WO2013139336A1 - Rfid-transponder - Google Patents

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    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength

Definitions

  • the invention relates to an RFI D transponder according to the preamble of claim 1.
  • RFID systems are used very intensively and beneficially in many areas, above all in the field of logistics. In many cases, very compact, flat RFI D transponders are required.
  • RFI D transponders for such applications are known, for example, from EP 2 256 673 A1.
  • a support element on two sides at least partially provided with a metallization.
  • the electrically connected metallizations forming an antenna are connected to a chip provided on the carrier element.
  • the invention is therefore based on the object, an RFI D transponder in such a way that it is suitable for use on a metal surface and does not have the problem of the occurring blind spots. This object is achieved by the invention according to
  • the invention is an RFI D transponder consisting of a dielectric support element on which a chip and two
  • the chip comprises at least one transmitting and one receiving circuit, as well as a memory. On the more precise electrical operation of the chip is not discussed in the application, since this is not relevant.
  • the antennas are formed of a metal layer, which on the
  • the carrier element is a component which has been preferably coated in the MID process with a metallic, electrically conductive surface. This surface applied in the MID process acts as an antenna on the carrier element.
  • the carrier element Due to a special design of the carrier element, as a cuboid component, and a metallic coating on four circumferential sides of the carrier element according to the invention forms an antenna with a dipole.
  • the RFI D transponder consists of two such, each designed as an antenna support elements, which are preferably arranged at a right angle to each other.
  • the two support elements are inventively made in one piece and expediently as an injection molded component.
  • a coating of the resulting base body in the MID method is possible to form the antennas on the surface.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that the orthogonal arrangement of the two antennas prevents the occurrence of a blind spot.
  • the embodiment of the carrier elements is intended for use of the RFI D transponder on two metallic surfaces.
  • the antennas of the RFI D transponder magnetically couple with the metallic surface on which the RFI D transponder is used in order to increase the radiation characteristic of the RFI D transponder.
  • the RFI D transponder is intended for use on two orthogonally intersecting metal supports. So offers the
  • RFI D transponder according to the invention the ability to be attached to two intersecting metallic rods or carriers and used.
  • An insulating layer is provided between the metallized surface of the RFI D transponder and the metallic surface on which the RFID transponder is used.
  • the insulating layer may also be formed as an insulating housing around the Rl FD transponder.
  • FIG. 1 a shows a T-type RFI D transponder
  • Fig. 1b is a detail view of the RFI D transponder of Fig. 1a;
  • FIG. 2 shows an RFI D transponder in L design
  • FIG. 4 shows an RFI D transponder from FIG. 3 in use.
  • FIG. In Fig.1a is a pictured in spatial representation
  • the embodiment shows the RFI D transponder 1, which is formed from two support elements 3, 4, which are arranged in a T-shape.
  • the support elements 3, 4 are arranged in different planes to each other and integrally connected to each other.
  • the carrier element 4 is arranged below the carrier element 3.
  • the arrangement of the carrier elements 3, 4 in different levels, the RFI D transponder is suitable for attachment to two intersecting metallic rods.
  • the support elements 3, 4 are each elongated, here cuboid
  • the support elements 3, 4 each have a metallization M31, M32, M41, M42 applied.
  • the metallizations M31, M32 and the metallizations M41, M42 are each conductively connected to one another via two narrow sides of the carrier elements 3, 4 and thus each form an antenna 6, 7 on each of the carrier elements 3, 4.
  • the two antennas 6, 7 each have two electrical connections A31, A32, A41, A42, by means of which the antennas 6, 7 are electrically connected to a chip 2.
  • the chip includes at least one
  • FIG. 1 b A detailed view of the chip 2 from FIG. 1 a is shown in FIG. 1 b.
  • the chip 2 which is arranged in a depression 5 in the boundary region between the carrier elements 3, 4.
  • the recess 5 is used just to protect the chip 2, that this mechanical
  • the electrical connections A31, A32, A41, A42 are also produced by MID technology, metallic coatings on the surface of the support elements 3, 4, but can also be realized by soldered wires or otherwise.
  • the chip can also be arranged at a different location on one of the carrier elements 3, 4, where an electrical contacting of the two antennas 6, 7 is offered.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of an RFI D transponder 1 according to the invention.
  • Carrier element 4 mounted here under the support member 3, so that the two support members 3, 4 are in different levels. Further, inventive embodiments of the RFI D transponder 1, such. a crossed shape, depending on the location of the RFI D transponder 1 are conceivable.
  • FIG. 3 A further, inventive embodiment of an RFI D transponder in T-shape - as already shown in Fig. 1 - is shown in Fig. 3.
  • the embodiment has a concave shape of the surfaces 032 and 042. This concave shape enables a better magnetic coupling of the antenna with round metal carriers 8, 9, on which the RFI D transponder 2 is to be used.
  • FIG. 4 Such an insert of the RFI D transponder 1 on round metal carriers 8, 9 is shown in FIG. 4.
  • the two, intersecting, round metal supports 8, 9 are indicated.
  • the inventive RFI D transponder 1 is provided with a housing 10 which electrically isolates the RFID transponder against the metal carrier 8, 9.
  • the RFID transponder is attached to the metal supports 8, 9 such that the concave surface 032 of the support member 3 abuts against the round metal support 9, and that the concave surface 042 of the support member 4 on the circular metal support

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Description

RFI D-Transponder
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen RFI D-Transponder nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 .
Gegenwärtig werden in vielen Bereichen, vor allem auch im Logistikbereich, sehr intensiv und nutzbringend RFID-Systeme eingesetzt. In vielen Fällen sind dabei sehr kompakte, flache RFI D-Transponder notwendig.
Stand der Technik
RFI D-Transponder für solche Anwendungen sind beispielsweise aus der EP 2 256 673 A1 bekannt. Hier wird ein Trägerelement zweiseitig, zumindest teilweise mit einer Metallisierung versehen. Die elektrisch verbundenen, eine Antenne bildenden Metallisierungen sind an einem auf dem Trägerelement vorgesehenen Chip angeschlossen.
Nachteilig wirkt sich bei dieser und ähnlichen Lösungen aus, dass die RFID- Transponder immer in mindestens eine Raumrichtung nicht abstrahlen.
Dieser sog. Blind-Spot ist identisch mit der Dipolachse der Antenne und wirkt sich vor allem dann aus, wenn ein Transponder auf sich beweglichen
Gegenständen angebracht ist und eine Ausleseeinheit sich möglicher Weise im Blind-Spot des Rl FD-Transponders befindet. Aus dem Stand der Technik weiterhin bekannte Lösungen wie zum Beispiel
Smart-Labels mit zwei Dipolachsen wirken diesem Problem zwar entgegen, sind jedoch sind für einen Einsatz auf Metalloberflächen nicht geeignet.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen RFI D-Transponder so auszubilden, dass er für den Einsatz auf einer Metalloberfläche geeignet ist und das Problem des auftretenden Blind-Spots nicht aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung entsprechend dem
kennzeichnenden Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung handelt es sich um einen RFI D-Transponder, der aus einem dielektrischen Trägerelement, auf welchem ein Chip und zwei
Antennen angeordnet sind, gebildet wird. Der Chip umfasst dabei zumindest einen Sende- und einen Empfangsschaltkreis, sowie einen Speicher. Auf die genauere elektrische Funktionsweise des Chips wird in der Anmeldung nicht eingegangen, da diese nicht relevant ist. Die Antennen werden aus einer Metallschicht gebildet, welche auf der
Oberfläche des Trägerelements aufgebracht ist. Dabei handelt es sich bei dem Trägerelement um ein Bauteil, welches vorzugsweise im MID- Verfahren mit einer metallischen, elektrisch leitenden Oberfläche beschichtet wurde. Diese im MID- Verfahren aufgebrachte Oberfläche wirkt als Antenne auf dem Trägerelement.
Durch eine spezielle Ausbildung des Trägerelements, als quaderförmiges Bauteil, und einer metallischen Beschichtung an vier umlaufenden Seiten des Trägerelements bildet sich erfindungsgemäß eine Antenne mit einem Dipol aus.
Erfindungsgemäß besteht der RFI D-Transponder aus zwei solcher, jeweils als Antenne ausgebildeter Trägerelemente, welche vorzugsweise in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Die beiden Trägerelemente sind erfindungsgemäß einstückig und zweckmäßig als ein Spritzgussbauteil hergestellt. Bei Verwendung eines entsprechenden Substratmaterials ist eine Beschichtung des so entstandenen Grundkörpers im MID-Verfahren möglich um die Antennen auf der Oberfläche auszubilden. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die orthogonale Anordnung der zwei Antennen das Auftreten eines Blind- Spots verhindert. Speziell ist die Ausbildungsform der Trägerelemente für eine Nutzung des RFI D-Transponders auf zwei metallischen Oberflächen vorgesehen. Dabei koppeln die Antennen des RFI D-Transponders magnetisch mit der metallischen Oberfläche, auf der der RFI D-Transponder genutzt wird, um die Strahlungscharakteristik des RFI D-Transponders zu vergrößern.
Ganz speziell ist der RFI D-Transponders zur Nutzung an zwei, sich orthogonal kreuzenden Metallträgern vorgesehen. So bietet der
erfindungsgemäße RFI D-Transponder die Möglichkeit, an zwei sich kreuzenden, metallischen Stäben oder Trägern angebracht und genutzt zu werden.
Dabei ist eine isolierende Schicht zwischen der metallisierten Oberfläche des RFI D-Transponders und der metallischen Oberfläche, auf welcher der RFID- Transponder genutzt wird vorgesehen. Die isolierende Schicht kann ebenso als isolierendes Gehäuse um den Rl FD-Transponder ausgebildet sein.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ausführungsbeispiel
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a einen RFI D-Transponder in T-Bauform;
Fig. 1 b eine Detailansicht des RFI D-Transponders aus Fig. 1 a;
Fig. 2 einen RFI D-Transponder in L-Bauform;
Fig. 3 einen weiteren RFI D-Transponder in T-Bauform; und
Fig. 4 einen RFI D-Transponder aus Fig. 3 im Einsatz. In der Fig.1 a ist ein in räumlicher Darstellung abgebildeter,
erfindungsgemäßer RFI D-Transponder 1 dargestellt. Die Ausführungsform zeigt den RFI D-Transponder 1 , der aus zwei Trägerelementen 3, 4 gebildet ist, welche in einer T-Bauform angeordnet sind.
Dabei sind die Trägerelemente 3, 4 in verschiedenen Ebenen zueinander angeordnet und einstückig miteinander verbunden. So ist in dieser gezeigten Ausführungsform das Trägerelement 4 unterhalb des Trägerelementes 3 angeordnet. Durch die Anordnung der Trägerelemente 3, 4 in verschiedenen Ebenen eignet sich der RFI D-Transponder zur Anbringung an zwei sich kreuzende, metallische Stäbe.
Die Trägerelemente 3, 4 sind jeweils längliche, hier quaderförmig
ausgebildete Elemente, die aus einem dielektrischen, zur MID-Beschichtung geeigneten Material bestehen. Auf zwei, jeweils im Verhältnis zu den anderen Oberflächen, langen Oberflächen 031 , 032, 041 , 042 ist den Trägerelementen 3, 4 jeweils eine Metallisierung M31 , M32, M41 , M42 aufgebracht. Die Metallisierungen M31 , M32, sowie die Metallisierungen M41 , M42 sind jeweils über zwei schmale Seiten der Trägerelemente 3, 4 miteinander leitend verbunden und bilden so jeweils eine Antenne 6, 7 auf jedem der Trägerelemente 3, 4.
Die zwei Antennen 6, 7 verfügen jeweils über zwei elektrische Anschlüsse A31 , A32, A41 , A42, mittels welcher die Antennen 6, 7 an einen Chip 2 elektrisch angeschlossen sind. Der Chip umfasst dabei zumindest einen
Sende- und Empfangsschaltkreis, sowie einen Speicher. Durch den
Anschluss der zwei vorzugsweise orthogonal, aber zumindest gewinkelt zueinander ausgerichteten Antennen 6, 7 optimiert sich erfindungsgemäß die Strahlungscharakteristik des RFI D-Transponders 1 .
Eine Detailansicht des Chips 2 aus Fig. 1 a ist in der Fig. 1 b dargestellt.
Zu erkennen ist der Chip 2 welcher in einer Vertiefung 5 im Grenzbereich zwischen den Trägerelementen 3, 4 angeordnet ist. Die Vertiefung 5 dient lediglich zum Schutz des Chips 2, dass dieser vor mechanischen
Einwirkungen geschützt ist - wobei die Vertiefung 5 auch wieder mit einer Kunststoffmasse o. ä. vergossen werden kann. Mittels der elektrischen Anschlüsse A31 , A32, A41 , A42 sind die Antennen 6, 7 elektrisch mit dem Chip 2 verbunden.
Die elektrischen Anschlüsse A31 , A32, A41 , A42 sind ebenfalls durch MID- Technologie erzeugte, metallische Beschichtungen auf der Oberfläche der Trägerelemente 3, 4, können jedoch auch durch angelötete Drähte oder anders realisiert werden. Ebenso kann der Chip auch an einer anderen Stelle auf einem der Trägerelemente 3, 4 angeordnet werden, wo sich eine elektrische Kontaktierung der beiden Antennen 6, 7 anbietet.
Die Fig. 2 zeigt eine weitere, erfindungsgemäße Ausführungsform eines RFI D-Transponders 1 . In dieser sind die Trägerelemente 3, 4 in einer L-
Bauform zueinander angebracht. Wie auch in Fig. 1 a gezeigt, ist das
Trägerelement 4 hier unter dem Trägerelement 3 angebracht, so dass sich die beiden Trägerelemente 3, 4 in verschiedenen Ebenen befinden. Weitere, erfindungsgemäße Bauformen des RFI D-Transponders 1 , wie z.B. eine gekreuzte Form, sind je nach Einsatzort des RFI D-Transponders 1 denkbar.
Eine weitere, erfindungsgemäße Ausführungsform eines RFI D-Transponders in T-Bauform - wie schon in Fig. 1 dargestellt - ist in Fig. 3 gezeigt. Diese
Ausführungsform weist zusätzlich eine konkave Form der Oberflächen 032 und 042 auf. Durch diese konkave Form ist eine bessere magnetische Kopplung der Antenne mit runden Metallträgern 8, 9 möglich, auf welchem der RFI D-Transponder 2 zum Einsatz kommen soll.
Ein solcher Einsatz des RFI D-Transponders 1 auf runden Metallträgern 8, 9 ist in der Fig. 4 dargestellt. Angedeutet sind die zwei, sich kreuzende, runde Metallträger 8 ,9 dargestellt. Der erfindungsgemäße RFI D-Transponder 1 ist mit einem Gehäuse 10 versehen, welches den RFID-Transponder elektrisch gegen die Metallträger 8, 9 isoliert. Der RFID-Transponder ist so an den Metallträgern 8, 9 angebracht, dass die konkave Oberfläche 032 des Trägerelementes 3 an dem runden Metallträger 9 anliegt, und dass die konkave Oberfläche 042 des Trägerelements 4 an dem runden Metallträger
8 anliegt.
Bezugszeichenliste
1 RFI D-Transponder
2 Chip
3 Trägerelement
4 Trägerelement
5 Vertiefung
6 Antenne von 3
7 Antenne von 4
8 Metallträger
9 Metallträger
10 isolierendes Gehäuse
031 erste Oberfläche von 3
032 zweite Oberfläche von 3
041 erste Oberfläche von 4
042 zweite Oberfläche von 4
M31 erste Metallisierung von 3
M32 zweite Metallisierung von 3
M41 erste Metallisierung von 4
M42 zweite Metallisierung von 4
A31 erster elektrischer Anschluss von 3
A32 zweiter elektrischer Anschluss von 3
A41 erster elektrischer Anschluss von 4
A42 zweiter elektrischer Anschluss von 4

Claims

Patentansprüche
RFI D-Transponder (1 ), bestehend aus einem Chip (2), einer ersten Antenne (6) und einem, vorzugsweise länglich ausgebildeten, dielektrischen ersten Trägerelement (3),
wobei das erste Trägerelement (3) auf einer ersten Oberfläche (031 ) zumindest abschnittsweise mit einer ersten Metallisierung (M31 ) bedeckt ist, und
wobei das erste Trägerelemente (3) auf einer der ersten Oberfläche (031 ) gegenüberliegenden, zweiten Oberfläche (032), zumindest abschnittsweise mit einer zweiten Metallisierung (M32) bedeckt ist, wobei die erste Metallisierung (M31 ) und die zweite Metallisierung (M32) miteinander elektrisch leitend, die erste Antenne (6) ausbildend, verbunden sind,
wobei die erste Antenne (6) zwei elektrische Anschlüsse (A31 , A32) aufweist,
und wobei der Chip (2) über die Anschlüsse (A31 , A32) elektrisch mit der ersten Antenne (6) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das RFI D-Transponder (1 ) aus dem ersten Trägerelement (3) und einem zweiten Trägerelement (4) gebildet ist,
wobei die Trägerelemente (3, 4) einteilig ausgeführt sind,
und wobei der Chip (2) über elektrische Anschlüsse (A41 , A42) des zweiten Trägerelementes (4) elektrisch mit einer zweite Antenne (7) verbunden ist.
RFI D-Transponder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Trägerelement (4) auf einer ersten Oberfläche (041 ) zumindest abschnittsweise mit einer ersten Metallisierung (M41 ) bedeckt ist,
wobei das zweite Trägerelemente (4) auf einer der ersten Oberfläche (041 ) gegenüberliegenden, zweiten Oberfläche (042), zumindest abschnittsweise mit einer zweiten Metallisierung (M42) bedeckt ist, wobei die erste Metallisierung (M41 ) und die zweite Metallisierung (M42) miteinander elektrisch leitend, die zweite Antenne (7) ausbildend, verbunden sind.
RFI D-Transponder (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die vorzugsweise länglich ausgebildeten Trägerelemente (3, 4) verschiedenen Ebenen.
RFI D-Transponder (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die vorzugsweise länglich ausgebildeten Trägerelemente (3, 4) zueinander in etwa orthogonal ausgerichtet sind.
RFI D-Transponder (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine der metallisierten Oberflächen (031 , 032, 041 , 042) eine konkave Form aufweist.
RFI D-Transponder (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der RFI D-Transponder (2) von einem elektrisch isolierenden Gehäuse (10) umgeben ist.
RFI D-Transponder (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) in einem Spritzgussverfahren hergestellt, direkt um dem RFI D-Transponder (1 ) geformt ist.
PCT/DE2013/100112 2012-03-23 2013-03-22 Rfid-transponder Ceased WO2013139336A1 (de)

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DE (1) DE102012102505A1 (de)
ES (1) ES2568036T3 (de)
PL (1) PL2828802T3 (de)
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Citations (4)

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