna arrangement can be designed in a simple manner for a specific application. From the point of view of an assigned transmission unit, an optimal adaptation in the direction of the primary winding is achieved and there is no need for time-consuming adjustment on the part of an assigned transmission unit. A number of turns greater than 1 (one) can also be used for the primary winding.

    Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die Rahmenantenne kann anstelle einer elliptischen Form auch eine ovale Form aufweisen. The invention is not based on that described above Embodiment limited. The loop antenna can be used instead an elliptical shape also have an oval shape.

    Liste der verwendeten Bezugszeichen und AbkürzungenList of reference symbols and abbreviations used

    11
    Antennenanordnungantenna array
    22
    Antennenträgerantenna support
    33
    Befestigungsloch; GewindelochMounting hole; threaded hole
    44
    Kantenrundung zwischen den Ebenen zweier RahmenantennenEdge rounding between the levels of two loop antennas
    11, 11R 11, 11 row
    erste Rahmenantenne; Rille zur Aufnahme der Wicklungenfirst loop antenna; Groove to accommodate the windings
    12, 12R 12, 12 rows
    zweite Rahmenantenne; Rille zur Aufnahme der Wicklungensecond loop antenna; Groove to accommodate the windings
    13, 13R 13, 13 row
    dritte Rahmenantenne; Rille zur Aufnahme der Wicklungenthird loop antenna; Groove to accommodate the windings
    1717
    Primär-/Sekundärwicklung der ersten RahmenantennePrimary / secondary winding of the first loop antenna
    1818
    Primär-/Sekundärwicklung der zweiten RahmenantennePrimary / secondary winding of the second loop antenna
    1919
    Primär-/Sekundärwicklung der dritten RahmenantennePrimary / secondary winding of the third loop antenna
    17Lp, 17Ls 17 Lp , 17 Ls
    Induktivität der Primär-/Sekundärwicklung der ersten RahmenantenneInductance of the primary / secondary winding of the first loop antenna
    17R 17 rows
    Widerstand der Sekundärwicklung der ersten RahmenantenneResistance of the secondary winding of the first loop antenna
    17C 17 C.
    Kapazität der Sekundärwicklung der ersten RahmenantenneSecondary winding capacity of the first loop antenna
    2121
    Anschlusslasche für die Primärwicklung der ersten RahmenantenneConnection tab for the primary winding of the first loop antenna
    2222
    Anschlusslasche für die Primärwicklung der zweiten RahmenantenneConnection tab for the primary winding of the second loop antenna
    2323
    Anschlusslasche für die Primärwicklung der dritten RahmenantenneConnection tab for the primary winding of the third loop antenna
    3131
    Fixationskerbe für die Sekundärwicklung der ersten RahmenantenneFixation notch for the secondary winding of the first loop antenna
    3232
    Fixationskerbe für die Sekundärwicklung der zweiten RahmenantenneFixation notch for the secondary winding of the second loop antenna
    3333
    Fixationskerbe für die Sekundärwicklung der dritten RahmenantenneFixation notch for the secondary winding of the third loop antenna

    Claims (8)

    Antennenanordnung (1) zur Erzeugung eines quasi-isotropen Magnetfeldes, die aus einem drei Rahmenantennen (11, 12, 13) haltenden Antennenträger (2) gebildet wird, wobei die Rahmenantennen (11, 12, 13) paarweise zueinander orthogonal und ineinander angeordnet sind;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Antennenträger (2) einstückig ausgebildet ist und dass jede Rahmenantenne (11, 12, 13) aus je einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung (17, 18, 19) gebildet wird.    Antenna arrangement (1) for generating a quasi-isotropic magnetic field, which is formed from an antenna carrier (2) holding three frame antennas (11, 12, 13), the frame antennas (11, 12, 13) being arranged in pairs orthogonally and one inside the other;
    characterized in that
    the antenna support (2) is formed in one piece and that each loop antenna (11, 12, 13) is formed from a primary winding and a secondary winding (17, 18, 19).         Antennenanordnung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jede Rahmenantenne (11, 12, 13) die gleiche ovale Form und die Sekundärwicklung eine höhere Windungszahl als die Primärwicklung aufweist.    Antenna arrangement (1) according to claim 1,
    characterized in that
    each loop antenna (11, 12, 13) has the same oval shape and the secondary winding has a higher number of turns than the primary winding.         Antennenanordnung (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jede Rahmenantenne (11, 12, 13) die gleiche elliptische Form aufweist.    Antenna arrangement (1) according to claim 2,
    characterized in that
    each loop antenna (11, 12, 13) has the same elliptical shape.         Antennenanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jede Primärwicklung an je zwei Anschlusslaschen (21, 22, 23) angeschlossen ist und dass jede Sekundärwicklung offen ist.    Antenna arrangement (1) according to claim 2 or 3,
    characterized in that
    each primary winding is connected to two connecting lugs (21, 22, 23) and that each secondary winding is open.         Antennenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jede Rahmenantenne (11, 12, 13) eine Rille (11R, 12R, 13R) aufweist, die für die Aufnahme von Primär- und Sekundärwicklung (17, 18, 19) vorgesehen ist.    Antenna arrangement according to one of Claims 2 to 4,
    characterized in that
    each loop antenna (11, 12, 13) has a groove (11 R , 12 R , 13 R ) which is provided for receiving the primary and secondary windings (17, 18, 19).         Antennenanordnung (1) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    für jede Rahmenantenne (11, 12, 13) in der Umgebung der Rille ein Loch für das eine Ende der Sekundärwicklung (17, 18, 19) und eine Fixationskerbe (31, 32, 33) für das andere Ende der Sekundärwicklung (17, 18, 19) vorgesehen ist und dass dadurch die Sekundärwicklung (17, 18, 19) fixiert ist.    Antenna arrangement (1) according to claim 5,
    characterized in that
    for each loop antenna (11, 12, 13) in the vicinity of the groove, a hole for one end of the secondary winding (17, 18, 19) and a fixation notch (31, 32, 33) for the other end of the secondary winding (17, 18 , 19) is provided and that the secondary winding (17, 18, 19) is thereby fixed.         Antennenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Antennenträger (2) ein Befestigungsloch (3) aufweist, dessen Achse in der Projektion gesehen parallel ist zur kleinen Halbachse der Ellipse gemäss der elliptischen Form einer Rahmenantenne (11, 12, 13).    Antenna arrangement (1) according to one of Claims 3 to 6,
    characterized in that
    the antenna support (2) has a fastening hole (3), the axis of which, seen in the projection, is parallel to the small semiaxis of the ellipse in accordance with the elliptical shape of a loop antenna (11, 12, 13).         Antennenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Antennenträger (2) als Spritzgussteil ausgebildet ist.    Antenna arrangement (1) according to one of Claims 2 to 6,
    characterized in that
    the antenna carrier (2) is designed as an injection molded part.
    EP01128715A 2001-12-03 2001-12-03 Antenna device for generating a quasi-isotropic magnetic field Withdrawn EP1317017A1 (en)

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    Cited By (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    FR3030901A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-24 Keolabs ANTENNA OF MAGNETIC FIELD MEASUREMENT

    Citations (5)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US3440542A (en) * 1965-03-09 1969-04-22 Gautney & Jones Communications Omnidirectional loop antenna
    US5084699A (en) * 1989-05-26 1992-01-28 Trovan Limited Impedance matching coil assembly for an inductively coupled transponder
    DE19533105A1 (en) * 1995-04-11 1996-10-17 Kyung Chang Ind Co High sensitivity non-directional loop antenna arrangement e.g for high frequency
    EP1014596A1 (en) * 1998-12-21 2000-06-28 Valeo Securite Habitacle Low frequency communication device using magnetic coupling
    WO2001041319A1 (en) * 1999-12-02 2001-06-07 Electromagnetic Instruments, Inc. Component field antenna for induction borehole logging

    Patent Citations (5)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US3440542A (en) * 1965-03-09 1969-04-22 Gautney & Jones Communications Omnidirectional loop antenna
    US5084699A (en) * 1989-05-26 1992-01-28 Trovan Limited Impedance matching coil assembly for an inductively coupled transponder
    DE19533105A1 (en) * 1995-04-11 1996-10-17 Kyung Chang Ind Co High sensitivity non-directional loop antenna arrangement e.g for high frequency
    EP1014596A1 (en) * 1998-12-21 2000-06-28 Valeo Securite Habitacle Low frequency communication device using magnetic coupling
    WO2001041319A1 (en) * 1999-12-02 2001-06-07 Electromagnetic Instruments, Inc. Component field antenna for induction borehole logging

    Cited By (1)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    FR3030901A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-24 Keolabs ANTENNA OF MAGNETIC FIELD MEASUREMENT

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