WO2007104754A1 - Loop antenna for mobile radio links - Google Patents

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WO2007104754A1
WO2007104754A1 PCT/EP2007/052335 EP2007052335W WO2007104754A1 WO 2007104754 A1 WO2007104754 A1 WO 2007104754A1 EP 2007052335 W EP2007052335 W EP 2007052335W WO 2007104754 A1 WO2007104754 A1 WO 2007104754A1
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loop
loop antenna
antenna
capacitor
coupling
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PCT/EP2007/052335
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Inventor
Stefan Hermann
Hamed Ramani
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • H01Q9/265—Open ring dipoles; Circular dipoles

Definitions

  • the invention relates to a loop antenna for mobile radio links, which can be found in a variety of applications today.
  • insbesonde- mobile radio link re in automotive engineering, between a stationary base station, for example within the vehicle and a mobile ID transmitter, used to access ⁇ authority about positive authentication to allow to start the engine.
  • the present invention therefore has for its object to provide an antenna which overcomes the present disadvantages and ensures also in different positions as good as possible transmission at the same time the lowest possible cost ge ⁇ .
  • the additional capacitor is at a certain minimum distance from the first capacitor, for example, at least 45 degrees with respect to the respective position to the center, which has been found in simulations that in particular an angle of 90 degrees as close as possible approximation ⁇ Lich causes the vertical to the horizontal polarization.
  • the loop antenna which is preferably designed as an isosceles polygon or as a circle with a small diameter, for example 1/10 to 1/100 of the wavelength, has in the preferred embodiment of the invention an inductive coupling, which due to the symmetrical coupling and Mass freedom advantageously several degrees of freedom in the adaptation of the loop antenna made ⁇ light.
  • an inductive coupling which due to the symmetrical coupling and Mass freedom advantageously several degrees of freedom in the adaptation of the loop antenna made ⁇ light.
  • control electronics of the antenna together with the loop antenna according to the invention is located on the surface of a circuit board, which advantageously enables a space saving for the space-limited use.
  • the inputs or connections of the control electronics of the loop antenna can also within the
  • the loop antenna according to the invention can especially before ⁇ geous in access control systems, in particular in a vehicle access control system such.
  • B. PASE (passive start and entry) and RKE (remote keyless entry) systems are used, the use of the loop antenna according to the invention in the vehicle-side base station or transmitting and / or receiving device and / or in the ID transmitter or mobile transmitting and / or receiving device is conceivable. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • Figure 1 is a schematic representation of a known in the art loop antenna with inductive coupling.
  • Fig. 2 is a graph of measured in the test antenna gain as a function of an angle theta to the ⁇ antenna of FIG. 1;
  • Fig. 3 is a schematic representation of a loop antenna with inductive coupling according to the invention.
  • Fig. 4 is a graph of measured in the test Antennenge- winns a function of an angle theta which it ⁇ inventive antenna of FIG. 3.
  • the conventional loop antenna 1 known in the prior art has a square loop 3 in whose one side a capacitor 5 is arranged centrally. is net. On the opposite side of the capacitor 5, a coupling loop 7 is arranged within the loop 3 to about one third of the diameter, which serves for in ⁇ duktive coupling of the loop antenna 1.
  • the coupling loop 7, which has no direct electrical connection to the loop 3, outside the loop 3 lie on ⁇ constricting ports 9, via which the coupling loop 7 and therefore the antenna 1 can be fed.
  • Fig. 2 is a diagram of the antenna gain of the loop antenna shown in FIG. 1 and its dependence or change in a deflection from a central position (0 degrees) by an angle theta (positive or negative).
  • the loop antenna 1 was arranged perpendicular to the bottom plane with its terminals 9 downwards, wherein at a predetermined distance of for example 20 meters a measuring antenna in the form of a dipole in a plane parallel to the ground plane (at the level of the loop).
  • Antenna 1) and is arranged in an e-plane parallel to the loop antenna plane.
  • the measurement takes place at a frequency of 300 MHz, so that the distance between measuring antenna and loop antenna 1 is relatively large to the wavelength and thus essentially the electrical component or the electric field of the loop antenna 1 transmitting in this case is measured.
  • the angle theta in degrees is plotted on the X axis, in which the position corresponds to 0 degrees of the aforementioned measuring arrangement, and if the angle theta changes, the loop antenna 1 about a rotation axis perpendicular to the floor plane or center axis (by the center ⁇ point M of the loop antenna 1) is deflected.
  • the antenna gain has a maximum at 0 degrees and along the curve 11 with a positive or negative displacement of up to +/- 90 degrees symmetrical roof or dome-shaped falls on both sides.
  • a loop antenna 21 after it ⁇ invention is shown, which also like the loop antenna 1 is made (for example, a wire loop having a winding) of a square loop 22 and on one side (in Fig. 3 the right side) has a first capacitor 23, which corresponds to the capacitor 5 of the loop antenna 1.
  • the loop antenna 21 in an adjacent leg of the loop 22 to the capacitor 23 has a likewise mit- capacitor 25 (in Fig. 3 the upper side), so that the axes through the capacitors 23 and 25 and the loop center M (or the centroid or centroid) include an angle alpha of 90 degrees.
  • the loop antenna 21 has a coupling loop 27 with terminals 29 for feeding the loop antenna 21, which in their position and shape (rectangular shape) with diameter in the direction of the loop center M of substantially ⁇ one third of the loop diameter to maximum Half of the loop diameter of the coupling loop 7 of the loop antenna 1 corresponds.
  • the horizontal component or horizontal polarization is taken here as a curve 31 and the vertical component of the elec- generic field or vertical polarization as a curve 33 on ⁇ . It is clear that now by providing the second capacitor 25 in the loop antenna 21 according to the invention, the curve 31 of the horizontal polarization - except for a minimal loss - in shape of the curve 11 so the horizontal polarization of the loop antenna. 1 equivalent. In contrast, the curve 33 of the verti ⁇ len polarization with respect to the curve 13 on a completely different course, with above all the minimum around the zero position (theta equal to 0 degrees) has disappeared and the curve 33 of the curve 31 has approximated correlated to this.
  • a loop ⁇ fen-antenna 21 according to the invention which is for example arranged in a vehicle door of a vehicle, a Besse ⁇ re transmission to the ID transmitter is ensured, whereby ge ⁇ rade the ID transmitter in its position to the vehicle can change, without a transmission is thereby reduced or even impossible. Since the loop antenna (or 3 in the direction of its central axis in Fig.
  • Perpendicular to the plane through the center M) optimally 21 sends to both of ⁇ fenen sides or receives is sufficient advantageously provides a loop antenna 21 to two directions For example, lin ⁇ ker and right vehicle area, and thus abde ⁇ an approach of an ID transmitter to the left or right side of the vehicle or to detect.
  • the aforementioned square shape of the loop 22 of the loop antenna 21 according to the invention is only an exemplary embodiment, wherein also any isosceles polygons or a circle come as a form of Schlei ⁇ fe 22 in question.

Abstract

The invention relates to a loop antenna for mobile radio links, comprising a loop (22) that is made of an electrically conductive material, a coupling (27), and a first capacitor (23) within the loop (22). The inventive loop antenna (21) comprises at least one additional capacitor (25) within the loop (22), said additional capacitor (25) being disposed at a predefined distance from the first capacitor (23).

Description

Beschreibungdescription
Schleifen-Antenne für mobile FunkstreckenLoop antenna for mobile radio links
Die Erfindung betrifft eine Schleifen-Antenne für mobile Funkstrecken, welche heutzutage in einer Vielzahl von Anwendungen angetroffen werden kann.The invention relates to a loop antenna for mobile radio links, which can be found in a variety of applications today.
Beispielsweise werden in Zugangskontrollsystemen, insbesonde- re in der Fahrzeugtechnik, mobile Funkstrecken zwischen einer stationären Basisstation, beispielsweise innerhalb des Fahrzeugs und einem mobilen ID-Geber, verwendet, um die Zugangs¬ berechtigung über positive Authentifizierung bis hin zum Motorstart zu ermöglichen.For example, in access control systems, insbesonde- mobile radio link re in automotive engineering, between a stationary base station, for example within the vehicle and a mobile ID transmitter, used to access ¬ authority about positive authentication to allow to start the engine.
Hierzu werden beispielsweise fahrzeugseitig als Antenne Stab- und Patch-Antennen verwendet, um Signale im HF, UHF, mögli¬ cherweise auch im Mikrowellenbereich zu übertragen. Nachteiligerweise erfordert der Einsatz von Patch-Antennen einen re- lativ hohen Platzbedarf und ist zudem kostenintensiv. Weitere bekannte Antennen wie Stabantennen besitzen eine Antennencharakteristik, welche je nach Lage der Antenne des ID-Gebers zur Antenne der fahrzeugseitigen Basisstation mehrere Minima bzw. Totpunkte aufweist, so dass, obwohl sich ein ID-Geber innerhalb der Reichweite einer fahrzeugseitigen Basisstation befindet, dennoch keine korrekte Übertragung erfolgen kann.For this purpose, for example, on the vehicle side as an antenna rod and patch antennas used to transmit signals in the HF, UHF, Moegli ¬ cherweise also to transfer in the microwave range. Disadvantageously, the use of patch antennas requires a relatively large amount of space and is also expensive. Other known antennas such as rod antennas have an antenna characteristic which, depending on the position of the antenna of the ID transmitter to the antenna of the vehicle-side base station several minima or dead points, so that although an ID transmitter is within range of a vehicle-side base station, yet none correct transmission can take place.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antenne zu schaffen, welche die vorliegenden Nachteile beseitigt und auch in verschiedenen Lagen eine möglichst gute Übertragung bei gleichzeitig möglichst geringen Kosten ge¬ währleistet .The present invention therefore has for its object to provide an antenna which overcomes the present disadvantages and ensures also in different positions as good as possible transmission at the same time the lowest possible cost ge ¬.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schleifen- Antenne mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch eine Verwendung einer solchen Antenne gemäß Anspruch 8 gelöst. Durch einen zusätzlichen Kondensator innerhalb einer Schleife einer Schleifen-Antenne lässt sich die Antennencharakteris¬ tik, welche ohne diesen zusätzlichen Kondensator der Charak- teristik einer Stabantenne ähnelt, derart verändern, so dass über einen größeren Bereich einer Lageveränderung sowohl die horizontale als auch vertikale Komponente einer elektromagne¬ tischen Welle gesendet und/oder empfangen werden kann. Hierbei ist bei dem vorzugsweisen Einsatzgebiet nach der Erfin- düng von über 300 MHz bis in den GHz-Bereich (UHF) bei Entfernungen von 10, 15 bis 50 oder gar bis 100 m bereits im Verhältnis zur Wellenlänge von einer relativ großen Entfernung zu sprechen, so dass vorwiegend die elektrische Kompo¬ nente der elektromagnetischen Welle betrachtet wird.This object is achieved by a loop antenna with the features of claim 1, as well as by a use of such an antenna according to claim 8. By an additional capacitor within a loop of a loop antenna, the Antennencharakteris ¬ tik which teristik without this additional capacitor can be the charac- a rod antenna is similar to change in such a manner so that can be sent over a larger area of a change in position both horizontal tables and vertical component of an electromagnetic wave ¬ and / or received. In this case, in the preferred field of use according to the invention of more than 300 MHz up to the GHz range (UHF) at distances of 10, 15 to 50 or even up to 100 m already in relation to the wavelength of a relatively large distance, so that mainly the electric component of the electromagnetic wave compo ¬ is considered.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich der zusätzliche Kondensator in einem bestimmten Mindestabstand von dem ersten Kondensator von beispielsweise mindestens 45 Grad hinsichtlich der jeweiligen Lage zum Mittelpunkt, wobei sich bei Simulationen herausgestellt hat, dass insbesondere ein Winkel von 90 Grad eine möglichst gute Annäherung hinsicht¬ lich der vertikalen zur horizontalen Polarisation bewirkt.In a further embodiment of the invention, the additional capacitor is at a certain minimum distance from the first capacitor, for example, at least 45 degrees with respect to the respective position to the center, which has been found in simulations that in particular an angle of 90 degrees as close as possible approximation ¬ Lich causes the vertical to the horizontal polarization.
Die Schleifen-Antenne, welche vorzugsweise als gleichschenk- liges Vieleck oder als Kreis mit geringem Durchmesser, beispielsweise 1/10 bis 1/100 der Wellenlänge ausgebildet ist, weist in der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eine induktive Einkopplung auf, welche aufgrund der symmetrischen Einkopplung und Massefreiheit vorteilhafterweise mehrere Freiheitsgrade bei der Anpassung der Schleifen-Antenne ermög¬ licht. Selbstverständlich ist es jedoch denkbar, die erfindungsgemäße Schleifen-Antenne mit anderen Einkopplungsarten, beispielsweise kapazitive Einkopplung oder Gamma-Einkopplung auszubilden .The loop antenna, which is preferably designed as an isosceles polygon or as a circle with a small diameter, for example 1/10 to 1/100 of the wavelength, has in the preferred embodiment of the invention an inductive coupling, which due to the symmetrical coupling and Mass freedom advantageously several degrees of freedom in the adaptation of the loop antenna made ¬ light. Of course, it is however conceivable to design the loop antenna according to the invention with other types of coupling, for example capacitive coupling or gamma coupling.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich die An- steuerungselektronik der Antenne zusammen mit der erfindungsgemäßen Schleifen-Antenne auf der Oberfläche einer Platine, wodurch vorteilhafterweise eine Platzeinsparung für den räum- lieh begrenzten Einsatz ermöglicht wird.In a further embodiment of the invention, the control electronics of the antenna together with the loop antenna according to the invention is located on the surface of a circuit board, which advantageously enables a space saving for the space-limited use.
Hierbei können die Eingänge bzw. Anschlüsse der Ansteuerungs- elektronik der Schleifen-Antenne ebenfalls innerhalb derHere, the inputs or connections of the control electronics of the loop antenna can also within the
Schleife liegen, wobei hierzu auch eine Durchkontaktierung auf die andere Platinenseite denkbar ist, so dass vorteil- hafterweise sowohl die Schleifen-Antenne, als auch die Ein- kopplungsschleife bei der induktiven Einkopplung inklusive deren Anschlüsse auf einer einzigen Seite bzw. Oberfläche ei¬ ner Platine ausgebildet sein können.Loop, whereby a through-contact on the other side of the board is conceivable for this purpose, so that advantageous Of course, both the loop antenna and the injection loop in the inductive coupling, including their connections on a single page or surface ei ¬ ner board can be formed.
Die erfindungsgemäße Schleifen-Antenne kann besonders vor¬ teilhaft in Zugangskontrollsystemen, insbesondere in einem Fahrzeugzugangskontrollsystem wie z. B. PASE (Passive Start and entry) und RKE (Remote keyless entry) -Systemen verwendet werden, wobei der Einsatz der erfindungsgemäßen Schleifen- Antenne in der fahrzeugseitigen Basisstation bzw. Sende- und/oder Empfangseinrichtung und/oder im ID-Geber bzw. mobilen Sende- und/oder Empfangseinrichtung denkbar ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The loop antenna according to the invention can especially before ¬ geous in access control systems, in particular in a vehicle access control system such. B. PASE (passive start and entry) and RKE (remote keyless entry) systems are used, the use of the loop antenna according to the invention in the vehicle-side base station or transmitting and / or receiving device and / or in the ID transmitter or mobile transmitting and / or receiving device is conceivable. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer im Stand der Technik bekannten Schleifen-Antenne mit induktiver Einkopplung;Figure 1 is a schematic representation of a known in the art loop antenna with inductive coupling.
Fig. 2 ein Diagramm des im Versuch gemessenen Antennengewinns in Abhängigkeit eines Winkels Theta der An¬ tenne nach Fig. 1;Fig. 2 is a graph of measured in the test antenna gain as a function of an angle theta to the ¬ antenna of FIG. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Schleifen- Antenne mit induktiver Einkopplung nach der Erfindung undFig. 3 is a schematic representation of a loop antenna with inductive coupling according to the invention and
Fig. 4 ein Diagramm des im Versuch gemessenen Antennenge- winns in Abhängigkeit eines Winkels Theta der er¬ findungsgemäßen Antenne nach Fig. 3.Fig. 4 is a graph of measured in the test Antennenge- winns a function of an angle theta which it ¬ inventive antenna of FIG. 3.
Die in Fig. 1 dargestellte herkömmliche, im Stand der Technik bekannte Schleifen-Antenne 1 weist eine quadratische Schleife 3 auf, in deren einer Seite mittig ein Kondensator 5 angeord- net ist. Auf der dem Kondensator 5 gegenüberliegenden Seite ist innerhalb der Schleife 3 bis etwa zu einem Drittel des Durchmessers eine Koppelschleife 7 angeordnet, welche der in¬ duktiven Einkopplung der Schleifen-Antenne 1 dient. Die Kop- pelschleife 7, welche keine direkte galvanische Verbindung zur Schleife 3 besitzt, weist außerhalb der Schleife 3 lie¬ gende Anschlüsse 9 auf, über welche die Koppelschleife 7 und damit die Antenne 1 gespeist werden kann.The conventional loop antenna 1 known in the prior art has a square loop 3 in whose one side a capacitor 5 is arranged centrally. is net. On the opposite side of the capacitor 5, a coupling loop 7 is arranged within the loop 3 to about one third of the diameter, which serves for in ¬ duktive coupling of the loop antenna 1. The coupling loop 7, which has no direct electrical connection to the loop 3, outside the loop 3 lie on ¬ constricting ports 9, via which the coupling loop 7 and therefore the antenna 1 can be fed.
In Fig. 2 ist als Diagramm der Antennengewinn der Schleifen- Antenne nach Fig. 1 dargestellt und dessen Abhängigkeit bzw. Änderung bei einer Auslenkung aus einer Mittellage (0 Grad) um einen Winkel Theta (positiv oder negativ) . Für eine solche Messung wurde die Schleifen-Antenne 1 senkrecht zur Bodenebe- ne mit ihren Anschlüssen 9 nach unten angeordnet, wobei in einem vorbestimmten Abstand von beispielsweise 20 Metern eine Messantenne in Form eines Dipols in einer Ebene parallel zur Bodenebene (in Höhe der Schleifen-Antenne 1) und in einer E- bene parallel zur Schleifen-Antennenebene angeordnet ist.In Fig. 2 is a diagram of the antenna gain of the loop antenna shown in FIG. 1 and its dependence or change in a deflection from a central position (0 degrees) by an angle theta (positive or negative). For such a measurement, the loop antenna 1 was arranged perpendicular to the bottom plane with its terminals 9 downwards, wherein at a predetermined distance of for example 20 meters a measuring antenna in the form of a dipole in a plane parallel to the ground plane (at the level of the loop). Antenna 1) and is arranged in an e-plane parallel to the loop antenna plane.
Die Messung erfolgt bei einer Frequenz von 300 MHz, so dass die Entfernung zwischen Messantenne und Schleifen-Antenne 1 relativ groß zur Wellenlänge ist und damit im Wesentlichen die elektrische Komponente bzw. das elektrische Feld der in diesem Fall sendenden Schleifen-Antenne 1 gemessen wird. Im Diagramm nach Fig. 2 ist auf der X-Achse der Winkel Theta in Grad aufgetragen, bei welchem die Lage 0 Grad der vorgenannten Messanordnung entspricht und bei einer Änderung des Winkels Theta die Schleifen-Antenne 1 um eine senkrecht zur Bo- denebene stehenden Drehachse bzw. Mittelachse (durch den Mit¬ telpunkt M der Schleifen-Antenne 1) ausgelenkt wird.The measurement takes place at a frequency of 300 MHz, so that the distance between measuring antenna and loop antenna 1 is relatively large to the wavelength and thus essentially the electrical component or the electric field of the loop antenna 1 transmitting in this case is measured. In the diagram according to FIG. 2, the angle theta in degrees is plotted on the X axis, in which the position corresponds to 0 degrees of the aforementioned measuring arrangement, and if the angle theta changes, the loop antenna 1 about a rotation axis perpendicular to the floor plane or center axis (by the center ¬ point M of the loop antenna 1) is deflected.
In dieser Lage wird die horizontale Komponente des elektri¬ schen Feldes (horizontale Polarisation) gemäß Kurve 11 gemes- sen, wobei der Antennengewinn (im Diagramm als Amplitude dargestellt) bezüglich einer optimalen Vergleichsantenne in dB auf der Y-Achse angetragen ist. Hierbei wird deutlich, dass der Antennengewinn ein Maximum bei 0 Grad hat und entlang der Kurve 11 bei einer positiven oder negativen Auslenkung von bis zu +/- 90 Grad zu beiden Seiten symmetrisch dach- bzw. kuppeiförmig abfällt.In this position, the horizontal component of the electrical ¬ rule field (horizontal polarization) measured according to curve 11, wherein the antenna gain (shown in the diagram as amplitude) is plotted with respect to an optimal reference antenna in dB on the Y-axis. Here it is clear that the antenna gain has a maximum at 0 degrees and along the curve 11 with a positive or negative displacement of up to +/- 90 degrees symmetrical roof or dome-shaped falls on both sides.
Führt man nun vorgenannte Messung mit einem Dipol, welcher statt in einer Ebene parallel zur Bodenebene in einer Ebene senkrecht zur Bodenebene und nach wie vor in einer Ebene pa¬ rallel zur Schleifenebene liegt, durch, so erfasst man die vertikale Komponente des elektrischen Feldes (vertikale Pola¬ risation) , welche durch die Kurve 13 beschrieben ist. Hierbei wird deutlich, dass in der vorgenannten Null-Lage (Theta gleich 0 Grad) der Antennengewinn ein Minimum aufweist und bei einer Drehung der Schleifen-Antenne 1 um ihre senkrechte Mittelachse um einen Winkel +/- Theta jeweils symmetrisch auf ein Maximum bei etwa Theta gleich +/- 45 Grad ansteigt und bei Theta gleich +/- 90 Grad ebenso wie die Kurve 11 völlig abfällt.If one now performs the aforementioned measurement with a dipole which vertical rather than in a plane to the ground plane in a plane perpendicular parallel to the ground plane and to is the loop plane is still in a plane pa ¬ rallel, by, one detects the vertical component of the electric field ( Pola ¬ risation), which is described by the curve. 13 In this case, it becomes clear that in the abovementioned zero position (theta equal to 0 degrees) the antenna gain has a minimum and with a rotation of the loop antenna 1 around its vertical central axis by an angle +/- theta symmetrically to a maximum at about theta increases equal to +/- 45 degrees and at theta equal to +/- 90 degrees as well as the curve 11 completely drops.
Diese bekannte Charakteristik, welche beispielsweise auch der eines Dipols in einer Lage entsprechend der oberen Seite der Schleifen-Antenne in vorgenannter Versuchsanordnung (mit mittigem Kondensator 5) entspricht, hat demzufolge eine Anten¬ nencharakteristik, bei welcher allein durch die Lageänderung zweier Antennen zueinander trotz optimalem Theta von beispielsweise 0 Grad durch eine Lageänderung beispielsweise der anderen Antenne (durch eine Drehung aus der horizontalen Polarisation heraus in die vertikale Polarisation hinein) nachteiligerweise nur noch ein Minimum gesendet oder empfangen werden kann, so dass eine Übertragung bei dieser und anderen ungünstigen Lagen zwischen beiden Antennen nicht mehr möglich ist.This known characteristic, which for example also corresponds to that of a dipole in a position corresponding to the upper side of the loop antenna in the aforementioned experimental arrangement (with center capacitor 5), accordingly an transformants ¬ nencharakteristik, wherein two solely by the change in position of antennas to each other despite optimal Theta, for example, 0 degrees by a change in position, for example, the other antenna (by rotation from the horizontal polarization out into the vertical polarization into) disadvantageously only a minimum can be sent or received, so that a transmission at this and other unfavorable positions between the two Antennas is no longer possible.
In Fig. 3 ist dagegen eine Schleifen-Antenne 21 nach der Er¬ findung dargestellt, welche ebenfalls wie die Schleifen- Antenne 1 aus einer quadratischen Schleife 22 (beispielsweise eine Drahtschleife mit einer Windung) besteht und an ihrer einen Seite (in Fig. 3 die rechte Seite) einen ersten Kondensator 23 aufweist, welcher dem Kondensator 5 der Schleifen- Antenne 1 entspricht. Zusätzlich zu dem ersten Kondensator 23 weist die Schleifen-Antenne 21 in einem benachbarten Schenkel der Schleife 22 zum Kondensator 23 einen dort ebenfalls mit- tig angeordneten Kondensator 25 auf (in Fig. 3 die obere Seite) , so dass die Achsen durch die Kondensatoren 23 und 25 und dem Schleifenmittelpunkt M (bzw. dem Flächenmittelpunkt oder Flächenschwerpunkt) einen Winkel Alpha von 90 Grad einschlie- ßen.In Fig. 3, however, a loop antenna 21 after it ¬ invention is shown, which also like the loop antenna 1 is made (for example, a wire loop having a winding) of a square loop 22 and on one side (in Fig. 3 the right side) has a first capacitor 23, which corresponds to the capacitor 5 of the loop antenna 1. In addition to the first capacitor 23, the loop antenna 21 in an adjacent leg of the loop 22 to the capacitor 23 has a likewise mit- capacitor 25 (in Fig. 3 the upper side), so that the axes through the capacitors 23 and 25 and the loop center M (or the centroid or centroid) include an angle alpha of 90 degrees.
Selbstverständlich ist es als gleichwertig anzusehen, wenn der zweite Kondensator 25 statt auf der im gegen den Uhrzeigersinn benachbarten Seite (oben) auf der im Uhrzeigersinn benachbarten Seite (unten) vom Kondensator 23 aus gesehen angeordnet wäre.Of course, it is to be regarded as equivalent if the second capacitor 25 instead of on the side adjacent in the counterclockwise direction (above) on the clockwise adjacent side (bottom) of the capacitor 23 would be arranged seen from.
Weiterhin weist die Schleifen-Antenne 21 eine Koppelschleife 27 mit Anschlüssen 29 zur Speisung der Schleifen-Antenne 21 auf, welche in ihrer Lage und Form (rechteckige Form) mit Durchmesser in Richtung Schleifenmittelpunkt M von im Wesent¬ lichen ein Drittel des Schleifendurchmessers bis maximal zur Hälfte des Schleifendurchmessers der Koppelschleife 7 der Schleifen-Antenne 1 entspricht.Furthermore, the loop antenna 21 has a coupling loop 27 with terminals 29 for feeding the loop antenna 21, which in their position and shape (rectangular shape) with diameter in the direction of the loop center M of substantially ¬ one third of the loop diameter to maximum Half of the loop diameter of the coupling loop 7 of the loop antenna 1 corresponds.
Tauscht man nun bei der vorstehend erläuterten Versuchsanord¬ nung die Schleifen-Antenne 1 durch die Schleifen-Antenne 21 aus, so erhält man für den Antennengewinn hinsichtlich der vertikalen und horizontalen Polarisation in Abhängigkeit ei- nes Auslenkungswinkels Theta das in Fig. 4 dargestellte Dia¬ gramm für den Antennengewinn.If we now exchanged at the above-described Versuchsanord ¬ drying the loop antenna 1 through the loop antenna 21 made of, is obtained for the antenna gain with respect to the vertical and horizontal polarization depending egg nes deflection angle Theta the slide shown in Fig. 4 ¬ gram for the antenna gain.
Die horizontale Komponente bzw. horizontale Polarisation ist hierbei als Kurve 31 und die vertikale Komponente des elekt- rischen Feldes bzw. vertikale Polarisation als Kurve 33 auf¬ getragen. Hierbei wird deutlich, dass nunmehr durch das Vorsehen des zweiten Kondensators 25 bei der Schleifen-Antenne 21 nach der Erfindung die Kurve 31 der horizontalen Polarisation - bis auf einen minimalen Verlust - in ihrer Form der Kurve 11 also der horizontalen Polarisation der Schleifen- Antenne 1 entspricht. Dagegen weist die Kurve 33 der vertika¬ len Polarisation gegenüber der Kurve 13 einen völlig anderen Verlauf auf, wobei vor allem das Minimum um die Null-Lage (Theta gleich 0 Grad) verschwunden ist und sich die Kurve 33 der Kurve 31 angenähert hat bzw. zu dieser korreliert. Entsprechend ist bei dieser Anordnung sowohl bei einer Ände¬ rung der Lage des Dipols bzw. der Messantenne als auch bei einer Änderung der Lage der Schleifen-Antenne 21 in einem we- sentlich größeren Bereich von Theta ein ausreichender Antennengewinn gegeben, so dass eine für eine erfolgreiche Über¬ tragung ausreichende Sende- bzw. Empfangssignalstärke gewähr¬ leistet ist.The horizontal component or horizontal polarization is taken here as a curve 31 and the vertical component of the elec- generic field or vertical polarization as a curve 33 on ¬. It is clear that now by providing the second capacitor 25 in the loop antenna 21 according to the invention, the curve 31 of the horizontal polarization - except for a minimal loss - in shape of the curve 11 so the horizontal polarization of the loop antenna. 1 equivalent. In contrast, the curve 33 of the verti ¬ len polarization with respect to the curve 13 on a completely different course, with above all the minimum around the zero position (theta equal to 0 degrees) has disappeared and the curve 33 of the curve 31 has approximated correlated to this. Accordingly, in this arrangement, both with a change ¬ tion of the position of the dipole or the measuring antenna as well as a change in the position of the loop antenna 21 in a much larger range of theta given a sufficient antenna gain, so that one for a successful transmission ¬ sufficient transmission or reception signal strength guaranteed ¬ is.
Demzufolge ist es leicht vorstellbar, dass durch eine Schlei¬ fen-Antenne 21 nach der Erfindung, welche beispielsweise in einer Fahrzeugtür eines Fahrzeugs angeordnet ist, eine besse¬ re Übertragung zum ID-Geber gewährleistet ist, wobei sich ge¬ rade der ID-Geber in seiner Lage zum Fahrzeug ändern kann, ohne dass eine Übertragung hierdurch vermindert oder gar unmöglich wird. Da die Schleifen-Antenne 21 zu ihren beiden of¬ fenen Seiten (bzw. in Richtung ihrer Mittelachse in Fig. 3 senkrecht zur Zeichenebene durch den Mittelpunkt M) optimal sendet bzw. empfängt, reicht vorteilhafterweise bereits eine Schleifen-Antenne 21, um zwei Richtungen, beispielsweise lin¬ ker und rechter Fahrzeugbereich, und damit eine Annäherung eines ID-Gebers zur linken oder rechten Fahrzeugseite abzude¬ cken bzw. zu detektieren.Accordingly, it is easy to imagine that by a loop ¬ fen-antenna 21 according to the invention, which is for example arranged in a vehicle door of a vehicle, a Besse ¬ re transmission to the ID transmitter is ensured, whereby ge ¬ rade the ID transmitter in its position to the vehicle can change, without a transmission is thereby reduced or even impossible. Since the loop antenna (or 3 in the direction of its central axis in Fig. Perpendicular to the plane through the center M) optimally 21 sends to both of ¬ fenen sides or receives is sufficient advantageously provides a loop antenna 21 to two directions For example, lin ¬ ker and right vehicle area, and thus abde ¬ an approach of an ID transmitter to the left or right side of the vehicle or to detect.
Selbstverständlich ist die vorgenannte quadratische Form der Schleife 22 der erfindungsgemäßen Schleifen-Antenne 21 nur eine beispielhafte Ausführungsform, wobei auch beliebige gleichschenklige Vielecke oder ein Kreis als Form der Schlei¬ fe 22 in Frage kommen. Of course, the aforementioned square shape of the loop 22 of the loop antenna 21 according to the invention is only an exemplary embodiment, wherein also any isosceles polygons or a circle come as a form of Schlei ¬ fe 22 in question.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schleifen-Antenne (21) für mobile Funkstrecken mit einer Schleife (22) aus einem elektrisch leitfähigen Material, einer Einkopplung (27) und einem ersten Kondensator (23) innerhalb der Schleife (22),A loopable antenna (21) for mobile radio links comprising a loop (22) made of an electrically conductive material, a coupling (27) and a first capacitor (23) within the loop (22),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Schleifen-Antenne (21) innerhalb der Schleife (22) wenigstens einen weiteren Kondensator (25) aufweist, welcher von dem ersten Kondensator (23) in einem vordefinierten Abstand angeordnet ist.the loop antenna (21) within the loop (22) has at least one further capacitor (25) which is arranged by the first capacitor (23) at a predefined distance.
2. Schleifen-Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Kondensator (25) bezüglich seiner Lage zum Schleifenzentrum (M) zur Lage des ersten Kondensators (23) zum Schleifenzentrum (M) einen Winkel (α) von wenigsten 45 Grad einschließt.2. Loop antenna according to claim 1, characterized in that the at least one further capacitor (25) with respect to its position to the loop center (M) to the position of the first capacitor (23) to the loop center (M) an angle (α) of at least 45 Degree includes.
3. Schleifen-Antenne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Kondensator (25) bezüglich seiner Lage zum Schleifenzentrum (M) zur Lage des ersten Kondensators (23) zum Schleifenzentrum (M) einen Winkel (α) von im Wesentlichen 90 Grad einschließt.3. loop antenna according to claim 2, characterized in that the at least one further capacitor (25) with respect to its position to the loop center (M) to the position of the first capacitor (23) to the grinding center (M) an angle (α) of substantially Includes 90 degrees.
4. Schleifen-Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife (22) kreisförmig oder als gleichschenkliges Vieleck ausgebil- det ist.4. Loop antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the loop (22) is formed circular or as an isosceles polygon.
5. Schleifen-Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkopplung (27) induktiv erfolgt. 5. loop antenna according to one of the preceding Ansprü ¬ che, characterized in that the coupling (27) takes place inductively.
6. Schleifen-Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifen-Antenne6. loop antenna according to one of the preceding Ansprü ¬ che, characterized in that the loop antenna
(21) zusammen mit einer Ansteuerelektronik auf einer Oberfläche einer Platine angeordnet ist.(21) is arranged together with a control electronics on a surface of a circuit board.
7. Schleifen-Antenne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkopplung (27) Anschlüsse (29) aufweist, welche innerhalb der Schleife7. Loop antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling (27) terminals (29), which within the loop
(22) liegen.(22) lie.
8. Verwendung einer Schleifen-Antenne (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Antenne einer stationären Sende- und/oder Empfangseinrichtung und/oder mobilen ID- Gebers eines Zugangskontrollsystems.8. Use of a loop antenna (21) according to one of the preceding claims as an antenna of a stationary transmitting and / or receiving device and / or mobile ID transmitter of an access control system.
9. Verwendung einer Schleifen-Antenne (21) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugangskontrollsystem als Zugangskontrollsystem und/oder Startsystem eines Fahrzeuges ausgebildet ist. 9. Use of a loop antenna (21) according to claim 8, characterized in that the access control system is designed as an access control system and / or starting system of a vehicle.
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