DE10010936A1

DE10010936A1 - Aerial with surface enclosed by conductor or speecified length of magnetic loop type for small radio modems

Info

Publication number: DE10010936A1
Application number: DE10010936A
Authority: DE
Inventors: Horst Ziegler; Horst Behlen
Original assignee: Horst Ziegler
Current assignee: PROF. DR. ZIEGLER & PARTNER GBR ( VERTRETUNGSB, DE
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2020-03-07
Also published as: SK2762001A3; DE10010936B4; HUP0100955A2; EP1134840A3; EP1134840A2; HU0100955D0; PL346283A1; EP1134840B1; CZ2001787A3

Abstract

The aerial surface enclosing conductor (10), whose length is an integral multiple of half-wavelength of current distribution in conductor, i.e. at least 1.5 times, pref. 1.75 to 3.5 times, of the periphery of the aerial surface (A).The axially and/or radially overlapping sections (12) of the conductor are so closely adjacent that the wavelength of current distribution in the conductor corresponds to max. 0.8 times of the vacuum wavelength ofo the electromagnetic field generated by the current distribution.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an antenna according to the preamble of claim 1.

Unter den Antennen, die für kleine Funkmodems verwendet werden, befinden sich insbesonder die magnetischen Loop- Antennen: Diese umfassen ein geschlossenes, meist kreis förmiges oder rechteckiges Leiterstück, dessen Länge deutlich kleiner ist als die Wellenlänge. Das Leiterstück ist an einem Eingang an einen Senderausgang angeschlossen und sein anderes Ende wird mit einer Kopfkapazität abge schlossen, derart, daß Leiterschleife und Kopfkapazität einen Resonanzkreis bilden, dessen Resonanzfrequenz mit der Arbeitsfrequenz des Senders übereinstimmt. Die Kopf kapazität kann auch durch einen mit Luft oder einem Dielektrikum gefüllten Spalt am entsprechenden Ende des Leiterstückes gebildet sein.Among the antennas used for small radio modems there are in particular the magnetic loop Antennas: These comprise a closed, mostly circular shaped or rectangular ladder piece, its length is significantly smaller than the wavelength. The ladder piece is connected to an input to a transmitter output and its other end is output with a head capacity closed, such that conductor loop and head capacity form a resonance circuit, the resonance frequency with the working frequency of the transmitter matches. The head capacity can also be achieved with an air or a Dielectric filled gap at the corresponding end of the Head piece be formed.

Eine derartige Loop-Antenne ist in der DE 195 45 394 A1 beschrieben. Sie zeichnet sich durch sehr geringe Abmessungen aus. Nun ist aber bei einer magnetischen Loop-Antenne der Strahlungswiderstand und damit die Effektivität der Abstrahlung proportional zum Quadrat der vom Leiterstück umschlossenen Fläche (Antennenfläche), klein und liegt typischerweise bei 10 mOhm. Um bei einer solchen Antenne einen guten Wirkungsgrad zu erhalten, müssen alle Verlustwiderstände in der Antenne sehr klein sein. Schwierig ist dabei der kritische HF-Widerstand des Leitstückes und auch der HF-Widerstand der Kopfkapazität.Such a loop antenna is in DE 195 45 394 A1 described. It is characterized by very little Dimensions. Now with a magnetic Loop antenna the radiation resistance and thus the Effectiveness of the radiation proportional to the square the area enclosed by the conductor section (antenna area), small and is typically 10 mOhm. To at one to get a good efficiency from such an antenna, all loss resistances in the antenna must be very small his. The critical RF resistance of the is difficult Conductor and also the RF resistance of the head capacitance.

Antennen der in der DE 195 45 394 A1 angesprochenen Art werden typischerweise für die Funkfernauslesung von elektronischen Verbrauchszählern (Heizkostenvertei ler, Wasserzähler, Wärmemengenzähler, Gaszähler, Strom zähler, usw.) verwendet. Die Funkfernauslesung erfolgt meist in den in fast ganz Europa hierfür zugelassenen Funkbändern bei 433,92 MHz oder 868 bis 870 MHz. Sieht von diesen zulassungsbedingten Kriterien ab, wären auch Frequenzbänder im Bereich zwischen 200 und 3000 MHz verwendbar.Antennas of those mentioned in DE 195 45 394 A1 Type are typically used for remote radio reading of electronic consumption meters (heating cost allocation ler, water meter, heat meter, gas meter, electricity counter, etc.) is used. The radio remote reading takes place mostly in those approved for this in almost all of Europe Radio bands at 433.92 MHz or 868 to 870 MHz. See would also depend on these admission-related criteria Frequency bands in the range between 200 and 3000 MHz usable.

Bei derartigen Frequenzen betragen schon die Widerstände üblicher kapazitiver Bauelemente einige -zig mohm. Wegen des recht niedrigen Strahlungswiderstandes der Antenne müßten auch alle anderen Widerstände des Leiterstückes und der Kopfkapzität im Bereich von wenigen mOhm liegen, was breite Leiterabmessungen notwendig macht.The resistances are already at such frequencies usual capacitive components a few tens of mohms. Because of the very low radiation resistance of the antenna would also have all other resistances of the conductor piece and the head capacity is in the range of a few mOhm, which makes wide conductor dimensions necessary.

Nun sollen aber derartige Antennen möglichst klein sein, in der Praxis deutlich kleiner als ein Viertel der Wellen länge. Oft sind auch die zur Funkfernauslesung verwendeten Geräte in der Nachbarschaft größerer Metallflächen angeord net, etwa Zählegehäuse bei Gas/Stromzählern, Heizkörper bei Heizkostenverteilern, Wasserleitungen bei Wasser- und Wärmemengen-Zählern. Auch dies wirkt sich nachteilig auf die Abstrahlung aus. Weitere Beeinflussungen der Abstrahlung erfolgen durch Möbel, Vorhänge und Personen. Die Verbrauchsmessgeräte sind in der Regel batteriegetrie ben, wobei eine Funktionsfähigkeit der Langzeitbatterie über die gesamte Eichdauer hinweg (5 bis 12 Jahre) ge wünscht wird.Now such antennas should be as small as possible, in practice significantly smaller than a quarter of the waves length. Often those are also used for remote radio reading Devices arranged in the vicinity of larger metal surfaces net, such as meter housings for gas / electricity meters, radiators for heat cost allocators, water pipes for water and heat meters. This also has a disadvantage on the radiation. Further influences on the Radiation is caused by furniture, curtains and people. The consumption meters are usually battery powered ben, being a long-term battery over the entire calibration period (5 to 12 years) is desired.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Antenne angegeben werden, die bei kleinen Abmessungen einen hohen Wirkungsgrad aufweist. An antenna is therefore intended by the present invention be specified, the one with small dimensions has high efficiency.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Antenne mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a Antenna with the features specified in claim 1.

Eine erfindungsgemäße Antenne ist eine magnetische Loop- Antenne, sie kommt jedoch, anders wie die Antenne nach der DE 195 45 394 A1 ohne Kopfkapazität aus. Die Länge des Leiterstückes, welches die Antennenfläche begrenzt, beträgt mindestens das 1,5-fache des Umfanges der Anten nenfläche. Damit erhält man in Umfangsrichtung verlaufende Abschnitte des Leiterstückes, die einander benachbart sind. Das Benachbartsein kann in bezogen auf die Begrenzung der Antennenfläche radialer Richtung oder in bezogen auf die Antennenfläche senkrechter Richtung oder in einer Kombination dieser beiden Richtungen gegeben sein.An antenna according to the invention is a magnetic loop Antenna, however, unlike the antenna, it comes along DE 195 45 394 A1 without head capacity. The length of the conductor section that limits the antenna area, is at least 1.5 times the circumference of the antenna inner surface. This gives circumferential directions Sections of the conductor piece that are adjacent to each other. Neighborhood can be limited the antenna area in the radial direction or in relation on the antenna surface in a vertical direction or in a combination of these two directions.

Die benachbarte Führung von Abschnitten des Leiterstückes werden nachstehend auch kurz als "Überlappung" angespro chen, wobei dieser Begriff beinhaltet, daß die entspre chenden Leiterstückabschnitte einander nicht zu berühren brauchen. Wichtig ist nur, daß die Leiterabschnitte einander so dicht benachbart sind, daß es zu Feldverkopp lungen zwischen den Leiterabschnitten kommt.The adjacent guidance of sections of the conductor piece are also briefly addressed below as "overlap" Chen, which term implies that the correspond not touching each other need. It is only important that the conductor sections are so close together that there is field traffic lungs comes between the conductor sections.

Die angesprochene Feldverkopplung führt dazu, daß sich das Leiterstück im Überlappungsbereich eher wie eine Doppelleitung verhält. Dadurch sinkt die Ausbreitungs geschwindigkeit erheblich unter die Lichtgeschwindigkeit ab. Die Absenkung der Ausbreitungsgeschwindigkeit (bzw. der Wellenlänge der Stromverteilung im Leiterstück) richtig sich im einzelnen nach dem Abstand der Leiterab schnitte und der Windungszahl der Antenne (Verhältnis zwischen Länge des Leiterstückes und dem Umfang der Antennenfläche). Erfindungsgemäß werden die überlappen den Leiterabschnitte so geführt, daß man eine Herab setzung der Ausbreitungsgeschwindigkeit auf etwa das 0,8-Fache derjenigen Ausbreitungsgeschwindigkeit erhält, die sich ohne überlappende Leitungsabschnitte im Leiter stück einstellt.The mentioned field coupling leads to the fact that the conductor piece in the overlap area more like one Double line behaves. This reduces the spread speed significantly below the speed of light from. The reduction in the rate of propagation (or the wavelength of the current distribution in the conductor section) correct according to the distance of the conductors cuts and the number of turns of the antenna (ratio between the length of the conductor piece and the circumference of the Antenna area). According to the invention, they will overlap the conductor sections so that a down setting the propagation speed to about that 0.8 times the speed of propagation, which are without overlapping line sections in the conductor piece sets.

Durch die Einstellung der Windungszahl und die Art und Weise der Überlappung der Leiterabschnitte (und den hierdurch erhaltenen Verkürzungsfaktor) kann man dann Antennen realisieren, deren Durchmesser nur 1/20 bis 1/30 der Wellenlänge beträgt. Die Größe einer sol chen Antenne ist somit ähnlich klein wie die einer klassi schen Loop-Antenne mit Kopfkapazität, wobei aber eine die Güte der Antenne beeinträchtigende Kopfkapazität nicht benötigt wird, vielmehr die magnetische Verkopp lung der überlappenden Leiterabschnitte für die Einstel lung der Resonanzbedingungen bei kleinen Antennenabmes sungen verantwortlich ist.By setting the number of turns and the type and manner of overlap of the conductor sections (and the resulting shortening factor) can be then realize antennas whose diameter is only 1/20 is up to 1/30 of the wavelength. The size of a sol Chen antenna is thus as small as that of a classic loop antenna with head capacity, but one head capacity impairing the quality of the antenna is not needed, rather the magnetic coupling the overlapping conductor sections for the setting the resonance conditions with small antenna dimensions solutions is responsible.

In der Praxis kann man mit erfindungsgemäßen Antennen so eine Betriebs-Resonanzgüte von 10 bis 300 erhalten.In practice, antennas according to the invention can be used get an operational resonance quality of 10 to 300.

Damit kann eine erfindungsgemäße Antenne bei Einsatz als Empfangsantennen als verlustarmes Vorfilter mit hoher Betriebs-Resonanzgüte dienen oder bei Einsatz als Sendeantenne als Filter zur Unterdrückung der Aus strahlung von Ober- und Nebenwellen der Sendefrequenz dienen.An antenna according to the invention can thus be used as receiving antennas with low loss pre-filter serve high operational resonance quality or when in use as a transmitting antenna as a filter to suppress the off radiation of harmonics and spurious waves of the transmission frequency serve.

Im Vergleich mit einer Ringantenne ist der Abstrahlwider stand der erfindungsgemäßen Antenne deutlich höher (im Ohm-Bereich), so daß der Leiterwiderstand lange nicht mehr so kritisch ist. Damit kann man die Antenne auch einfach aus Draht realisieren. Geometrische Toleranzen sind aus dem gleichen Grunde nicht kritisch.The radiation resistance is in comparison with a ring antenna the antenna of the invention was significantly higher (in Ohm range), so that the conductor resistance is long is more critical. With that you can also use the antenna easy to implement from wire. Geometric tolerances are not critical for the same reason.

Aufgrund ihrer Eigenschaften läßt sich eine erfindungsgemäße Antenne gut auch noch unter kleinem Abstand (wenige Millimeter) vor einer Metallfläche verwenden, und auch kapazitive Beeinflussungen der Antenne (z. B. durch eine Hand) sind nur klein.Because of its properties, one according to the invention can be used Antenna good even with a small distance (few Millimeters) in front of a metal surface, and also capacitive influences of the antenna (e.g. by a Hand) are only small.

Die Realisierung des im wesentlichen eine Schleife dar stellenden Leiterstückes kann durch entsprechend gebogenen Draht, durch gefräste Leiterstücke oder durch gedruckte Leiterbahnen erfolgen, wobei letztere auf einem isolieren den Träger angeordnet sind, der z. B. auch ein Kunststoff gehäuse oder eine Kunststoff-Gehäusedeckel sein kann.The realization of this is essentially a loop posed conductor piece can be bent accordingly Wire, through milled conductor pieces or through printed Conductor tracks are made, the latter isolating on one the carrier are arranged, the z. B. also a plastic housing or a plastic housing cover can be.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteran sprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Unteran sayings.

Bemißt man die Länge des Leiterstückes gemäß Anspruch 2, so erhält man eine gute Herabsetzung der Ausbreitungs geschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen längs des Leiterstückes und damit eine sehr kompakte Geometrie der Antenne bei mechanisch noch einfachem Aufbau der Antenne, die sich somit preisgünstig herstellen läßt.If one measures the length of the conductor piece according to claim 2, so you get a good reduction in spread speed of the electromagnetic waves along of the conductor section and thus a very compact geometry the antenna with a mechanically simple construction of the Antenna, which can thus be manufactured inexpensively.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 dient dem Erhalten kompakter Abmessungen der Antenne.The development of the invention according to claim 3 is used to obtain compact dimensions of the antenna.

Eine Beabstandung der einander überlappenden Abschnitte des Leiterstückes, wie sie im Anspruch 4 angegeben ist, hat sich in der Praxis besonders bewährt. Man erhält eine gute Herabsetzung der Ausbreitungsgeschwindigkeit. Zugleich ist die Antennenstruktur kompakt und die neben einander geführten Leiterabschnitte lassen sich präzise führen.A spacing of the overlapping sections the conductor piece as specified in claim 4, has proven particularly useful in practice. You get a good reduction in the rate of propagation. At the same time, the antenna structure is compact and the next routed conductor sections can be precisely to lead.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ermög licht auch die Realisierung von Antennen, bei denen die Gesamtlänge des Leiterstückes ein ganzzahliges Viel faches der halben Wellenlänge ist. Durch Änderung des Wicklungssinnes jeweils nach der halben Wellenlänge wird erreicht, daß die Magnetfelder, die von den verschiedenen Abschnitten des Leiterstückes erzeugt werden, betragsmäßig addiert werden.The development of the invention according to claim 5 enables also light the realization of antennas where the total length of the conductor piece is an integral number times half the wavelength. By changing the Winding sense after half the wavelength achieved the magnetic fields by the different Sections of the conductor piece are generated in terms of amount be added.

Bei der erfindungsgemäßen Antenne fließt bei den Enden des Leiterstückes kein Strom, so daß man diese Enden wahlweise verbinden (Anspruch 6) oder elektrisch offen lassen kann (Anspruch 7), wie dies aus anderen Gesichts punkten, z. B. Einfachheit der Herstellung, mechanische Festigkeit der Antenne, wünschenswert ist.In the antenna according to the invention flows at the ends of the conductor piece no current, so that one ends optionally connect (claim 6) or electrically open can leave (claim 7) like this from other facial score, e.g. B. Ease of manufacture, mechanical Strength of the antenna, is desirable.

Gemäß Anspruch 8 braucht das Leiterstück zur Einspeisung der Sendeenergie bzw. zum Auskoppeln der empfangenen Energie nicht zusätzlich unterbrochen zu werden. Eine induktive Kopplung mit dem Sender bzw. Empfänger, der mit der Antenne zusammenarbeitet, ist auch im Hinblick auf eine Restanpassung von Antenne und Sender bzw. Emp fänger von Vorteil.According to claim 8, the conductor piece needs for feeding the transmission energy or to decouple the received Energy not to be interrupted additionally. A inductive coupling with the transmitter or receiver, the cooperating with the antenna is also in view to a residual adaptation of the antenna and transmitter or Emp catcher an advantage.

Die Geometrien für die Antennenfläche, die im Anspruch 9 angegeben sind, eignen sich besonders gut für die Realisierung von Antennen, die keine ausgeprägte Richt charakteristik aufweisen, wie dies bei der Funkfernaus lesung von Verbrauchsmessern gewünscht wird, da die Einbauorientierung der mit Funkfernauslesung versehenen Verbrauchsmesser im Hinblick auf lokale Erfordernisse (Heizkörperfläche, Wandfläche) erfolgen muß und nicht an die Übertragungsverhältnisse zu einer Fernauslese zentrale angepaßt werden kann.The geometries for the antenna area, which in claim 9 are particularly suitable for Realization of antennas that have no pronounced directional have characteristics, as is the case with Funkfernaus reading of consumption meters is desired because the Orientation of installation of the radio remote reading Consumption meter with regard to local requirements (Radiator surface, wall surface) must be done and not to the transmission conditions for remote reading central can be customized.

Alternativ kann man mit den im Anspruch 10 angegebenen Geometrien der Antennenfläche eine Richtcharakteristik der Antenne erzielen.Alternatively, you can with those specified in claim 10 Geometries of the antenna area a directional characteristic of the antenna.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention based on embodiment examples with reference to the drawing explained. In this show:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer ersten Antenne mit zugeordneter Speiseeinrichtung, wobei Abschnitte des die Antenne bildenden Leiterstückes, dessen Gesamtlänge einer halben Wellenlänge entspricht, axial beabstandet geführt sind; Fig. 1 is a perspective view of a first antenna with associated supply device, wherein portions of the antenna-forming conductive track whose total length corresponds to half a wavelength, are axially spaced;

Fig. 2: eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, in welcher jedoch eine abgewandelte Antenne gezeigt ist, bei welcher Abschnitte des die Antenne bilden den Leiterstückes radial beabstandet sind; FIG. 2 shows a view similar to FIG. 1, but in which a modified antenna is shown, in which sections of the conductor piece forming the antenna are radially spaced apart;

Fig. 3: eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, bei welcher jedoch die Gesamtlänge des die Antenne bilden den Leiterstückes gleich einer Wellenlänge ist; und . Fig. 3 is a view similar to Figure 1 but in which the total length of the antenna form the conductor track is equal to one wavelength; and

Fig. 4: eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, in welche jedoch die Bemaßung eines praktischen Ausfüh rungsbespieles eingetragen ist. Fig. 4: a view similar to Fig. 3, in which, however, the dimensioning of a practical exemplary embodiment is entered.

In Fig. 1 ist eine magnetische Loop-Antenne eingetragen, welche eine Leiterstück 10 aufweist. Dieses umfaßt 1,75 Windungen, die in axialer Richtung gesehen eine quadra tisches Antennenfläche A umschließen. Die Kantenlänge der Antennenfläche A ist mit a bezeichnet.A magnetic loop antenna having a conductor piece 10 is entered in FIG. 1. This comprises 1.75 turns, which, seen in the axial direction, enclose a quadratic antenna area A. The edge length of the antenna area A is denoted by a.

Die verschiedenen den Kanten der Antennenfläche A zugeord neten Abschnitte 12 des Leiterstückes 10 sind ähnlich geführt, wobei die Ganghöhe der Windungen mit p bezeichnet ist.The various sections 12 of the conductor piece 10 assigned to the edges of the antenna area A are guided in a similar manner, the pitch of the turns being denoted by p.

Man erkennt, daß sich jeweils zwei Abschnitte 12 des Leiterstückes 10 in axialer Richtung gesehen überlappen, mit Ausnahme des vorne liegenden Abschnittes, der einzeln ist und die Windungsebenen überbrückt.It can be seen that two sections 12 of the conductor piece 10 overlap as seen in the axial direction, with the exception of the section lying at the front, which is individual and bridges the winding planes.

Der axiale Abstand p der Leiterabschnitte 12 liegt im Bereich von 1 bis 5 Drahtdurchmessern. Damit ergibt sich im Bereich dreier Seiten der Antennenfläche A eine magnetische Kopplung der Leiterabschnitte 12 und damit eine Herabsetzung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Strahlung längs des Leiterstückes 10. Der entsprechende Verkürzungsfaktor k (Wellenlänge der Stromverteilung im Leiterstück 10/Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Vakuum) kann zwi schen 0,2 und 0,8 gewählt werden, je nach dem, wie klein der Abstand p gewählt wird und wie weit sich die Leiter abschnitte 12 in Umfangsrichtung überlappen.The axial distance p between the conductor sections 12 is in the range from 1 to 5 wire diameters. This results in a magnetic coupling of the conductor sections 12 in the region of three sides of the antenna area A and thus a reduction in the propagation speed of the electromagnetic radiation along the conductor piece 10 . The corresponding shortening factor k (wavelength of the current distribution in the conductor section 10 / wavelength of the electromagnetic radiation in a vacuum) can be chosen between 0.2 and 0.8, depending on how small the distance p is and how far the conductor sections cut 12 overlap in the circumferential direction.

Damit kann die in Fig. 1 gezeigte Antenne kleine Ab messungen aufweisen, obwohl es sich um eine ohne Kapazi tät in Resonanz arbeitende W/2-Antenne (W = Wellenlänge) handelt.Thus, the antenna shown in FIG. 1 can have small dimensions, although it is a W / 2 antenna (W = wavelength) that works in resonance without capacitance.

Zur Speisung der durch das Leiterstück 10 gebildeten Antennenschleife ist eine Koppelschleife 14 vorgesehen, die ebenfalls eine quadratische Fläche begrenzt, die jedoch deutlich kleiner ist als die Antennenfläche A.To feed the antenna loop formed by the conductor piece 10 , a coupling loop 14 is provided, which likewise delimits a square area, but which is significantly smaller than the antenna area A.

Das eine Ende der Koppelschleife 14 ist direkt mit dem einen Anschluß eines Senders 16 verbunden. Der andere Anschluß der Koppelschleife 14 ist über einen Koppel kondensator 18 mit dem zweiten Anschluß des Senders 16 verbunden.One end of the coupling loop 14 is connected directly to the one connection of a transmitter 16 . The other connection of the coupling loop 14 is connected via a coupling capacitor 18 to the second connection of the transmitter 16 .

Der Sender 16 wird von einem Verbrauchsmesser 20 her angesteuert und übermittelt in größeren zeitlichen Ab ständen den Zählerstand des Verbrauchsmessers 20 in serieller binärer Darstellung. Einzelheiten über das Arbeiten eines derartigen Verbrauchsmessers können der DE 195 45 394 A1, der DE 30 44 262 A1, der DE 42 25 042 A1 oder der DE 44 22 281 A1 entnommen werden, auf die diesbezüglich verwiesen wird.The transmitter 16 is driven by a consumption meter 20 and passes it in larger time Ab stands the count of the consumption meter 20 in serial binary representation. Details on the operation of such a consumption meter can be found in DE 195 45 394 A1, DE 30 44 262 A1, DE 42 25 042 A1 or DE 44 22 281 A1, to which reference is made in this regard.

Das Leiterstück 10 ist formstabil und kann z. B. über ein Isolierstück (nicht gezeigt), das die mittleren der doppelt vorgesehenen Leiterabschnitte 12 packt, an einer nicht gezeigten Tragstruktur (z. B. Leiterplatte oder Gehäuse) festgelegt sein.The conductor piece 10 is dimensionally stable and can, for. B. on an insulating piece (not shown), which grabs the middle of the duplicate conductor sections 12 , on a support structure, not shown (z. B. printed circuit board or housing).

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Antennen für die Funk fernauslesung von Verbrauchsmessern gezeigt, die sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß die Leiterabsschnitte 12 unter radialem Abstand ange ordnet sind. Eine derartige Anordnung eignet sich beson ders gut zur Realisierung auf Leiterplatten. Die Leiter stücke 10 können dort einfach aus einer durchgehenden Kupferschicht herausgeätzt werden, ebenso die Koppel schleife 14.In Fig. 2, a modified antenna for radio remote reading of consumption meters is shown, which differs from that of FIG. 1 in that the conductor sections 12 are arranged at a radial distance. Such an arrangement is particularly well suited for implementation on printed circuit boards. The conductor pieces 10 can be easily etched out of a continuous copper layer there, as well as the coupling loop 14 .

Die Antenne nach Fig. 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß die Gesamtlänge des Leiter stückes 10 einer Wellenlänge entspricht. Um eine positive Überlagerung der von den Leiterabschnitten 12 erzeugten Teilmagnetfelder zu erzielen, ist das Leiterstück 10 zunächst gefaltet worden und die so erhaltene faltete Leiteranordnung ist dann zusätzlich so geformt, wie in Fig. 1 für ein einfaches Leiterstück dargestellt. The antenna according to Fig. 3 1 differs from that of FIG., That the total length of the conductor piece 10 corresponds to one wavelength. In order to achieve a positive superposition of the partial magnetic fields generated by the conductor sections 12 , the conductor piece 10 has first been folded and the folded conductor arrangement thus obtained is then additionally shaped as shown in FIG. 1 for a simple conductor piece.

Damit wechselt die Stromrichtung an den Stromknoten.This changes the direction of the current at the current node.

Fig. 4 gibt präzise Abmessungen eines praktischen Aus führungsbeispieles. Die Kenngrößen der dort gezeigten W-Antenne sind folgende:
Kantenlänge a: 25,00 mm
Drahtdurchmesser d: 0,63 mm
Ganghöhe p: 6,40 mm
Kantenlänge der Koppelschleife: 8,50 mm
Abstand der Koppelschleife: 6,60 mm
Koppelkondensator: 6,20 pF. Fig. 4 gives precise dimensions of a practical example from management. The characteristics of the W antenna shown there are as follows:
Edge length a: 25.00 mm
Wire diameter d: 0.63 mm
Pitch height: 6.40 mm
Edge length of the coupling loop: 8.50 mm
Distance of the coupling loop: 6.60 mm
Coupling capacitor: 6.20 pF.

Damit werden folgende Eigenschaften erhalten:
Güte Q₀: 430
Betriebsgüte Q_B: 215 (Ri = 50 Ohm)
Eingangsimpedanz Ze/Ohm: 56 + j × 0
Resonanzfrequenz: 433,9 MHz
Strahlungswiderstand R_s: 2,79 Ohm
Verlustwiderstand R_a: 0,55 Ohm
Wirkungsgrad: 83%
Freiraumwellenlänge l: 690 mm
Längenverhältnis a/l: 1/27.6.This gives the following properties:
Grade Q ₀ : 430
Operating quality Q _B : 215 (Ri = 50 Ohm)
Input impedance Ze / Ohm: 56 + j × 0
Resonance frequency: 433.9 MHz
Radiation resistance R _s : 2.79 ohms
Loss resistance R _a : 0.55 ohm
Efficiency: 83%
Free space wavelength l: 690 mm
Aspect ratio a / l: 1 / 27.6.

Die oben beschriebenen Antennen sind somit typische W/2-Antennen, haben aber erheblich geringere Abmessungen als typische bekannte W/2-Antennen. Von den durch Kopf apazitäten abgeschlossenen Loop-Antennen unterscheiden sie sich durch das Fehlen einer Kopfkapazität und durch einen erhebliche verbesserte Güte.The antennas described above are therefore typical W / 2 antennas, but have considerably smaller dimensions as typical known W / 2 antennas. From the head distinguish between closed loop antennas they are characterized by the lack of head capacity and by a significantly improved goodness.

Von den herkömmlichen Helixantennen, die eine Vielzahl von Windungen aufweisen, unterscheiden Sie sich dadurch, daß ihre Gesamtlänge ein ganzzahliges Vielfaches von W ist, daß eine symmetrische Einspeisung erfolgt (bei Helix-Antennen einseitige Einspeisung) und daß der Win dungsabstand klein ist, so daß man eine magnetische Verkopplung benachbarter Leiterabschnitte erhält.Of the conventional helix antennas that have a variety of turns, they differ in that that their total length is an integer multiple of W is that there is a symmetrical feed (at Helix antennas one-sided feed) and that the win distance is small, so that you have a magnetic Coupling of adjacent conductor sections is obtained.

Dabei zeichnen sich die oben beschriebenen Antennen durch einen mechanisch einfachen kompakten Aufbau aus.The antennas described above stand out due to a mechanically simple compact structure.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen war die Antennenfläche A im wesentlichen quadratisch. Es versteht sich, daß die Begrenzung der Antennenfläche stattdessen auch kreisförmig gewählt sein kann. Solche Antennen haben eine in Umfangsrichtung im wesentlichen konstante Charakteristik. Wählt man die Antennenfläche A rechteckig oder oval, kann man eine Richtcharakteristik in Umfangs richtung veränderliche Richtcharakteristik erzielen.In the exemplary embodiments described above, the Antenna area A essentially square. It understands yourself that the limitation of the antenna area instead can also be selected circular. Such antennas have a substantially constant in the circumferential direction Characteristic. If you choose the antenna area A rectangular or oval, you can get a directional pattern in scope achieve directional polar pattern.

Claims

1. Antenna with an antenna surface (A) enclose the conductor piece ( 10 ), the length of which corresponds to an integral multiple of half the wavelength of the current distribution in the conductor piece ( 10 ), characterized in that the conductor piece ( 10 ) has a length which is at least that 1.5 times the circumference of the antenna surface (A) speaks ent and that seen axially and / or radially overlapping portions ( 12 ) of the conductor piece ( 10 ) are so close together that the wavelength of the current distribution in the conductor piece ( 10 ) corresponds at most to 0.8 times the vacuum wavelength of the electromagnetic field generated by the current distribution.

2. Antenna according to claim 1, characterized in that the length of the conductor piece ( 10 ) is 1.75 to 3.5 times the circumference of the antenna area (A).

3. Antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the wavelength of the current distribution in the conductor piece ( 10 ) is not less than 0.2 times the vacuum wavelength of the electromagnetic field generated by the current distribution.

4. Antenna according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radial and / or axial distance between the radially and / or axially spaced sections ( 12 ) of the conductor piece ( 10 ) is 1 to 5 times the dimension of the conductor piece ( 10 ) in the considered direction of distance.

5. Antenna according to one of claims 1 to 4, wherein the integer multiple is <1, characterized in that the conductor piece ( 10 ) changes the winding direction after a distance that corresponds to half a wavelength of the current distribution.

6. Antenna according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ends of the conductor piece ( 10 ) are conductively connected to one another.

7. Antenna according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ends of the conductor piece ( 10 ) are electrically open.

8. Antenna according to one of claims 1 to 7, characterized by an inductive feed device ( 14 ) which cooperates with the conductor piece ( 10 ).

9. Antenna according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the antenna area (A) is square or circular.

10. Antenna according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that the antenna area A is rectangular or oval.