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Dokumentenidentifikation DE69636999T2 13.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000829108
Titel ANTENNENANORDNUNG FÜR WARENÜBERWACHUNGSSYSTEM MIT VERBESSERTER ABFRAGEFELDVERTEILUNG
Anmelder Sensormatic Electronics Corp., Boca Raton, Fla., US
Erfinder ALICOT, Jorge, Davie, FL 33331, US
Vertreter Hafner, D., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 90491 Nürnberg
DE-Aktenzeichen 69636999
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 22.05.1996
EP-Aktenzeichen 969203884
WO-Anmeldetag 22.05.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/US96/07442
WO-Veröffentlichungsnummer 1996038877
WO-Veröffentlichungsdatum 05.12.1996
EP-Offenlegungsdatum 18.03.1998
EP date of grant 28.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse H01Q 7/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G08B 13/14(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
ERFINDUNGSGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antenne zur Verwendung mit elektronischen Warenüberwachungs-(EAS)-Systemen.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Ein elektronisches Warenüberwachungssystem 20 ist in 1 in schematischer Form gezeigt. Das System 20 wird in der Regel am Ausgang eines Einzelhandelsgeschäfts bereitgestellt, um das Vorliegen eines Markers 22 in einer zwischen Antennensockeln 26 und 28 definierten Abfragezone 24 zu detektieren. Wenn das System 20 den Marker 22 detektiert, betätigt das System 20 irgendeine Art von Alarm, um anzuzeigen, daß eine nicht gezeigte Ware, an dem der Marker 22 befestigt ist, ohne Autorisation aus dem Geschäft entfernt wird.

Jeder der Antennensockel 26 und 28 ist im allgemeinen planar und enthält eine oder mehrere Schleifenantennen. Eine Signalerzeugungsschaltungsanordnung 30 ist an die Antenne oder Antennen im Sockel 26 angeschlossen, um die Antennen im Sockel 26 anzusteuern, in der Abfragezone ein Abfragesignal zu erzeugen. Außerdem ist eine Empfängerschaltungsanordnung 32 mit der oder den Antennen im Sockel 28 verbunden, um von den Antennen im Sockel 28 aus der Abfragezone aufgegriffene Signale zu empfangen und zu analysieren.

Zu Zwecken der weiteren Erörterung ist in 1 ein Koordinatensystem 34 gezeigt, das aus X-, Y- und Z-Achsen besteht, die gegenseitig zueinander orthogonal sind. Die Antennensockel 26 und 28 sind üblicherweise parallel zueinander angeordnet, und zu Zwecken dieser und einer weiteren Erörterung ist zu verstehen, daß die jeweiligen Ebenen der Sockel 26 und 28 parallel verlaufen zu der durch die Z- und X-Achse definierten Ebene. Die Z-Achse ist als eine vertikale Achse dargestellt, und die X-Achse ist eine horizontale Achse, die in der Richtung eines Bewegungswegs durch die Abfragezone 24 verläuft, d.h. parallel zu den Ebenen der Sockel 26 und 28.

Die Y-Achse ist ebenfalls horizontal, aber in einer Richtung senkrecht zu der X-Achse. Für einige Zwecke wird die X-Richtung als die "horizontale Richtung" bezeichnet, die Z-Richtung wird als die "vertikale Richtung" bezeichnet, und die Y-Richtung wird als die "seitliche Richtung" bezeichnet.

Der Marker 22 enthält in der Regel eine Spule oder ein anderes planares Element, das das durch den Antennensockel 26 erzeugte Abfragesignal empfängt und das Signal auf gewisse Weise als ein durch den Antennensockel 28 zu detektierendes Markersignal wieder sendet. Die Amplitude des Markersignals hängt im allgemeinen von der Orientierung der Ebene des empfangenen Elements im Marker 22 ab. Praktischerweise weist die Orientierung der Ebene des empfangenen Elements drei Freiheitsgrade auf, doch kann die Antwort des Markers im Hinblick auf Komponenten entsprechend den drei orthogonalen Ebenenorientierungen analysiert werden. Diese werden bezeichnet als eine "horizontale Orientierung" entsprechend der durch die X- und Y-Achse definierten Ebene, eine "vertikale Orientierung" entsprechend der durch die Z- und X-Achse definierten Ebene und eine "seitliche Orientierung" entsprechend der durch die Z- und Y-Achse definierten Ebene.

Bei in magnetomechanischen EAS-Systemen verwendeten Markern reagiert der Marker auf den Fluß, der koplanar zu dem Marker ist, aber bei Markern, die eine Spule enthalten, reagiert der Marker auf den Fluß, der orthogonal zu der Ebene der Spule verläuft. Die weiteren Erörterungen hierin basieren auf der Annahme, daß ein magnetomechanischer Marker verwendet wird.

Eine Aufgabe in einem EAS-System besteht im allgemeinen darin, daß das System jeden Marker in der Abfragezone unabhängig von der Position in der Zone oder der Orientierung des Markers zuverlässig detektieren soll. Gleichzeitig ist es höchst wünschenswert, daß das System keine Fehlalarme produziert, indem es entweder ein Signal, das von einem Nicht-Marker-Objekt in oder außerhalb der Abfragezone erzeugt wird, als von einem Marker kommend interpretiert, oder indem es Marker, die sich nicht in der Abfragezone befinden, stimuliert, Signale mit einem Pegel zu erzeugen, der ausreichend hoch ist, um von der Empfängerschaltungsanordnung detektiert werden zu können.

Ein signifikantes Hindernis bei der Erreichung dieser Aufgaben ist die üblicherweise von für das Erzeugen des Abfragesignals verwendeten Antennen bereitgestellte ungleichmäßige Abfragefeldverteilung. In Folge der ungleichmäßigen Feldverteilung kann das Abfragefeld an einigen oder den meisten Stellen in der Abfragezone stark genug sein, um für eine Detektion eines Markers zu sorgen, während es an anderen Stellen nicht stark genug ist, um für eine Detektion zu sorgen. Die Stellen, an denen das Feld zu schwach ist, um für eine Detektion zu sorgen, werden manchmal als "Null"-Bereiche oder "Löcher" bezeichnet.

Verstärkt wird dieses Problem durch die Tatsache, daß die Stärke des von dem Marker erzeugten Signals von der Orientierung des Markers abhängt. Dementsprechend ist ein Marker an einer gegebenen Stelle in der Zone und auf eine erste Weise orientiert möglicherweise leicht detektierbar, während der Marker, wenn er sich an der gleichen Stelle befindet, aber auf andere Weise orientiert ist, nicht detektiert werden würde.

Ein Ansatz, der zum Überwinden dieses Problems in Betracht gezogen wurde, besteht einfach darin, die Gesamtstärke des Abfragefelds heraufzusetzen, zum Beispiel durch Erhöhen des Pegels des zum Erzeugen der abfragenden Antenne verwendeten Signals.

Abgesehen von den gestiegenen Stromverbrauchsanforderungen, die sich aus diesem Ansatz ergeben, gibt es oftmals regulatorische oder praktische Einschränkungen hinsichtlich des Spitzensignalpegels, der erzeugt werden kann. Beispielsweise könnte ein Erhöhen der Spitzenfeldstärke zu erhöhten Fehlalarmen von Nicht-Marker-Objekten in der Abfragezone und/oder außerhalb der beabsichtigten Abfragezone liegenden Markern führen.

Zusätzlich zu dem üblichen Wunsch, das Abfragefeld auf die beabsichtigte Zone zu beschränken, kann es zudem eine regulatorische Anforderung sein, oder aus anderen Gründen wünschenswert sein, eine Fernfeldaufhebung des Abfragesignals bereitzustellen. Diese Anforderung legt dem Design der zum Erzeugen des Abfragesignals verwendeten Antenne zusätzliche Einschränkungen auf.

8 zeigt eine bekannte Antennenkonfiguration, die aus vier gestapelten rechteckigen koplanaren Schleifen 170, 172, 174 und 176 besteht. Wie in 8 angegeben, sendet Schleife 172 ein Signal, das 90° außer Phase mit dem von Schleife 170 gelieferten Signal ist Schleife 174 liefert ein Signal, das 180° außer Phase mit dem Signal von Schleife 170 ist; und Schleife 176 liefert ein Signal, das 180° außer Phase mit dem Signal von Schleife 172 ist.

Es ist üblich, rechteckige Schleifenantennen zu verwenden, die in einer vertikal orientierten Ebene angeordnet sind (d.h. in der Orientierung, die in einer vorausgegangenen Erörterung von Ebenenorientierung hierin als "seitlich" bezeichnet wird), weil die vertikalen Segmente der rechteckigen Schleifen horizontale und seitliche Felder liefern (das heißt Felder zum Stimulieren von Markern in der horizontalen bzw. seitlichen Orientierung), während die horizontalen Segmente der Schleifen horizontale und vertikale Felder liefern (das heißt Felder zum Abfragen der Marker in der horizontalen bzw. vertikalen Orientierung).

Es sei auch angemerkt, daß die Anordnung von 8 im allgemeinen eine Fernfeldaufhebung erzeugt. Die "kompensierende" Beziehung jedoch zwischen den entsprechenden vertikalen Segmenten von Schleifen 170 und 174 und zwischen den entsprechenden vertikalen Segmenten der Schleifen 172 und 176 führt außerdem zu einer gewissen Nahfeldaufhebung, wodurch Löcher in dem Abfragefeld innerhalb der gewünschten Abfragezone entstehen.

Es sei angemerkt, daß das horizontale Feld (7A) für Z = 0 und Y = ± 20 eine besonders niedrige Amplitude aufweist, während das seitliche Feld ( 7C) für Y = 0 eine niedrige Amplitude und für Z = 0 ebenfalls eine recht niedrige aufweist.

Aus EP 0 440 370 A1 ist ein Composit-Antennensystem für ein Warenüberwachungssystem bekannt, bei dem mehrere Schleifenantennen mit differentieller Phase verschiedene Ströme erhalten, um eine gewünschte Positionierung von Spitzen und Nullen in der Nahfeldstärke bereitzustellen und eine Fernfeldstärke von fast Null zu produzieren. Eine kleinere Schleife ist in der Nähe des Bodens einer darüber plazierten größeren Schleife plaziert, wobei die untere Schleife eine entsprechend höhere Stromdichte erhält, um in der Nähe des Bodens eine verstärkte Nahfeldstärke zu liefern.

Aus EP 0 186 483 ist ein Transpondersystem bekannt, bei dem ein zentraler Interogator ein elektromagnetisches Feld über einen Bereich sendet, in dem von sich bewegenden Objekten getragene Transponder detektiert werden sollen. Der Interrogator enthält zwei koplanare Antennen, eine als eine Schleife angeordnet und die andere in einer Konfiguration einer Zahl Acht, um Felder in rechten Winkeln zueinander zu erzeugen, so daß Transponder ungeachtet ihrer Orientierung detektiert werden können. Zwischen den Feldern kann eine Phasenverschiebung eingeführt werden, um ein zirkular-polarisiertes Feld zu erzeugen.

AUFGABEN UND KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend in der Bereitstellung einer Antennenkonfiguration zur Verwendung in einem elektronischen Warenüberwachungssystem, die zu einer relativ gleichmäßigen effektiven Feldverteilung in einer Abfragezone führt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Antennenkonfiguration, die eine Fernfeldaufhebung des Abfragesignals produziert.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Antenne zur Verwendung in einem EAS-System bereitgestellt, das folgendes enthält: erste, zweite, dritte und vierte, koplanare Schleifen und Erregungsmittel zum Erzeugen jeweiliger Wechselströme in den ersten, zweiten, dritten und vierten Schleifen, so daß der Wechselstrom in der zweiten Schleife 90° außer Phase mit dem Wechselstrom in der ersten Schleife ist, der Wechselstrom in der dritten Schleife 180° außer Phase mit dem Wechselstrom in der ersten Schleife ist und der Wechselstrom in der vierten Schleife 180° außer Phase mit dem Wechselstrom in der zweiten Schleife ist.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung enthalten die vier Schleifen kollektiv mindestens ein Paar vertikaler Segmente mit jeweiligen Wechselströmen, die 180° außer Phase miteinander sind, wobei aber in jedem derartiger Paare aus vertikalen Segmenten die beiden vertikalen Segmente, die das Paar vertikaler Segmente bilden, zueinander horizontal versetzt sind. Als eine weitere Alternative gemäß diesem Aspekt der Erfindung enthalten die vier Schleifen kollektiv mindestens ein Paar vertikaler Segmente, die vertikal ausgerichtet sind, und wobei bei jedem derartigen Paar aus vertikalen Segmenten die jeweiligen Wechselströme in den beiden vertikalen Segmenten, die das Paar von Segmenten bilden, in einer Phasenbeziehung stehen, die von 180° außer Phase substantiell verschieden ist. Beispielsweise sind bei jedem Paar aus vertikal ausgerichteten vertikalen Segmenten die jeweiligen Ströme in Phase oder 90° außer Phase.

Eine gemäß der Erfindung bereitgestellte Antennenkonfiguration, bei der keine vertikal ausgerichteten vertikalen Segmente mit "kompensierenden" Strömen vorliegen, verhindert im allgemeinen die Ausbildung von Löchern aufgrund von Nahfeldaufhebung, wie es sich üblicherweise aus der fernfeldaufhebenden Antennenkonfiguration des Stands der Technik ergeben hat.

Weiter sind gemäß der Erfindung die vier Schleifen alle dreieckig.

Die vorausgegangenen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden weiterhin anhand der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und anhand der Zeichnungen verstanden, in denen gleiche Bezugszahlen durchweg gleiche Komponenten und Teile identifizieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung eines elektronischen Warenüberwachungssystems.

2 veranschaulicht ein Beispiel einer zum Erzeugen eines Abfragefelds bereitgestellten Antennenkonfiguration.

3 veranschaulicht ein weiteres Beispiel einer zum Erzeugen eines Abfragefelds bereitgestellten Antennenkonfiguration.

4 veranschaulicht eine zum Erzeugen eines Abfragefelds bereitgestellte Antennenkonfiguration gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

5 veranschaulicht eine zum Erzeugen eines Abfragefelds bereitgestellte Antennenkonfiguration gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Anhand 6A6C wird eine von der Antennenkonfiguration erzeugte Feldverteilung erläutert.

Anhand 7A7C wird eine von der herkömmlichen Antennenkonfiguration von 8 erzeugte Feldverteilung veranschaulicht.

8 zeigt eine bekannte Antennenkonfiguration (Stand der Technik).

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Antennenkonfiguration 63' gemäß einem Beispiel ist in 2 dargestellt.

Die Schleife 66' wird von einer Signalerzeugungsschaltung 72 angesteuert, und eine zusätzliche Signalerzeugungsschaltung 80 ist an die Schleife 78 angeschlossen, um in der Schleife 78 einen Wechselstrom zu erzeugen, der auf der gleichen Frequenz, aber 180° außer Phase mit dem Strom in Schleife 66' ist. Die Antennenkonfiguration 63' in 2 liefert eine relativ gleichmäßige Feldverteilung in der Abfragezone und stellt dabei das zusätzliche Merkmal der Fernfeldaufhebung aufgrund der beiden Paare "kompensierender" Schleifen 66' und 78 und 68 und 70 bereit.

Wie in 2 gezeigt, enthält Schleife 68 ein horizontales Segment 82, ein sich vertikal von einem rechten Ende des Segments 82 nach unten erstreckendes vertikales Segment 84, ein sich von einem unteren Ende des Segments 84 nach links und horizontal erstreckendes horizontales Segment 86 und ein vertikales Segment 88, das sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 82 und 86 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 70 enthält ein horizontales Segment 90, das sich horizontal parallel zu dem und in der Nähe des Segments 86 von Schleife 68 erstreckt. Schleife 70 enthält auch ein Segment 92, das sich vertikal von einem rechten Ende des Segments 90 nach unten erstreckt, ein Segment 94, das sich von einem unteren Ende des Segments 92 nach links und horizontal erstreckt, und ein Segment 96, das sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 90 und 94 miteinander zu verbinden.

Schleife 78 enthält ein oberes horizontales Segment 98, ein Segment 100, das sich vertikal von einem rechten Ende des Segments 98 nach unten erstreckt, ein Segment 102, das sich von einem unteren Ende des Segments 100 nach links und horizontal erstreckt, und ein Segment 104, das sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 98 und 102 miteinander zu verbinden.

Schleife 66' enthält ein Segment 106, das sich vertikal parallel zu und in der Nähe des Segments 104 der Schleifen 78 erstreckt. Schleife 66' enthält auch ein Segment 108, das sich von einem unteren Ende des Segments 106 nach links und horizontal erstreckt, ein Segment 110, das sich von einem linken Ende des Segments 108 vertikal nach oben erstreckt, und ein Segment 112, das sich horizontal erstreckt, um die jeweiligen oberen Enden der Segmente 106 und 110miteinander zu verbinden.

Zudem sind alle der Segmente 82, 86, 90 und 94 von im wesentlichen gleicher Länge (wobei die Schleifen 68 und 70 gleich breit sind), und alle der horizontalen Segmente 98, 102, 108 und 112 sind von zueinander gleicher Länge und weisen eine Länge auf, die im wesentlichen die Hälfte der Länge der Segmente 82, 86, 90 und 94 beträgt (wobei die Schleifen 66' und 78 von gleicher Breite zueinander sind und die Hälfte der Breite der Schleifen 68 und 70 aufweisen).

Die vertikalen Segmente 100, 104, 106 und 110 sind alle von zueinander gleicher Länge (wobei die Schleifen 66' und 78 von gleicher Höhe sind), und die vertikalen Segmente 84, 88, 92 und 96 sind alle von zueinander im wesentlichen gleicher Länge und weisen eine Länge auf, die im wesentlichen die Hälfte der Länge der Segmente 100, 104, 106 und 110 beträgt (wobei die Schleifen 68 und 70 von zueinander gleicher Höhe sind und die Hälfte der Höhe der Schleifen 66' und 78) aufweisen.

Außerdem ist Schleifensegment 92 im wesentlichen vertikal auf Schleifensegment 84 ausgerichtet, Schleifensegment 96 im wesentlichen vertikal auf Schleifensegment 88 ausgerichtet, Schleifensegment 112 im wesentlichen horizontal auf Schleifensegment 98 ausgerichtet und Schleifensegment 108 im wesentlichen horizontal auf Schleifensegment 102 ausgerichtet.

FERNFELDAUFHEBENDE DOPPELEBENEN-ANTENNE

Ein weiteres Beispiel einer Antennenkonfiguration 63'' ist in 3 gezeigt.

Eine Signalerzeugungsschaltung 124 ist an die Schleife 114 angeschlossen, um in der Schleife 114 einen Wechselstrom zu erzeugen. Eine Signalerzeugungsschaltung 126 ist an die Schleife 116 angeschlossen, um in der Schleife 116 einen Wechselstrom zu erzeugen, der von der gleichen Frequenz wie der Strom in der Schleife 114, aber 180° außer Phase ist. Eine Signalerzeugungsschaltung 128 ist an die Schleife 120 angeschlossen, um in der Schleife 120 einen Wechselstrom zu erzeugen, der von der gleichen Frequenz, aber 90° außer Phase mit dem Strom in der Schleife 114 ist. Eine Signalerzeugungsschaltung 130 ist an die Schleife 118 angeschlossen, um in der Schleife 118 einen Wechselstrom zu erzeugen, der von der gleichen Frequenz, aber 180° außer Phase mit dem Strom in der Schleife 120 ist. Eine Signalerzeugungsschaltung 132 (die mit der Signalerzeugungsschaltung 130 kombiniert sein kann) ist an die Schleife 122 angeschlossen und erzeugt in der Schleife 122 einen Wechselstrom, der von der gleichen Frequenz und in Phase mit dem Strom in Schleife 118 ist.

Es ist auch zu verstehen, daß die kombinierte Fläche der Schleifen 114 und 116 im wesentlichen gleich der kombinierten Fläche der Schleifen 118, 120 und 122 ist.

Das "kompensierende" Paar dreieckiger koplanarer Schleifen 114 und 116 weisen im wesentlichen gleiche Flächen auf. Außerdem weist die Schleife 120 im wesentlichen die gleiche Fläche wie die kombinierten Flächen der Schleifen 118 und 122 auf, die ein Signal 180° außer Phase mit dem Signal von Schleife 120 erzeugen. Folglich stellt die Antennenkonfiguration 63'' von 3 wie die Konfiguration von 2 sowohl eine relativ gleichmäßige Feldverteilung in der Abfragezone sowie eine Fernfeldaufhebung bereit.

Wie in 3 gezeigt, enthält die Schleife 118 ein oberes horizontales Segment 134, ein Segment 136, das sich vertikal von einem rechten Ende des Segments 134 nach unten erstreckt, ein Segment 138, das sich von einem unteren Ende des Segments 136 nach links und horizontal erstreckt, und ein Segment 140, das sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 134 und 138 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 120 enthält ein oberes Segment 142, das sich horizontal parallel und in der Nähe des Segments 138 von Schleife 118 erstreckt. Außerdem enthält die Schleife 120 ein Segment 144, das sich vertikal von einem rechten. Ende des Segments 142 nach unten erstreckt, ein Segment 146, das sich von einem unteren Ende des Segments 144 nach links und horizontal erstreckt, und ein Segment 148, das sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 142 und 146 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 122 enthält ein oberes Segment, das sich parallel zu und in der Nähe des Segments 146 von Schleife 120 horizontal erstreckt. Außerdem enthält die Schleife 122 ein Segment 152, das sich vertikal von einem rechten Ende des Segments 150 nach unten erstreckt, ein Segment 154, das sich von einem unteren Ende des Segments 152 nach links und horizontal erstreckt, und ein Segment 156, das sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 150 und 154 miteinander zu verbinden. Die Antennenschleife 116 enthält ein Segment 158, das sich vertikal erstreckt, ein Segment 160, das sich links von einem unteren Ende des Segments 158 horizontal erstreckt, und ein Segment 162, das schräg verläuft, um ein linkes Ende des Segments 160 und ein oberes Ende des Segments 158 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 114 enthält ein Segment 164, das schräg und parallel und in der Nähe des Segments 162 der Schleife 116 verläuft. Das Segment 114 enthält auch ein Segment 166, das sich von einem unteren Ende des Segments 164 vertikal nach oben erstreckt, und ein Segment 168, das sich horizontal erstreckt, um die jeweiligen oberen Enden der Segmente 164 und 168 miteinander zu verbinden.

Zudem sind die horizontalen Segmente 134, 138, 142, 146, 150 und 154 alle im wesentlichen von gleicher Länge; die vertikalen Segmente 136, 140, 152 und 156 sind alle im wesentlichen von gleicher Länge zueinander, die vertikalen Segmente 144 und 148 sind im wesentlichen von gleicher Länge zueinander, wobei jedes die doppelte Länge der Segmente 136, 140, 152 und 156 aufweist; und die vertikalen Segmente 158 und 166 sind von im wesentlichen gleicher Länge zueinander, wobei jedes doppelt so lang wie die Segmente 144 und 148 ist.

Außerdem stehen die Segmente 136, 144 und 152 alle im wesentlichen in vertikaler Ausrichtung aufeinander; und die Segmente 140, 148 und 156 stehen alle im wesentlichen in vertikaler Ausrichtung aufeinander.

Eine Modifikation des Beispiels von 3, das keine Fernfeldaufhebung liefert, sollte ebenfalls angemerkt werden. Insbesondere kann eine Antennenkonfiguration bereitgestellt werden, die nur die koplanaren dreieckigen Schleifen 114 und 116 enthält, aber mit jeweiligen Signalgeneratoren.

4 veranschaulicht eine Antennenkonfiguration 178 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Wie zu sehen ist, ist die in 4 gezeigte Konfiguration ganz aus koplanaren Schleifen gebildet.

Die Antennenkonfiguration 178 enthält koplanare dreieckige Schleifen 180, 182, 184 und 186, und Signalerzeugungsschaltungen 188, 190, 192 bzw. 194, die an die Schleifen 180, 182, 184 und 186 angeschlossen sind. Wie in 9 gezeigt, ist der in Schleife 182 erzeugte Wechselstrom 90° außer Phase mit dem in Schleife 180 erzeugten Wechselstrom.

Außerdem ist der in Schleife 184 erzeugte Wechselstrom 180° außer Phase mit dem Strom in Schleife 180, und der in Schleife 186 erzeugte Strom ist 180° außer Phase mit dem in Schleife 182 erzeugten Strom.

Es sei angemerkt, daß in der Anordnung von 4 keine vertikal ausgerichteten Paare von kompensierenden vertikalen Segmenten vorliegen. Vielmehr sind in jedem Paar aus vertikal ausgerichteten vertikalen Segmenten die von den beiden Segmenten des Paars gelieferten jeweiligen Signale 90° außer Phase.

Die von der Anordnung von 4 gelieferten horizontalen, vertikalen und seitlichen Felder sind jeweils durch die Graphen von 6A, 6B und 6C veranschaulicht.

Bei Vergleich von beispielsweise 6A mit 7A ist in 6A eine erhebliche Verbesserung bei der Spitzenamplitude für Z = 0 in dem Feld in 6A gezeigt.

Es gibt noch ein bemerkenswerteres Stopfen von Löchern bezüglich des seitlichen Felds, wie man durch vergleichen von 6C mit 7C sehen kann. Insbesondere weist das in 6C gezeigte Feld eine sehr robuste Verbesserung für Y = 0 im Vergleich zu dem in 7C gezeigten Feld auf.

Wie in 4 gezeigt, enthält die Schleife 180 ein oberes horizontales Segment 196, ein Segment 198, das sich vertikal von einem rechten Ende des Segments 196 nach unten erstreckt, und ein Segment 200, das schräg verläuft, um ein unteres Ende des Segments 198 und ein linkes Ende des Segments 196 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 182 enthält ein Segment 202, das schräg parallel und in der Nähe des Segments 200 von Schleife 180 verläuft. Außerdem enthält die Schleife 182 ein Segment 204, das sich von einem oberen Ende des Segments 202 vertikal nach unten erstreckt und ein Segment. 206, das sich horizontal erstreckt, um die jeweiligen unteren Enden der Segmente 204 und 202 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 184 enthält ein Segment 208, das sich horizontal parallel und in der Nähe des Segments 206 von Schleife 182 erstreckt. Außerdem enthält die Schleife 184 ein Segment 210, das vertikal auf das Segment 204 von Schleife 182 ausgerichtet ist und sich vertikal von einem linken Ende des Segments 208 nach unten erstreckt. Schließlich enthält die Schleife 184 ein Segment 212, das schräg verläuft, um ein unteres Ende des Segments 210 und ein rechtes Ende des Segments 208 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 186 enthält ein Segment 214, das Schräg parallel und in der Nähe des Segments 212 von Schleife 184 verläuft. Außerdem enthält die Schleife 186 ein Segment 216, das sich von einem unteren Ende des Segments 214 horizontal nach rechts erstreckt, und ein Segment 218, das vertikal auf das Segment 198 von Schleife 180 ausgerichtet ist und sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen rechten Enden der Segmente 214 und 216 miteinander zu verbinden.

Zudem sind alle der Segmente 196, 206, 208 und 216 von im wesentlichen gleicher Länge; und die Segmente 198, 204, 210 und 218 sind alle von im wesentlichen gleicher Länge zueinander. Außerdem sind die schrägen Segmente 200, 202, 212 und 214 alle von im wesentlichen gleicher Länge zueinander.

Eine gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bereitgestellte Antennenkonfiguration 220 ist in 5 gezeigt. Die Antennenkonfiguration 220 verwendet vier rechteckige koplanare Schleifen 222, 224, 226 und 228. Wie in 4 sind Signalerzeugungsschaltungen 188, 190, 192 und 194 jeweils an die Schleifen 222, 224, 226 und 228 angeschlossen, um die jeweiligen Schleifen in der gleichen Phasenbeziehung anzusteuern, wie in Verbindung mit der Konfiguration von 4 beschrieben wurde. Wie es der Fall in der Konfiguration von 4 war, ist die Konfiguration von 5 so ausgelegt, daß zwei beliebige, vertikal ausgerichtete vertikale Segmente mit einer Phasenbeziehung von 90° angesteuert werden, mit dem Ergebnis, daß keine kompensierenden vertikalen Segmente vertikal aufeinander ausgerichtet sind. Die Konfiguration von 5 liefert eine Fernfeldaufhebung und vermeidet dabei auch signifikante Löcher in dem in der Abfragezone bereitgestellten Abfragefeld.

Wie in 5 gezeigt, enthält die Schleife 222 ein oberes horizontales Segment 230, ein Segment 232, das sich vertikal von einem rechten Ende des Segments 230 nach unten erstreckt, ein Segment 234, das sich von einem unteren Ende des Segments 232 nach links und horizontal erstreckt, und ein Segment 238, das vertikal verläuft, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 230 und 234 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 224 enthält ein Segment 240, das sich horizontal parallel und in der Nähe des Segments 234 von Schleife 222 erstreckt. Außerdem enthält die Schleife 224 ein Segment 242, das vertikal auf das Segment 232 von Schleife 222 ausgerichtet ist und sich von einem rechten Ende des Segments 240 vertikal nach unten erstreckt. Zudem enthält die Schleife 224 ein Segment 244, das sich von einem unteren Ende des Segments 242 nach links und horizontal erstreckt, und ein Segment 246, das vertikal auf das Segment 238 der Schleife 222 ausgerichtet ist und sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 240 und 244 miteinander zu verbinden.

Die Schleife 226 enthält ein Segment 248, das sich vertikal parallel und in der Nähe des Segments 242 vor. Schleife 224 erstreckt. Schleife 226 enthält außerdem ein Segment 250, das sich von einem unteren Ende des Segments 248 horizontal nach rechts erstreckt, ein Segment 252, das sich von einem rechten Ende des Segments 250 vertikal nach oben erstreckt, und ein Segment 254, das sich horizontal erstreckt, um die jeweiligen oberen Enden der Segmente 248 und 252 miteinander zu verbinden. Die Segmente 250 und 254 sind jeweils horizontal auf die Segmente 244 und 240 von Schleife 224 ausgerichtet.

Die Schleife 228 enthält ein Segment 256, das sich horizontal parallel und in der Nähe des Segments 254 von Schleife 226 erstreckt. Die Schleife 228 enthält außerdem ein Segment 258, das vertikal auf das Segment 252 von Schleife 226 ausgerichtet ist und sich von einem rechten Ende des Segments 256 vertikal nach oben erstreckt. Außerdem enthält die Schleife 228 ein Segment 260, das sich von einem oberen Ende des Segments 258 horizontal nach links erstreckt, und ein Segment 262, das vertikal auf das Segment 248 von Schleife 226 ausgerichtet ist und sich vertikal erstreckt, um die jeweiligen linken Enden der Segmente 256 und 260 miteinander zu verbinden. Die Segmente 256 und 260 sind jeweils horizontal auf die Segmente 234 und 230 von Schleife 222 ausgerichtet.

Zudem sind die Segmente 230, 234, 240, 244, 250, 254, 256 und 260 alle im wesentlichen von gleicher Länge; und die Segmente 232, 238, 242, 246, 248, 252, 258 und 262 sind alle im wesentlichen von gleicher Länge zueinander.

Es ist zu beobachten, daß es eine Anzahl von Paaren aus vertikalen Segmenten mit Strömen gibt, die in einer kompensierenden Beziehung zueinander stehen, doch sind in jedem Fall die beiden Segmente, die das Paar von Segmenten bilden, zueinander horizontal versetzt. Beispielsweise weisen die Segmente 222 und 248 jeweilige Ströme auf, die in einer kompensierender Beziehung stehen, doch sind die Segmente 222 und 248beide horizontal und vertikal zueinander versetzt. Dies ist auch der Fall bezüglich des Paars von Segmenten 258 und 242.


Anspruch[de]
Antenne (178, 220) zur Verwendung in einem EAS-System (20), umfassend:

– erste (180, 222) und zweite koplanare Schleifen (182, 224) und mindestens dritte und vierte Schleifen, wobei alle Schleifen koplanar zueinander angeordnet sind;

– Erregungsmittel (30) zum Erzeugen jeweiliger Wechselströme in den Schleifen, so daß der Wechselstrom in der zweiten Schleife um etwa 90° außer Phase mit dem Wechselstrom in der ersten Schleife ist, und

– wobei der Wechselstrom in der dritten Schleife (184, 226) um etwa 180° außer Phase mit dem Wechselstrom in der ersten Schleife ist, und der Wechselstrom in der vierten Schleife (186, 228) um etwa 180° außer Phase mit dem Wechselstrom in der zweiten Schleife ist;

– die vier Schleifen zusammen mindestens ein Paar vertikaler Segmente (204, 210; 252, 258) enthalten, die vertikal aufeinander ausgerichtet sind; und

– in jedem Paar vertikaler Segmente jeweilige Wechselströme in den beiden vertikalen Segmenten, die das Paar vertikaler Segmente ausmachen, sich in einer Phasenbeziehung befinden, die von etwa 180° außer Phase substantiell verschieden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

– mindestens zwei der mindestens vier Schleifen (180, 182; 184, 186; 222, 224; 226, 228) in einer horizontalen Seite-an-Seite-Beziehung zueinander angeordnet sind, und

– mindestens zwei weitere der mindestens vier Schleifen in einer vertikalen Seite-an-Seite-Beziehung zueinander angeordnet sind.
Antenne nach Anspruch 1, wobei die erste (180), zweite (182), dritte (184) und vierte Schleife (186) alle dreieckig sind. Antenne nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei der Schleifen (118, 120, 122) rechteckig sind und zwei der Schleifen (114, 116) dreieckig sind. Antenne nach Anspruch 1, wobei:

die erste Schleife (180) ein erstes horizontales Segment (196), ein sich vertikal von einem rechten Ende des ersten Segments (196) nach unten erstreckendes zweites Segment (198), und ein drittes Segment (200) enthält, das sich schräg erstreckt, um ein unteres Ende des zweiten Segments (198) und ein linkes Ende des ersten Segments (196) miteinander zu verbinden;

die zweite Schleife (182) ein viertes Segment (202), das sich schräg parallel und in der Nähe des dritten Segments (200) erstreckt, ein sich von einem oberen Ende des vierten Segments (202) vertikal nach unten erstreckendes fünftes Segment (204) und ein sechstes Segment (206) enthält, das sich horizontal erstreckt, um jeweilige untere Enden des vierten (202) und fünften (204) Segments miteinander zu verbinden;

die dritte Schleife (184) ein siebtes Segment (208), das sich horizontal parallel und in der Nähe des sechsten Segments (206) erstreckt, ein vertikal auf das fünfte Segment (204) ausgerichtetes und sich von einem linken Ende des siebten Segments (208) aus nach unten erstreckendes achtes Segment (210) und ein neuntes Segment (212) enthält, das sich schräg erstreckt, um ein unteres Endes des achten Segments (210) und ein rechtes Ende des siebten Segments (208) miteinander zu verbinden;

die vierte Schleife (186) ein zehntes Segment (214), das sich schräg parallel und in der Nähe des neunten Segments (212) erstreckt, ein sich horizontal nach rechts von einem unteren Ende des zehnten Segments (214) erstreckendes elftes Segment (216) und ein vertikal auf das zweite Segment (198) ausgerichtetes zwölftes Segment (218) enthält, das sich vertikal erstreckt, um jeweilige rechte Enden des neunten (212) und zehnten (214) Segments miteinander zu verbinden;

wobei das erste (106), sechste (206), siebte (208) und elfte (216) Segment alle im wesentlichen von gleicher Länge sind;

das zweite (198), fünfte (204), achte (210) und zwölfte (218) Segment alle im wesentlichen von gleicher Länge zueinander sind; und

das dritte (200), vierte (202), neunte (212) und zehnte (214) Segment alle im wesentlichen von gleicher Länge zueinander sind.
Antenne nach Anspruch 1, wobei die erste (222), zweite (224), dritte (226) und vierte (228) Schleife alle rechteckig sind. Antenne nach Anspruch 1, wobei:

die erste Schleife (222) ein erstes horizontales Segment (230), ein sich von einem rechten Ende des ersten Segments vertikal nach unten erstreckendes zweites Segment (232), ein sich von einem unteren Ende des zweiten Segments nach links und horizontal erstreckendes drittes Segment (234), und ein viertes Segment (238) enthält, das sich vertikal erstreckt, um jeweilige linke Enden des ersten und dritten Segments miteinander zu verbinden;

die zweite Schleife (224) ein fünftes Segment (240), das sich horizontal parallel und in der Nähe des dritten Segments der ersten Schleife erstreckt, ein vertikal auf das zweite Segment ausgerichtetes und sich von einem rechten Ende des fünften Segments aus nach unten vertikal erstreckendes sechstes Segment (242), ein sich nach links und horizontal von einem unteren Ende des sechsten Segments aus erstreckendes siebtes Segment (244) und ein vertikal auf das vierte Segment ausgerichtetes achtes Segment (246) enthält, das sich vertikal erstreckt, um jeweilige linke Enden des fünften und siebten Segments miteinander zu verbinden;

die dritte Schleife (226) ein neuntes Segment (248), das sich vertikal parallel und in der Nähe des sechsten Segments erstreckt, ein zehntes Segment (250), das sich von einem unteren Ende des neunten Segments aus horizontal nach rechts erstreckt, ein elftes Segment (252), das sich von einem rechten Ende des zehnten Segments aus vertikal nach oben erstreckt, und ein zwölftes Segment (254) enthält, das sich horizontal erstreckt, um jeweilige obere Enden des neunten und elften Segments miteinander zu verbinden,

die vierte Schleife (228) ein dreizehntes Segment (256), das sich horizontal parallel und in der Nähe des zwölften Segments erstreckt, ein vertikal auf das elfte Segment ausgerichtetes und sich von einem rechten Ende des dreizehnten Segments aus vertikal nach oben erstreckendes vierzehntes Segment (262), ein sich von einem oberen Ende des vierzehnten Segments aus horizontal nach links erstreckendes fünfzehntes Segment (260) und ein vertikal auf das neunte Segment ausgerichtetes sechzehntes Segment (258) enthält, das sich vertikal erstreckt, um jeweilige linke Enden des dreizehnten und fünfzehnten Segments miteinander zu verbinden;

das erste, dritte, fünfte, siebte, zehnte, zwölfte, dreizehnte und fünfzehnte Segment alle von im wesentlichen gleicher Länge sind; und

das zweite, vierte, sechste, achte, neunte, elfte, vierzehnte und sechzehnte Segment alle im wesentlichen von gleicher Länge zueinander sind.
Antenne nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

die erste und zweite Schleife hinsichtlich Fläche im wesentlichen gleich zueinander sind, und

die dritte und vierte Schleife hinsichtlich Fläche im wesentlichen gleich zueinander sind und eine Gesamtfläche aufweisen, die im wesentlichen gleich einer Gesamtfläche der ersten und zweiten Schleife ist.






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