NL2011462C2 - Zend/ontvanginrichting voor een elektronisch uhf toegangscontrolesysteem. - Google Patents

Description

Titel: Zend/ontvanginrichting voor een elektronisch UHF toegangscontrolesysteem.

De uitvinding heeft betrekking op een zend/ontvanginrichting (reader) voor een Ultra High Frequency (UHF) toegangscontrolesysteem, waarbij de zend/ontvanginrichting in bedrijf samenwerkt met corresponderende UHF tags, en is voorzien van behuizing, waarin een antennestelsel voor het creëren van een elektromagnetisch ondervragingsveld is aangebracht, waarbij het antennestelsel een eerste antenne omvat voor het opwekken van een ondervragingsveld met een eerste polarisatierichting, en een tweede antenne voor het opwekken van een ondervragingsveld met een tweede polarisatierichting, waarbij de eerste en tweede polarisatierichtingen ten opzichte van elkaar in hoofdzaak orthogonaal zijn. De uitvinding heeft voorts betrekking op een UHF toegangscontrolesysteem voorzien van een dergelijke zend/ontvanginrichting.

Identificatie door middel van radiosignalen (RFID (= Radio Frequency Identification)) wordt al vele jaren voor uiteenlopende toepassingen gebruikt. RFID-systemen kunnen voor verschillende frequentie gebieden zijn ontworpen. Laagfrequente (LF) systemen werken bijvoorbeeld in de 120kHz band, terwijl hoogfrequente (HF) systemen bijvoorbeeld in de 13,56 MHz band kunnen werken. Micro golfsy stem en (MW) werken in het GHz gebied.

Een recente trend in de RFID-branche is ultrahoog frequente (UHF) RFID in bijvoorbeeld de 860 a 950 MHz band. Er zijn echter ook UHF systemen bekend, die in andere UHF banden werken, zoals bijvoorbeeld de 400 a 450 MHz band.

De uitvinding heeft betrekking op UHF RFID inrichtingen. RFID tags, ook wel labels, pasjes, detectieplaatjes, responders, badges, transponders, etc. genoemd, bestaan in vele uiteenlopende vormen en afmetingen. Dergelijke tags kunnen van het actieve, semi-actieve of passieve type zijn.

Actieve tags hebben een batterij en zenden veelal intermitterend hun identificatiesignaal uit. Semi-actieve tags hebben ook een batterij, doch zenden hun identificatiesignaal alleen uit in antwoord op een van een zend/ontvanginrichting, ook wel ondervragingsinrichting genoemd en in de hierna volgende beschrijving en conclusies “reader” genoemd, ontvangen signaal. Een dergelijk signaal kan een door de reader continu uitgezonden ondervragingsveld, ook wel detectieveld genoemd, zijn, maar ook een intermitterend uitgezonden veld. Passieve tags hebben geen batterij en gebruiken de door een reader uitgezonden energie om hun RFID-chip van voedingsenergie te voorzien. De uitvinding is in het bijzonder, doch niet uitsluitend, geschikt voor toepassing in toegangscontrolesystemen, die gebruik maken van passieve tags.

Laagfrequente passieve tags kunnen contactloos op afstanden tot circa 1 meter worden uitgelezen. Passieve hoogfrequente RFID-tags hebben in het algemeen een kortere maximale leesafstand van enkele decimeters. Actieve of semi-actieve tags kunnen op een grotere afstand worden uitgelezen dan passieve tags. Een uitleesafstand van 10 m is hierbij geen uitzondering. Een bezwaar van de toepassing van actieve of semi-actieve tags is, dat deze tags gecompliceerder zijn dan passieve tags en daardoor aanzienlijk duurder zijn. Ook is de noodzaak van toepassing van een batterij in een (semi-)actieve tag een bezwaar.

Gebruikers van toegangscontrolesystemen, zoals bijvoorbeeld personentoegangscontrolesystemen, hebben behoefte aan systemen, die geschikt zijn voor passieve tags, waarbij toch een handsfree gebruik van het systeem mogelijk is. “Handsfree” betekent in dit verband, dat de tag niet op zeer korte afstand en/of in een vooraf bepaalde stand aan de reader behoeft te worden aangeboden. In concreto betekent dit bij een personentoegangscontrolesysteem, dat de drager een bij het betreffende toegangscontrolesysteem behorend pasje op de kleding bevestigd kan laten, dan wel aan een koord om de hals kan laten hangen o.d. en dat het pasje dan toch door het systeem herkend kan worden. Echter steeds onder de voorwaarde dat de UHF pas geen direct contact met het lichaam van de drager heeft en steeds in hne of sight, (LOS), al dan niet geblokkeerd door kleding of iets dergelijks, is met de desbetreffende reader.

De voorwaarden voor een goede werking van een als “handsfree” RFID reader systeem beoogd systeem omvatten een grote leesafstand en een vrije oriëntatie van de tags (labels, pasjes, detectieplaatjes, responders, transponders, etc.). Vrije oriëntatie betekent in dit verband volledige rotatievrijheid om de line of sight (LOS), en een beperkte rotatievrijheid om assen loodrecht op de line of sight tot een hoek in de orde van 45° ten opzichte van de line of sight.

Om een van de oriëntatie van een tag onafhankelijke detectie van de tag mogelijk te maken dient het antennestelsel van de reader een antenneversterking en een bandbreedte te hebben, die voor twee orthogonale polarisatierichtingen ongeveer gelijk zijn. In een praktische situatie zullen de twee polarisatierichtingen veelal door een horizontale en een verticale veldcomponent gevormd worden.

Daarnaast bestaat behoefte aan zo klein mogelijke afmetingen van de readers. In de praktijk vragen gebruikers om een reader, die op een standaard deurkozijnstijl past. Dat wil zeggen dat een dergelijke reader in de praktijk een breedte dient te hebben in de orde van 5 cm of minder. LF en HF readers zijn wel in kleine afmetingen, passend op een deurkozijnstijl verkrijgbaar, doch deze bekende readers hebben een zeer beperkte leesafstand van slechts enkele decimeters.

Samenvattend bestaat derhalve behoefte aan een zend/ontvanginrichting (reader) voor een UHF RFID toegangscontrolesysteem, waarbij de reader geschikt dient te zijn voor “handsfree” gebruik van bij het UHF RFID systeem behorende tags, welke tags van het passieve type moeten kunnen zijn en op een relatief grote afstand in de orde van enkele meters moeten kunnen worden uitgelezen, en waarbij de reader een geringe breedte heeft, die, in het geval van toepassing in bijvoorbeeld een toegangscontrolesysteem voor personen, past op een deurkozijnstijl van gebruikelijke afmetingen.

De uitvinding beoogt in deze behoefte te voorzien. Hiertoe wordt volgens de uitvinding een zendontvanginrichting (reader) van de in de aanhef bedoelde soort, daardoor gekenmerkt, dat de eerste antenne een lusantenne (20) met een open middengebied is, en de tweede antenne een antenne (21) van het inverted F type (IFA) is, die in het open middengebied van de lusantenne (20) is geplaatst, en dat de IFA (21) een langwerpige vorm heeft en de lusantenne (20) in een vlak ligt, dat ten minste dwars op de lengterichting van de IFA (21) gebogen is.

Opgemerkt wordt, dat uit de Amerikaanse octrooiaanvrage US 2009/0096680 Al (Bellows) een antennestelsel voor een draagbare RFID-reader bekend is, dat twee antennes omvat, die in bedrijf twee orthogonale velden kunnen opwekken. In één der in de Amerikaanse octrooiaanvrage beschreven uitvoeringsvormen is een vertikaal gepolariseerde lusantenne toegepast in combinatie met een horizontaal gepolariseerde chipantenne. In bekende antennestelsels wordt de lusantenne gevormd door een in wezen ringvormig gebogen strip, die in een grote lijnen ovale vorm is samengeknepen, doch waarvan de hartlijn van de strip in een plat vlak ligt.

Het antennestelsel van de reader volgens de onderhavige uitvinding daarentegen omvat een in een ten minste dwars op de lengterichting van een IFA gebogen vlak bggende lusantenne. De behuizing van de reader kan daardoor een smalle langwerpige vorm hebben, waarbij de lusantenne toch elektrische eigenchappen houdt, die met een bredere vorm overeenkomen.

In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening van een uitvoeringsvoorbeeld.

Figuur 1 toont schematisch in vooraanzicht (fig la) en in zijaanzicht (fig lb) een voorbeeld van een reader volgens de uitvinding gemonteerd op een deurkozijnstijl;

Figuur 2 toont schematisch een dwarsdoorsnede langs de lijn II-II in figuur la;

Figuren 3a en 3b tonen schematisch een voorbeeld van een antennestelsel voor een reader volgens de uitvinding afgebeeld in het platte vlak (figuur 3a) en in een gebogen bedrijfstoestand (figuur 3b);

Figuur 4 toont schematisch een aanzicht in perspectief van een voorbeeld van de positionering van een antennestelsel in een reader volgens de uitvinding, waarbij de kap van de reader is weggelaten;

Figuur 5 toont schematisch in perspectief een voorbeeld van een op een drager gevormd antennestelsel in een reader volgens de uitvinding;

Figuur 6 toont schematisch in een soortgehjke dwarsdoorsnede als figuur 2, doch zonder grondplaat en kozijnstijl, een voorbeeld van de bevestiging van een drager van een antennestelsel in de behuizing van een reader volgens de uitvinding;

Figuur 7 toont een voorbeeld van een antennestelsel volgens de uitvinding aangebracht op een buigzame drager, die echter nog in vlakke toestand verkeert;

Figuur 8 toont schematisch een soortgelijk antennestelsel als in figuur 7 getoond, doch in enigszins U-vormig gebogen vorm, gezien vanaf de open zijde van de U-vorm volgens de pijl VIII in figuur 6, waarbij ook de kap van de reader is getoond;

Figuur 9 toont een doorsnede langs de lijn IX-IX in figuur 8, waarbij ook de kap van de reader is getoond;

Figuur 10 toont schematisch een voorbeeld van een positionerings-orgaan volgens de uitvinding in vlakke toestand.

Opgemerkt wordt, dat de uitvinding in het volgende beschreven zal worden in het kader van een toepassingsvoorbeeld, dat een UHF reader van een personentoegangscontrolesysteem betreft, waarbij de reader op een deurkozijnstijl bevestigd kan worden en dan niet buiten de kozijnstijl uitsteekt. Een dergelijke reader dient een breedte (horizontale dimensie) te hebben in de orde van 5 cm of kleiner. De lengte (verticale dimensie) kan bijvoorbeeld in de orde van 15 cm liggen. Andere toepassingen dan in een personentoegangscontrolesysteem zijn natuurlijk mogelijk, bijvoorbeeld voor dieren, bewegende of beweegbare objecten, voertuigen etc., die een afsluitbare doorgang moeten kunnen passeren.

Voorts is de hierna als voorbeeld beschreven reader ontworpen voor samenwerking met passieve tags. Dit kunnen bijvoorbeeld tags zijn van het type UHF EPC Class 1 Gen 2, waarin “EPC” Electronic Product Code en “Gen” Generation betekent. Met dergelijke tags zijn op zichzelf leesafstanden in de orde van 8 m mogelijk.

In beginsel kunnen echter ook semi-actieve of actieve tags worden toegepast in combinatie met een reader volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont schematisch in vooraanzicht en zijaanzicht een voorbeeld van een reader 1 volgens de uitvinding. De getoonde reader 1 heeft een langwerpige vorm en is gemonteerd op een deels getoonde deurkozijnstijl 2 en dient in dit voorbeeld om door personen meegevoerde elektronische pasjes uit te lezen. Afhankelijk van de door de reader gelezen en door het personentoegangscontrolesysteem, waarvan de reader deel uitmaakt, gecontroleerde gegevens, wordt de doorgang door een niet getoonde deur in het kozijn van de kozijnstijl 2 al dan niet vrijgegeven. Met “deur” wordt elk type beweegbare versperring in een doorgang bedoeld, zoals een klapdeur, een draaideur, een schuifdeur en tourniquet etc. In het getoonde voorbeeld is de reader aan de onderzijde voorzien van een doorzichtig gedeelte 3, via welk met een optisch signaal kan worden aangegeven, dat een pasje is gelezen en/of dat de toegang wel of niet is geauthoriseerd. Ook toepassing van een geluidssignaal, al dan niet in combinatie met een optisch signaal, is voor deze doeleinden mogelijk.

Het doorzichtige gedeelte 3 is aangebracht in een, in een praktisch uitvoeringsvoorbeeld voor het overige ondoorzichtige, donker gekleurde behuizing in de vorm van een langwerpige kunststof kap 4, die op een in figuur lb zichtbare langwerpige basis 10 is bevestigd. De basis is weer op de kozijnstijl 2 bevestigd, bijvoorbeeld met schroeven o.d. Zoals bij wijze van voorbeeld getoond in figuur 2 kan de basis een onderste en een bovenste grondplaat 10a, respectievelijk 10b omvatten, die bij voorkeur metalen grondplaten kunnen zijn. De bovenste grondplaat 10b omvat in dit voorbeeld een tussen zijn langsranden 11 gelegen verhoogd middendeel 12. Tussen de grondplaten 10a en 10b is in dit voorbeeld een geschikte pakking 13 van isolerend materiaal geklemd. Het verhoogde gedeelte 12 van de grondplaat 10b vormt aan de van de kap 4 afgekeerde zijde samen met een in de onderste grondplaat gevormde uitsparing een kamer 14, waarin in bedrijf een schematisch afgebeelde printplaat 15 of een soortgelijke drager met een elektronisch circuit van de reader is gemonteerd.

De kap 4 bevat het in figuur 2 niet expliciet getoonde antennestelsel van de reader dat in het volgende nog nader zal worden beschreven. De kap 4 heeft in dit uitvoeringsvoorbeeld aan weerszijden naar elkaar toe gebogen zijwanden 16, die in dit voorbeeld met elkaar zijn verbonden via een in hoofdzaak platte kruin 17, die zich in de lengterichting van de kap uitstrekt en die nabij het ene uiteinde van de kap eindigt bij het doorzichtige gedeelte 3 en die aan het andere uiteinde van de kap overgaat in een zich naar een dwarse eindrand 18 van de kap verbredend gebogen eindvlak 19.

Figuur 2 toont voorts bij wijze van voorbeeld nog nokken 30, die aan de bovenste grondplaat 10b, zijn gevormd en waarmee de kap 4 op de grondplaat kan worden vastgezet. Voorts toont figuur 2 nog schematisch een positioneringsorgaan 60, dat in het volgende nog nader zal worden besproken.

Figuur 3 toont schematisch een voorbeeld van een antennestelsel voor toepassing in een reader 1 volgens de uitvinding. Figuur 3a toont het antennestelsel in een plat vlak, doch in gemonteerde toestand ligt volgens de uitvinding het antennestelsel in een althans deels gebogen vlak, zoals getoond in figuur 3b, bijvoorbeeld tegen de binnenzijde van de kap 4, zoals nader getoond in de figuren 4, 5 en 6.

Het getoonde antennestelsel omvat volgens de uitvinding een lusantenne 20 (Eng.: loop antenna), die een antenne van het type inverted F-antenna 21, gebruikelijk aangeduid als IFA, omsluit. De lusantenne verzorgt in bedrijf, althans bij montage van de reader in verticale stand, zoals bij montage op een kozijnstijl, een horizontaal gepolariseerd ondervragingsveld. De lusantenne is voorzien van een toevoerleiding 22. De lengte van de lus is ongeveer één golflengte (λ) van de signalen in het van belang zijnde frequentiegebied. De toevoerleiding 22 heeft een lengte van ongeveer 1/4 λ.

In de vrije ruimte binnen de lusantenne 20 ligt de IFA 21, die in bedrijf een verticaal gepolariseerd veld opwekt. De antenne 21 heeft een massaverbinding 23 en een toevoerleiding 24. De lengte van de IFA is ongeveer 1/4 λ van de signalen in het van belang zijnde frequentiegebied.

Opgemerkt wordt, dat een reader in de praktijk werkt in een frequentiegebied met een zekere bandbreedte. Slechts voor één enkele frequentie binnen die bandbreedte kan gelden, dat een dergelijke lengtemaat exact de golflengte λ of 1/4 λ, etc. bedraagt. Voor alle andere frequenties in het frequentiegebied is sprake van een benadering. Dit is aangegeven door de uitdrukking "ongeveer".

Een antenne van het IFA-type is door de geringe afmeting eenvoudig te integreren in een reader van kleine afmetingen. Dit geldt echter niet zonder meer voor een lusantenne, die een met de IFA vergelijkbare antenneversterking en bandbreedte dient te hebben. Om toch een geschikte lusantenne te kunnen toepassen in een reader met een geringe breedte, zoals die door de markt gedicteerd wordt, is volgens de uitvinding de lusantenne in een in tenminste één richting gebogen vorm in de reader gemonteerd. De lusantenne kan bijvoorbeeld in een zich boven de grondplaat uitstrekkend tunnelvormig gebogen vlak 25 liggen, zoals bijvoorbeeld te zien is in de figuren 4 en 5. De breedte van de lusantenne 20 wordt hierdoor verkleind, zodat de lusantenne met behoud van de gewenste lusafmetingen, doch nu in een gebogen vlak toch in een reader, die een geringere breedte heeft dan de diameter, dan wel de gewenste breedte van de lusantenne in vlakke toestand, ingebouwd kan worden. Hierdoor kan de lusantenne ondanks de geringe breedte van de reader toch zodanige afmetingen hebben, dat de zogenaamde Chu/Wheelerlimiet, die de bandbreedtebeperking van lusantennes betreft, niet wordt overschreden.

Een extra voordeel van deze constructie is, dat de lusantenne binnen de behuizing van de reader op zo groot mogelijke afstand van de basis komt te liggen. Hierdoor wordt de prestatie van de lusantenne verbeterd en de invloed van achtergrondmaterialen, zoals het materiaal van het montagevlak, in dit voorbeeld kozijnstijl 2, verminderd.

Toepassing van een metalen grondplaat draagt eveneens bij aan een verminderde invloed van achtergrondmaterialen, zoals bijvoorbeeld een kozijnstijl en dergelijke. Ook vormt een metalen grondplaat of basis een elektromagnetische afscherming.

Een ander voordeel is, dat de IFA in het vrije middengebied van de lusantenne op eveneens zo groot mogelijke afstand van de basis geplaatst kan worden, waardoor ook voor deze antenne geldt, dat de prestaties worden verbeterd en de invloed van het montagevlak wordt verminderd. De IFA heeft immers een lengte van slechts 14 λ, hetgeen kleiner is dan de diameter, dan wel de lengte, van de lusantenne.

De ligging van de lusantenne 20 en de IFA 21 ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de basis is het beste te zien in de figuren 4 en 5.

De antennes 20 en 21 zijn bij voorkeur op het readercircuit aangesloten via niet nader getoonde radiofrequente (RF) schakelaars. Hiermee kan desgewenst tussen de twee antennes en dus de bijbehorende polarisatierichtingen van het ondervragingsveld gekozen worden. Zo kan afwisselend tussen beide polarisatierichtingen geschakeld worden, waardoor de oriëntatievrijheid van de tags extra gewaarborgd wordt. Het is ook mogelijk om de twee antennes via een hybride of fasedraaiingsnetwerk aan te sturen, zodat een circulair veld ontstaat.

De beschreven antennes 20 en 21 kunnen op verschillende manieren gemaakt worden. De antennes kunnen bijvoorbeeld van draad- of stripmateriaal of dergelijke gevormd worden of van op een geschikte drager of de binnenzijde van de behuizing 4 op gedampt materiaal. Het is niet noodzakelijk dat beide antennes op dezelfde wijze gemaakt zijn. Van belang is dat de antennes in gemonteerde toestand vormvast en stabiel zijn.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de lusantenne 20 aangebracht op een drager 40 van dun buigzaam printmateriaal, zoals te zien is in figuur 5. Het printmateriaal vormt het eerder genoemde vlak 25 (figuur 4). De inverted F-antenne 21 kan op een soortgelijke drager zijn aangebracht van een dun buigzaam printmateriaal. Bij voorkeur, doch niet noodzakelijk, zijn beide antennes op hetzelfde stuk materiaal 40 aangebracht, zoals ook te zien is in figuur 5.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de toevoerleiding 22 van de lusantenne uitgevoerd als een parallelstriplijn met een lengte van ongeveer 1/4 λ. De toevoerleiding vormt een parallelstriplijn transformator, die zorgt voor transformatie van de lage impedantie van de lusantenne 20 naar een niveau van bij voorkeur 50 ohm. De parallelstriplijn is middels een via 22a en een T-junctie 22b (zie figuur 3b) verbonden met de beide uiteinden 26, 27 van de lusantenne 20. De parallelstriplijnimpedantie van de T-junctie 22b heeft bij voorkeur de grootte van de lusantenneimpedantie. Op de printplaat 15 kan in een praktisch uitvoeringsvoorbeeld de transformatie van de gebalanceerde parallelstriplijn naar een microstriplijn met een impedantie van bij voorkeur 50 ohm plaats vinden door middel van een balun.

In het voorbeeld van figuur 5 zijn de antennes 20 en 21 samen aangebracht op een enkele drager 40 van dun buigzaam materiaal. De drager 40 is in dit voorbeeld in één richting gebogen en strekt zich als een soort tunnel uit boven de grondplaat 10b in de lengterichting L van de grondplaat en de reader. De buigrichting van de drager komt overeen met de breedterichting B van de grondplaat en de reader. De kap 4 kan aan de binnenzijde een vlak gedeelte hebben, dat correspondeert met de vlakke kruin 17. De drager 40 kan dan in gemonteerde toestand een corresponderend vlak gedeelte 44a hebben waarin de IFA zich bevindt. De drager is bij voorkeur zodanig in de behuizing aangebracht, dat deze stevig en niet verschuifbaar tegen de binnenzijde van de kunststof kap 4 ligt, zie figuur 6. De kap 4 kan hiertoe zijn voorzien van op sluitmiddelen voor het fixeren van de drager, zoals bijvoorbeeld opsluitranden en/of opsluitnokken of andere arreteringsmiddelen, die bij voorkeur in samenwerking met de door de gebogen toestand in het dragermateriaal opgewekte spankracht een verschuiving of losraken van het antennestelsel voorkomen

Figuur 6 toont schematisch bij wijze van voorbeeld hoe de drager in de kap kan worden vastgehouden doordat de langsranden 41 van de drager 40 tegen verdikte langsranden 42 van de kap 4 vallen. Verschuiving in de lengterichting kan bijvoorbeeld verhinderd worden met behulp van soortgelijke nokken of een ribbe in dwarsrichting en/of bijvoorbeeld door de langsranden 42 aan één of beide uiteinden af te sluiten of dergehjke.

Bijvoorbeeld kan in drager 40 een rond gat 76 en een sleufgat 77 worden gebruikt, bij voorkeur op de hartlijn van drager 40 (Figuur 7), om de drager 40 te fixeren in de lengte richting L door middel van pennen 78 en 79 aan binnenzijde van kap 4 (Figuur 8).

In het in figuur 5 getoonde voorbeeld is de drager 40 aan één uiteinde voorzien van een centraal strookvormig uitsteeksel 44, dat bij voorkeur één geheel vormt met de drager 40 en dat de parallelstriplijn 22 van de lusantenne draagt. Het strookvormige uitsteeksel 44 ligt in gemonteerde toestand bij voorkeur tenminste deels tegen het binnenoppervlak van de kap 4 en is in de richting van de grondplaat 10b gebogen. Het vrije uiteinde reikt door een in de grondplaat 10b aangebrachte opening 45 (figuur 4) en is aan de andere zijde van de grondplaat met een zich daar op de printplaat 15 of soortgelijke drager bevindend elektrische circuit, bijvoorbeeld een balun, van de reader verbonden.

De massaverbinding 23 en de toevoerleiding 24 van de IFA zijn bij voorkeur gevormd op oorspronkelijk naast de IFA liggende, doch daarvan later losgesneden en naar de grondplaat 10b gebogen stroken van de drager 40. Deze stroken reiken eveneens met de vrije uiteinden door in de grondplaat 10b aangebrachte openingen 46 en 47 zoals in figuur 4 aangegeven, en zijn ook met het elektronische circuit van de reader verbonden.

Figuur 7 toont een voorbeeld van een drager 40 van een geschikt dun, veerkrachtig en buigzaam printmateriaal, waarop een antennestelsel 20 t/m 24 volgens de uitvinding is aangebracht. Hiervoor zijn op zichzelf verschillende technieken en materialen bekend, die geen deel uitmaken van de uitvinding en daarom hier niet verder zijn beschreven.

De in figuur 7 getoonde drager is nog niet in de uiteindelijke gebogen toestand gebracht, doch is in vlakke toestand weergegeven. De lusantenne 20 en de inverted F antenne 21 liggen in de toestand van figuur 7 nog in hetzelfde platte vlak en ook de verbindingsleidingen 22, 23 en 24 van de antennes liggen nog in het genoemde platte vlak.

In de in figuur 7 getoonde toestand is de drager al wel grotendeels voorzien van de gewenste omtreksvorm, die in dit voorbeeld in grote lijnen rechthoekig is met aan één zijde (de bovenste zijde in de tekening) in het middengebied de reeds beschreven uitstekende tong of strook 44, die de parallelstriplijn toevoer 22 van de lusantenne draagt. Voorts is links van de tong 44 nog een rechthoekig deel 50 aanwezig, dat in een later stadium langs de dikke zwarte lijnen SI, S2 en S3 zal worden afgesneden en waarvan de functie later zal worden beschreven.

In het door de lusantenne 20 omsloten middengebied 51 van de drager 40 ligt in het verlengde van de tong 44 de IFA 21. De verbindingsleidingen, dat wil zeggen de massaverbinding 23 en de toevoerleiding 24 kunnen middels U-vormige insnijdingen 52 respectievelijk 53 worden los gesneden en kunnen dan langs buiglijnen 54a, 54b uit het vlak van de drager worden gebogen tot in de in de figuren 4 en 5 getoonde stand.

In het middengebied 51 zijn in dit voorbeeld voorts aan weerszijden van de IFA een aantal in hoofdzaak rechthoekige openingen 55a, 55b, 55c en 55d, respectievelijk 56a, 56b, 56c en 56d aangebracht. Verder zijn in dit voorbeeld nog twee langwerpige openingen 57 aangebracht, die zich in hoofdzaak in het verlengde van de buitenste delen van de insnijdingen 52 en 53 uitstrekken.

De openingen 55, 56 en 57 vereenvoudigen het in de gewenste gebogen stand monteren van de drager in de behuizing van de reader, doordat de drager door de aanwezigheid van de openingen makkelijker buigt en makkelijker manipuleerbaar is.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kunnen de rechthoekige openingen voorts gebruikt worden voor het aanbrengen van een positioneringorgaan, dat dient om tijdens de assemblage van een reader de verbindingsleidingen 23, 24 van de IFA in de juiste gebogen stand te houden om de uiteinden van deze leidingen door de openingen 46, 47 in de bodemplaat 10b en corresponderende openingen in de printplaat 15 te kunnen voeren. Na de assemblage dient het positioneringsorgaan als steun voor de verbindingsleidingen 23, 24 van de IFA.

Figuur 8 toont schematisch een drager 40 van de in figuur 7 getoonde soort. De in figuur 8 getoonde drager 40 is in de gewenste gebogen toestand gebracht en is afgebeeld volgens het met de pijl VIII in figuur 6 aangegeven aanzicht. De kap 4 is getoond in figuur 9, waarin een dwarsdoorsnede volgens de lijn IX-IX in figuur 8 is weergegeven. Opgemerkt wordt, dat in figuur 7 de drager getoond is in een aanzicht vanaf de zijde van de kap zoals aangegeven met een pijl VII in figuur 5, terwijl in figuur 8 een aanzicht van de tegenovergestelde zijde is getoond.

In figuur 7 en figuur 8 zijn de lengterichting en de breedterichting L respectievelijk B van de reader 1 aangegeven. Duidelijk is te zien, dat de drager, die in figuur 7 in vlakke toestand en in figuur 8 in dwars op de lengterichting L gebogen stand is getoond, in figuur 8 schijnbaar een ten opzichte van figuur 7 geringere afmeting in de breedterichting heeft in relatie tot de afmeting in de lengterichting. Dit geldt echter niet voor de tong 44, die in de bedrijfstoestand, in tegenstelling tot het (in dit voorbeeld) in hoofdzaak rechthoekige deel van de drager 40, dwars op de breedterichting B gebogen is, zoals ook te zien is in de figuren 4 en 5, en dus in figuur 8 schijnbaar een kleinere lengte heeft dan in figuur 7.

Ook de verbindingsleidingen 23, 24 van de IFA zijn dwars op de breedterichting B gebogen zoals eveneens te zien is in de figuren 4 en 5. De verbindingsleidingen worden in de bedrijfstoestand gesteund door een positioneringsorgaan 60, dat gevormd is uit het eerdergenoemde en in figuur 7 getoonde rechthoekige deel 50.

Een voorbeeld van een geschikt positioneringsorgaan 60 is in de gebogen bedrijfstoestand te zien in de figuren 8 en 9, en is duidelijkheidshalve nog eens afzonderlijk, in vlakke toestand getoond in figuur 10.

Het getoonde positioneringsorgaan 60 is in het beschreven voorbeeld vervaardigd uit hetzelfde stuk dun buigzaam printmateriaal als de drager 40 van het antennestelsel. Het positioneringsorgaan 60 is verkregen door het in hoofdzaak rechthoekige deel 50 van de flexibele drager 40 los te knippen of snijden of frezen of dergelijke langs de contouren SI, S2 en S3 en vervolgens het in hoofdzaak driehoekige deel Dl en het in hoofdzaak rechthoekige deel D2 te verminderen door afknippen of snijden of losfrezen of dergelijke.

Het aldus verkregen positioneringsorgaan heeft twee langszij den 61, 62 (figuur 10), die in dit voorbeeld in hoofdzaak evenwijdig zijn en die in dit voorbeeld elk twee naast elkaar gelegen brede lippen 63a, 63b respectievelijk 64a, 64b vormen, die van elkaar gescheiden zijn door een uitsparing 65 respectievelijk 66. De lippen 63a, 63b en 64a, 64b zijn in dit voorbeeld even breed als de openingen 55 en 56, terwijl de uitsparingen 65, 66 in dit voorbeeld even breed zijn als de tussen de openingen 55b en 55c respectievelijk 56b en 56c gelegen delen 58, 59 (figuur 7) van de drager 40.

In de in de figuren 8 en 9 getoonde gemonteerde bedrijfstoestand reiken de lippen 63a, 63b in de openingen 55b, 55c van de drager 40, terwijl de lippen 64a, 64b in de openingen 56b, 56c reiken. Het positioneringsorgaan 60 bevindt zich dan in een tegengesteld aan de drager 40 gebogen toestand, waarbij de bppen tegen de buitenranden van de openingen 55b, 55c respectievelijk 56b, 56c liggen, terwijl de uitsparingen 65, 66 de tussen de openingen 55b, 55c respectievelijk 56b, 56c gelegen delen 58, 59 overbruggen en nauw omsluiten.

Ofschoon het materiaal van de drager zeer dun is, worden de lippen van het positioneringsorgaan door de in de gebogen stand van het materiaal daarin opgewekte veerkracht krachtig in de corresponderende openingen van de drager en tegen de binnenwand van de kap 4 gedrukt. Het positioneringsorgaan 60 wordt daardoor stevig gefixeerd. De lippen kunnen niet uit de openingen in de drager springen en het positioneringsorgaan kan ook niet in de langsrichting van de reader verschuiven.

Figuur 8 toont schematisch hoe de lippen 63a en 64a in de corresponderende openingen 55b en 56b reiken. Figuur 9 toont deze constructie in meer detail in dwarsdoorsnede. De lippen kunnen niet omlaag (in figuur 9) bewegen omdat de langsranden van de openingen dit beletten. De lippen kunnen ook niet in langsrichting verschuiven omdat de dwarsranden van de openingen in de drager dit verhinderen.

Het positioneringsorgaan 60 heeft voorts in dit voorbeeld een eerste, rechte, dwarsrand 70 en een tweede dwarsrand 71, die geprofileerd is. De tweede dwarsrand 71 heeft in dit voorbeeld twee ten opzichte van elkaar versprongen secties 73, 74, die beide evenwijdig zijn aan de eerste dwarsrand 70, doch op verschillende afstanden van de eerste dwarsrand liggen. De secties 73, 74 zijn van elkaar gescheiden door een tussen de secties gelegen vingervormig uitsteeksel 75.

De secties 73 en 74 vormen steunranden voor de uit het vlak van de drager 40 gebogen strookvormige verbindingsleidingen 23, 24 van de IFA. In de bedrijfstoestand rusten de gebogen verbindingsleidingen nabij hun vrije uiteinden veerkrachtig tegen de steunranden 73, 74 aan weerszijden van het vingervormige uitsteeksel 75, zoals het beste is te zien in figuur 3b. De ligging van de steunranden 73, 74 ten opzichte van de lippen 63a, 63b en 64a, 64b, en daardoor ten opzichte van de drager 40 is zodanig, dat na montage van de drager 40 en het positioneringsorgaan 60 in de kap 4, voorbij de steunranden reikende vrije uiteinden van de verbindingsleidingen 23, 24 juist tegenover de openingen 46 en 47 in de grondplaat 10b liggen en zonder moeite gelijktijdig door deze openingen gestoken kunnen worden door de kap 4 en de grondplaat 10b naar elkaar toe te bewegen. Vervolgens kunnen dan de uiteinden van de verbindingsleidingen door solderen of op andere geschikte wijze met het achter de grondplaat hggende circuit op printplaat 15 of dergelijke verbonden worden.

Opgemerkt wordt, dat na het voorgaande diverse modificaties voor de deskundige voor de hand liggen. Zoals reeds aangegeven kunnen de antennes op verschillende manieren gemaakt worden, bijvoorbeeld door opdamping op één of meer geschikte dragers of op de binnenzijde van de langwerpige gewelfde kap 4. Ook kan de lusantenne uit stripmateriaal en/of draadmateriaal gevormd zijn. De IFA kan uit plaatmateriaal zijn vervaardigd. Bij toepassing van op gedampte of geprinte antennes kunnen de antennes op afzonderlijke dragers zijn aangebracht.

De vorm van de beschreven gezamenhjke drager en de daarin aangebrachte openingen kan op vele voor de deskundige voor de hand liggende wijzen gevarieerd worden. Dit geldt ook voor de vorm van het beschreven positioneringsorgaan.

Deze en soortgelijke modificaties liggen voor de deskundige voor de hand en worden geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen, zoals gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies.

Claims (17)

1. Reader (1) voor een elektronisch UHF toegangscontrolesysteem, waarbij de reader in bedrijf samenwerkt met corresponderende UHF-tags en is voorzien van een behuizing, waarin een antennestelsel (20, 21) voor het creëren van een elektromagnetisch ondervragingsveld is aangebracht, waarbij het antennestelsel (20, 21) een eerste antenne omvat voor het opwekken van een ondervragingsveld met een eerste polarisatierichting, en een tweede antenne voor het opwekken van een ondervragingsveld met een tweede polarisatierichting, waarbij de eerste en de tweede polarisatierichtingen ten opzichte van elkaar in hoofdzaak orthogonaal zijn, met het kenmerk, dat de eerste antenne een lusantenne (20) met een open middengebied is, en de tweede antenne een antenne (21) van het inverted F type (IFA) is, die in het open middengebied van de lusantenne (20) is geplaatst, en dat de IFA (21) een langwerpige vorm heeft en de lusantenne (20) in een vlak ligt, dat ten minste dwars op de lengterichting van de IFA (21) gebogen is.

2. Reader (1) volgens conclusie 1, waarbij de behuizing een langwerpig gevormde behuizing is en waarbij de IFA (21) zich in de lengterichting (L) van de behuizing uitstrekt, en waarbij de lusantenne (20) in een ten minste in de breedterichting (B) van de behuizing gebogen vlak (25) ligt.

3. Reader (1) volgens één der voorgaande conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de antennes (20, 21) zodanig gedimensioneerd zijn, dat de antenneversterking en de bandbreedte voor de eerste en tweede polarisatierichtingen een vergelijkbare grootte hebben.

4. Reader (1) volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de IFA (21) een lengte heeft van één vierde van de golflengte λ van één der signalen binnen de bandbreedte waarin de reader (1) werkt, en dat de lus van de lusantenne (20) een lengte heeft van één golflengte λ van één der signalen binnen de bandbreedte waarin de reader (1) werkt.

5. Reader (1) volgens conclusie 4, waarbij de behuizing een langwerpige kap (4) omvat en een langwerpige basis (10,), waarbij de lusantenne (20) op afstand boven de basis bgt in een tunnelvormig gebogen vlak (25), dat zich in de lengterichting (L) van de kap (4) en de basis 10 tussen de langsranden (11) van de basis en boven de basis uitstrekt.

6. Reader (1) volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de IFA (21) zich in hetzelfde tunnelvormige vlak (25) als de lusantenne (20) en in het hoogst boven de basis 10 gelegen gebied van het tunnelvormige vlak (25) uitstrekt.

7. Reader (1) volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat het tunnelvormige vlak (25) bepaald wordt door althans een deel van de binnenwand van de kap (4).

8. Reader (1) volgens conclusie 5, 6 of 7, met het kenmerk, dat het tunnelvormige vlak (25) gevormd wordt door een drager (40) van dun veerkrachtig en buigzaam printmateriaal, waarop tenminste de lusantenne (20) is aangebracht.

9. Reader (1) volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de IFA (21) op dezelfde drager (40) als de lusantenne is aangebracht.

10. Reader (1) volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de drager (40) althans deels tegen de binnenwand van de kap (4) ligt, waarbij de binnenwand van de kap (4) is voorzien van op sluitmiddelen (43) voor het fixeren van de drager (40).

11. Reader (1) volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat op de drager (40) tevens strookvormige verbindingsleidingen (22, 23, 24) voor de antennes (20, 21) zijn gevormd, die langs hun langsranden en één van hun dwarsranden van de drager zijn losgesneden en in de bedrijfstoestand uit het vlak van de drager in de richting van de grondplaat (10) zijn gebogen.

12. Reader (1) volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de basis (10) een onderste (10a) en een bovenste (10b) grondplaat omvat waartussen zich een kamer (14) bevindt waarin een elektronisch cirucit (15) van de reader (1) ligt, waarbij de bovenste grondplaat (10b) is voorzien van openingen (45, 46, 47) via welke de verbindingsleidingen (22, 23, 24) van ten minste één der antennes met het circuit (15) zijn verbonden.

13. Reader (1) volgens één der conclusies 9 t/m 12, met het kenmerk, dat de drager (40) is voorzien van een aantal openingen aan weerszijden van de IFA (21) doch binnen het door de lusantenne (20) omsloten gebied, welke openingen de montage van de drager in de gebogen toestand in de kap (4) ver gem akkelij ken.

14. Reader (1) volgens conclusie 11, 12 of 13, gekenmerkt door een positioneringsorgaan (60) voor het in de gebogen stand fixeren van tenminste één van de strookvormige verbindingsleidingen (22, 23, 24).

15. Reader (1) volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het positioneringsorgaan (60) uit hetzelfde materiaal is vervaardigd als de drager (40) en in bedrijf in een tegengesteld aan de drager (40) gebogen stand in de kap (4) is aangebracht, waarbij het positioneringsorgaan (60) tenminste één steunrand (73,74) heeft voor het in de gewenste gebogen stand fixeren van tenminste één verbindingsleiding (22, 23, 24), en waarbij het positioneringsorgaan voorts aan weerszijden is voorzien van lippen (63a, 63b, 64a, 64b) die in één of meer van de openingen (55a, 55b, 55c, 55d en 56a, 56b, 56c, 56d) grijpen voor het fixeren van het positioneringsorgaan (60).

16. Elektronisch UHF RFID toegangscontrolesysteem voorzien van een reader (1) volgens één der voorgaande conclusies.

17. Elektronisch UHF RFID toegangscontrolesysteem volgens conclusie 16, omvattend een in bedrijf op een deurkozijnstijl gemonteerde reader (1) volgens één der conclusies 1 t/m 15.