NL8802914A

NL8802914A - ANTENNA CONFIGURATION FOR TWO FREQUENCIES.

Info

Publication number: NL8802914A
Application number: NL8802914A
Authority: NL
Original assignee: Nedap Nv
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1990-06-18
Also published as: ATE118291T1; EP0371562A1; EP0371562B1; DE68921048T2; DE68921048D1

Abstract

A loop antenna device (10) for a two-frequency electromagnetic detection system is disclosed. The device serves to generate an electromagnetic interrogation field for detecting responders comprised by the system. The device comprises a closed loop built up of four adjoining sections having substantially equal impedances, the junction between each pair of adjoining sections together (11, 12, 13, 14) with the junction between the complementary pair of adjoining sections forming a connection port so that two connection ports (31, 33, 32, 34) are provided which in operation are available for two independent signals having different frequencies.

Description

Nedap N.V.Nedap N.V.

Antenneconfiguratie voor twee frequentiesAntenna configuration for two frequencies

De uitvinding heeft betrekking op een antenneconfiguratie, die, deeluitmakend van een elektromagnetisch detectiestelsel, een onder-vraagveld opwekt, waarmee een in dit veld bevindend detectieplaatje kan worden waargenomen, met toepassing van twee achtvormige antennes, welke één mechanisch geheel vormen, doch elektrisch volledig ontkoppeld zijn en gelijktijdig afgestemd zijn, en die daardoor gelijktijdig kunnen functioneren op twee willekeurig gekozen frequenties .The invention relates to an antenna configuration which, forming part of an electromagnetic detection system, generates an interrogation field, with which a detection plate located in this field can be detected, using two eight-shaped antennas, which form one mechanical whole, but are fully decoupled and are simultaneously tuned, and can therefore operate simultaneously on two randomly selected frequencies.

Zendantennes in elektromagnetische detectiestelsels, die een onder-vraagveld opwekken, zijn in verschillende uitvoeringen reeds bekend. Bekend is bijvoorbeeld het detectiestelsel uit het Nederlandse octrooi 176404 van aanvraagster. De antennespoel die bijvoorbeeld daarbij wordt gehanteerd, heeft een 0-vorm. Thans worden echter ook acht-vormige antennes gebruikt. In tegenstelling tot de 0-vormige antennes wordt met behulp van deze antennevorm een minimale koppeling verkregen met externe radiosignalen. Dat betekent dat de kans op detectie van storende signalen aanmerkelijk kan worden gereduceerd. Voorts is bij de acht-vormige spoel de uitstraling minimaal, zodat interferentie met andere elektromagnetische zend- en ontvang-apparatuur minimaal is.Transmitting antennas in electromagnetic detection systems which generate an interrogation field are already known in various embodiments. The detection system from the applicant's Dutch patent 176404 is known, for example. The antenna coil that is used, for example, has an 0-shape. However, eight-shaped antennas are now also used. In contrast to the 0-shaped antennas, this antenna shape provides a minimal coupling to external radio signals. This means that the chance of detecting interfering signals can be considerably reduced. Furthermore, with the eight-shaped coil the radiation is minimal, so that interference with other electromagnetic transmitting and receiving equipment is minimal.

Het nadeel van de thans bekende systemen met een zendantennespoel is dat een antennespoel slechts op één frequentie tegelijk kan functioneren. Er zijn antennespoelen bekend die werken op twee frequenties. De zendantenne kan in dat geval bijvoorbeeld twee spoelen bevatten die telkens voor een bepaalde periode parallel worden geschakeld, èn voor een bepaalde periode niet parallel worden geschakeld. De antennespoel wisselt dan telkens tussen twee vooraf gekozen frequenties. Tweefrequentiesystemen kunnen van belang zijn bijvoorbeeld voor de toepassing van een fraudealarm. De tweede frequentie wordt dan gebruikt voor detectie van fraude aan het detectieplaatje. Voorts kan bij tweefrequentiesystemen, één frequentie worden gebruikt voor opladen van een energieaccumulator, bevestigd aan een detectieplaatje. De andere frequentie is daarbij nodig voor het detecteren van het detectieplaatje.The drawback of currently known systems with a transmit antenna coil is that an antenna coil can only function on one frequency at a time. Antenna coils are known to operate on two frequencies. In that case the transmitting antenna can for instance contain two coils which are each connected in parallel for a certain period of time, and which cannot be connected in parallel for a certain period of time. The antenna coil then alternates between two preselected frequencies. Two-frequency systems can be important, for example, for the application of a fraud alarm. The second frequency is then used to detect fraud on the detection tag. Furthermore, in two-frequency systems, one frequency can be used to charge an energy accumulator attached to a sensing plate. The other frequency is required for detecting the detection plate.

Daar bij het gebruik van twee frequenties telkens tussen de twee frequenties wordt gewisseld, ontstaat bij verandering van frequentie telkens een periode dat een detectieplaatje niet gedetecteerd kan worden en een andere periode waarin bijvoorbeeld de energieaccumulator niet wordt opgeladen.Since the use of two frequencies alternates between the two frequencies, a change in frequency always results in a period in which a detection plate cannot be detected and another period in which, for example, the energy accumulator is not charged.

Het doel van de uitvinding is genoemde .bezwaren op te heffen.The object of the invention is to remove said objections.

Dit doel wordt bereikt door de antennespoel zodanig uit te voeren dat sprake is van twee acht-vormige antennes · in één mechanisch geheel, echter zonder dat de twee antennes elektrisch met elkaar gekoppeld zijn. In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekening.This object is achieved by designing the antenna coil in such a way that there are two eight-shaped antennas in one mechanical whole, but without the two antennas being electrically coupled to each other. In the following, the invention will be further described with reference to the accompanying drawing.

Figuur 1 toont schematisch een antennespoel in de O-vorm. Figuur 2 toont schematisch een antennespoel in de bekende acht-vorm. De antenne is symmetrisch om de as 21.Figure 1 schematically shows an antenna coil in the O-shape. Figure 2 schematically shows an antenna coil in the known eight form. The antenna is symmetrical about axis 21.

Figuur 3 toont schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van een antenne-configuratie volgens de uitvinding. Uit het getoonde vierkant kan op twee manieren een acht-vormige antenne worden geconstrueerd. In tegenstelling tot figuur 2 zijn nu twee symmetrie-assen aanwezig, die door de hoekpunten van het vierkant lopen. De symmetrie-assen staan daarbij loodrecht op elkaar. De twee acht-vormen in het vierkant zijn ten opzichte van elkaar 90° gedraaid. De eerste antenne bestaat uit twee helften, te weten driehoek ABC en de driehoek ADC, welke helften worden gescheiden door symmetrie-as AC. Door draaiing met 90° wordt de tweede antenne, bestaande uit de helften BCD en BAD met symmetrie-as BD, verkregen.Figure 3 schematically shows an exemplary embodiment of an antenna configuration according to the invention. An eight-shaped antenna can be constructed from the square shown in two ways. Contrary to figure 2, two symmetry axes are now present, passing through the vertices of the square. The axes of symmetry are perpendicular to each other. The two eight shapes in the square are rotated 90 ° relative to each other. The first antenna consists of two halves, namely triangle ABC and triangle ADC, which halves are separated by axis of symmetry AC. The second antenna, consisting of halves BCD and BAD with axis of symmetry BD, is obtained by rotation by 90 °.

Zoals eerder aangegeven, zijn de acht-vormige antennes niet elektrisch aan elkaar gekoppeld. De werking van de antenneconfiguratie is als volgt. De eerste acht-vormige antenne wordt gevoed door een wisselspanning aan te sluiten tussen klemmen 31 en 33. Door aansluiting van de wisselspanning gaat een stroom 1^ lopen. Op de hoekpunten A en C zal deze stroom gelijkelijk worden verdeeld over de takken ABC en ADC. Daar de impedanties van de antennedelen AB, BC, AD en DC allen identiek aan elkaar zijn, zullen de potentialen op de punten B en D aan elkaar gelijk zijn. Er kan als gevolg daarvan geen spanning ontstaan tussen de klemmen 32 en 34. Er kan eveneens geen spanning ontstaan door inductie. Normaal gesproken zou er een spanning in de antennedelen, gevormd door de geleider tussen aansluit-klem 32 en hoekpunt B en de geleider tussen aansluitklem 34 en hoekpunt D, worden geïnduceerd door de magnetisch velden, die op hun beurt ontstaan door de aangelegde spanning tussen de aansluitklemmen 31 en 33. Echter vanwege het feit dat de antennedelen van de aansluitklem 32 tot hoekpunt B en van de aansluitklem 34 tot hoekpunt D in het symmetrievlak liggen zal er in de genoemde antennedelen, geen spanning worden geïnduceerd.As previously indicated, the eight-shaped antennas are not electrically coupled together. The operation of the antenna configuration is as follows. The first eight-shaped antenna is powered by connecting an alternating voltage between terminals 31 and 33. By connecting the alternating voltage, a current starts to flow. At the vertices A and C, this current will be equally divided between the branches ABC and ADC. Since the impedances of the antenna parts AB, BC, AD and DC are all identical to each other, the potentials at points B and D will be equal to each other. As a result, no voltage can be created between terminals 32 and 34. Nor can voltage be produced by induction. Normally, a voltage in the antenna parts, formed by the conductor between terminal 32 and vertex B and the conductor between terminal 34 and vertex D, would be induced by the magnetic fields, which in turn are generated by the applied voltage between the terminals 31 and 33. However, due to the fact that the antenna parts of the terminal 32 to corner point B and of the terminal 34 to corner point D lie in the plane of symmetry, no voltage will be induced in said antenna parts.

Als nu op gelijke wijze tussen de klemmen 32 en 34 een spanning zou worden aangelegd, zal ook hier, op grond van het voorgaande, geen spanning ontstaan tussen de klemmen 31 en 33.If a voltage would now be applied in the same manner between terminals 32 and 34, here too, no voltage will be created between terminals 31 and 33 on the basis of the foregoing.

Indien op de vier klemmen een spanning wordt aangelegd, zijn derhalve twee antennes actief die onderling elektrisch volledig ontkoppeld zijn.Therefore, if a voltage is applied to the four terminals, two antennas are active, which are electrically completely mutually disconnected.

De twee antennes kunnen verschillende resonantie frequenties opwekken met behulp van bijvoorbeeld condensatoren. Als over de klemmen 31 en 33 een niet aangegeven condensator wordt aangebracht waardoor de resonantie frequentie een waarde van 2 MHz aanneemt, kan eveneens over de klemmen 32 en 34 een condensator worden aangebracht met evenwel een resonantie frequentie van bijvoorbeeld 8 MHz. Vanwege het ontbreken van de elektrische koppeling van de antennes, kunnen de resonantie frequenties geheel vrij worden gekozen.The two antennas can generate different resonant frequencies using capacitors, for example. If a capacitor (not shown) is applied across terminals 31 and 33, so that the resonance frequency assumes a value of 2 MHz, a capacitor can also be applied across terminals 32 and 34, but with a resonance frequency of, for example, 8 MHz. Due to the absence of the electrical coupling of the antennas, the resonance frequencies can be chosen completely freely.

Claims

An antenna configuration, which, forming part of an electromagnetic detection system, generates an interrogation field with which to detect a detection plate located in this field, characterized in that the headpiece consists of two eight-shaped antennas, which form one mechanical whole, but electrically are fully decoupled and tuned simultaneously, allowing the two antennas to operate simultaneously on two randomly selected frequencies.

An antenna configuration according to the preceding claim, characterized in that the configuration has a shape such that it contains two axes of symmetry which are rotated 90 ° relative to each other.