DE102021132989B3

DE102021132989B3 - RFID-Antennenvorrichtung und RFID-Sensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102021132989B3
Application number: DE102021132989.2A
Authority: DE
Inventors: Debraj Kar; Matthias Hofherr; Fabian Hauser; Daniel SCHWEIZER; Christoph Bauch; Marc Lechler; Thomas Graf
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2041-12-15
Also published as: CN116264347A; US12124911B2; US20230186039A1

Abstract

Eine RFID-Antennenvorrichtung (10) zum Ausstrahlen und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung, aufweisend eine Radiatoreinheit (12), die ein Radiatornetz (14) mit mindestens einem wenigstens teilweise gebogenen Radiatorabschnitt (16) und eine von dem Radiatornetz (14) galvanisch getrennte Hilfsantenne (20) aufweist, die mit dem Radiatornetz (14) induktiv oder kapazitiv gekoppelt ist, eine Speisenetzeinheit (22), die einen Energieteilungsabschnitt (26) mit einem Geräteanschluss und die mindestens einen mit dem Energieteilungsabschnitt (26) elektrisch leitend verbundenen Verzögerungsabschnitt (28) aufweist, der mit dem Radiatorabschnitt (16) elektrisch leitend verbunden ist. Ferner eine RFID-Sensorvorrichtung mit solch einer RFID-Antennenvorrichtung (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine RFID-Antennenvorrichtung zum Ausstrahlen und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine RFID-Sensorvorrichtung mit solch einer RFID-Antennenvorrichtung.
Stand der Technik
Die Radio-frequency identification (RFID)-Technologie wird in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, die zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten mittels einer von einer RFID-Sensorvorrichtung ausgestrahlten elektromagnetischen Strahlung, die durch einen Transponder, der an dem Objekt vorgesehen ist, reflektiert und wieder von der RFID-Sensorvorrichtung empfangenen wird.
Im Bereich der RFID-Technologie sind Sensorvorrichtungen bekannt, die sich durch geringe Baugrößen auszeichnen. Diese raumeffizienten Sensorvorrichtungen werden erst möglich durch miniaturisierte Antennenvorrichtungen, die in einem Gehäuse der jeweiligen Sensorvorrichtung aufgenommen werden. Insbesondere ist dies der Fall im UHF (Ultra High Frequency)-RFID-Band, welches je nach Region zwischen 865 MHz 960 MHz liegt.
Im Stand der Technik ist es bekannt, rein zirkular polarisierende Patchantennen zu verwenden, die in eine RFID-Sensorvorrichtung implementiert werden. Allerdings ist die Sende- und Empfangsleistung solcher miniaturisierter RFID-Sensorvorrichtungen stark reduziert. Selbst das Verwenden von Platinenmaterialien mit hoher Permittivität auf denen die Patchantennen aufgebracht sind, bringt insbesondere keine Abhilfe, da sie, obwohl solche Materialien die Bauform reduzieren, zu einer Verringerung der RFID-Bandbreiten und nur schmalen Resonanzfrequenzbereichen führen. Dies beeinflusst auch die Qualität der zirkularen Polarisierung und die Impedanz der Patchantennen, sodass das Achsverhältnis der Polarisierung über die RFID-Bandbreite nicht stabil ist.
Aus der wissenschaftlichen Publikation „Progress In Electromagnetics Research C, Vol. 69, 139-146, 2016“ mit dem Titel „Compact UHF RFID Handheld Reader Antenna and Array Basedon Resonant Quadrifilar Spiral Structure“ von Xuefeng Zhao et al. ist eine zirkular polarisierte Antenne auf Basis einer resonanten quadrifilar Spiralstruktur für die Anwendung eines UHF-RFID-Handlesegeräts bekannt. Bei der Verwendung einer reinen quadrifilaren Spiralantenne werden durch die notwendige Miniaturisierung der Antenne die Abstrahlleistung und die Empfangsleistung sowie die Richtwirkung stark beeinträchtigt. Ferner ist auch der Gewinn der Antenne verringert, so dass der Miniaturisierung Grenzen gesetzt sind.
In der wissenschaftlichen Publikation ZHANG, Yun-Qi [et al.]: Broadband printed quadrifilar helix antenna using parasitic strip technique, International journal of RF and microwave computeraided engineering, Vol. 28, 2018, No. 2, Article No. e21188 (9 S.), - ISSN 1099-047X, DOI: 10.1002/mmce.21188 ist eine zirkular polarisierte (CP) gedruckte quadrifilare Helixantenne (QHA) mit erhöhter Bandbreite ist in D1 gezeigt. Diese Helixantenne wird von einer Speisestruktur gespeist, die einen Wilkinson-Splitter umfasst. Das Speisungsnetzwerk kann auf einfache Weise die 90°-Phasenverschiebung und vier gleiche Leistungsteilungen innerhalb eines breiten Bandbereichs realisieren. Eine verbesserte Impedanzanpassung und CP-Strahlungscharakteristik kann mit mehreren parasitären Streifen zwischen den Helixarmen erreicht werden.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine RFID-Antennenvorrichtung zum Ausstrahlen und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung bereitzustellen, welches eine stabile Richtwirkung und gleichmäßige zirkulare Polarisation sowie einen verbesserten Antennengewinn über eine möglichst große RFID-Bandbreite bei einer gleichzeitig geringen Baugröße aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine RFID-Sensorvorrichtung zu schaffen, welche eine standardisierte Befestigungsmöglichkeit aufweist.
Eine dieser Aufgaben wird durch eine erfindungsgemäße RFID-Antennenvorrichtung zum Ausstrahlen und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung gelöst, die eine Radiatoreinheit aufweist, die ein Radiatornetz mit mehreren wenigstens teilweise gebogenen Radiatorabschnitten und mindestens einer von dem Radiatornetz galvanisch getrennten Hilfsantenne aufweist, die mit dem Radiatornetz induktiv oder kapazitiv gekoppelt ist. Die RFID-Antennenvorrichtung weist eine Speisenetzeinheit, die einen Energieteilungsabschnitt mit einem Geräteanschluss und die mindestens einen mit dem Energieteilungsabschnitt elektrisch leitend verbundenen Verzögerungsabschnitt aufweist, der mit mindestens einem Radiatorabschnitt elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Hilfsantenne zentral zwischen den Radiatorabschnitten angeordnet ist.
Die Radiatoreinheit mit dem Radiatornetz und der Hilfsantenne bilden den die elektromagnetische Strahlung ausstrahlenden und/oder empfangenen Teil der RFID-Antennenvorrichtung als sogenannte Aperturfläche. Im Falle des Abstrahlens der elektromagnetischen Strahlung wird durch eine an das Speisenetzeinheit angeschlossene Energiequelle das Radiatornetz aktiv mit einem Wellensignal in Form einer Wechselspannung bzw. einem Wechselstrom beaufschlagt. Durch die Radiatorabschnitte wird die Strahlung abgestrahlt, wobei die Hilfsantenne durch induktive oder kapazitive Kopplung zur unterstützenden Abstrahlung angeregt wird. Im Falle eines Empfangens von Strahlung wird die Strahlung durch die Hilfsantennen und die Radiatorabschnitte aufgenommen und durch die Speisenetzeinheit an eine Auswerteeinheit weitergeleitet. Sowohl die Energiequelle als auch die Auswerteeinheit können in derselben Vorrichtung integriert werden, die an den Geräteanschluss der Speisenetzeinheit angeschlossen werden kann.
Durch gebogene Radiatorabschnitte wird eine maximale Apertur (aktive Fläche) der Antenne und dadurch auch eine besonders gute zirkulare Polarisation erreicht.
Der Energieteilungsabschnitt sorgt für eine ausgeglichene Verteilung der durch die elektromagnetische Strahlung getragenen Energie auf die Radiatorabschnitte und der gegenseitigen impedanztechnischen Isolation der Radiatorabschnitte zueinander. Der Verzögerungsabschnitt regelt die Phasenlage der elektromagnetischen Strahlung, indem das die Radiatorabschnitte beaufschlagende Wellensignal hinsichtlich seiner Phase, mit der es bei den Radiatorabschnitten ankommt, verzögert wird.
Eine galvanische Trennung zwischen zwei Objekten zeichnet sich durch Fehlen einer elektrischen Verbindung aus, sodass kein elektrischer Gleichstrom zwischen den Objekten fließen kann. Durch den Einsatz einer von dem Radiatornetz galvanisch getrennten und dennoch induktiv oder kapazitiv gekoppelten Hilfsantenne wird der Antennengewinn und eine zirkular polarisierte Polarisation der RFID-Antennenvorrichtung gegenüber einer Antennenvorrichtung ohne Hilfsantenne verbessert. Diese Verbesserungen werden über die gesamte RFID-Bandbreite gewährleistet und dies bei gleichzeitig geringen Baugrößen der RFID-Antennenvorrichtung. Dabei kann die Baugröße der Aperturfläche deutlich unterhalb der für Antennen üblichen Abmessungen von λ/2 liegen, wobei λ die Wellenlänge der ausgestrahlten und/oder empfangenen elektromagnetischen Strahlung ist. Beispielsweise kann die Abmessung der RFID-Antennenvorrichtung bzw. der Radiatoreinheit entlang wenigstens einer Achse λ/15 betragen. Umgerechnet kann die Abmessung zwischen 20 mm und 30 mm liegen. Die durch die induktiv oder kapazitiv mit dem Radiatornetz gekoppelte Hilfsantenne erlangten Miniaturisierungsfreiheiten eröffnen die Möglichkeit die RFID-Antennenvorrichtung in ein bauraumeffizientes Gehäuse einer RFID-Sensorvorrichtung einzubauen.
Die Wellenlänge λ berechnet sich je nach RFID-Band und kann einen Wert von 340 mm aufweisen.
Die RFID-Bänder liegen üblicherweise in folgenden Bereichen:

Frequenzband ETSI 865 MHz...868 MHz

Frequenzband FCC 902 MHz...928 MHz

Frequenzband UNI 860 MHz...960 MHz
Es sind auch alternative Frequenzbänder denkbar, die die gleiche Größenordnung aufweisen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
Vorteilhafterweise können die Radiatorabschnitte ein mit dem Verzögerungsabschnitt verbundenes Verbindungsende und ein entferntes Ende aufweisen, wobei das Verbindungsende näher an der Hilfsantenne angeordnet ist als das entfernte Ende. Hierdurch können in platzsparender Weise möglichst lange Radiatorabschnitte im Radiatornetz realisiert werden. Das entfernte Ende ist hierbei distal von dem Verbindungsende beabstandet.
Die Verbindung zwischen Verbindungsende und Anpassungsabschnitt kann durch eine Lötstelle hergestellt werden. Die Lötstelle definiert den Teilabschnitt eines Radiatorabschnitts, der mit der elektromagnetischen Strahlung wechselwirkt. Die Position der Lötstelle kann als Designparameter der RFID-Antennenvorrichtung dienen. Zwischen dem entfernten Ende und dem Verbindungsende können die Radiatorabschnitte teilweise gebogen sein.
Es ist bevorzugt, dass das Radiatornetz vier Radiatorabschnitte aufweist, die jeweils mit einem einzelnen Verzögerungsabschnitt verbunden sind. Die Radiatorabschnitte können wenigstens abschnittsweise entlang eines Umfangs eines Kreises ausgebildet sein. Hierbei weisen die Radien der Radiatorabschnitt denselben Mittelpunkt wie die zwischen den Radiatorabschnitten positionierte Hilfsantenne auf. Weitere Abschnitte der Radiatorabschnitte können dabei zwischen der Hilfsantenne und einem benachbarten Radiatorabschnitt angeordnet sein, sodass diese weiteren Abschnitte einen zu dem Mittelpunkt geringeren Abstand aufweisen als die Abschnitte auf dem Umfang des Kreises. Vorzugsweise können die Radiatorabschnitte ausgehend von der Hilfsantenne spiralförmig ausgebildet sein. Insbesondere das Verbindungsende eines ersten Radiatorabschnitts kann zwischen einem zweiten Radiatorabschnitt und der Hilfsantenne angeordnet sein. Durch vier Radiatorabschnitte kann eine zirkular polarisierte Antenne bereitgestellt werden, bei der das Achsverhältnis der zirkular polarisierten Strahlung < 2 dB ist.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Hilfsantenne gleichseitig ist. Durch die Verwendung solch einer vorteilhaften Hilfsantenne können die Einspeiseverluste auf -10 dB innerhalb des RFID-Bandes, insbesondere 865 bis 868 MHz und 902 bis 928 MHz, reduziert werden.
Damit die Radiatorabschnitte möglichst eine Länge der halben Wellenlänge λ/2 aufweisen, können die Radiatorabschnitte einen mäanderförmigen und/oder auf einer fraktalen Geometrie basierenden Teilabschnitt aufweisen. Hierdurch wird eine Verkleinerung der Radiatoreinheit bei gleichzeitig ausreichend hohem Antennengewinn ermöglicht.
Bei einer besonderen Ausführungsform kann die Radiatoreinheit als kreisrunde Radiatorplatine aus einem Dielektrikum ausgeführt sein, die einen Durchmesser D aufweist, der kleiner ist als die halbe Wellenlänge λ/2 der elektromagnetischen Strahlung, wobei das Radiatornetz und die Hilfsantenne als Leiterbahnen auf der Radiatorplatine angeordnet sind. Insbesondere kann trotz eines Durchmessers der Radiatoreinheit von D = λ\15 eine um 3dB gedämpfte RFID-Bandbreite von > 1/30 der Mittenfrequenz erreicht werden, obwohl der Durchmesser deutlich kleiner ist als λ\2.
Die Hilfsantenne kann als sogenannte parasitäre Patchantenne auf der Radiatorplatine angebracht sein.
Eine bevorzugte Weiterbildung kann beinhalten, dass ein gebogener Teilabschnitt der Radiatorabschnitte an einem Umfangsrand der Radiatorplatine angeordnet ist. Dabei verläuft der gebogene Teilabschnitt vorzugsweise nur teilweise entlang des Umfangsrands der Radiatorplatine. Hierdurch wird eine maximale Ausnutzung der Oberfläche (Maximierung der Antennenapertur) der Radiatorplatine erreicht, sodass durch eine geometrische Ausgestaltung der Radiatorabschnitte ein besserer Antennengewinn gegenüber herkömmlichen kleinen Antennen gewährleistet werden kann, und zwar ohne die Verwendung von Platinenmaterial mit hohen dielektrischen Werten. Auf der Radiatorplatine ist die Apeturfläche ausgebildet, auf der die Radiatorabschnitte angeordnet sind.
Vorzugsweise kann die Speisenetzeinheit eingerichtet sein, um jeden Verzögerungsabschnitt mit einem Wellensignal zu beaufschlagen, wobei jedes Wellensignal eines Verzögerungsabschnitts zu mindestens einem anderen der Wellensignale eines weiteren Verzögerungsabschnitts eine Phasenverschiebung von 90° aufweist. Insbesondere können die Wellensignale der einzelnen Verzögerungsabschnitte jeweils einen Wert aus der Gruppe der Werte 0°, 90°, 180°, 270° aufweisen.
Es ist bevorzugt, dass der Energieteilungsabschnitt einen Wilkinson-Leistungsteiler aufweist, der mit dem mindestens einen Verzögerungsabschnitt verbunden ist. Durch den Wilkinson-Leistungsteiler wird eine gute Leistungsausbeute erreicht, da er nur geringe Leitungsverluste und außerdem eine impedanztechnische hohe Isolation der Arme zueinander aufweist.
Besonders bevorzugt ist es, die Speisenetzeinheit als kreisrunde Speiseplatine aus einem Dielektrikum auszuführen, wobei die Speisenetzeinheit und der Verzögerungsabschnitt als Leiterbahnen auf der Speiseplatine angeordnet sind. Die dielektrische Konstante des Platinenmaterials kann beispielsweise um 10 betragen. Die Speiseplatine kann einen Durchmesser D von 24 mm für eine Frequenz von insbesondere 865 MHz aufweisen.
Zwischen der Radiatoreinheit und der Speisenetzeinheit kann eine Anpasseinheit angeordnet sein, die mindestens einen zum Impedanzausgleich vorgesehenen Ausgleichsabschnitt und mindestens eine zum elektrisch leitenden Verbinden des Verzögerungsabschnitts mit einem Radiatorabschnitt vorgesehene Versorgungsleitung aufweist. Die Anpasseinheit dient dazu, die durch die starke Größenreduktion der Radiatoreinheit entstehende Reaktanz der RFID-Antennenvorrichtung, die sich auf die Impedanz auswirkt, auszugleichen und zusätzliche Resonatorleitungslänge der Arme zu liefern. Die Anpasseinheit strahlt keine Leistung ab, da sie nicht zur Aperturfläche der Radiatoreinheit gehört.
Der Ausgleichsabschnitt kann durch mindestens ein diskretes Bauelement und/oder durch eine Stichleitung erreicht werden, die mit einem Masseanschluss der Speisenetzeinheit verbunden wird. Alternativ ist auch eine Stichleitung mit einem offenen Ende denkbar. Werden Stichleitungen verwendet, kann durch eine einfache Anpassung der Stichleitungen und der Länge der Radiatorabschnitte die RFID-Antennenvorrichtung für das ETSI-, FCC- und UNI-Band optimiert werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Anpasseinheit mindestens eine Anpassplatine aufweist, auf der der Ausgleichsabschnitt und/oder die Versorgungsleitung als Leiterbahnen angeordnet sind. Im Falle einer Stichleitung als Ausgleichsabschnitt, kann die Stichleitung deutlich kürzer als die Platinenabmessungen in ihrer Haupterstreckungsebene sein. Das Platinenmaterial kann FR4 beinhalten. Es sind auch andere Platinenmaterialien denkbar.
Insbesondere können zwei zueinander quer ausgerichtete Anpassplatinen beispielsweise durch Ineinanderstecken und/oder Verkleben miteinander verbunden werden. Vorzugsweise sind die Platinen senkrecht zueinander ausgerichtet. Hierdurch wird eine Platzersparnis gegenüber einer herkömmlichen Anordnung erreicht.
Wird die mindestens eine Anpassplatine hochkant zwischen der Radiatoreinheit und der Speiseeinheit ausgerichtet, wobei die Radiatorplatine und die Speiseplatine senkrecht zu der Anpassplatine ausgerichtet sind, sind die Radiatorplatine und die Speiseplatine zueinander parallel beabstandet.
Allerdings kann eine Stichleitung deutlich kürzer als der Abstand zwischen der Radiatorplatine und der Speiseplatine sein.
Die weitere Aufgabe wird durch eine RFID-Sensorvorrichtung mit der RFID-Antennenvorrichtung gelöst. Die RFID-Sensorvorrichtung weist ein hülsenförmiges Gehäuse mit einem Aufnahmehohlraum, in dem die RFID-Antennenvorrichtung und die zugehörige Auswerteelektronik angeordnet ist, auf. Aufgrund der kleinen Bauweise der RFID-Antennenvorrichtung kann ein kleines insbesondere weitgehend standardisiertes Gehäuse verwendet werden, sodass Bauraum und Gewicht eingespart werden kann. Neben hülsenförmigen Gehäusen können auch weitere Gehäuseformen verwendet werden, die den Zweck der Umhausung der RFID-Antennenvorrichtung in äquivalenter Weise erfüllen.
Besonders bevorzugt ist es, das Gehäuse mit einem Außengewinde zu versehen und/oder den Aufnahmehohlraum zylindrisch auszuformen, der einen Durchmesser von 1/15 der Wellenlänge λ der ausgesendeten und/oder empfangenen zirkular polarisierten elektromagnetischen Strahlung aufweist. Hierdurch kann die sehr kleine und leichte RFID-Sensorvorrichtung in einer Vielzahl unterschiedlicher Maschinentypen problemlos Anwendung finden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Insbesondere können die Merkmale hinsichtlich der unterschiedlichen Platinenmaterialien miteinander kombiniert werden. Ferner kann auch von der kreisrunden Form der Platinen abgewichen werden und eine eckige und/oder ovale oder sonstige Form verwendet werden, wobei jede dieser Formen mit den übrigen Merkmalen verbunden werden können.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt eine RFID-Antennenvorrichtung mit einer Radiatoreinheit, einer Speisenetzeinheit und einer dazwischenliegenden Anpasseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine Speisenetzeinheit mit einem Wilkinson-Leistungsteiler gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt eine Anpasseinheit aus zwei gekreuzten Anpassungsplatinen auf einer Speisenetzeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt eine isometrische Unteransicht einer RFID-Antennenvorrichtung mit Lötstellen.
5 zeigt eine isometrische Oberansicht der RFID-Antennenvorrichtung aus 4 mit Lötstellen.
6 zeigt eine RFID-Sensorvorrichtung mit einer RFID-Antennenvorrichtung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der RFID-Antennenvorrichtung 10 gemäß der Erfindung ist in 1 dargestellt. Die RFID-Antennenvorrichtung 10 ist zum Ausstrahlen und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Hierzu weist die RFID-Antennenvorrichtung 10 eine Radiatoreinheit 12 auf, die ein Radiatornetz 14 mit vier teilweise gebogenen Radiatorabschnitten 16 aufweist. Die Radiatorabschnitte 16 weisen jeweils einen gebogenen Teilabschnitt 18 auf, der vorzugsweise nicht den gesamten Radiatorabschnitt 16 einnimmt. Die gebogenen Radiatorabschnitte 16 ermöglichen eine verbesserte zirkulare Polarisation der Antenne gegenüber Radiatorabschnitten, die nicht gebogen sind.
Ferner weist die Radiatoreinheit 16 eine von dem Radiatornetz 14 galvanisch getrennte Hilfsantenne 20 auf, die mit dem Radiatornetz 14 induktiv oder kapazitiv gekoppelt ist. Eine galvanische Trennung zwischen zwei Objekten zeichnet sich durch Fehlen einer elektrischen Verbindung aus, sodass kein elektrischer Strom zwischen den Objekten fließen kann. Entsprechend sind das Radiatornetz 14 und die Hilfsantenne 20 voneinander elektrisch derart getrennt, dass kein elektrischer Strom zwischen dem Radiatornetz 14 und der Hilfsantenne 20 fließen kann. Es besteht lediglich eine elektromagnetische induktive oder kapazitive Kopplung zwischen dem Radiatornetz 14 und der Hilfsantenne 20. Die galvanische Trennung wird durch eine Beabstandung des Radiatornetzes 14 und der Hilfsantenne 20 erreicht. Die Radiatoreinheit 12 mit dem Radiatornetz 14 und der Hilfsantenne 20 bilden den die zirkular polarisierte elektromagnetische Strahlung ausstrahlenden und/oder empfangenen Teil der RFID-Antennenvorrichtung 10.
Die RFID-Antennenvorrichtung 10 weist zudem eine Speisenetzeinheit 22 auf, die einen elektrischen Geräteanschluss aufweist. Der Geräteanschluss kann mit einer Energiequelle und/oder mit einer Auswerteeinheit verbunden werden.
Bei einer Betriebsweise der RFID-Antennenvorrichtung 10 als ausstrahlende Antenne beaufschlagt die angeschlossene Energiequelle das Radiatornetz 14 über die Speisenetzeinheit 22 mit einem Wellensignal in Form einer Wechselspannung bzw. einem Wechselstrom. Die so eingespeiste Energie wird in Form von zirkular polarisierter Strahlung durch die Radiatorabschnitte abgestrahlt, wobei die Hilfsantenne 20 durch induktive oder kapazitive Kopplung zur unterstützenden Abstrahlung angeregt wird.
Wird die RFID-Antennenvorrichtung 10 als Empfänger für elektromagnetische Strahlung verwendet, wird die Strahlung durch die Hilfsantennen 20 und den mindestens einen Radiatorabschnitt 16 aufgenommen und durch die Speisenetzeinheit 22 an die Auswerteeinheit weitergeleitet.
Die Wellenlängen, mit der die RFID-Antennenvorrichtung 10 betrieben wird, liegen in den RFID-Bändern mit den folgenden RFID-Bandbreiten:

Frequenzband ETSI 865 MHz...868 MHz

Frequenzband FCC 902 MHz...928 MHz

Frequenzband UNI 860 MHz...960 MHz
Es sind auch alternative Frequenzbänder denkbar, die die gleiche Größenordnung aufweisen.
Durch die Verwendung einer Hilfsantenne 20 wird über die gesamte RFID-Bandbreite ein guter Antennengewinn gewährleistet. Gleichzeitig wird eine geringe Baugröße der RFID-Antennenvorrichtung 10 realisiert. Dabei liegt die Baugröße deutlich unterhalb der Abmessungen von λ/2, wobei λ die Wellenlänge der ausgestrahlten und/oder empfangenen elektromagnetischen Strahlung ist.
Die RFID-Antennenvorrichtung 10 weist zudem noch eine Anpasseinheit 24 auf, die zwischen der Speisenetzeinheit 22 und der Radiatoreinheit 14 angeordnet ist. Die Anpasseinheit 24 dient dazu, die durch die starke Größenreduktion der Radiatoreinheit 12 entstehende Reaktanz der RFID-Antennenvorrichtung, die sich auf die Impedanz auswirkt, auszugleichen.

Solch eine erfindungsgemäße RFID-Antennenvorrichtung 10 weist für das Frequenzband ETSI folgende Messwerte bei einer Frequenz von 868 MHz auf:

Messfrequenz [MHz]	868
Gewinn [dBic]	-6,1
Gewinn [dBi] vertikal	-9,1
Gewinn [dBi] horizontal	-9,1
3 dB Abstrahlwinkel [°]	134
Vorder-/Rückseiten-Verhältnis [dB]	3,6
Max/Min-Verhältnis [dB]	9,2
Achsenverhältnis [dB]	0,0

Für das Frequenzband FCC weist die RFID-Antennenvorrichtung 10 folgende Messwerte bei Frequenzen von 902 MHz, 915 MHz und 928 MHz auf:

Messfrequenz [MHz]	902	915	928
Gewinn [dBic]	-7,3	-8,5	-10,1
Gewinn [dBi] vertikal	-10,6	-10,9	-12,78
Gewinn [dBi] horizontal	-10,0	-12,2	-13,5
3 dB Abstrahlwinkel [°]	156	143	144
Vorder-/Rückseiten-Verhältnis [dB]	6,8	6,5	1,9
Max/Min-Verhältnis [dB]	8,3	7,6	7,2
Achsenverhältnis [dB]	0,6	1,3	0,8

Die Speisenetzeinheit 22 weist einen Energieteilungsabschnitt 26 auf, der als der als Wilkinson-Leistungsteiler ausgebildet ist, weist den Geräteanschluss auf. Der Energieteilungsabschnitt 26 verteilt die Leistung der durch die elektromagnetische Strahlung getragenen Energie auf die vier Radiatorabschnitte 16. Durch den Energieteilungsabschnitt 26 wird jeder Radiatorabschnitt 16 gleichmäßig mit Energie versorgt.
Weiterhin beinhaltet die Speisenetzeinheit 22 zwei Verzögerungsabschnitte 28, die die Phasenlage der elektromagnetischen Strahlung einstellen, indem das den jeweiligen Radiatorabschnitt 16 beaufschlagende Wellensignal hinsichtlich seiner Phase, mit der das Wellensignal beim Radiatorabschnitt 16 ankommt, verzögert wird. Dabei wird jeder Radiatorabschnitt 16 mit einem Wellensignal versorgt, dass eine unterschiedliche Phasenlage aufweist. Der Verzögerungsabschnitt 28 ist mit dem Energieteilungsabschnitt 26 elektrisch leitend verbunden.
Jeder der vier Radiatorabschnitte 16 weist ein entferntes Ende 30 auf, das frei ist. Zusätzlich weist jeder Radiatorabschnitt 16 ein Verbindungsende 32 auf, das elektrisch leitend mit dem zugeordneten Verzögerungsabschnitt 28 durch eine Lötstelle 34 verbunden ist. Der hinsichtlich des Empfangens und Ausstrahlens elektromagnetischer Strahlung aktive Abschnitt des Radiatorabschnitts 16 beginnt an der Lötstelle 34 und erstreckt sich bis zum entfernten Ende 30. Das entfernte Ende 30 ist hierbei von dem Verbindungsende 32 beabstandet.
Das Verbindungsende 32 ist näher an der Hilfsantenne 20 angeordnet als das entfernte Ende 30, wobei das Verbindungsende 32 dennoch gegenüber der Hilfsantenne 20 elektrisch isoliert ist.
Zwischen dem entfernten Ende 30 und dem Verbindungsende 32 ist der Radiatorabschnitt 16 teilweise gebogen. Hierdurch wird eine ausgehend von dem Bereich der Hilfsantenne 20 radial nach außen verlaufender Radiatorabschnitt 16 realisiert. Die Radiatorabschnitte 16 sind zueinander identisch ausgeformt, wobei sie bezüglich der Hilfsantenne 20 punktsymmetrisch angeordnet sind. Die Radiatorabschnitte 16 sind von der Hilfsantenne 20 ausgehend spiralförmig ausgebildet. Sämtliche entfernten Enden 30 weisen in dieselbe Umfangsrichtung.
Das Verbindungsende 32 eines ersten Radiatorabschnitts 16 ist zwischen einem benachbarten zweiten Radiatorabschnitt 16 und der Hilfsantenne 20 angeordnet. Die Verbindungsenden 32 und die entfernten Enden 30 eines Radiatorabschnittes 16 sind auf entgegengesetzten Seiten der Hilfsantenne 20 positioniert. Dabei ist die Hilfsantenne 20 zentral zwischen den Radiatorabschnitten 16 angeordnet.
Die Hilfsantenne 20 weist gleichlange Seiten in einer quadratischen Anordnung auf.
Die Radiatorabschnitte 16 weisen unterschiedlich geformte Teilabschnitte auf. Der gebogene Teilabschnitt 18 weist gemäß 1 das entfernte Ende 30 auf und geht in einen mäanderförmigen Teilabschnitt 36 über. Hierbei können die einzelnen Schleifen des mäanderförmigen Teilabschnitts 36 unterschiedlich groß sein. Ein Basisabschnitt 38 des Radiatorabschnitts 16 weist das Verbindungsende 32 auf und ist mit dem mäanderförmigen Teilabschnitt 36 verbunden. Dabei kann der Basisabschnitt 38 deutlich breiter als der übrige Teil des Radiatorabschnitts 16 sein. Es ist ein Rand des jeweiligen Basisabschnitts 38 parallel zu wenigstens einer Kante der Hilfsantenne 20 ausgebildet. Beispielsweise sind die Basisabschnitte parallel zu einer jeweils nächsten Kante der Hilfsantenne 20 ausgebildet.
Die exemplarische Radiatoreinheit aus 1 ist als kreisrunde Radiatorplatine 40 aus einem Dielektrikum ausgeführt. Der Durchmesser D der Radiatorplatine 40 ist kleiner als die halbe Wellenlänge λ/2 der elektromagnetischen Strahlung. Beispielsweise beträgt der Durchmesser D der Radiatoreinheit 12 sogar D = λ\15, wodurch eine um 3dB gedämpfte RFID-Bandbreite von > 1/30 der jeweiligen Mittenfrequenz erreicht wird. Dies trifft vorzugsweise auf jede Frequenz des Frequenzbandes ETSI, FCC und/oder UNI zu. Beispielsweise liegt der Durchmesser der RFID-Antennenvorrichtung 10 bzw. der Radiatoreinheit 12 bei λ/15 und somit bei 23,5 mm.
Als Hochfrequenz-Platinenmaterialien werden keramische und/oder polymere Materialien eingesetzt, die in dem ausführungsgemäßen Beispiel eine dielektrische Konstante zwischen 2 und 4, insbesondere jedoch zwischen 3,3 und 3,5, aufweisen, wenn die RFID-Antennenvorrichtung im ETSI-Band betrieben werden soll. Wenn die RFID-Antennenvorrichtung im FCC-Band betrieben werden soll, wird Platinenmaterial verwendet, dass eine dielektrische Konstante zwischen 1 und 3, insbesondere jedoch von 2,55 oder 2,6, aufweist. So wird beispielsweise Platinenmaterial mit der Bezeichnung FR4, RO4535 und/oder AD255C als Platinenmaterial verwendet. Das Radiatornetz 14 und die Hilfsantenne 20 sind als metallische Leiterbahnen auf der Radiatorplatine 40 angeordnet. Die Hilfsantenne 20 wird beispielsweise als sogenannte parasitäre Patchantenne auf der Radiatorplatine 40 angebracht sein.
Der gebogene Teilabschnitt 18 des Radiatorabschnitts 16 ist gemäß 1 an einem Umfangsrand 42 der Radiatorplatine 12 angeordnet. Dabei verläuft der gebogene Teilabschnitt 18 teilweise entlang des Umfangsrands 42 der Radiatorplatine 12. Jeder gebogene Teilabschnitt 18 erstreckt sich entlang ungefähr einem Fünftel des Umfangsrandes 42 des Umfangsrandes 42. Der gebogene Teilabschnitt 18 erstreckt sich von dem mäanderförmigen Teilabschnitt 36 eines direkt benachbarten Radiatorabschnitts 16 entlang des Umfangsrands 42 in Richtung des Verbindungsendes 32 des direkt benachbarten Radiatorabschnitts 16. Hierdurch ist der gesamte Basisabschnitt 38 des direkt benachbarten Radiatorabschnitts 16 zwischen dem gebogenen Teilabschnitt 18 und der Hilfsantenne 20 angeordnet.
Jeder Verzögerungsabschnitt wird mit einem Wellensignal beaufschlagt, das zu mindestens einem anderen der Wellensignale eines weiteren Verzögerungsabschnitts eine Phasenverschiebung von 90° aufweist. Die Wellensignale der einzelnen Verzögerungsabschnitte können beispielsweise eine Phasenverschiebung von 0°, 90°, 180° oder 270° aufweisen.
In 2 ist die Speisenetzeinheit 22 dargestellt, wobei der Energieteilungsabschnitt 26 auf einer kreisrunden Speiseplatine 44 angeordnet ist. Der als Wilkinsons-Leistungsteiler ausgeführte Leistungsteilungsabschnitt 26 ist symmetrisch aufgebaut. Der Leistungsteilungsabschnitt 26 geht in zwei Verzögerungsabschnitte 28 über, die als mäanderartige Leiterbahnen ausgebildet sind. Außerdem hat der zweite Verzögerungsabschnitt 282 beginnend von einem Widerstand 29 eine zusätzliche für eine Verzögerung von 90° vorgesehene Verzögerungsleitung 283. Die eigentliche Leistungsteilung endet am 100-Ohm-Widerstand 29. Jeder der Verzögerungsabschnitte 28 weist auf seinem dem Energieteilungsabschnitt 26 abgewandten Ende eine Bifurkation 46 der Leiterbahn auf, sodass zwei Unterabschnitte 48 der Verzögerungsabschnitte 28 ausgebildet sind. Die Unterabschnitte 48 sind zueinander unterschiedlich lang und erzeugen dadurch eine zusätzliche Verzögerung 31 zueinander und sind dünner als der jeweilige restliche Verzögerungsabschnitt 28.
Die kreisrunde Speiseplatine 44 ist aus einem Dielektrikum ausgeführt, wobei beispielsweise ein Platinenmaterial eingesetzt wird, welches eine dielektrische Konstante von 9 bis 11, jedoch insbesondere zwischen 10,2 und 11,2, aufweist, wobei die Speiseplatine 44 sogenanntes RO3010 und FR4 beinhaltet. Die Speiseplatine 44 weist beispielsweise einen Durchmesser von 24 mm bei einer Frequenz von 865 MHz auf.
Beispielsweise kann der Energieteilungsabschnitt 26 als Wilkinson-Leistungsteilers ausgeführt sein, der einen 50-Ohm-Geräteanschluss 50 und zwei Verzögerungsabschnitte 28 aufweist, die jeweils eine Bifurkation 46 aufweisen, die in zwei Unterabschnitten 48 übergeht.
Die beiden Verzögerungsabschnitte 28 unterteilen sich in einen ersten Verzögerungsabschnitt 281 mit einem 50-Ohm-Ausgang und einen zweiten Verzögerungsabschnitt 282 mit einem 50-Ohm-Ausgang, der jedoch aufgrund seiner größeren Länge eine 90° Phasenverschiebung des Wellensignals hervorruft, welches zu oder von den Radiatorabschnitten 16 übertragen wird.
Der erste Verzögerungsabschnitt 281 weist nach seiner Bifurkation 46 einen ersten und einen zweiten Unterabschnitt 481, 482 auf, die auf der Speiseplatine einen Winkel von 180° miteinander einschließen. Der erste Unterabschnitt 481 weist eine Impedanz von 100 Ohm auf und keine zusätzliche Phasenverschiebung, also eine Phasenverschiebung von 0°, auf. Der zweite Unterabschnitt 482 weist ebenfalls eine Impedanz von 100 Ohm auf und eine zusätzliche Phasenverschiebung von 180° auf.
Der zweite Verzögerungsabschnitt 282 weist nach seiner Bifurkation 46 einen dritten und einen vierten Unterabschnitt 483, 484 auf, die auf der Speiseplatine einen Winkel von 180° miteinander einschließen. Der dritte Unterabschnitt 483 weist eine Impedanz von 100 Ohm auf. Der vierte Unterabschnitt 484 weist ebenfalls eine Impedanz von 100 Ohm auf und eine zusätzliche Phasenverschiebung von 180°. Durch die Verzögerungsleitung 283 haben die Unterabschnitte 483 und 484 eine zusätzliche Phasenverschiebung von 90° gegenüber den Unterabschnitten 481 und 482. Der Winkel zwischen den Endpunkten der Unterabschnitten 481 und 483 und den Endpunkten der Unterabschnitten 482 und 484 beträgt jeweils 90°.
In 3 ist eine auf der Speisenetzeinheit 22 angeordnete Anpasseinheit 24 dargestellt. Die Anpasseinheit 24 weist einen zum Impedanzausgleich vorgesehenen Ausgleichsabschnitt 52 auf, der die durch die starke Größenreduktion der Radiatoreinheit 12 entstehende Reaktanz der RFID-Antennenvorrichtung 10 anpasst. Der Ausgleichsabschnitt 52 ist exemplarisch durch eine Stichleitung 54 in 3 realisiert, die mit einem Masseanschluss 55 der Speisenetzeinheit 22 verbunden ist. Alternativ oder ergänzend kann auch eine offene Stichleitung 54 und/oder diskrete elektrische Bauelemente vorgesehen werden.
Ferner weist die Anpasseinheit 24 mindestens eine zum elektrisch leitenden Verbinden des Verzögerungsabschnitts 28 mit dem Radiatorabschnitt 16 vorgesehene Versorgungsleitung 57 auf.
Die Anpasseinheit 24 weist mindestens eine Anpassplatine 56 auf, auf der der Ausgleichsabschnitt 52 und/oder die Versorgungsleitung 57 als Leiterbahnen angeordnet sind. Im Falle einer beispielweisen Stichleitung 54 als Ausgleichsabschnitt 52 beträgt die Stichleitung 54 weniger als ein λ/4. Gemäß der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Platinenmaterial FR4.
Die mindestens eine Anpassplatine 56 ist senkrecht bezüglich der Radiatorplatine 40 und der Speiseplatine 44 ausgerichtet. Die Anpassplatine 56 weist mindestens einen radiatorseitigen Formschlussfortsatz 58 auf, der sich von einer der Radiatorplatine 40 zugewandten Endkante 60 senkrecht erstreckt. Der Formschlussfortsatz 58 wird zum formschlüssigen Verbinden der Anpassplatine 56 mit der Radiatorplatine 40 in der Weise verwendet werden, dass der Formschlussfortsatz 58 in eine Formschlussaufnahme 61, wie in 1 dargestellt, in der Radiatorplatine 40 eingesteckt wird. Die Formschlussaufnahme 60 ist im Basisabschnitts 38 des Radiatorabschnitts 16 ausgebildet. Auf dem Formschlussfortsatz 58 ist ein Abschnitt der Versorgungsleitung 57 angeordnet, der sich bis zu der gegenüberliegenden speisenetzseitigen Endkante 62 der Anpassplatine 56 erstreckt. An der speisenetzseitigen Endkante 62 entspringt ein sich senkrecht in Richtung der Speiseplatine 44 erstreckender speisenetzseitiger Formschlussfortsatz 64, der zur formschlüssigen Verbindung mit einer Formschlussaufnahme 66 in der Speiseplatine 44 vorgesehen ist. Auf dem speisenetzseitigen Formschlussfortsatz 64 ist die Stichleitung 54 angeordnet.
Steckt man die Formschlussfortsätze 58, 64 in die entsprechenden Formschlussaufnahmen 60, 66 ist die Anpassplatine 56 senkrecht zu der Radiatorplatine 40 und der Speiseplatine 44 ausgerichtet.
Beispielsweise sind zwei zueinander senkrecht ausgerichtete Anpassplatinen 56 ineinandergesteckt. Jede Anpassplatine 56 weist dabei zwei radiatorseitige und zwei speisenetzseitige Formschlussfortsätze 58, 64 auf.
In 4 ist eine isometrische Unteransicht der RFID-Antennenvorrichtung 10 dargestellt, wobei die radiatorseitigen und zwei speisenetzseitigen Formschlussfortsätze 58, 64 in den entsprechenden Formschlussaufnahmen 60, 66 stecken und mit Lötstellen 34 fixiert sind. Die Lötstellen 34 stellen auch elektrische Verbindungen zwischen den Stichleitungen 54 und dem Masseanschluss 55, den Versorgungsleitungen 57 und den Basisabschnitten 38 der Radiatorabschnitte 16 sowie den Unterabschnitten 48 der Verzögerungsabschnitte 28 her. Hierzu erstrecken sich die radiatorseitigen und zwei speisenetzseitigen Formschlussfortsätze 58, 64 durch die jeweiligen Platinen 40, 44 hindurch, sodass die jeweilige Stichleitung 54 an den Masseanschluss 55 bzw. Versorgungsleitung 57 an den Basisabschnitt 38 angelötet werden kann.
In 5 ist eine isometrische Oberansicht der RFID-Antennenvorrichtung 10 aus 4 dargestellt. Die speisenetzseitige Endkante 62 stoßt auf der Speiseplatine 44 an, sodass die an der speisenetzseitigen Endkante 62 endende Versorgungsleitung 57 auf Stoß an einen Unterabschnitt 48 angelötet werden kann.
In 6 ist eine RFID-Sensorvorrichtung 100 gezeigt, die mit einer RFID-Antennenvorrichtung 10 aus den vorhergehenden Figuren ausgestattet ist. Die RFID-Sensorvorrichtung 100 weist ein hülsenförmiges Gehäuse 102 auf, das einen Aufnahmehohlraum 104 beinhaltet. Der Aufnahmehohlraum 104 ist beispielsweise zylindrisch ausgebildet und passt formschlüssig mit der RFID-Antennenvorrichtung 10 zusammen. Ferner kann der Aufnahmehohlraum 104 so ausgebildet sein, dass eine RFID-Antennenvorrichtung 10 mit einem Durchmesser D von 1/15 der Wellenlänge λ der ausgesendeten und/oder empfangenen zirkular polarisierten elektromagnetischen Strahlung eingesetzt werden kann. Das Gehäuse 102 ist beispielsweise metallisch. Die RFID-Antennenvorrichtung 10 wird durch eine Öffnung in den Aufnahmehohlraum 104 gesteckt, die durch eine Kunststoffkappe anschließend verschlossen wird. Auf der Außenseite des Gehäuses 102 kann ein M30 Außengewinde 106 ausgebildet sein.

Claims

RFID-Antennenvorrichtung (10) zum Ausstrahlen und/oder Empfangen von zirkular polarisierter elektromagnetischer Strahlung, aufweisend - eine Radiatoreinheit (12), die ein Radiatornetz (14) mit mehreren wenigstens teilweise gebogenen Radiatorabschnitten (16) und mindestens einer von dem Radiatornetz (14) galvanisch getrennten Hilfsantenne (20) aufweist, die mit dem Radiatornetz (14) induktiv oder kapazitiv gekoppelt ist, - eine Speisenetzeinheit (22), die einen Energieteilungsabschnitt (26) mit einem Geräteanschluss (50) und die mindestens einen mit dem Energieteilungsabschnitt (26) elektrisch leitend verbundenen Verzögerungsabschnitt (28) aufweist, der mit mindestens einem Radiatorabschnitt (16) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Hilfsantenne (20) zentral zwischen den Radiatorabschnitten (16) angeordnet ist.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radiatorabschnitte (16) jeweils ein mit dem Verzögerungsabschnitt (28) verbundenes Verbindungsende (32) und ein entferntes Ende (30) aufweist, wobei das Verbindungsende (32) näher an der Hilfsantenne (20) angeordnet ist als das entfernte Ende (30).
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiatornetz (14) vier Radiatorabschnitte (16) aufweist, die jeweils mit einem einzelnen Verzögerungsabschnitt (28) verbunden sind, wobei die Radiatorabschnitte (16) ausgehend von der Hilfsantenne (20) spiralähnlich ausgebildet sind.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsantenne (20) gleichseitig ist.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radiatorabschnitte (16) einen mäanderförmigen und/oder auf einer fraktalen Geometrie basierenden Teilabschnitt (36) aufweisen.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radiatoreinheit (12) als kreisrunde Radiatorplatine (40) aus einem Dielektrikum ausgeführt ist, die einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als die halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, wobei das Radiatornetz (14) und die Hilfsantenne (20) als Leiterbahnen auf der Radiatorplatine (40) angeordnet sind.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein gebogener Teilabschnitt (18) der Radiatorabschnitte (16) an einem Umfangsrand der Radiatorplatine (40) angeordnet ist.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisenetzeinheit (22) eingerichtet ist, jeden Verzögerungsabschnitt (28) mit einem Wellensignal zu beaufschlagen, wobei jedes Wellensignal eines Verzögerungsabschnitts (28) zu mindestens einem anderen der Wellensignale eines weiteren Verzögerungsabschnitts (28) eine Phasenverschiebung von 90° aufweist.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieteilungsabschnitt (26) einen Wilkinson-Leistungsteiler aufweist, der mit dem mindestens einen Verzögerungsabschnitt (28) verbunden ist.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisenetzeinheit (22) als kreisrunde Speiseplatine (44) aus einem Dielektrikum ausgeführt ist, wobei das Speisenetzeinheit (22) und der Verzögerungsabschnitt (28) als Leiterbahnen auf der Speiseplatine (44) angeordnet sind.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Radiatoreinheit (12) und der Speisenetzeinheit (22) eine Anpasseinheit (24) angeordnet ist, die mindestens einen zum Impedanzausgleich vorgesehenen Ausgleichsabschnitt (52) und mindestens eine zum elektrisch leitenden Verbinden des Verzögerungsabschnitts (28) mit den Radiatorabschnitten (16) vorgesehene Versorgungsleitung (57) aufweist.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsabschnitt (52) eine Stichleitung (54) ist, die mit einem Masseanschluss (55) der Speisenetzeinheit (22) verbunden ist.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpasseinheit (24) mindestens eine Anpassplatine (56) aufweist, auf der der Ausgleichsabschnitt (52) und/oder die Versorgungsleitung (57) als Leiterbahnen angeordnet sind.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpasseinheit (24) aus zwei zueinander quer ausgerichteten Anpassplatinen (56) aufgebaut ist.
RFID-Antennenvorrichtung (10) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anpassplatine (56) hochkant zwischen der Radiatoreinheit (12) und der Speiseeinheit (22) ausgerichtet ist.
RFID-Sensorvorrichtung (100) mit einer RFID-Antennenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend ein hülsenförmiges Gehäuse (102) mit einem Aufnahmehohlraum (104), in dem die RFID-Antennenvorrichtung (10) angeordnet ist.
RFID-Sensorvorrichtung (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (102) ein Außengewinde (106) aufweist und/oder der Aufnahmehohlraum (104) zylindrisch ausgeformt ist, wobei der Aufnahmehohlraum einen Durchmesser von 1/15 der Wellenlänge der ausgesendeten und/oder empfangenen zirkular polarisierten elektromagnetischen Strahlung aufweist.