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Die
Erfindung betrifft eine Antennenanordnung und ein Verfahren zum
Empfangen und Senden von Signalen in einem ersten Frequenzbereich
und in einem zweiten Frequenzbereich.
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Antennenanordnungen
sind Koppelelemente oder Wandler, die in der Funktechnik eingesetzt
werden, um elektromagnetische Wellen in elektrische Signale und
umgekehrt zu wandeln. Abhängig
von der Frequenz der elektromagnetischen Welle und dem für die Antennenanordnung
zur Verfügung
stehenden Platz werden unterschiedliche Wandlungsprinzipien eingesetzt.
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Im
Ultrahochfrequenzband (UHF), bei Frequenzen von 300 MHz bis 3 GHz
betragen die Wellenlängen λ 10 cm bis
1 m. Es lassen sich daher Antennen mit Abmessungen, die in der Größenordnung der
Wellenlänge λ liegen,
einsetzen. Eine weit verbreitete Antenne für dieses Frequenzband ist der Faltdipol,
der auch Schleifendipol genannt wird und in 1 gezeigt
ist. Über
einen ersten Anschlussknoten A1 und einen zweiten Anschlussknoten
A2 in der Mitte des Faltdipols A wird dieser mit einer Wechselspannung
gespeist, beziehungsweise kann die in ihm durch eine elektromagnetische
Welle induzierte Spannung abgegriffen werden. Die Länge L und
die Breite D des Faltdipols A werden so gewählt, dass dieser eine Resonanz
für die
Frequenzen in dem zu wandelnden Frequenzbereich aufweist. Im allgemeinen
ist dies der Fall, wenn die Länge
L = V·λ/2 und die
Breite D < 0,05 λ ist, wobei λ die Wellenlänge und V
ein Verkürzungsfaktor
sind.
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Eine
Variante des Faltdipols ist der so genannte Quadratur-Dipol, dessen Länge und
Breite L = D = V·λ/2 sind.
Eine kreisförmige
Antenne mit einem Durchmesser von V·λ/2, hier Kreisdipol genannt,
kann ebenfalls anstelle eines Faltdipols eingesetzt werden, um Signale
in diesem Frequenzbereich zu wandeln. Im Folgenden ist mit dem Ausdruck „erster
Frequenzbereich" unter
anderem das UHF-Band gemeint.
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Im
Kurzwellenbereich (KW), bei Frequenzen von 3 bis 30 MHz und Wellenlängen λ von 10 m
bis 100 m können
aufgrund der großen
Wellenlängen und
der damit verbundenen großen
Abmessungen, Faltdipole nicht mehr resonant ausgelegt werden. Es werden
daher bevorzugt Rahmenantennen eingesetzt, die aus einer oder mehreren
Spulen bestehen und im extremen Nahfeld auf dem Prinzip der induktiven
Kopplung basieren, das heißt,
die ähnlich
wie lose gekoppelte Transformatoren funktionieren. Werden diese
Antennen aus flexiblen Leiterplatten geätzt oder auf diese gedruckt,
so spricht man auch von magnetischen Antennen. Die in der Rahmenantenne
induzierte Spannung ist dabei proportional zur Frequenz, der Windungszahl
und der von der Spule umschlossenen Fläche. Bei einer Frequenz von
13,56 MHz sind Windungszahlen von 1 bis 10 ausreichend. Im Folgenden
ist mit dem Ausdruck „zweiter
Frequenzbereich" unter
anderem das KW-Frequenzband gemeint.
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Für Radio
Frequency Identifier(RFID)-Tags, die zum Kennzeichnen von Gegenständen eingesetzt
werden und drahtlos ausgelesen werden können, sind bestimmte Frequenzbereiche
unter der Bezeichnung ISM (Industrial, Scientifical, Medical) freigegeben.
Bei Frequenzen f = 13,56 MHz erfolgt die Übertragung durch induktive
Kopplung und bei f = 2,4 GHz kommen typischerweise Dipole in Resonanz zum
Einsatz. Die Frequenzen f = 13,56 MHz und f = 2,4 GHz sind weltweit verfügbar. Je
nach Verfügbarkeit,
beziehungsweise empfangenem Signalpegel, ist es wünschenswert,
Signale aus dem ersten Frequenzbereich und dem zweiten Frequenzbereich über eine
einzige Antenne empfangen zu können. Problematisch
bei derartigen Dualbandantennen ist, dass, wenn die Antenne als
Faltdipol für
den ersten Frequenzbereich ausgelegt ist, Signale in dem zweiten
Frequenzbereich nur ineffektiv gewandelt werden können, da
nur eine einzige Windung vorgesehen ist. Umgekehrt lassen sich Antennen,
die für
den zweiten Frequenzbereich optimiert wurden nicht vorteilhaft zum
Wandeln von Signalen in dem ersten Frequenzbereich einsetzen. Eine
Lösung
besteht darin, zwei unterschiedliche, jeweils nur für einen
der beiden Frequenzbereiche optimierte Antennen vorzusehen und abhängig von
der Frequenz zwischen diesen umzuschalten. Aufgrund des erhöhten Platzbedarfs und
der höheren
Kosten ist eine derartige Lösung
jedoch unbefriedigend.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Antennenanordnung zum Empfangen
und Senden von Signalen in einem ersten Frequenzbereich und einem
zweiten Frequenzbereich anzugeben, die in beiden Frequenzbereichen
hohe Wandlungswirkungsgrade aufweist und einen geringen Platzbedarf
erfordert. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, ein zugehöriges Verfahren
zum Empfangen und Senden von Signalen in einem ersten Frequenzbereich
und einem zweiten Frequenzbereich anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Antennenanordnung zum Empfangen und Senden von Signalen in einem
ersten Frequenzbereich und in einem zweiten Frequenzbereich gelöst, wobei die
Antennenanordnung mindestens zwei Antennenelemente zum Empfangen
und Senden von Signalen in dem ersten Frequenzbereich und eine Verbindungsanordnung,
mit der zumindest zwei der Antennenelemente elektrisch in Serie
verbindbar sind, umfasst.
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Es
werden mindestens zwei Antennenelemente, die zum Empfangen und Senden
von Signalen in dem ersten Frequenzbereich optimiert sind, eingesetzt. Über die
Verbindungsanordnung lassen sich mindestens zwei dieser Antennenelemente
elektrisch in Serie schalten. Ein Antennenelement ist dabei eine
wandelfähig
Anordnung, wie zum Beispiel eine Windung einer magnetischen Antenne
oder ein Faltdipol.
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In
einer Weiterbildung sind zum Empfangen und Senden von Signalen in
dem zweiten Frequenzbereich mindestens zwei der Antennenelemente durch
die Verbindungsanordnung in Serie geschaltet.
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Durch
die elektrische Serienschaltung der Antennenelemente lassen sich
die Wandelungseigenschaften der Antennenanordnung von Signalen in
dem zweiten Frequenzbereich verbessern.
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In
einer Weiterbildung wird zum Empfangen und Senden von Signalen in
dem ersten Frequenzbereich nur eines der Antennenelemente eingesetzt.
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Eines
der Antennenelemente, welche für
das Wandeln von Signalen in dem ersten Frequenzbereich optimiert
sind, reicht aus, um als vollständige Antenne
Signale in dem ersten Frequenzbereich mit hohem Wirkungsgrad zu
wandeln. Die Verbindungsanordnung verschaltet die Antennenelemente
entsprechend.
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In
einer Weiterbildung sind zum Empfangen und Senden von Signalen in
dem ersten Frequenzbereich mindestens zwei der Antennenelemente
durch die Verbindungsanordnung elektrisch parallel geschaltet.
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Durch
die Parallelschaltung von zwei oder mehreren Antennenelementen lässt sich
der Anschlusswiderstand der Antennenanordnung, auch Fußpunktwiderstand
oder Antennenwiderstand genannt, variieren und an den Leitungswiderstand
der Leitung anpassen, an welche die Antennenanordnung angeschlossen
ist.
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In
einer Weiterbildung sind die Antennenelemente zum Empfangen und
Senden von Signalen in dem ersten Frequenzbereich Faltdipole, Quadraturdipole
oder Kreisdipole, die mindestens eine Resonanzfrequenz in dem ersten
Frequenzbereich aufweisen.
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Faltdipole,
deren Länge
proportional zur Wellenlänge
ist, eignen sich besonders zum Wandeln von Signalen mit Wellenlängen des
ersten Frequenzbereichs.
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In
einer Weiterbildung sind die Antennenelemente zum Empfangen und
Senden von Signalen in dem ersten Frequenzbereich geometrisch nicht
weiter voneinander entfernt als 0,01 mal die mittlere Wellenlänge des
ersten Frequenzbereichs.
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Dadurch
dass die Antennenelemente zueinander in einer geometrischen Nähe angeordnet
sind, welche kleiner als 0,01 mal die mittlere Wellenlänge des
ersten Frequenzbereichs ist, das heißt viel kleiner als die Breite
D des Faltdipols, wirken die parallel geschalteten Antennenelemente
wie ein einzelner Faltdipol mit einer großen Leiterbahnbreite, falls
die Antennenelemente als Leiterbahnen ausgeführt sind.
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In
einer Weiterbildung liegt der erste Frequenzbereich in dem Ultrahochfrequenzband
oder dem langwelligen Bereich des Zentimeterwellenbands.
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Ultrahochfrequenzen
lassen sich besonders effektiv durch Faltdipole wandeln. Insbesondere
liegen im ersten Frequenzbereich die Frequenzen um 2,4 GHz, mit
denen RFID-Tags
betreiben werden. Das Zentimeterwellenband erstreckt sich von 3
GHz bis 30 GHz.
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In
einer Weiterbildung liegt der zweite Frequenzbereich im Kurzwellenband.
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Durch
die Serienschaltung der Antennenelemente ergibt sich eine höhere Windungszahl
der Antennenanordnung als bei einem einzelnen Faltdipol, so dass
die Antennenanordnung im Kurzwellenband mit ähnlichem Wirkungsgrad wie eine
Rahmenantenne oder magnetische Antenne wirkt. Insbesondere liegen
im zweiten Frequenzbereich die Frequenzen um 13,56 MHz, mit denen
RFID-Tags betreiben werden.
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In
einer Weiterbildung weist die Antennenanordnung einen ersten Anschlussknoten
und einen zweiten Anschlussknoten auf, weisen die Antennenelemente
jeweils einen ersten Anschlussknoten und einen zweiten Anschlussknoten
auf, sind die Antennenelemente jeweils mit ihren ersten Anschlussknoten über einen
jeweiligen ersten Schalter mit dem ersten Anschlussknoten der Antennenanordnung verbindbar,
sind die Antennenelemente jeweils mit ihren zweiten Anschlussknoten über einen
jeweiligen zweiten Schalter mit dem zweiten Anschlussknoten der
Antennenanordnung verbindbar, ist der zweite Anschlussknoten jedes
Antennenelements über
den jeweiligen zweiten Schalter und über den jeweiligen ersten Schalter
eines anderen Antennenelements mit dem ersten Anschlussknoten des
anderen Antennenelements verbindbar, ist bei genau einem der Antennenelemente
der erste Anschlussknoten nicht über einen
jeweiligen ersten Schalter mit dem ersten Anschlussknoten der Antennenanordnung
verbunden, sondern direkt damit verbunden und ist bei genau einem
anderen der Antennenelemente der zweite Anschlussknoten nicht über einen
jeweiligen zweiten Schalter mit dem zweiten Anschlussknoten der
Antennenanordnung verbunden, sondern direkt damit verbunden.
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Die
Serien- und Parallelschaltung der Antennenelemente erfolgt über den
ersten Schalter und den zweiten Schalter, die Teile der Verbindungsanordnung
sind. Befinden sich alle ersten Schalter und zweiten Schalter in
einer ersten Schalterstellung, so werden die Antennenelemente elektrisch
in Serie geschaltet. Befinden sich dagegen alle ersten Schalter und
zweiten Schalter in einer zweiten Schalterstellung, so werden die
Antennenelemente elektrisch parallel geschaltet. Über die
ersten und zweiten Schalter kann so ausgewählt werden, in welchem Frequenzbereich
die Antennenanordnung betrieben werden soll.
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In
einer Weiterbildung sind die ersten Schalter und die zweiten Schalter
Transistoren.
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Transistoren
lassen sich leicht in die Chips oder integrierten Schaltkreise der
RFID-Tags integrieren und abhängig
von den zu wandelnden Frequenzen ansteuern.
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In
einer Weiterbildung weist die Antennenanordnung einen ersten Anschlussknoten
und einen zweiten Anschlussknoten auf, weisen die Antennenelemente
jeweils einen ersten Anschlussknoten und einen zweiten Anschlussknoten
auf, sind die Antennenelemente jeweils mit ihrem ersten Anschlussknoten über ein
jeweiliges erstes Filterelement mit dem ersten Anschlussknoten der
Antennenanordnung verbunden, sind die Antennenelemente jeweils mit ihren
zweiten Anschlussknoten über
ein jeweiliges erstes Filterelement mit dem zweiten Anschlussknoten
der Antennenanordnung verbunden, ist der zweite Anschlussknoten
jedes Antennenelements über ein
jeweiliges zweites Filterelement mit dem ersten Anschlussknoten
eines anderen Antennenelements verbunden, ist bei genau einem der
Antennenelemente der erste Anschlussknoten nicht über ein
jeweiliges erstes Filterelement mit dem ersten Anschlussknoten der
Antennenanordnung verbunden, sondern direkt damit verbunden, und
ist bei genau einem anderen der Antennenelemente der zweite Anschlussknoten
nicht über
ein jeweiliges erstes Filterelement mit dem zweiten Anschlussknoten
der Antennenanordnung verbunden, sondern direkt damit verbunden
und der zweite Anschlussknoten nicht über ein zweites Filterelement
mit dem ersten Anschlussknoten eines anderen Antennenelements verbunden.
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Die
Verbindungseinrichtung, mit der die Antennenelemente elektrisch
in Serie beziehungsweise parallel geschaltet werden, kann anstelle
von Schaltern auch mit ersten und zweiten Filterelementen realisiert
werden. Von Vorteil bei dieser Weiterbildung ist, dass das gleichzeitige
Senden und/oder das gleichzeitige Empfangen von Signalen aus dem
ersten Frequenzbereich und dem zweiten Frequenzbereich möglich ist.
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In
einer Weiterbildung lassen die ersten Filterelemente Signale in
dem ersten Frequenzbereich durch und sperren Signale in dem zweiten
Frequenzbereich.
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Signale
in dem ersten Frequenzbereich werden somit von den Anschlussknoten
der Antennenanordnung über
die ersten Filterelemente parallel an die Anschlussknoten der Antennenelemente
weitergeleitet, so dass eine Parallelschaltung der Antennenelemente
erfolgt. Signale in dem zweiten Frequenzbereich werden nicht durchgelassen,
so dass die Antennenelemente beim Betrieb mit Signalen des zweiten
Frequenzbereichs nicht kurzgeschlossen werden, sondern untereinander
in Serie geschaltet werden können.
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In
einer Weiterbildung lassen die zweiten Filterelemente Signale in
dem zweiten Frequenzbereich durch und sperren Signale in dem ersten
Frequenzbereich.
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Signale
in dem zweiten Frequenzbereich werden von den zweiten Filterelementen
durchgelassen, so dass die Antennenelemente untereinander in Serie
geschaltet werden. Signale in dem ersten Frequenzbereich werden
dagegen gesperrt, so dass die Antennenelemente nicht untereinander über die
ersten und zweiten Filterelemente kurzgeschlossen werden.
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Die
Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren zum Empfangen und Senden
von Signalen in einem ersten Frequenzbereich und in einem zweiten
Frequenzbereich gelöst,
wobei zum Empfangen und Senden von Signalen in dem zweiten Frequenzbereich
eine Vielzahl von Antennenelementen zum Empfangen und Senden von
Signalen des ersten Frequenzbereichs elektrisch in Serie geschaltet
werden.
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Durch
die Serienschaltung der Antennenelemente lässt sich die Windungszahl für das Wandeln von
Signalen in dem zweiten Frequenzbereich erhöhen, so dass diese mit einem
höheren
Wirkungsgrad gewandelt werden.
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In
einer Weiterbildung wird zum Empfangen und Senden von Signalen in
dem ersten Frequenzbereich nur eines der Antennenelemente eingesetzt.
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Da
die Antennenelemente zum Empfangen und Senden von Signalen im ersten
Frequenzbereich ausgelegt sind, ist eines der Antennenelemente ausreichend,
um Signale in dem ersten Frequenzbereich mit einem hohen Wirkungsgrad
zu wandeln.
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In
einer Weiterbildung werden zum Empfangen und Senden von Signalen
in dem ersten Frequenzbereich eine Vielzahl von Antennenelemente elektrisch
parallel geschaltet.
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Der
Anschlusswiderstand der Antennenanordnung kann durch die Anzahl
der Antennenelemente, die parallel geschaltet werden an den Leitungswiderstand
der Anschlussleitungen angepasst werden.
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Die
erfindungsgemäße Antennenanordnung und
das erfindungsgemäße Verfahren
werden in Radio Frequency Identification Tags (RFID-Tags) eingesetzt.
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Im
Nachfolgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele anhand der
Figuren näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
aus dem Stand der Technik bekannten Faltdipol,
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2 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung
beim Wandeln von Signalen in dem zweiten Frequenzbereich,
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3 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung
beim Wandeln von Signalen in dem ersten Frequenzbereich, und
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4 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung
beim Wandeln von Signalen in dem ersten und in dem zweiten Frequenzbereich.
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2 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Antennenanordnung.
Die Antennenanordnung verfügt über einen
ersten Anschlussknoten A1 und einen zweiten Anschlussknoten A2 und
umfasst eine Vielzahl von Antennenelementen A. Beispielhaft sind
hier vier Antennenelemente A gezeigt, wobei selbstverständlich auch
eine andere Anzahl von Antennenelementen A eingesetzt werden kann.
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Jedes
Antennenelement A weist einen ersten Anschlussknoten K1 und einen
zweiten Anschlussknoten K2 auf. Die Antennenelemente A entsprechen
in ihren Abmessungen den des in 1 gezeigten
Faltdipols, das heißt,
sie sind für
das Wandeln von Signalen mit einer Wellenlänge von λ optimiert. Die Antennenelemente
A weichen in ihren Abmessungen geringfügig voneinander ab, wobei die mittlere
Antennenelementgröße der des
Faltdipols entspricht. Damit die Antennenelemente A im ersten Frequenzbereich
wie ein Faltdipol mit entsprechend umgerechnet höherer Leiterbahnbreite wirken,
liegen diese geometrisch so eng benachbart, dass die Abstände der
Antennenelemente A zueinander gegenüber der Breite D der Dipole
vernachlässigbar
klein sind. Die Antennenelemente können zum Beispiel mit Hilfe
von Siebdruck oder fotolithographischen Verfahren auf einen flexiblen
Trägerkörper gedruckt werden,
wie sie zum Beispiel bei RFID-Tags eingesetzt werden. Anstelle der
gezeigten rechteckigen Form können
sie auch oval, wie in 1 gezeigt, oder in ähnlichen
Formen ausgeführt
werden.
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Durch
die Verbindungsanordnung V werden der erste und zweite Anschlussknoten
A1 und A2 der Antennenanordnung mit den ersten und zweiten Anschlussknoten
K1 und K2 der Antennenelemente A verbunden. Eines der Antennenelemente
A, in 2 das innerste, ist direkt mit seinem ersten Anschlussknoten
K1 mit dem ersten Anschlussknoten A1 der Antennenanordnung verbunden,
und ein weiteres Antennenelement A, in 2 das äußerste,
ist mit ihrem zweiten Anschlussknoten K2 direkt mit dem zweiten
Anschlussknoten K2 der Antennenanordnung verbunden. Die restlichen
Anschlussknoten K1 und K2 der Antennenelemente A lassen sich entweder über einen
jeweiligen ersten Schalter S1 und einen zweiten Schalter S2 mit
einem anderen Anschlussknoten K2 und K1 eines anderen Antennenelements
A verbinden, oder über
einen jeweiligen ersten Schalter S1 oder zweiten Schalter S2 mit
einem der Anschlussknoten A1 oder A2 der Antennenanordnung verbinden.
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Die
Antennenanordnung lässt
sich abhängig von
der Schalterstellung der ersten und zweiten Schalter S1 und S2 mit
Signalen in einem ersten Frequenzbereich und einem zweiten Frequenzbereich betreiben.
Zum Betreiben im ersten Frequenzbereich ist eine Frequenz von 13,56
MHz vorgesehen, zum Betreiben im zweiten Frequenzbereich ist eine
Frequenz um 2,4 GHz vorgesehen, wie sie bei RFID-Tags Anwendung
finden.
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2 zeigt
die Antennenanordnung beim Wandeln von Signalen in dem zweiten Frequenzbereich.
Die drei ersten Schalter S1 und drei zweiten Schalter S2 befinden
sich in einer ersten Schalterstellung und verschalten die Antennenelemente
A in Serie. Ein Signal, das am ersten Anschlussknoten A1 der Antennenanordnung
anliegt, wird an den ersten Anschlussknoten K1 des innersten Antennenelements
A geleitet und über
diese zu deren zweiten Anschlussknoten K2 übertragen. Dort fließt das Signal über einen
zweiten Schalter S2 in den ersten Anschlussknoten K1 eines weiteren
Antennenelements A. Dies wiederholt sich für die übrigen Antennenelemente A,
bis das Signal über
den zweiten Anschlussknoten K2 des äußersten Antennenelements A
mit dem zweiten Anschlussknoten A2 der Antennenordnung verbunden
wird. Durch die Serienschaltung der Antennenelemente A erhöht sich
die Windungszahl, so dass jetzt die Antennenanordnung als Rahmenantenne
oder magnetische Antenne funktioniert. Die Windungszahl wird dabei
durch die Anzahl der Antennenelemente A vorgegeben. Liegt der zweite
Frequenzbereich in dem Kurzwellenband, so lässt sich mit der erfindungsgemäßen Antennenanordnung
ein höherer
Wandlungswirkungsgrad erreichen als mit nur einem Antennenelement
A.
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3 zeigt
die gleiche Antennenanordnung wie 2, jedoch
beim Wandeln von Signalen in dem ersten Frequenzbereich. Sämtliche
der ersten Schalter S1 und der zweiten Schalter S2 befinden sich
nun in einer zweiten Schalterstellung. Alle vier Antennenelemente
A sind nunmehr mit ihren ersten Anschlussknoten K1 und ihrem zweiten Anschlussknoten
A2 mit dem ersten Anschlussknoten A1 beziehungsweise dem zweiten
Anschlussknoten A2 der Antennenanordnung verbunden. Liegt der erste
Frequenzbereich in dem Ultrahochfrequenzband oder dem langwelligen
Bereich des Zentimeterwellenbands, so wandelt jede der Antennenelemente
A entsprechend ihrer Dimensionierung als Faltdipol die benutzte
Frequenz mit einem hohen Wirkungsgrad.
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Alternativ
zu der gezeigten Anordnung ist es auch möglich, dass nicht alle Antennenelemente
A elektrisch parallel zueinander geschaltet werden, sondern nur
ein Teil davon oder die Antennenanordnung sogar auch nur mit einem
Antennenelement A betrieben wird. Die Verbindungsanordnung V muss
in diesem Fall so modifiziert werden, dass die ersten Schalter S1
und zweiten Schalter S2 auch eine Schalterstellung aufweisen, in
welcher die ersten Anschlussknoten K1 und zweiten Anschlussknoten
K2 des entsprechenden Antennenelements A nicht angeschlossen sind.
Durch die elektrische Parallelschaltung der Antennenelemente A kann
der Anschlusswiderstand zwischen dem ersten Anschlussknoten A1 und
dem zweiten Anschlussknoten A2 der Antennenanordnung variiert und
somit an den Widerstand der Zuleitungen zur Antennenanordnung angepasst
werden. Mit dem in den 2 und 3 gezeigten
ersten Ausführungsbeispiel
ist abhängig
von der Schalterstellung der ersten Schalter S1 und der zweiten
Schalter S2 ein Wandeln von Signalen von entweder in dem ersten
Frequenzbereich oder dem zweiten Frequenzbereich mit nur einer Antennenanordnung
möglich.
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4 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Antennenanordnung.
Die Anordnung und Dimensionierung der Antennenelemente A entsprechen
denen des ersten Ausführungsbeispiels,
wobei jedoch die Verbindungsanordnung V anstelle von Schaltern mit
ersten Filterelementen F1 und zweiten Filterelementen F2 realisiert ist.
Die Antennenelemente A sind jeweils mit ihren ersten Anschlussknoten
K1 und ihren zweiten Anschlussknoten K2 über ein jeweiliges erstes Filterelement
F1 mit dem ersten Anschlussknoten A1 beziehungsweise dem zweiten
Anschlussknoten A2 der Antennenanordnung verbunden. Der zweite Anschlussknoten
K2 jedes Antennenelements A ist weiter über ein jeweiliges zweites
Filterelement F2 mit dem ersten Anschlussknoten K1 eines jeweiligen
anderen Antennenelements A verbunden. Bei jedoch genau einem der
Antennenelemente A ist der erste Anschlussknoten K1 nur direkt mit
dem ersten Anschlussknoten A1 der Antennenanordnung verbunden, und
ebenso bei genau einem anderen der Antennenelemente A ist der zweite
Anschlussknoten K2 nur direkt mit dem zweiten Anschlussknoten A2
der Antennenanordnung verbunden. Die ersten Filterelemente F1 lassen
Signale in dem ersten Frequenzbereich durch und sperren Signale
in dem zweiten Frequenzbereich, während die zweiten Filterelemente F2
Signale aus dem zweiten Frequenzbereich durchlassen und Signale
aus dem ersten Frequenzbereich sperren.
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Liegt
nun ein Signal aus dem ersten Frequenzbereich zwischen dem ersten
Anschlussknoten A1 und dem zweiten Anschlussknoten A2 der Antennenanordnung
an, so wird dieses durch die ersten Filterelemente F1 durchgelassen,
so dass die Antennenelemente A elektrisch parallel zu dem ersten
Anschlussknoten A1 und dem zweiten Anschlussknoten A2 geschaltet
werden. Die Verbindung über
die zweiten Filterelemente F2 zwischen den ersten Anschlussknoten
K1 eines Antennenelements A und dem zweiten Anschlussknoten K2 eines
weiteren Antennenelements A ist unterbrochen, da die zweiten Filterelemente
F2 Signale aus dem ersten Frequenzbereich sperren. Durch das Weglassen einzelner
erster Filterelemente F1 kann wieder eines der Antennenelemente
A von der Parallelschaltung ausgeschlossen werden, so dass sich
auch mit dieser Anordnung der Widerstand zwischen dem ersten Anschlussknoten
A1 und dem zweiten Anschlussknoten A2 der Antennenanordnung einstellen
lässt.
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Wird
ein Signal, welches in dem zweiten Frequenzbereich liegt, an den
ersten Anschlussknoten A1 und den zweiten Anschlussknoten A2 der
Antennenanordnung angelegt, so sperren die ersten Filterelemente
F1 und trennen alle bis auf zwei der Antennenanschlussknoten K1
und K2 von den Anschlussknoten A1 und A2 der Antennenanordnung.
Da das Signal durch die zweiten Filterelemente F2 weitergeleitet
wird, ergibt sich eine Serienschaltung der Antennenelemente A. Ein
erster Anschlussknoten K1 eines Antennenelements A ist dabei über ein
jeweiliges zweites Filterelement F2 mit dem zweiten Anschlussknoten
K2 eines anderen Antennenelements A verbunden. Abhängig von
der an dem ersten Anschlussknoten A1 und zweiten Anschlussknoten
A2 der Antennenanordnung anliegenden Signalfrequenz werden die Antennenelemente
A der in 4 gezeigten Antennenanordnung
elektrisch in Serie oder parallel geschaltet. Durch die Filterelemente
F1 und F2 ist der gleichzeitige Empfang von Signalen aus dem ersten
Frequenzbereich und dem zweiten Frequenzbereich möglich. Weiter
kann das Ansteuern der ersten und zweiten Schalter S1 und S2 des
ersten Ausführungsbeispiels
entfallen.
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- A
- Antennenelement
- A1
- erster
Anschlussknoten der Antennenanordnung
- A2
- zweiter
Anschlussknoten der Antennenanordnung
- F1
- erstes
Filterelement
- F2
- zweites
Filterelement
- K1
- erster
Anschlussknoten der Antennenelemente
- K2
- zweiter
Anschlussknoten der Antennenelemente
- S1
- erster
Schalter
- S2
- zweiter
Schalter
- V
- Verbindungsanordnung