DE60320037T2

DE60320037T2 - Anordnung und verfahren zur drahtlosen kommunikation

Info

Publication number: DE60320037T2
Application number: DE60320037T
Authority: DE
Inventors: Ian James Chelsford FORSTER; Steven N. Withrow and Terranova PLLC Cary TERRANOVA
Original assignee: Mineral Lassen LLC
Current assignee: Mineral Lassen LLC
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: US20060290588A1; ATE390732T1; EP1983604A2; EP1983604A3; US7373713B2; EP1590856B1; US20060290587A1; KR101036772B1; KR20060013366A; WO2004070876A1; AU2003233015A1; KR20100107082A; KR101146161B1; US7190319B2; US20070057861A1; US20030132893A1; CN1739220B; US7420520B2; JP2006514462A; US7439928B2

Description

Diese Erfindung betrifft eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1. Solche drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen bilden den Gegenstand der früheren, nicht vorveröffentlichten Internationen Patentanmeldung Nr. PCT/IB02/05095 (Veröffentlichungsnummer WO 2003/038747 A1 ).
Die vorliegende Erfindung betrifft genauer eine Wellenantenne, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung Informationen drahtlos kommunizieren kann.
Eine solche drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist beispielsweise aus der WO 00/69016 A1 bekannt, die eine eine Antenne umfassende Chipkarte offenbart. Die Chipkarte umfaßt außerdem eine Schaltung und eine Sensorspule. Durch Ausrichten der Antenne und der Spule zueinander soll ein Abfragen der Chipkarte unabhängig vom Winkel der Oberfläche der Karte in Bezug auf eine Abfragevorrichtung erreicht werden. Ein Nachteil dieser drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ist, daß sie kein Kommunizieren der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung bei zwei unterschiedlichen Frequenzen ermöglicht, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung in verschiedenen Ländern/Regionen, in denen beispielsweise unterschiedliche Abfragefrequenzen üblich sind.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtungen werden heute üblicherweise verwendet, um drahtlos Informationen über Güter zu kommunizieren. Beispielsweise können Transponder während deren Herstellung, Transport und/oder Vertrieb an Gütern angebracht werden, um Informationen bereitzustellen, wie z. B. die Identifikationsnummer, das Verfallsdatum, Herstellungsdatum oder „Geburts"-datum, die Chargennummer des Gutes, oder ähnliches. Der Transponder ermöglicht die unauffällige Beschaffung dieser Informationen unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ohne den Herstellungs-, Transport- und/oder Vertriebsprozeß zu verlangsamen.
Eine gattungsgemäße drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist aus der US 6285342 B1 bekannt, die ein Hochfrequenzetikett mit miniaturisierter Resonanzantenne offenbart. Das Etikett umfaßt eine mit einer Mäanderantenne mit einem Dipolelement verbundene integrierte Hochfrequenzschaltung (HF-Schaltung bzw. RF-Schaltung). Um Informationen zu senden, die ein Produkt betreffen, an dem das Hochfrequenzetikett angebracht ist, kann das Hochfrequenzetikett mit einer Hochfrequenzabfragevorrichtung kommunizieren. Abstimmstichleitungen werden verwendet, um die Impedanzeigenschaften der Antennenelemente an die integrierte Hochfrequenzschaltung anzupassen. Da es üblich ist, daß in verschiedenen Ländern oder Regionen der Welt unterschiedliche Frequenzen als Abfragefrequenzen solcher Hochfrequenzetiketten verwendet werden, ist der Nachteil des in der US 6285342 B1 offenbarten Hochfrequenzetiketts, daß die Antennenelemente und die integrierte Hochfrequenzschaltung angepaßt werden müssen, um bei der durch eine jeweilige Abfragevorrichtung verwendete spezielle Frequenz zu kommunizieren. Außerdem kann das Hochfrequenzetikett nicht in Umgebungen verwendet werden, in denen ein Trägermaterial, auf dem die integrierte Schaltung und die Antenne angebracht sind, mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist.
Manche Güter gehen mit Umgebungsfaktoren einher, die für ihre Herstellung und/oder ihre geplante Verwendung entscheidend sind. Ein Beispiel für ein solches Gut ist ein Fahrzeugreifen. Es kann wünschenswert sein, eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung an einem Reifen anzubringen, so daß den Reifen betreffende Informationen, wie z. B. die Kennzeichnung, der Druck, die Temperatur des Reifens und andere Umgebungsinformationen drahtlose während der Herstellung und/oder Verwendung des Reifens an eine Abfragelesevorrichtung kommunizierbar sind.
Reifendrucküberwachung dürfte besonders wichtig sein, da der Druck in einem Reifen seine korrekte Funktion und Verwendungssicherheit bestimmt. Beispielsweise kann zu geringer Druck in einem Reifen während seiner Verwendung dazu führen, daß ein Reifen durch das Gewicht eines durch den Reifen getragenen Fahrzeugs beschädigt wird. Zu hoher Druck kann dazu führen, daß ein Reifen platzt. Der Reifendruck muß während des Herstellungsverfahrens geprüft werden, um zu gewährleisten, daß der Reifen den gewünschten Konstruktionsspezifikationen entspricht. Der Reifendruck sollte auch während der Verwendung innerhalb be stimmter Druckgrenzwerte liegen, um gefährliche Zustände zu vermeiden. Kenntnis des Reifendrucks während des Betriebs eines Fahrzeugs kann verwendet werden, um einen Fahrer und/oder ein Fahrzeugsystem zu informieren, daß ein Reifen einen gefährlichen Druckzustand aufweist. Das Fahrzeug kann einen Druckzustand durch Erzeugen eines Alarms oder Warnsignals für den Fahrer des Fahrzeugs anzeigen.
Ein Drücküberwachungssystem unter Verwendung einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 3736803 A1 bekannt, die ein Prüfelement zur Überwachung des Innendruckes eines Reifens eines Kraftfahrzeuges offenbart. Das Prüfelement umfaßt eine Diode, die mit einem an einem Trägermaterial befestigten Dipol aus Materialfolie verbunden ist, der durch Senden eines Strahls von einer Abfragevorrichtung an die Prüfvorrichtung abgefragt wird, so daß abhängig vom Reifeninnendruck ein entsprechendes Signal von der Diode reflektiert wird. Ein weiteres Beispiel für ein solches Überwachungssystem ist in der WO 99/29525 A1 offenbart, die eine Antenne für einen Hochfrequenztransponder offenbart. Der Transponder ist mit einer Verbundantenne verbunden, die in einer Reihe von Schleifen angeordnet ist.
Die voranstehenden drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen weisen ebenfalls einen Nachteil auf, da sie nicht bei verschiedenen Frequenzen, sondern nur bei einer vorab definierten Frequenz kommunizieren können. Daher ist es notwendig, verschiedene Arten von Transpondern auf Lager zu halten und beim Anbringen des Transponders an ein Produkt, wie z. B. einen Reifen, eine bestimmte Art von Transponder auszuwählen, abhängig von dem Gebiet, in dem der Reifen später verwendet wird.
Während des Herstellungsverfahrens eines Reifens wird das Gummimaterial, den der Fahrzeugreifen umfaßt, heftig gedehnt, bevor er die endgültige Form annimmt. Während der Herstellung im Inneren von Reifen angebrachte drahtlose Kommunikationsvorrichtungen müssen in der Lage sein, diesem Dehnen und Stauchen zu widerstehen und weiterhin in der Lage sein, nach Abschluß der Herstellung des Reifens ordnungsgemäß zu arbeiten. Da drahtlose Kommunikationsvorrichtungen üblicherweise Hochfrequenzkommunikationsvorrichtungen sind, muß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung zum Kommunizieren mit einer Antenne verbunden sein. Diese Kombination aus Antenne und drahtloser Kommunikationsvorrichtung kann im Inneren eines Reifens angebracht werden, beispielsweise entlang seiner Innenwand oder im Gummi des Reifens. Das führt dazu, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung und deren Antenne jedesmal gedehnt und gestaucht werden, wenn der Reifen gedehnt und gestaucht wird. Häufig wird die Antenne gedehnt und danach beschädigt oder zerstört, wodurch entweder die drahtlose Kommunikationsvorrichtung von einer Antenne getrennt oder die Länge der Antenne verändert wird, was die Betriebsfrequenz der Antenne verändert. In beiden Fällen ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung womöglich nicht in der Lage, ordnungsgemäß zu Kommunizieren, wenn die Antenne beschädigt oder zerstört ist.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtungen, die eine Kommunikation bei verschiedenen Frequenzen ermöglichen, sind beispielsweise aus der EP 0884796 A2 bekannt, die eine aus gebogenen oder gekrümmten Bereichen eines geraden Leiters bestehende Antennenvorrichtung offenbart. Eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist über einen Einspeisanschluß mit einer Mehrzahl von parallel verbundenen Antennenvorrichtungen verbunden. Jedes der Antennenelemente ermöglicht eine Kommunikation bei unterschiedlichen Frequenzen.
Eine solche Konfiguration ist auch aus der WO 99/56345 A1 bekannt, die eine Mehrfachbandantennenvorrichtung offenbart. Die Antennenvorrichtung umfaßt ein Plattenelement, auf dem zwei für das Senden und Empfangen vorgesehene Antennenelemente ausgebildet sind. Die Antennenelemente sind mit einem gemeinsamen Speisepunkt verbunden, so daß sie in elektrischer Hinsicht in einer parallelen Beziehung stehen, und so abgestimmt, daß die jeweiligen Antennenelemente unterschiedliche Resonanzfrequenzen aufweisen.
Außerdem offenbart die US 2001/0011964 A1 eine Doppelband-Mäander-/Fliegenantenne. Diese Referenz schlägt das Verbinden einer Sendeleitung mit einem Bereich eines Resonanzelements in Form einer Fliege vor, wobei ein Mäanderbereich des Resonanzelements seriell mit dem Fliegenbereich verbunden ist.
Schließlich offenbart die WO 02/07085 A1 eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung und ein drahtloses Kommunikationsverfahren. Um bei unterschiedlichen Frequenzen zu kommunizieren, ist ein Transponder mit zwei leitenden Streifen verbunden, die zueinander asymmetrisch sind. Dadurch wird eine asymmetrische Dipolantenne gebildet, die dem Transponder ermöglicht, bei jeweils unterschiedlichen Frequenzen zu kommunizieren.
Der Nachteil der voranstehend beschriebenen Antennenelemente ist, daß sie nicht verwendet werden können, wenn ein Produkt, an dem das Antennenelement angebracht ist, einer mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist, insbesondere wenn die Beanspruchungen auf ein Trägermaterial aufgebracht werden, auf dem die Antenne oder die drahtlose Kommunikationsvorrichtung befestigt ist. Wie oben beschrieben, kann dies die Eignung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zum ordnungsgemäßen Kommunizieren negativ beeinflussen.
Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antenne für eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung bereitzustellen, die der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung ermöglicht, bei zwei unterschiedlichen Frequenzen zu kommunizieren, und die einer Kraft, wie z. B. Dehnen oder Stauchen, so widerstehen kann, daß sie nicht für Beschädigung oder Bruch anfällig ist. Auf diese Weise kann für Anwendungen, bei denen eine Kraft auf die Antenne ausgeübt wird, mit drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, die mit Antennen verbunden sind, ein hoher Grad von Funktionsfähigkeit erreicht werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenantenne, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. einem Transponder, verbunden ist, um drahtlos Informationen zu kommunizieren. Die Wellenantenne ist ein Leiter. Die Wellenantenne kann in der Form von vielen verschiedenen Arten von Krümmungen geformt sein, einschließlich einer polygonalen Form, elliptischen Biegung und einer Spirale. Polygonale Formen umfassen Krümmungen mit drei oder mehr Seiten.
Die Wellenantenne ist in der Lage, sich zu dehnen ohne beschädigt zu werden, wenn sie einer Kraft ausgesetzt ist. Die Wellenantenne kann wegen der reaktiven Interaktion zwischen verschiedenen Bereichen des Antennenleiters auch verbesserte Impedanzanpassungsfähigkeit zwischen der Antenne und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung bereitstellen. Allgemein modifiziert das Verändern der Eigenschaften des Leiterdrahts der Wellenantenne, wie z. B. Durchmesser, den Winkel der Krümmungen oder Biegungen, der Länge der durch die Krümmungen oder Biegungen gebildeten Bereiche, der Periode, Phase und/oder Amplitude des Leiters und der Art des Leiterdrahts, die Kreuzkopplung und damit die Impedanz der Wellenantenne.
In einer ersten Wellenantennenausführungsform ist eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung mit einer einzelnen Leiterwellenantenne verbunden, um eine Monopolwellenantenne zu bilden. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer zweiten Wellenantennenausführungsform ist eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung mit zwei Leiterwellenantennen verbunden, um eine Dipolwellenantenne zu bilden. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer dritten Wellenantennenausführungsform umfaßt eine Dipolwellenantenne Leiter mit unterschiedlichen Bereichen von unterschiedlicher Länge. Der erste Bereich ist mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden und bildet eine erste Antenne mit einer ersten Betriebsfrequenz. Der zweite Bereich ist mit dem ersten Bereich verbunden und bildet eine zweite Antenne mit einer zweiten Betriebsfrequenz. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist in der Lage, bei jeder dieser beiden, durch die erste Antenne und die zweite Antenne gebildeten Frequenzen zu kommunizieren. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer vierten Wellenantennenausführungsform umfaßt eine Dipolwellenantenne leitende Bereiche mit unterschiedlichen Amplituden. Ein erster Bereich mit einer ersten Amplitude ist mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden und bildet eine erste Antenne mit einer ersten Betriebsfrequenz. Der zweite Bereich mit einer zweiten, von der Amplitude des ersten Bereichs verschiedenen Amplitude ist mit dem ersten Bereich verbunden, um eine zweite Antenne mit einer zweiten Betriebsfrequenz zu bilden. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung ist in der Lage, bei jeder dieser beiden, durch die erste Antenne und die zweite Antenne gebildeten Frequenzen zu kommunizieren. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer fünften Wellenantennenausführungsform umfaßt eine asymmetrische Dipolwellenantenne leitende Bereiche mit unterschiedlichen Amplituden. Ein erster Leiter mit einer ersten Amplitude ist mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden, um einen Pol der Dipolwellenantenne zu bilden. Der zweite Leiter mit einer zweiten, von der Amplitude des ersten Pols verschiedenen Amplitude ist mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden, um den zweiten Pol der Dipolwellenantenne zu bilden. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer sechsten Wellenantennenausführungsform umfaßt eine asymmetrische Dipolwellenantenne leitende Bereiche mit unterschiedlichen Längen. Ein erster Leiter mit einer ersten Länge ist mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden, um einen Pol der Dipolwellenantenne zu bilden. Der zweite Leiter mit einer zweiten, von der Länge des ersten Pols verschiedenen Länge ist mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden, um den zweiten Pol der Dipolwellenantenne zu bilden. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer siebten Wellenantennenausführungsform ist zusätzlich ein Resonanzleiter mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden, um eine bei einer zweiten Betriebsfrequenz arbeitende zweite Antenne bereitzustellen. Der Resonanzring kann auch als Span nungsentlastung für eine auf die Antenne ausgeübte Kraft fungieren, so daß diese Kraft nicht auf die drahtlose Kommunikationsvorrichtung ausgeübt wird. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer anderen Ausführungsform ist die drahtlose Kommunikationsvorrichtung mit einer Wellenantenne verbunden und im Inneren eines Reifens angebracht, so daß Informationen vom Reifen drahtlos an eine Abfragelesevorrichtung kommunizierbar sind. Die Wellenantenne ist in der Lage sich zu dehnen und zu stauchen ohne beschädigt zu werden, wenn der Reifen während seiner Herstellung und der Druckregelung während der Verwendung an einem Fahrzeug gedehnt und gestaucht wird. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer anderen Ausführungsform bestimmt die Abfragelesevorrichtung durch die Reaktion einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, die mit einer im Inneren des Reifens angebrachten Wellenantenne verbunden ist, den Druck im Inneren eines Reifens. Wenn der Reifen und also auch die Wellenantenne auf eine bestimmte Länge gedehnt ist, die anzeigt, daß der Reifen einen bestimmten Schwellenwertdruck erreicht hat, liegt die Länge der Antenne bei der Betriebsfrequenz der Abfragelesevorrichtung, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung in der Lage ist, der Abfragelesevorrichtung zu antworten. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Herstellungsverfahren offenbart an einem Verfahren der Herstellung der Wellenantenne aus einem geraden Leiter und des Anbringens der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung an der Wellenantenne. Der nicht zerschnittene Strang von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen und Wellenantennen bilden einen durchgehenden Streifen, der auf eine Rolle gewickelt und später abgewickelt, geschnitten und an einem Gut, Gegenstand oder Herstellungsartikel angebracht werden kann. Der Wellenantennenleiter kann in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale geformt sein.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun detailliert beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist:
1 eine schematische Darstellung eines Systems aus einer Abfragelesevorrichtung und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, das mit der vorliegenden Erfindung verwendbar ist,
2A eine schematische Darstellung einer sechseckförmigen Monopolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2B eine schematische Darstellung einer sechseckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2C eine schematische Darstellung einer achteckförmigen Monopolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2D eine schematische Darstellung einer achteckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2E eine schematische Darstellung einer fünfeckförmigen Monopolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2F eine schematische Darstellung einer fünfeckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2G eine schematische Darstellung einer rechteckförmigen Monopolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2H eine schematische Darstellung einer rechteckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2I eine schematische Darstellung einer elliptisch gebogenen Monopolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2J eine schematische Darstellung einer elliptisch gebogenen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2K eine schematische Darstellung einer spiralförmigen Monopolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
2L eine schematische Darstellung einer spiralförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist,
3A eine schematische Darstellung einer sechseckförmigen Dipolwellenantenne, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein erster Bereich der sechseckförmigen Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und ein zweiter, mit dem ersten Bereich verbundener Bereich der sechseckförmigen Wellenantenne bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
3B eine schematische Darstellung einer achteckförmigen Dipolwellenantenne, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein erster Bereich der achteckförmigen Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und ein zweiter, mit dem ersten Bereich verbundener Bereich der achteckförmigen Wellenantenne bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
3C eine schematische Darstellung einer fünfeckförmigen Dipolwellenantenne, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein erster Bereich der fünfeckförmigen Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und ein zweiter, mit dem ersten Bereich verbundener Bereich der fünfeckförmigen Wellenantenne bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
3D eine schematische Darstellung einer rechteckförmigen Dipolwellenantenne, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein erster Bereich der rechteckförmigen Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und ein zweiter, mit dem ersten Bereich verbundener Bereich der rechteckförmigen Wellenantenne bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
3E eine schematische Darstellung einer elliptisch gebogenen Dipolwellenantenne, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein erster Bereich der elliptisch gebogenen Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und ein zweiter, mit dem ersten Bereich verbundener Bereich der elliptisch gebogenen Wellenantenne bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
3F eine schematische Darstellung einer spiralförmigen Dipolwellenantenne, die mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein erster Bereich der spiralförmigen Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und ein zweiter, mit dem ersten Bereich verbundener Bereich der spiralförmigen Wellenantenne bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
4A eine schematische Darstellung einer sechseckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei jeder sechseckförmige Polleiter zwei Bereiche mit verschiedenen Amplituden umfaßt,
4B eine schematische Darstellung einer sechseckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein sechseckförmiger Polleiter eine Amplitude aufweist, die größer ist als die des anderen sechseckförmigen Polleiters,
4C eine schematische Darstellung einer sechseckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein sechseckförmiger Polleiter länger ist, als der andere sechseckförmige Polleiter,
4D eine schematische Darstellung einer achteckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei jeder achteckförmige Polleiter zwei Bereiche mit verschiedenen Amplituden umfaßt,
4E eine schematische Darstellung einer achteckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein achteckförmiger Polleiter eine Amplitude aufweist, die größer ist als die des anderen achteckförmigen Polleiters,
4F eine schematische Darstellung einer achteckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein achteckförmiger Polleiter länger ist, als der andere achteckförmige Polleiter,
4G eine schematische Darstellung einer fünfeckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei jeder fünfeckförmige Polleiter zwei Bereiche mit verschiedenen Amplituden umfaßt,
4H eine schematische Darstellung einer fünfeckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein fünfeckförmiger Polleiter eine Amplitude aufweist, die größer ist als die des anderen fünfeckförmigen Polleiters,
4I eine schematische Darstellung einer fünfeckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein fünfeckförmiger Polleiter länger ist, als der andere fünfeckförmige Polleiter,
4J eine schematische Darstellung einer rechteckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei jeder rechteckförmige Polleiter zwei Bereiche mit verschiedenen Amplituden umfaßt,
4K eine schematische Darstellung einer rechteckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein rechteckförmiger Polleiter eine Amplitude aufweist, die größer ist als die des anderen rechteckförmigen Polleiters,
4L eine schematische Darstellung einer rechteckförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein rechteckförmiger Polleiter länger ist, als der andere rechteckförmige Polleiter,
4M eine schematische Darstellung einer elliptisch gebogenen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei jeder elliptisch gebogene Polleiter zwei Bereiche mit verschiedenen Amplituden umfaßt,
4N eine schematische Darstellung einer elliptisch gebogenen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein elliptisch gebogener Polleiter eine Amplitude aufweist, die größer ist als die des anderen elliptisch gebogenen Polleiters,
4O eine schematische Darstellung einer elliptisch gebogenen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein elliptisch gebogener Polleiter länger ist, als der andere elliptisch gebogene Polleiter,
4P eine schematische Darstellung einer spiralförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei jeder spiralförmige Polleiter zwei Bereiche mit verschiedenen Amplituden umfaßt,
4Q eine schematische Darstellung einer spiralförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein spiralförmiger Polleiter eine Amplitude aufweist, die größer ist als die des anderen spiralförmigen Polleiters,
4R eine schematische Darstellung einer spiralförmigen Dipolwellenantenne, die zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden ist, wobei ein spiralförmiger Polleiter länger ist, als der andere spiralförmige Polleiter,
5A eine schematische Darstellung einer sechseckförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, die beide mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden sind, wobei die sechseckförmige Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und der Ringresonator bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
5B eine schematische Darstellung der sechseckförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, wie in 5A dargestellt, außer daß der Ringresonator zusätzlich als mechanische Spannungsentlastung mechanisch mit der sechseckförmigen Wellenantenne verbunden ist,
5C eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform zu 5B,
5D eine schematische Darstellung einer achteckförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, die beide mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden sind, wobei die achteckförmige Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und der Ringresonator bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
5E eine schematische Darstellung der achteckförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, wie in 5D dargestellt, außer daß der Ringresonator zusätzlich als mechanische Spannungsentlastung mechanisch mit der achteckförmigen Wellenantenne verbunden ist,
5F eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform zu 5E,
5G eine schematische Darstellung einer fünfeckförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, die beide mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden sind, wobei die fünfeckförmige Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und der Ringresonator bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
5H eine schematische Darstellung der fünfeckförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, wie in 5G dargestellt, außer daß der Ringresonator zusätzlich als mechanische Spannungsentlastung mechanisch mit der fünfeckförmigen Wellenantenne verbunden ist,
5I eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform zu 5H,
5J eine schematische Darstellung einer rechteckförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, die beide mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden sind, wobei die rechteckförmige Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und der Ringresonator bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
5K eine schematische Darstellung der rechteckförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, wie in 5J dargestellt, außer daß der Ringresonator zusätzlich als mechanische Spannungsentlastung mechanisch mit der rechteckförmigen Wellenantenne verbunden ist,
5L eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform zu 5K,
5M eine schematische Darstellung einer elliptisch gebogenen Wellenantenne und eines Ringresonators, die beide mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden sind, wobei die elliptisch gebogene Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und der Ringresonator bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
5N eine schematische Darstellung der elliptisch gebogenen Wellenantenne und eines Ringresonators, wie in 5M dargestellt, außer daß der Ringresonator zusätzlich als mechanische Spannungsentlastung mechanisch mit der elliptisch gebogenen Wellenantenne verbunden ist,
5O eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform zu 5N,
5P eine schematische Darstellung einer spiralförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, die beide mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung verbunden sind, wobei die spiralförmige Wellenantenne bei einer ersten Frequenz arbeitet und der Ringresonator bei einer zweiten Frequenz arbeitet,
5Q eine schematische Darstellung der spiralförmigen Wellenantenne und eines Ringresonators, wie in 5P dargestellt, außer daß der Ringresonator zusätzlich als mechanische Spannungsentlastung mechanisch mit der spiralförmigen Wellenantenne verbunden ist,
5R eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform zu 5Q,
6A eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer sechseckförmigen Wellenantenne und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung,
6B eine schematische Darstellung einer gestauchten Version der in 6A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne,
6C eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer achteckförmigen Wellenantenne und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung,
6D eine schematische Darstellung einer gestauchten Version der in 6C dargestellten achteckförmigen Wellenantenne,
6E eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer fünfeckförmigen Wellenantenne und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung,
6F eine schematische Darstellung einer gestauchten Version der in 6E dargestellten fünfeckförmigen Wellenantenne,
6G eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer rechteckförmigen Wellenantenne und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung,
6H eine schematische Darstellung einer gestauchten Version der in 6G dargestellten rechteckförmigen Wellenantenne,
6I eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer elliptisch gebogenen Wellenantenne und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung,
6J eine schematische Darstellung einer gestauchten Version der in 6I dargestellten elliptisch gebogenen Wellenantenne,
6K eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer spiralförmigen Wellenantenne und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung,
6L eine schematische Darstellung einer gestauchten Version der in 6K dargestellten spiralförmigen Wellenantenne,
7A ist eine schematische Darstellung von Modifikationen an einem gekrümmten Bereich der Wellenantenne, um den Biegewinkel des leitenden Bereichs über eine größere gerade Länge der Biegung zu verteilen,
7B ist eine schematische Darstellung von Modifikationen an einer Bereichsseite der Wellenantenne, um den Biegewinkel des leitenden Bereichs über eine größere gerade Länge der Biegung zu verteilen,
8A eine schematische Darstellung einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung und einer Wellenantenne, die zum Kommunizieren von Informationen über den Reifen an der Innenseite eines Reifens angebracht sind,
8B eine schematische Darstellung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung und der Wellenantenne von 8A, außer daß der Reifen unter Druck steht und die Wellenantenne dehnt,
9 ein Ablaufdiagramm eines Reifendruckerfassungssystems, das durch eine Abfragelesevorrichtung ausgeführt wird durch Kommunizieren mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, die mit einer Wellenantenne im Inneren eines Reifens, wie der in den 8A und 8B dargestellten, verbunden ist,
10 eine schematische Darstellung eines Meldesystems für Informationen, die drahtlos von einem Reifen an eine Anfragelesevorrichtung kommuniziert werden,
11 eine schematische Darstellung eines Prozesses zur Herstellung einer Wellenantenne und zum Verbinden der Wellenantenne mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung und
12 eine schematische Darstellung eines Impedanzabstimmungskurzschlusses, der durch den in 11 dargestellten Herstellungsprozeß bereitgestellt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenantenne, die zum drahtlosen Kommunizieren von Informationen mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. einem Transponder, verbunden ist. Die Wellenantenne kann ein Leiter in der Form einer polygonalen Form, elliptischen Biegung oder einer Spirale sein.
Eine Wellenantenne weist Biegungen oder Krümmungen auf, die ermöglichen, daß der Leiter, den die Antenne umfaßt, unter der Einwirkung einer Kraft gedehnt oder gestaucht wird ohne beschädigt zu werden.
Die Wellenantenne kann auch wegen der reaktiven Interaktion zwischen verschiedenen Bereichen des Antennenleiters verbesserte Impedanzanpassungsfähigkeit zwischen der Antenne und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung bereitstellen. Allgemein modifiziert das Verändern der Eigenschaften des Leiterdrahts der Wellenantenne, wie z. B. den Durchmesser, den Winkel der Krümmungen oder Biegungen, der Länge der durch die Krümmungen oder Biegungen gebildeten Bereiche und der Art des Leiterdrahts, die Kreuzkopplung und damit die Impedanz der Wellenantenne.
Vor der Erläuterung der besonderen Aspekte und Anwendungen der Wellenantenne nach den Darstellungen in den 2–12 dieser Anmeldung, wird im folgenden ein drahtloses Kommunikationssystem erläutert, das mit der vorliegenden Erfindung verwendbar ist.
1 stellt eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung und ein Kommunikationssystem dar, das mit der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ist in der Lage, Informationen drahtlos zu kommunizieren, und kann ein Steuersystem 12, Kommunikationselektronik 14 und Speicher 16 umfassen. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 kann auch als Hochfrequenz-Identifikationsvorrichtung (RFID) bekannt sein. Die Kommunikationselektronik 14 ist zum drahtlosen Kommunizieren von Informationen in Hochfrequenzsignalen mit einer Antenne 17 verbunden. Die Kommunikationselektronik 14 ist in der Lage, modulierte Hochfrequenzsignale durch die Antenne 17 zu empfangen und diese Signale zu Informationen zu demodulieren, die an das Steuersystem 12 weitergeleitet werden. Die Antenne 17 kann jede Art von Antenne sein, insbesondere eine Stab- oder Schlitzantenne. Die Antenne 17 kann sich innerhalb oder außerhalb der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 befinden.
Das Steuersystem 12 kann jede Art von Schaltungsanordnung oder Prozessor sein, der durch die Kommunikationselektronik 14 empfangene Informationen empfängt und verarbeitet, unter anderem eine Mikrocontroller oder Mikroprozessor. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 kann auch einen Speicher 16 zum Speichern von Informationen enthalten. Solche Informationen können jede Art von Informationen über Güter, Gegenstände oder Herstellungsartikel, insbesondere die Kennzeichnung, Nachverfolgung, Umgebungsinformation, wie z. B. Druck und Temperatur, und andere passende Informationen. Der Speicher 16 kann elektronischer Speicher sein, wie z. B. Nur-Lese-Speicher mit wahlfreiem Zugriff (ROM), Flash-Speicher, eine Diode usw. oder der Speicher 16 kann mechanischer Speicher sein, wie z. B. ein Schalter, DIP-Schalter usw.
Das Steuersystem 12 kann auch mit Sensoren verbunden sein, die die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 betreffende Umgebungsdaten erkennen. Beispielsweise kann das Steuersystem 12 mit einem Drucksensor 18 verbunden sein, um den auf die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und/oder dessen Umgebung ausgeübten Druck zu erkennen. Das Steuersystem 12 kann auch mit einem Temperatursensor 19 verbunden sein, um die Temperatur der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 oder die Umgebungstemperatur um die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 herum zu erkennen. Mehr Informationen über verschiedene Arten von Drucksensoren 18, die verwendet werden können, um mit dem Steuersystem verbunden zu werden, werden in den US-Patenten Nr. 6299349 und 6272936 mit den Titeln „Pressure and temperature sensor [Druck- und Temperatursensor]" bzw. „Pressure sensor [Drucksensor]" offenbart.
Der Temperatursensor 19 kann im Inneren der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 oder außerhalb der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 enthalten sein. Der Temperatursensor 19 kann jede Vielzahl von Temperaturfühlelementen sein, wie z. B. ein Thermistor oder eine chemische Vorrichtung. Ein solcher Temperatursensor 19 wird im US Patent Nr. 5959524 mit dem Titel „Temperature sensor [Temperatursensor]" beschrieben. Der Temperatursensor 19 kann auch in der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 oder deren Steuersystem 12 integriert sein, wie der in dem US-Patent Nr. 5961215 mit dem Titel „Temperature sensor integral with microprocessor and methods of using same [In Mikroprozessor integrierter Temperatursensor und Verfahren seiner Verwendung]" beschriebene. Es ist jedoch zu beachten, daß die vorliegende Erfindung nicht auf eine besondere Art von Temperatursensor 19 beschränkt ist.
Manche drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen 10 werden „aktive" Vorrichtungen genannt, da sie Daten unter Verwendung ihrer eigenen, mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbundenen Energiequelle empfangen und senden. Eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 kann zur Energieversorgung eine Batterie verwenden, wie in dem US Patent Nr. 6130602 mit dem Titel „Radio frequency data communications device [Hochfrequenz-Datenkommunikationsvorrichtung]" beschrieben, oder kann andere Energieformen verwenden, wie z. B. einen Kondensator, wie im US Patent Nr. 5833603 mit dem Titel „Implantable biosensing transponder [Implantierbarer Biosensor-Transponder]" beschrieben.
Andere drahtlose Kommunikationsvorrichtungen 10 werden „passive" Vorrichtungen genannt, was bedeutet, daß sie nicht aktiv senden und daher nicht ihre eigene Energiequelle zur Energieversorgung enthalten. Eine Art von passiver drahtloser Kommunikationsvorrichtung 10 ist als ein „Transponder" bekannt. Ein Transponder sendet gewissermaßen Informationen, indem er ein empfangenes Signal von einer externen Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. einer Abfragelesevorrichtung, zurückwirft. Ein Beispiel für einen Transponder ist im US Patent Nr. 5347280 mit dem Titel „Frequency diversity transponder arrangement [Antennenanordnung mit Frequenzvielfalt]" beschrieben. Ein anderes Beispiel für einen Transponder ist im gleichzeitig eingereichten US Patent Nr. 6501435 mit dem Titel „Wireless communication device and method [Drahtlose Kommunikationsvorrichtung und Verfahren]" beschrieben.
1 stellt Kommunikation zwischen einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und einer Abfragelesevorrichtung 20 dar. Die Abfragelesevorrichtung 20 kann ein Steuersystem 22, eine Abfragekommunikationselektronik 24, Speicher 26 und eine Abfrageantenne 28 umfassen. Die Abfrageantenne 28 kann jede Art von Antenne sein, unter anderem eine Stabantenne oder eine Schlitzantenne. Die Abfragelesevorrichtung 20 kann auch ihre eigene interne Energiequelle 30 enthalten oder die Abfragelesevorrichtung 20 kann durch eine externe Energiequelle mit Energie versorgt werden. Die Energiequelle 30 kann Batterien, einen Kondensator, eine Solarzelle oder ein anderer Medium umfassen, das Energie enthält. Die Energiequelle 30 kann auch wiederaufladbar sein. Es kann auch ein Taktgeber 23 mit dem Steuersystem 22 verbunden sein, um Aufgaben zu erfüllen, die Zeitsteueroperationen erfordern.
Die Abfragelesevorrichtung 20 kommuniziert durch Ausstrahlen eines durch die Abfragekommunikationselektronik 24 modulierten elektronischen Signals 32 durch die Abfrageantenne 28 mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10. Die Abfrageantenne 28 kann jede Art von Antenne sein, die ein Signal 32 durch ein Feld 34 ausstrahlen kann, so daß eine Empfangsvorrichtung, wie z. B. eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10, dieses Signal 32 durch seine eigene Antenne 17 empfangen kann. Das Feld 34 kann elektro-magnetisch, magnetisch oder elektrisch sein. Das Signal 32 kann eine Nachricht sein, die Informationen und/oder eine bestimmte Anforderung an die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 enthält, eine Aufgabe auszuführen oder Informationen zurück zu kommunizieren. Wenn sich die Antenne 17 in der Gegenwart des durch die Abfragelesevorrichtung 20 ausgestrahlten Felds 34 befindet, wird die Kommunikationselektronik 14 durch die Energie in dem Signal 32 mit Energie versorgt, wodurch sie die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 mit Energie versorgt. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 bleibt so lange mit Energie versorgt, wie ihre Antenne 17 sich im Feld 34 der Abfragelesevorrichtung 20 befindet.
Die Kommunikationselektronik 14 demoduliert das Signal 32 und sendet die Nachricht die Informationen und/oder die Anforderung enthält, für entsprechende Maßnahmen an das Steuersystem 12.
Ein Fachmann versteht leicht, daß es viele andere Arten von drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen 10 und Kommunikationstechniken gibt, als die hier beschriebenen, und daß die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Art von drahtloser Kommunikationsvorrichtung, Technik oder Verfahren beschränkt ist.
2A stellt eine erste Ausführungsform einer zur drahtlosen Kommunikation mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbundenen Wellenantenne dar. Obwohl die 2A bis 2L nicht die beanspruchte Erfindung zeigen, sind die gezeigten Ausführungsformen hilfreich für das Verständnis der Erfindung. Diese Ausführungsform stellt eine sechseckförmige Monopolwellenantenne 17 dar. Eine sechseckförmige Wellenantenne 17 ist eine Form einer polygonalförmigen Wellenantenne. Eine polygonalförmige Wellenantenne ist ein flaches Gebilde mit einer Anzahl von Seiten sollte die Antenne nicht die Richtung ändern, um ein sich wiederholendes Muster zu bilden. In einem regelmäßigen Vieleck sind alle Seiten und Innenwinkel gleich. Für ein solches Vieleck mit n Seiten beträgt der Innenwinkel (180–360/n) Grad und die Summe der Innenwinkel ist (18on–360) Grad. In dieser vorliegenden Erfindung können die beschriebenen polygonalen Formen normal oder nicht normal sein. Beispiele für Polygonalformen sind ein Rechteck, ein Fünfeck, ein Sechseck, ein Siebeneck, ein Achteck, ein Neuneck und ein Zehneck, die 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9- bzw. 10-seitige Formen sind. In der vorliegenden Erfindung sind die polygonalförmigen Wellenantennen offen, so daß ungefähr die Hälfte des Gebildes sich über der X-Achsen-Mittellinie der Antenne 17 befindet und die andere Hälfte unter der X-Achsen-Mittellinie der Antenne 17 enthalten ist, so daß sich die Form in entgegengesetzter Art wiederholt, so daß die Antenne nicht kurzgeschlossen wird. Wenn die unteren und oberen Bereiche der Wellenantenne übereinandergelagert würden, wäre das Ergebnis ein polygonalfömiges Gebilde.
Die sechseckförmige Wellenantenne 17 wird durch ein leitendes Material gebildet, wie beispielsweise ein Draht oder eine Folie, die die Form eines Sechsecks aufweist. Die sechseckförmigen Bereiche bilden eine Reihe von Spitzen und Senken im Leiter. Zur Bildung der sechseckförmigen Wellenantenne 17 kann jede Art von Material verwendet werden, so lange das Material elektrische Energie leiten kann, insbesondere Kupfer, Messing, Stahl, verzinkter Stahl, Federmessing und messingbeschichteter Federstahl.
Die in 2A dargestellte sechseckförmige Monopolwellenantenne 17 ist entweder durch eine direkte oder reaktive Verbindung mit einem Eingangsanschluß (nicht gezeigt) an der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden, um eine Antenne 17 zur drahtlosen Kommunikation bereitzustellen. Da die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 einen weiteren Eingangsanschluß enthält, der mit der sechseckförmige Monopolwellenantenne 17 verbunden ist, ist dieser zusätzliche Eingangsanschluß geerdet.
Es kann besonders vorteilhaft sein, mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 anstelle einer geraden Antenne eine Wellenantenne 17 zu verwenden. Ein Vorteil einer Wellenantenne 17 ist, daß sie Dehnen toleriert ohne große Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung für den Leiter. Bestimmte Arten von Gütern, Gegenständen oder Herstellungsartikeln können während ihrer Herstellung und/oder normalen Verwendung einer Kraft, wie z. B. Dehnen oder Stauchen, ausgesetzt sein. Wenn eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 einen geraden Leiter als Antenne 17 verwendet und an Gütern, Gegenständen oder Herstellungsartikeln befestigt ist, die während ihrer Herstellung oder Verwendung einer Kraft ausgesetzt sind, kann die Antenne 17 beschädigt oder zerstört werden, wenn das Gut, der Gegenstand oder Herstellungsartikel einer solchen Kraft ausgesetzt ist. Wenn die Antenne 17 beschädigt oder zerstört ist, kann dies dazu führen, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 nicht zu drahtloser Kommunikation in der Lage ist, da eine Veränderung der Länge oder Form des Leiters in der Antenne 17 die Betriebsfrequenz der Antenne 17 ändern kann.
Eine Wellenantenne 17 führt wegen ihrer gebogenen Bereiche 21 auch dazu, daß das durch die Leiter in den Bereichen 21 ausgestrahlte Feld sich kapazitiv mit anderen Bereichen 21 der Wellenantenne 17 verbinden. Dies führt zu einer verbesserten Impedanzanpassung mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10, um stärkere und wirksamere Energieübertragung zwischen der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und der Wellenantenne 17 bereitzustellen. Wie dem Fachmann bekannt ist, tritt die wirksamste Energieübertragung zwischen einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und einer Antenne 17 auf, wenn die Impedanz der Antenne 17 konjugiert komplex der Impedanz der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 entspricht.
Die Impedanz einer geraden Leiterantenne 17 ist von der Art, Größe und Form des Leiters abhängig. Die Länge der Antenne 17 ist die grundlegende Variabel, die die Betriebsfrequenz der Antenne 17 festlegt. Eine Wellenantenne 17 kann auf andere Arten abgewandelt werden, die bei einer geraden Leiterantenne nicht möglich sind. Bei einer Wellenantenne gibt es zusätzlich zu der Art, Größe, Form und Länge des Leiters andere Variabeln bei der Konstruktion der Antenne. Die Impedanz einer Wellenantenne 17 kann zusätzlich zu den traditionellen, bei geraden Leiterantennen verfügbaren Variabeln auch durch Verändern der Länge der einzelnen Bereiche 21 des Leiters, der die Wellenantenne 17 bildet, des Winkels zwischen diesen einzelnen Bereichen 21 und der Phase, Periode und Amplitude der Bereiche 21 verändert werden. Diese zusätzlichen, bei Wellenantennen 17 verfügbaren Variabeln können verändert werden, während die Gesamtlänge des Leiters gewahrt bleibt, so daß die Betriebsfrequenz der Wellenantenne 17 gewahrt bleibt. In dieser Ausführungsform sind die Längen der einzelnen Bereiche 21 und die Winkel zwischen den einzelnen Bereichen 21 gleich, dies müssen sie jedoch nicht sein.
Es kann vorteilhaft sein, selektiv Teile des leitenden Drahts, der die Wellenantenne 17 bildet, zu erhitzen, um die Spannung in der Wellenantenne 17 zu vermindern, um Zerstörung zu vermeiden. Dies kann auf viele Arten erfolgen, insbesondere Gasstrahlen, Klammern oder leitende Klammern, die einen hohen Strom durch Bereiche der Wellenantenne 17 leiten.
Zusammenfassend stellt eine Wellenantenne 17 die Möglichkeit bereit, zusätzliche Variabeln auszuwählen und zu verändern, die bei geraden Leiterantennen 17 nicht möglich sind, die die Impedanz der Antenne 17 beeinflussen, wodurch eine größere Wahrscheinlichkeit erzeugt wird, daß die Impedanz der Wellenantenne 17 so konstruiert werden kann, daß sie genauer zur Impedanz der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 paßt. Natürlich verändern, wie dem Fachmann bekannt ist, auch die Art der an die Wellenantenne 17 angebrachten Materialien und die dielektrischen Eigenschaften der Materialien 7 die 5 Impedanz und Betriebsfrequenz der Wellenantenne 17. Diese zusätzlichen Variabeln sollten bei der endgültigen Konstruktion der Wellenantenne 17 ebenfalls berücksichtigt werden. Die reaktive Kreuzkopplung, die zwischen den verschiedenen Bereichen 21 der Wellenantenne 17 auftritt, trägt ebenfalls zu einer größeren Impedanzanpassungsfähigkeit der Wellenantenne 17 an eine drahtlose Kom munikationsvorrichtung 10 bei. Mehr Informationen über Impedanzanpassung zwischen einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und einer Antenne 17 zur wirksamen Energieübertragung ist in der Internationalen Patentanmeldung WO 01173675 mit dem Titel „Remote communication using slot antenna [Fernkommunikation unter Verwendung einer Schlitzantenne]" beschrieben.
2B stellt eine sechseckförmige Wellenantenne 17 dar, ähnlich der in 2A dargestellten, jedoch ist die sechseckförmige Wellenantenne in 2B eine sechseckförmige Dipolwellenantenne 17. Die Leiter 17A, 17B sind mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden, um drahtlose Kommunikation bereitzustellen. In dieser Ausführungsform ist die Länge der Leiter 17A, 17B, die die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 bilden, jeweils 84 Millimeter lang. Die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 arbeitet bei einer Frequenz von 915 MHz. In dieser Ausführungsform sind die Längen der einzelnen Bereiche 21 und die Winkel zwischen den einzelnen Bereichen 21, die die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 bilden gleich, dies müssen sie jedoch nicht sein.
2C stellt eine alternative Ausführungsform von 2A dar, außer daß die Wellenantenne 17 achteckförmige Bereiche 21 umfaßt. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 2A dargestellten Ausführungsform der achteckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
2D stellt eine alternative Ausführungsform von 2B dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die achteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 2B dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
2E stellt eine alternative Ausführungsform von 2A dar, außer daß die Wellenantenne 17 fünfeckförmige Bereiche 21 umfaßt. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 2A dargestellten Ausführungsform der fünfeckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
2F stellt eine alternative Ausführungsform von 2B dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 2B dargestellten Ausführungsform der fünfeckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
2G stellt eine alternative Ausführungsform von 2A dar, außer daß die Wellenantenne 17 rechteckförmige Bereiche 21 umfaßt. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 2H dargestellten Ausführungsform der rechteckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
2H stellt eine alternative Ausführungsform von 2B dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 2B dargestellten Ausführungsform der rechteckfömigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
2I stellt eine alternative Ausführungsform von 2A dar, außer daß die Wellenantenne 17 elliptisch gebogene Bereiche 21 umfaßt. Die Wellenantenne 17 umfaßt eine Reihe sich abwechselnder elliptischer Biegungen. Die elliptischen Biegungen wechseln in einem abwechselnden und regelmäßigen Muster die Richtung. Die elliptischen Biegungen können ungleichmäßige Biegungen sein, was bedeutet, daß sie einen einheitlichen Winkel aufweisen.
2J stellt eine alternative Ausführungsform von 2I dar, außer daß die Wellenantenne 17 eine Dipolantenne ist. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 2I dargestellten Ausführungsform der elliptisch gebogenen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
2K stellt eine alternative Ausführungsform von 2A dar, außer daß die Wellenantenne 17 spiralförmige Bereiche 21 umfaßt. Die Spiralform ist eine Reihe von Biegungen in der Wellenantenne 17, die eine allgemein bekannte Spiralform bilden. Ein Beispiel für eine Spiralform ist eine Feder. Die spiralförmige Wellenantenne 17 kann so konstruiert sein, daß keine zwei verschiedenen Bereiche 21 der Antenne 17 einander berühren, um Kurzschließen auch unter normalen Kontraktionssituationen zu verhindern. Oder die spiralförmige Wellenantenne 17 kann so konstruiert sein, daß verschiedene Bereiche 21 unter normalen Bedingungen und/oder Kontraktion kurzschließen, abhängig von den gewünschten Betriebseigenschaften.
2L stellt eine alternative Ausführungsform von 2K dar, außer daß die Wellenantenne 17 eine Dipolantenne ist. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 2I dargestellten Ausführungsform der elliptisch gebogenen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
3A stellt eine andere Ausführungsform einer sechseckförmigen Wellenantenne 17 dar, bei der die Längen der einzelnen Bereiche 21 und der Winkel zwischen den einzelnen Bereichen 21 nicht gleich ist. Die Sechseckform der Wellenantenne 17 ist die gleiche Form, wie in den 2A und 2B oben dargestellt und beschrieben.
Zwei Leiter sind mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden, um eine sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 zu erzeugen. Der erste Leiter umfaßt zwei Bereiche 21A, 21C, von denen jeder eine unterschiedliche Anzahl von Bereichen 21 und unterschiedliche Längen aufweist. Die beiden Bereiche 21A, 21C sind auch symmetrisch im zweiten Leiter 21B, 21D enthalten. Das führt dazu, daß die sechseckförmige Wellenantenne 17 als eine Dipolantenne fungiert, die Signale bei zwei unterschiedlichen Betriebsfrequenzen zurückwirft und empfängt, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 in der Lage ist, bei zwei unterschiedlichen Frequenzen zu arbeiten.
Die ersten symmetrischen Bereiche 21A, 21C sind 30,6 Millimeter oder λ/4 lang und sind mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden, so daß die sechseckförmige Wellenantenne 17 in der Lage ist, 2,45 GHz-Signale zu empfangen. Die zweiten symmetrischen Bereiche 21C, 21D sind mit den ersten Bereichen 21A bzw. 21B verbunden, um eine zweite Dipolantenne zum Empfangen von Signalen bei einer zweiten Frequenz zu bilden. In dieser Ausführungsform sind die zweiten Bereiche 21C, 21D 70 Millimeter lang und mit den ersten Bereichen 21A bzw. 21B verbunden, um Längen zu bilden, die konstruiert sind, um 915 MHz-Signale zu empfangen. Es ist auch zu beachten, daß die Biegungen im Leiter in der sechseckförmigen Wellenantenne 17 nicht regelmäßig sind.
3B stellte eine andere, der 3A ähnlichen Ausführungsform dar, außer daß die Wellenantenne 17 achteckförmig ist. Die Achteckform der Wellenantenne 17 ist die gleiche Form, wie in den voranstehenden 2C und 2D dargestellt und beschrieben. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 3A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
3C stellte eine andere, der 3A ähnlichen Ausführungsform dar, außer daß die Wellenantenne 17 fünfeckförmig ist. Die Fünfeckform der Wellenantenne 17 ist die gleiche Form, wie in den voranstehenden 2E und 2F dargestellt und beschrieben. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 3A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
3D stellte eine andere, der 3A ähnlichen Ausführungsform dar, außer daß die Wellenantenne 17 rechteckförmig ist. Die Rechteckform der Wellenantenne 17 ist die gleiche Form, wie in den voranstehenden 2G und 2H dargestellt und beschrieben. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 3A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
3E stellte eine andere, der 3A ähnlichen Ausführungsform dar, außer daß die Wellenantenne 17 elliptisch gebogen ist. Die elliptische Bogenform der Wellenantenne 17 ist die gleiche Form, wie in den voranstehenden 2I und 2J dargestellt und beschrieben. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 3A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
3F stellte eine andere, der 3A ähnlichen Ausführungsform dar, außer daß die Wellenantenne 17 spiralförmig ist. Die Spiralform der Wellenantenne 17 ist die gleiche Form, wie in den voranstehenden 2K und 2L dargestellt und beschrieben. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 3A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4A stellt eine andere Ausführungsform einer sechseckförmigen Wellenantenne 17 dar, bei der die Amplituden der einzelnen Bereiche 21, die die sechseckförmige Wellenantenne 17 bilden, nicht gleich sind. Die Sechseckform der Wellenantenne 17 ist die gleiche Form, wie in den voranstehenden 2A und 2B dargestellt und beschrieben.
Zwei Leiter sind mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden, um ein sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 zu erzeugen. Der erste Leiter umfaßt zwei Bereiche 21A, 21C, von denen jede eine unterschiedliche Anzahl von Bereichen 21 und unterschiedliche Amplituden aufweist.
Die beiden Bereiche 21A, 21C sind auch symmetrisch in dem zweiten Leiter 21B, 21D enthalten. Dies führt dazu, daß die sechseckförmige Wellenantenne 17 als eine Dipolantenne fungiert, die bei zwei unterschiedlichen Betriebsfrequenzen Signale zurückwirft und empfängt, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 in der Lage ist, bei zwei unterschiedlichen Frequenzen zu kommunizieren.
4B stellt eine andere Ausführungsform einer asymmetrischen sechseckförmigen Wellenantenne 17 dar, bei der die Amplitude einer ersten Stabantenne 17A der sechseckförmigen Wellenantenne 17 eine andere Amplitude aufweist, als die zweite Stabantenne 17B der sechseckförmigen Wellenantenne 17. Mehr Informationen über asymmetrische Stabantennen sind in dem US Patent Nr. 6501435 mit dem Titel „Wireless communication device and method [Drahtlose Kommunikationsvorrichtung und Verfahren]" beschrieben.
4C stellt eine andere Ausführungsform einer asymmetrischen sechseckfömigen Wellenantenne 17, bei der die Länge der ersten Polantenne 17A der sechseckförmigen Wellenantenne 17 eine andere Länge aufweist, als die zweite Polantenne 17B der sechseckförmigen Wellenantenne 17.
Es ist zu beachten, daß die Ausführungsformen der 4A, 4B und 4C miteinander kombiniert werden können, um eine asymmetrische sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 zu erzeugen, wobei die Stabantennen 17A, 17B unterschiedliche Längen und unterschiedliche Amplituden einer Stabantenne 17A, 17B enthalten, einschließlich unterschiedlicher Amplituden innerhalb verschiedener Bereiche 21.
4D stellt eine alternative Ausführungsform der 4A dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die achteckförmig sind, wie die in den 2C und 2D dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4E stellt eine alternative Ausführungsform der 4B dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die achteckförmig sind, wie die in den 2C und 2D dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4B dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4F stellt eine alternative Ausführungsform der 4C dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die achteckig-kreisförmig sind, wie die in den 2C und 2D dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4C dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
Es ist zu beachten, daß die Ausführungsformen der 4D, 4E und 4F miteinander kombiniert werden können, um eine asymmetrische achteckförmige Dipolwellenantenne 17 zu erzeugen, wobei die Stabantennen 17A, 17B unterschiedliche Längen und unterschiedliche Amplituden einer Stabantenne 17A, 17B enthalten, einschließlich unterschiedlicher Amplituden innerhalb verschiedener Bereiche 21.
4G stellt eine alternative Ausführungsform der 4A dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckförmig sind, wie die in den 2E und 2F dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4H stellt eine alternative Ausführungsform der 4B dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckförmig sind, wie die in den 2E und 2F dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4B dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4I stellt eine alternative Ausführungsform der 4C dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckförmig sind, wie die in den 2E und 2F dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4C dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
Es ist zu beachten, daß die Ausführungsformen der 4G, 4H und 4I miteinander kombiniert werden können, um eine asymmetrische fünfeckförmige Dipolwellenantenne 17 zu erzeugen, wobei die Stabantennen 17A, 17B unterschiedliche Längen und unterschiedliche Amplituden einer Stabantenne 17A, 17B enthalten, einschließlich unterschiedlicher Amplituden innerhalb verschiedener Bereiche 21.
4J stellt eine alternative Ausführungsform der 4A dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind, wie die in den 2G und 2H dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4K stellt eine alternative Ausführungsform der 4B dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind, wie die in den 2G und 2H dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4B dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4L stellt eine alternative Ausführungsform der 4C dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind, wie die in den 2G und 2H dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4C dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
Es ist zu beachten, daß die Ausführungsformen der 4J, 4K und 4L miteinander kombiniert werden können, um eine asymmetrische rechteckförmige Dipolwellenantenne 17 zu erzeugen, wobei die Stabantennen 17A, 17B unterschiedliche Längen und unterschiedliche Amplituden einer Stabantenne 17A, 17B enthalten, einschließlich unterschiedlicher Amplituden innerhalb verschiedener Bereiche 21.
4M stellt eine alternative Ausführungsform der 4A dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die elliptisch gebogen sind, wie die in den 2I und 2J dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4N stellt eine alternative Ausführungsform der 4B dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die elliptisch gebogen sind, wie die in den 2I und 2J dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4B dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4O stellt eine alternative Ausführungsform der 4C dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die elliptisch gebogen sind, wie die in den 2I und 2J dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4C dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
Es ist zu beachten, daß die Ausführungsformen der 4M, 4N und 4O miteinander kombiniert werden können, um eine asymmetrische elliptisch gebogene Dipolwellenantenne 17 zu erzeugen, wobei die Stabantennen 17A, 17B unterschiedliche Längen und unterschiedliche Amplituden einer Stabantenne 17A, 17B enthalten, einschließlich unterschiedlicher Amplituden innerhalb verschiedener Bereiche 21.
4P stellt eine alternative Ausführungsform der 4A dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die spiralförmig sind, wie die in den 2K und 2L dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4A dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4Q stellt eine alternative Ausführungsform der 4B dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die spiralförmig sind, wie die in den 2K und 2L dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4B dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
4R stellt eine alternative Ausführungsform der 4C dar, außer daß die Wellenantenne 17 Bereiche 21 umfaßt, die spiralförmig sind, wie die in den 2K und 2L dargestellte und oben beschriebene Wellenantenne 17. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 4C dargestellten Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
Es ist zu beachten, daß die Ausführungsformen der 4P, 4Q und 4R miteinander kombiniert werden können, um eine asymmetrische spiralförmige Dipolwellenantenne 17 zu erzeugen, wobei die Stabantennen 17A, 17B unterschiedliche Längen und unterschiedliche Amplituden einer Stabantenne 17A, 17B enthalten, einschließlich unterschiedlicher Amplituden innerhalb verschiedener Bereiche 21.
5A stellt eine andere Ausführungsform der mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbundenen, sechseckförmigen Wellenantenne 17 dar, bei der die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 so konfiguriert ist, daß sie Signale bei zwei unterschiedlichen Frequenzen empfängt. Eine sechseckförmige Wellenantenne 17, ähnlich der in den 2A und 2B dargestellten sechseckförmige Wellenantenne 17, ist mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden, um eine sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 zu bilden. Ein Resonanzring 40 ist ebenfalls kapazitiv mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden, um eine zweite Antenne 17 bereitzustellen, die bei einer zweiten und von der Betriebsfrequenz der sechseckförmigen Dipolwellenantenne 17 verschiedenen Frequenz arbeitet. Der Resonanzring 40 kann aus jeder Art von Material konstruiert sein, so lange das Material leitend ist.
Diese Ausführungsform kann besonders vorteilhaft sein, wenn die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 unabhängig von der Kraft, wie z. B. Dehnen oder Stauchen, die auf die sechseckförmige Wellenantenne 17 ausgeübt wird, in der Lage sein muß, drahtlose zu Kommunizieren. Der Resonanzring 40 ist konstruiert, seine ursprüngliche Form zu behalten, ungeachtet der Ausübung einer Kraft, die auf die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 oder ein Gut, einen Gegenstand oder Herstellungsartikel, der die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 enthält, ausgeübt wird. Abhängig von der Kraft, die auf die sechseckförmige Wellenantenne 17 oder ein Gut, einen Gegenstand oder Herstellungsartikel, der die sechseckförmige Wellenantenne 17 und die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 enthält, ausgeübt wird, kann sich die Länge der sechseckförmigen Wellenantenne 17 verändern, wodurch sie die Betriebsfrequenz der sechseckförmigen Wellenantenne 17 verändert. Die neue Betriebsfrequenz der sechseckförmigen Wellenantenne 17 kann sich ausreichend von der normalen Betriebsfrequenz unterscheiden, daß die sechseckförmige Wellenantenne 17 und die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 durch die Abfragelesevorrichtung 20 gesendete Signale möglicherweise nicht empfangen und/oder demodulieren können. Der Resonanzring 40 ist in der Lage, Signale 32 ungeachtet des Zustands der sechseckförmigen Wellenantenne 17 zu empfangen.
5B stellt ebenfalls eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, die eine sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 nutzt, die bei 915 MHz arbeitet, und einen Resonanzring 40, der bei 2,45 GHz arbeitet. Die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 und der Resonanzring 40 sind beide mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden, um der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 zu ermöglichen, bei zwei verschiedenen Frequenzen zu arbeiten. In dieser Ausführungsform sind jedoch die Leiter der sechseckförmigen Dipolwellenantenne 17 in einer ersten induktiven Windung 42A und einer zweiten induktiven Windung 42B um den Resonanzring 40 gewickelt. Auf diese Weise wird jede auf die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 ausgeübte Kraft diese Kraft auf den Resonanzring 40 anstatt auf die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 ausüben.
Diese Ausführungsform kann in Fällen vorteilhaft sein, in denen eine auf die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 ausgeübte Kraft ohne Bereitstellung eines Entlastungsmechanismus außer der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 selbst möglicherweise dazu führen würde, daß die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 getrennt wird, was dazu führen würde, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 nicht in der Lage wäre, drahtlos zu kommunizieren. Der Resonanzring 40 kann aus einem stärkeren Material konstruiert sein als der Verbindungspunkt zwischen der sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 und der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10, wodurch die Fähigkeit bereitgestellt wird, jede auf die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 ausgeübte Kraft aufzunehmen, ohne den Resonanzring 40 zu beschädigen. Diese Ausführungsform kann auch besonders vorteilhaft sein, wenn die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 auf einem Gut, Gegenstand oder Herstellungsartikel angebracht ist, der während seiner Herstellung oder Verwendung Kräften unterliegt, wie beispielsweise ein Gummireifen.
5C stellt eine andere, den in den 5A und 5B dargestellten ähnliche Ausführungsform dar. Der Resonanzring 40 ist jedoch direkt mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbunden und die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 ist direkt mit dem Resonanzring 40 verbunden. Eine erste und zweite leitende Befestigung 44A, 44B wird verwendet, um den Resonanzring mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 zu verbinden. Eine auf die sechseckförmige Dipolwellenantenne 17 ausgeübte Kraft wird statt auf die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 auf den Resonanzring 40 ausgeübt und von diesem aufgenommen, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 nicht beschädigt wird.
5D stellt eine alternative Ausführungsform von 5A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2C und 2D dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die achteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5E stellt eine alternative Ausführungsform von 5B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2C und 2D dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die achteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5F stellt eine alternative Ausführungsform von 5C dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2C und 2D dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die achteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5C dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5G stellt eine alternative Ausführungsform von 5A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2E und 2F dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5H stellt eine alternative Ausführungsform von 5B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2E und 2F dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5I stellt eine alternative Ausführungsform von 5C dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2E und 2F dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5C dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5J stellt eine alternative Ausführungsform von 5A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2G und 2H dargestellte und voranstehend beschriebene, Be reiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5K stellt eine alternative Ausführungsform von 5B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2G und 2H dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5L stellt eine alternative Ausführungsform von 5C dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2G und 2H dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5C dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5M stellt eine alternative Ausführungsform von 5A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2I und 2J dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die elliptisch gebogen sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5N stellt eine alternative Ausführungsform von 5B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2I und 2J dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die elliptisch gebogen sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5O stellt eine alternative Ausführungsform von 5C dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2I und 2J dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die elliptisch gebogen sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5C dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5P stellt eine alternative Ausführungsform von 5A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2K und 2L dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die spiralförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5Q stellt eine alternative Ausführungsform von 5B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2K und 2L dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die spiralförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
5R stellt eine alternative Ausführungsform von 5C dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2K und 2L dargestellte und voranstehend beschriebene, Bereiche 21 umfaßt, die spiralförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 5C dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6A stellt eine andere Ausführungsform der sechseckförmigen Wellenantenne 17 dar, wie die in den 2A und 2B dargestellte, die Bereiche 21 darstellt, die nahe beieinander sind. Wie bei den in den 2A bis 2L dargestellten Ausführungsformen bilden die in den 6A bis 6L dargestellten Ausführungsformen keinen Teil der beanspruchten Erfindung, sondern erleichtern das Verständnis der Erfindung. Wegen der Nähe ist die Kopp lung zwischen den einzelnen Elementen in der sechseckförmigen Wellenantenne 17 stark. Daher wird eine kleine Veränderung durch Dehnen der sechseckförmigen Wellenantenne 17 eine große Wirkung auf die Betriebsfrequenz der sechseckförmigen Wellenantenne 17 haben. Da die Veränderung der Betriebsfrequenz groß sein wird, ist es für eine kleine Dehnung der sechseckförmigen Wellenantenne 17 leichter, die Betriebsfrequenz der sechseckförmigen Wellenantenne 17 zu verändern.
6B stellt dieselbe, in 6A dargestellte sechseckförmige Wellenantenne 17 und drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 dar, wobei die sechseckförmige Wellenantenne 17 jedoch nicht gedehnt ist. Wenn diese sechseckförmige Wellenantenne 17 nicht gedehnt ist, berühren sich die Bereiche 21 in der sechseckförmigen Wellenantenne 17, um gewissermaßen als eine reguläre Dipolantenne ohne angewinkelte Bereiche 21 zu fungieren. In dieser Ausführungsform ist jeder Pol 17A, 17B der sechseckförmigen Wellenantenne 17 in seiner normalen Form 30,6 Millimeter lang und weist eine Betriebsfrequenz von 2,45 GHz auf, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 in der Lage ist, bei einer Frequenz von 2,45 GHz zu antworten.
6C stellt eine alternative Ausführungsform von 6A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2C und 2D dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die achteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6D stellt eine alternative Ausführungsform von 6B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2C und 2D dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die achteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6E stellt eine alternative Ausführungsform von 6A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2E und 2F dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckför mig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6F stellt eine alternative Ausführungsform von 6B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2E und 2F dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die fünfeckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6G stellt eine alternative Ausführungsform von 6A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2G und 2H dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6H stellt eine alternative Ausführungsform von 6B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2G und 2H dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die rechteckförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6I stellt eine alternative Ausführungsform von 6A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 21 und 25 dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die elliptisch gebogen sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6J stellt eine alternative Ausführungsform von 6B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 21 und 25 dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die elliptisch gebogen sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6K stellt eine alternative Ausführungsform von 6A dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2K und 2L dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die spiralförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6A dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
6L stellt eine alternative Ausführungsform von 6B dar, außer daß die Wellenantenne 17, wie die in den 2K und 2L dargestellte, Bereiche 21 umfaßt, die spiralförmig sind. Alle anderen Aspekte der oben erläuterten und in 6B dargestellten sechseckförmigen Wellenantenne 17 sind ebenso für diese Ausführungsform zutreffend.
7A stellt eine alternative Ausführungsform des leitenden Bereichs 21 der Wellenantenne 17 dar, die nicht die Erfindung repräsentiert, aber für das Verständnis der Erfindung hilfreich ist, wobei die Breite des Bereichs 21 entlang des Verlaufs der Form des Bereichs 21 dynamisch abgewandelt ist. Diese Ausführungsform ist nützlich für die oben erläuterten polygonalförmigen Wellenantennen.
7B stellt eine alternative Ausführungsform von 7A dar, die ebenfalls nicht die Erfindung repräsentiert, aber für das Verständnis der Erfindung hilfreich ist, die ein leitender Bereich 21 der Wellenantenne 17 ist, der nützlich für eine gebogene Wellenantenne 17 ist, wie die oben erläuterten elliptisch gebogenen oder spiralförmigen Wellenantennen 17. Diese Ausführungsform verteilt die Biegewirkung entlang dem leitenden Bereich 21, so daß die Wellenantenne 17 weniger bruchanfällig ist, genau wie die in 7A dargestellte Ausführungsform. Die voranstehende, auf 7A bezogene Erläuterung ist ebenso für die in 7B dargestellte Ausführungsform zutreffend.
8A stellt eine Art von Herstellungsartikel dar, der während seiner Herstellung und Verwendung Kräften ausgesetzt ist, und der eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und eine Wellenantenne 17, wie die in den 6A–6L dargestellte, oder jede andere der bereits erläuterten Wellenantennen 17 umfassen kann. Diese Ausführungsform umfaßt einen nach dem Stand der Technik bekannten Gummireifen 50, der an Transportfahrzeugen verwendet wird. Der Reifen 50 ist konstruiert, bei der Befestigung an einem Fahrzeugrad durch Luft mit Druck beaufschlagt zu werden, wodurch eine Dichtung zwischen dem Rad und dem Reifen 50 gebildet wird. Der Reifen 50 umfaßt eine Lauffläche 52, die eine bestimmte festgelegte Dicke aufweist. Die Lauffläche 52 hat eine linke Außenseite 54, eine rechte Außenseite 56 und ein Öffnung in der Mitte, wo der Reifen 50 konstruiert ist, an ein Rad zu passen. Die linke Außenseite 54 und die rechte Außenseite 56 sind in Winkeln, die im wesentlichen rechtwinklig zur Ebene der Lauffläche 52 sind, nach unten gebogen, um eine linke Außenwand 60 und eine rechte Außenwand 62 zu bilden. Bei der Bildung der linken Außenwand 60 und der rechten Außenwand 62, werden an der Innenseite der rechten Außenwand 62 auch eine linke Innenwand 64 und eine rechte Innenwand (nicht dargestellt) gebildet. Außerdem kann, abhängig von der Art des Reifens 50, für erhöhte Leistung und Lebensdauer unter der Oberfläche der Lauffläche 52 auch ein Stahlreifen 68 im Gummi des Reifens 50 eingefügt sein. Mehr Informationen über die Konstruktion und das Design eines typischen Reifens 50 werden im US Patent Nr. 5554242 mit dem Titel „Method for making a multi-component tyre [Verfahren zur Herstellung eines Mehrkomponentenreifens]" offenbart.
In dieser Ausführungsform sind an der Innenseite der Lauffläche 52 an der inneren Oberfläche des Reifens 50 eine drahtlose Kommunikationsanordnung 10 und eine Dipolwellenantenne 17 befestigt. Während der Herstellung eines Reifens 50, wird der Gummi im Reifen 50 einem Laminierverfahren unterzogen, bei dem der Reifen 50 auf das ungefähr 1,6-fache seiner normalen Größe gedehnt und dann wieder auf die normalen Maße eines Reifens geschrumpft wird. Wenn eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 während des Herstellungsprozesses im Inneren des Reifens 50 angebracht wird, müssen die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und Antenne 17 in der Lage sein, dem Dehnen und Schrumpfen, dem ein Reifen 50 unterzogen wird, zu widerstehen, ohne beschädigt zu werden. Die Wellenantenne 17 der vorliegenden Erfindung ist für diese Anwendung besonders geeignet, da die Wellenantenne 17 sich dehnen und schrumpfen kann, ohne den Leiter der Wellenantenne 17 zu beschädigen.
Ein Reifen 50 wird auch während seiner normalen Nutzung mit einem Gas, wie z. B. Luft, auf einen Druck aufgepumpt. Wenn die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und Antenne 17 im Inneren der Lauffläche 52 oder im Reifen 50 angebracht sind, dehnen sich die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und Antenne 17 abhängig vom Druckpegel im Reifen 50 aus und werden gestaucht. Je mehr Druck im Reifen 50 enthalten ist, desto mehr dehnt der Reifen sich aus. Daher muß jede im Inneren der Lauffläche 52 oder im Reifen 50 enthaltene drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und Antenne 17 in der Lage sein, dieser Dehnung zu standzuhalten, ohne beschädigt zu werden und/oder den ordnungsgemäßen Betrieb der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung zu beeinflussen.
8B stellt denselben, in 8A dargestellten Reifen dar. In dieser Ausführungsform steht der Reifen 50 jedoch unter Druck und hat die Dipolwellenantenne 17 gedehnt. Da die Dipolwellenantenne 17 in der Lage ist, sich zu dehnen, ohne beschädigt oder zerstört zu werden, wird die Dipolwellenantenne 17 nicht beschädigt oder zerstört, wenn der Reifen 50 gedehnt ist, wenn er einem Druck ausgesetzt ist. Es ist zu beachten, daß die im Inneren des Reifens 50 angebrachten Wellenantenne 17 auch eine Monopolwellenantenne 17 sein könnte, wie in den 2A, 2C, 2E, 2G, 2I und 2K dargestellten, oder eine andere Variante der Wellenantenne 17, einschließlich der in den 2A–6L dargestellten Wellenantennen. Es ist auch zu beachten, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und Wellenantenne 17 an einer beliebigen Stelle im Inneren des Reifens 50 bereitgestellt werden könnten, einschließlich der Dicke 53 der Lauffläche 52, der linken Innenwand 64 oder der rechten Innenwand (nicht gezeigt) im Inneren der rechten Außenwand 62.
Bei einer gegebenen Frequenz ist die Länge der Wellenantenne 17 für optimale Verbindung durch die elektrischen Eigenschaften des Materials beeinflußt, das die leitenden Bereiche der Antenne 17 umgibt und mit ihnen Kontakt ist. Da der Gummi des Reifens 50 große Mengen von „Kohlenschwarz", einem relativ leitfähigem Material, enthalten kann, kann ein Isoliermaterial mit den notwendigen elektrischen Eigenschaften erforderlich sein, um das Metall der Antenne 17 mit einer nicht leitenden Beschichtung (nicht dargestellt) einzuschließen, um es vom Gummi des Reifens 50 zu isolieren. In anderen Fällen muß die Länge der Elemente der Antenne 17 abgestimmt werden, um zu den elektrischen Eigenschaften des umgebenden Materials zu passen, was bei Antennen ein bekanntes Problem darstellt.
Es ist zu beachten, daß die oben erläuterte und in den 8A und 8B dargestellte Wellenantenne 17 jede der oben erläuterten und in den 2A–6L dargestellten Formen aufweisen kann, einschließlich polygonal, elliptisch gebogen und spiralförmig.
9 stellt einen Ablauf dar, bei dem die Abfragelesevorrichtung 20 konstruiert ist, mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und Wellenantenne 17 zu kommunizieren, um zu bestimmen, wann der Druck des Reifens 50 einen bestimmten festgelegten Schwellenwertdruck erreicht hat. Da eine Wellenantenne 17 auf der Grundlage des auf seine Leiter ausgeübten Drucks ihre Länge verändert, dehnt sich eine Wellenantenne 17 aus, wenn sie in einem Reifen 50 angebracht ist, wenn der Druck im Inneren des Reifens 50 steigt. Die Wellenantenne 17 kann auch so konstruiert sein, daß die Länge der Wellenantenne 17 nur eine bestimmte festgelegte Länge erreicht, um in der Lage zu sein, Signale bei der Betriebsfrequenz der Abfragelesevorrichtung zu empfangen, wenn der Reifen 50 einen bestimmten festgelegten Schwellenwertdruck erreicht.
Der Ablauf beginnt (Feld 70) und die Abfragelesevorrichtung 20 strahlt durch das Feld 34 ein Signal 32 aus, wie bereits für den Betrieb der in 1 dargestellten Abfragelesevorrichtung 20 und drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 erläutert. Die Abfragelesevorrichtung 20 überprüft, ob eine Antwortkommunikation von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfangen wurde (Feld 74). Wenn durch die Abfragelesevorrichtung 20 kein Antwortsignal von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfangen wird, fährt die Anfragelesevorrichtung 20 fort, in einer sich endlos wiederholenden Art (Feld 72) das Signal 32 durch das Feld 34 auszustrahlen, bis eine Antwort empfangen wird. Sobald eine Antwort von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 durch die Abfragelesevorrichtung 20 empfangen wird (Entscheidung 74), zeigt dies die Tatsache an, daß die mit der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 verbundene Wellenantenne 17 sich auf eine bestimmte Länge gedehnt hat, so daß die Betriebsfrequenz der Wellenantenne 17 mit der Betriebsfrequenz der Abfragelese vorrichtung 20 kompatibel ist (Feld 76). Die Abfragelesevorrichtung 20 kann melden, daß der die Kommunikationsvorrichtung 10 und Wellenantenne 17 enthaltende Reifen 50 einen bestimmten Schwellenwertdruck erreicht hat. Es ist zu beachten, daß die Wellenantennen 17 jede der in den 2A–6L dargestellten Wellenantennen 17 sein können.
10 stellt eine Ausführungsform eines Meldesystems 77 dar, das für die Abfragelesevorrichtung 20 bereitgestellt werden kann. Die Abfragelesevorrichtung 20 kann mit einem Meldesystem 77 verbunden werden. Dieses Meldesystem 77 kann sich in großer Nähe zu der Abfragelesevorrichtung 20 befinden und kann entweder durch eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung mit der Abfragelesevorrichtung 20 verbunden sein. Das Meldesystem 77 kann eine Benutzeroberfläche oder ein anderes Rechnersystem sein, das in der Lage ist, von einer Abfragelesevorrichtung 20 empfangene Datenkommunikationen zu empfangen und/oder zu speichern. Diese Informationen können jede Art von Informationen sein, die von einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfangene werden, insbesondere Identifikationsinformationen, Nachverfolgungsinformationen und/oder Umgebungsinformationen betreffend die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und/oder deren Umgebung, wie z. B. Druck oder Temperatur. Diese Informationen können für jeden Zweck verwendet werden. Beispielsweise können den Reifen 50 betreffende Identifikations-, Nachverfolgungs-, Temperatur-, Kraft- oder Druckinformationen während dessen Herstellung an das Meldesystem 77 kommuniziert werden, die dann zum Nachverfolgen, zur Qualitätskontrolle und Lieferkettenverwaltung verwendet werden. Wenn die vom Meldesystem empfangenen Informationen nicht normal oder ordnungsgemäß sind, kann das Meldesystem 77 die Herstellungsverfahren steuern, damit diese anhalten und/oder Verfahren während der Herstellung ändern und/oder für das Herstellungsverfahren zuständige Mitarbeiter alarmieren.
Das Meldesystem 77 kann auch von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 über die Abfragelesevorrichtung 20 empfangene Informationen an ein von dem Meldesystem 77 und/oder der Abfraglesevorrichtung 20 entferntes Fernsystem 78 kommunizieren. Die Kommunikation zwischen dem Meldesystem 77 und dem Fernsystem 78 kann durch drahtgebundene Kommunikation, drahtlose Kommunikation, Modemkommunikation oder andere Netzwerkkommunikation, wie z. B. das Internet, erfolgen. Alternativ kann die Abfragelesevorrich tung 20 die von der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 empfangene Informationen unter Verwendung der gleichen oder ähnlicher Kommunikationsmedien, die zwischen dem Meldesystem 77 und dem Fernsystem 78 verwendet werden, direkt an das Fernsystem 78 kommunizieren, anstatt zunächst die Informationen durch das Meldesystem 77 zu melden.
11 stellt für jede Art von in den 2A–6L dargestellter und oben erläuterter Wellenantenne ein Verfahren zur Herstellung einer Wellenantenne 17 und der Montage der Wellenantenne 17 an der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 dar. Das Verfahren umfaßt insgesamt acht Schritte. Jeder der Schritt ist mit den in 11 dargestellten, eingekreisten Zahlen gekennzeichnet. Der erste Schritt des Verfahrens umfaßt das Führen eines Leiterdrahts oder einer Leiterfolie für Antenne 17 durch Zahnkränze 120, um wechselnde Biegungen in dem Antennenleiter 17 zu erzeugen, um die Wellenantenne 17 zu bilden. Die Zahnkränze 120 umfassen einen oberen Zahnkranz 120A und einen unteren Zahnkranz 120B. Der obere Zahnkranz 120A dreht sich im Uhrzeigersinn und der untere Zahnkranz 120B dreht sich gegen den Uhrzeigersinn. Beide Zahnkränze 120A, 120B haben einen Umfang, so daß jeder der Zahnkränze 120A, 120B ineinandergreift, wenn sie sich drehen. Die Zahnkränze 120A, 120B sind geformt, um die gewünschte Form der Wellenantenne 17 zu erzeugen. Wenn der Antennenleiter 17 durch die Zahnkränze 120A, 120B geführt wird, werden wechselnde Biegungen in dem Antennenleiter 17 angebracht, um Spitzen 121 und Senken 122 in dem Antennenleiter 17 zu bilden, um die Wellenantenne 17 zu bilden.
Der zweite Schritt des Verfahrens umfaßt das Anbringen von Lötzinn auf Bereichen der Wellenantenne 17, so daß eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 in einem späteren Schritt auf der Wellenantenne 17 verlötet und befestigt werden kann. Eine Lötstation 123 wird bereitgestellt und umfaßt eine erste Verzinnposition 123A und eine zweite Verzinnposition 123B. Bei jedem vorab festgelegten Bereich der Wellenantenne 17, der durch die Lötstation 123 geführt wird, gehen die erste Verzinnposition 123A und die zweite Verzinnposition 123B nach oben, um Lötzinn auf der linken Seite der Spitze 124A und einer daneben liegenden rechten Seite der Spitze 124B anzubringen, so daß die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 im dritten Schritt des Verfahrens auf die Wellenantenne 17 gelötet werden kann. Es ist zu beachten, daß das Verfahren statt Löten auch Klebstoff, induktives Widerstandspress schweißen oder ein anderes geeignetes Haftmittel verwenden kann, um die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 an der Wellenantenne 17 zu befestigen.
Der dritte Schritt des Verfahrens umfaßt das Befestigen einer drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 an der Wellenantenne 17 verbunden. Eine drahtlose Kommunikationsanordnung 10 wird an der linken Seite der Spitze 124A und der rechten Seite der Spitze 124B an den Punkten des Lötzinns befestigt. Ein Haftmittel 126 wird verwendet, um die Anschlüsse oder Stifte (nicht gezeigt) der drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 an dem Lötzinn zu befestigen und Lötpaste wird an den Punkte hinzugefügt, an denen die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 an dem Lötzinn an der Wellenantenne 17 befestigt ist, um die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 leitend an der Wellenantenne 17 zu befestigen. Es ist zu beachten, daß, wenn die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 an der Wellenantenne 17 befestigt wird, die Spitze bei der drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 bleibt, die zu einem Kurzschluß 128 zwischen den beiden Eingangsanschlüssen (nicht gezeigt) der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 10 und zwei mit der drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 verbundenen Wellenantennen 17 führt.
Der vierte Schritt in dem Verfahren umfaßt das Leiten der mit der Wellenantenne 17 verbundenen drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 durch ein unter Fachleuten bekanntes Warmgasaufschmelzlötverfahren, um das Lötmittel sicher zwischen den Anschlüssen der drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 und der Wellenantenne 17 zu befestigen.
Der fünfte Schritt in dem Verfahren umfaßt das bekannte Verfahren des Reinigens von überflüssigem Lötmittel, das nicht verwendet wurde und während des vorhergehenden Lötens übrig geblieben ist.
Der sechste Schritt in dem Verfahren umfaßt das Entfernen des Kurzschlusses 128 zwischen den beiden Wellenantennen 17, der vom dritten Schritt in dem Verfahren bei der Spitze 124 der Wellenantenne 17 hinterlassen wurde. Abhängig von der Art und der Konstruktion der drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 kann der Kurzschluß 128 dazu führen, daß die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 nicht ordnungsgemäß arbeitet, um Signale zu empfangen und Antwortsignale zu remodulieren, oder nicht. Wenn die Funktion der drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 durch diesen Kurzschluß 128 nicht beeinflußt wird, kann dieser Schritt in dem Verfahren ausgelassen werden.
Der siebte Schritt in dem Verfahren umfaßt das Einkapseln der drahtlosen Kommunikationsanordnung 10. Die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 weist üblicherweise die Form eines integrierten Hochfrequenzschaltungschips auf, der in einem gehärteten, nicht leitenden Material, wie z. B. Kunststoff oder Epoxidharz, eingekapselt ist, um die Bauteile in Inneren des Chips vor Umwelteinflüssen zu schützen. Ein zusätzliches Kapselmaterial, wie z. B. Epoxidharz, kann auch über die Verbindungspunkte der drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 mit der Wellenantenne 17 hinzugefügt werden, um eine zusätzliche mechanische Spannungsentlastung hinzuzufügen.
Der achte und letzte Schritt umfaßt das Wickeln der an der Wellenantenne befestigten drahtlosen Kommunikationsanordnung 10 auf eine Rolle 130. Die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 und die Wellenantenne 17 sind auf einem Streifen enthalten, da der Leiter der Wellenantenne 17 noch nicht geschnitten wurde. Wenn gewünscht wird, die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 und die befestigte Wellenantenne 17 auf ein Gut, Gegenstand oder Herstellungsartikel, wie z. B. einen Reifen, aufzubringen, können die drahtlose Kommunikationsanordnung 10 und die befestigte Wellenantenne 17 von der Rolle 130 abgewickelt und der Leiter der Wellenantenne 17 in der Mitte zwischen zwei nacheinander folgenden drahtlosen Kommunikationsanordnungen 10 zerschnitten werden, um getrennte drahtlose Kommunikationsanordnungen 10 und Dipolwellenantennen 17 zu bilden.
Es ist zu beachten, daß es andere Verfahren zu Herstellung der Wellenantenne 17 gibt, unter anderem die Verwendung einer computerisierten numerischen Steuerungs-(CNC-)Maschine. Das Herstellungsverfahren kann demjenigen zur Herstellung von Federn entsprechen. Es ist ebenfalls zu beachten, daß die oben erläuterte und in 11 dargestellte Wellenantenne 17 für jede bereits erläuterte geformte Wellenantenne 17 stehen kann.
12 stellt den Kurzschluß 128 links von der drahtlosen Kommunikationsanordnungen 10 und polygonalförmigen Wellenantenne 17 als eine Abstimmspule dar. Einige drahtlose UHF-Kommunikationsvorrichtungen funktionieren am besten, wenn sich ein Gleichstromkurzschluß in der Form einer Abstimmspule quer über der drahtlosen Kommunikationsanordnungen 10 befindet und daher kann des Verfahrens des Entfernens des Kurzschlusses 128 ausgelassen werden. 12A stellt eine alternative Ausführungsform der polygonalförmigen Wellenantenne 17 und drahtlosen Kommunikationsanordnungen 10 dar, bei der ein ungleichmäßiger Zahnkranz 120 in Schritt 1 des in 11 dargestellten Verfahrens verwendet wurde, um einen erweiterten Schleifenkurzschluß 128 quer über der drahtlosen Kommunikationsanordnungen 10 zu erzeugen. Dies sorgt für die nötige Menge an Induktivität für die optimale Funktion der drahtlosen Kommunikationsanordnungen 10, da die Wellenantenne 17 und der Kurzschluß 128 parallel zueinander sind.
Es ist zu beachten, daß die in 12 dargestellte und oben erläuterte Ausführungsform auch mit jeder polygonalen, elliptisch gebogenen oder spiralförmigen Wellenantenne 17 umgesetzt werden kann, einschließlich der oben erläuterten und in den 2A–6L dargestellten polygonalen, elliptisch gebogenen oder spiralförmigen Wellenantennen 17.
Die oben dargelegten Ausführungsformen machen die notwendigen Informationen aus, um Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung anzuwenden, und stellen die beste Art der Anwendung der Erfindung dar. Beim Lesen der vorangehenden Beschreibung im Licht der beigefügten Zeichnungen verstehen Fachleute die Ideen der Erfindung und erkennen Anwendungen dieser Ideen, die hier nicht ausdrücklich angesprochen wurden. Es wird davon ausgegangen, daß diese Ideen und Anwendungen in den Geltungsbereich der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche fallen.
Es wird davon ausgegangen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf Anwendungen beschränkt ist, die einen Fahrzeugreifen umfassen. Es wird ebenfalls davon ausgegangen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf eine bestimmte Art von Bauteil beschränkt ist, insbesondere auf die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 10 und deren Bauteile, die Wellenantenne 17, die Abfragelesevorrichtung 20 und deren Bauteile, den Drucksensor 18, den Temperatursensor 19, den Resonanzring 40, den Reifen 50 und dessen Bauteile, das Meldesystem 77, das Fernsystem 78, das Rad 100 und seine Bauteile, die Zahnkränze 120, die Lötstation 123 und das Haftmittel 124. Zum Zweck dieser Anmeldung ist verbinden, verbunden oder Verbindung entweder als direkte Verbindung oder als reaktive Verbindung definiert. Reaktive Verbindung ist entweder als kapazitive oder induktive Verbindung definiert. Die in dieser Anmeldung erläuterte Wellenantenne 17 kann polygonal, elliptisch gebogen oder spiralförmig sein.

Claims

Drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10), umfassend: einen RFID-Chip (10) und eine Wellenantenne (17), umfassend zumindest einen Leiter (17A, 17B), wobei die Wellenantenne (17) mit dem RFID-Chip (10) verbunden ist, und die Wellenantenne und der Leiter polygonalförmig oder elliptisch gebogen oder spiralförmig sind, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) zum Kommunizieren bei zwei unterschiedlichen Frequenzen in der Lage ist, und dadurch, daß die Wellenantenne (17) zumindest einen polygonalförmigen Leiter (17A, 17B) aufweist, der umfaßt: einen ersten Abschnitt (21A, 21B) mit einer ersten Länge, um eine erste polygonalförmige Wellenantenne (17) zu bilden, die so konstruiert ist, daß sie bei einer ersten Betriebsfrequenz arbeitet, und einen zweiten Abschnitt (21A, 21B) mit einer zweiten Länge, um eine zweite polygonalförmige Wellenantenne zu bilden, die so konstruiert ist, daß sie bei einer zweiten Betriebsfrequenz arbeitet, wobei die polygonale Form Krümmungen mit drei oder mehr Seiten umfaßt, oder dadurch, daß die Wellenantenne (17) zumindest einen elliptisch gebogenen Leiter (17A, 17B) aufweist, der umfaßt: einen ersten Abschnitt (21A, 21B) mit einer ersten Länge, um eine erste elliptisch gebogene Wellenantenne (17) zu bilden, die so konstruiert ist, daß sie bei einer ersten Betriebsfrequenz arbeitet, und einen zweiten Abschnitt (21C, 21D) mit einer zweiten Länge, um eine zweite elliptisch gebogene Wellenantenne (17) zu bilden, die so konstruiert ist, daß sie bei einer zweiten Betriebsfrequenz arbeitet, oder dadurch, daß die Wellenantenne (17) zumindest einen spiralförmigen Leiter (17A, 17B) aufweist, der umfaßt: einen ersten Abschnitt (21A, 21B) mit einer ersten Länge, um eine erste spiralförmige Wellenantenne (17) zu bilden, die so konstruiert ist, daß sie bei einer ersten Betriebsfrequenz arbeitet, und einen zweiten Abschnitt (21C, 21D) mit einer zweiten Länge, um eine zweite spiralförmige Wellenantenne (17) zu bilden, die so konstruiert ist, daß sie bei einer zweiten Betriebsfrequenz arbeitet, oder dadurch, daß die Vorrichtung (10) ferner einen mit der polygonalförmigen Wellenantenne (17) oder der elliptisch gebogenen Wellenantenne oder der spiralförmigen Wellenantenne (17) verbundenen Resonanzring (40) umfaßt, wobei die polygonalförmige Wellenantenne (17) oder die elliptisch gebogene Wellenantenne (17) oder die spiralförmige Wellenantenne (17) bei einer ersten Betriebsfrequenz arbeitet und der Resonanzring (40) eine zweite Antenne bildet, die bei einer zweiten Betriebsfrequenz arbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonalförmige Wellenantenne (17) von der Gruppe umfaßt ist, die aus einem polygonalförmigen Monopolleiter (17) und einem polygonalförmigen Dipolleiter (17A, 17B) besteht, oder daß die elliptisch gebogene Wellenantenne (17) von der Gruppe umfaßt ist, die aus einem elliptisch gebogenen Monopolleiter (17) und einem elliptisch gebogenen Dipolleiter (17A, 17B) besteht, oder daß die spiralförmige Wellenantenne (17) von der Gruppe umfaßt ist, die aus einem spiralförmigen Monopolleiter (17) und einem spiralförmigen Dipolleiter (17A, 17B) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des zumindest einen polygonalförmigen Leiters (17A, 17B) oder des zumindest einen elliptisch gebogenen Leiters (17A, 17B) oder des zumindest einen spiralförmigen Leiters (17A, 17B) über die gesamte Länge des polygonalförmigen Leiters oder des elliptisch gebogenen Leiters (17) oder des spiralförmigen Leiters (17) gleich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des zumindest einen polygonalförmigen Leiters (17A, 17B) in zumindest zwei unterschiedlichen Bereichen (21A, 21B, 21C, 21D) des polygonalförmigen Leiters (17) unterschiedlich ist, oder daß die Amplitude des zumindest einen elliptisch gebogenen Leiters (17A, 17B) in zumindest zwei unterschiedlichen Bereichen (21A, 21B, 21C, 21D) des elliptisch gebogenen Leiters unterschiedlich ist, oder daß die Amplitude des zumindest einen spiralförmigen Leiters (17A, 17B) in zumindest zwei unterschiedlichen Bereichen (21A, 21B, 21C, 21D) des spiralförmigen Leiters (17A, 17B) unterschiedlich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine polygonalförmige Leiter (17) oder der zumindest eine elliptisch gebogene Leiter (17) oder der zumindest eine spiralförmige Leiter (17) mit einem nicht leitenden Material beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (21A, 21B) des zumindest einen polygonalförmigen Leiters (17) oder des zumindest einen elliptisch gebogenen Leiters (17) oder des zumindest einen spiralförmigen Leiters (17) mit dem RFID-Chip (10) verbunden ist und der zweite Abschnitt (21C, 21D) des zumindest einen polygonalförmigen Leiters (17) oder des zumindest einen elliptisch gebogenen Leiters (17) oder des zumindest einen spiralförmigen Leiters (17) mit dem ersten Abschnitt (21A, 21B) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (21A, 21B) des zumindest einen polygonalförmigen Leiters (17) oder des zumindest einen elliptisch gebogenen Leiters (17) oder des zumindest einen spiralförmigen Leiters (17) eine erste Amplitude aufweist und der zweite Abschnitt (21C, 21D) des zumindest einen polygonalförmigen Leiters (17) oder des zumindest einen elliptisch gebogenen Leiters (17) oder des zumindest einen spiralförmigen Leiters (17) eine von der ersten Amplitude verschiedene zweite Amplitude aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine polygonalförmige Leiter (17) einen ersten polygonalförmigen Leiter (17A) und einen zweiten polygonalförmigen Leiter (17B) umfaßt, wobei sowohl der erste polygonalförmige Leiter (17A) als auch der zweite polygonalförmige Leiter (17B) mit dem RFID-Chip (10) verbunden sind, um die polygonalförmige Dipolwellenantenne (17) zu bilden, oder daß der zumindest eine elliptisch gebogene Leiter (17) einen ersten elliptisch gebogenen Leiter (17A) und einen zweiten elliptisch gebogenen Leiter (17B) umfaßt, wobei sowohl der erste elliptisch gebogene Leiter (17A) als auch der zweite elliptisch gebogene Leiter (17B) mit dem RFID-Chip (10) verbunden sind, um eine elliptisch gebogene Dipolwellenantenne (17) zu bilden, oder daß der zumindest eine spiralförmige Leiter (17) einen ersten spiralförmigen Leiter (17A) und einen zweiten spiralförmigen Leiter (17B) umfaßt, wobei sowohl der erste spiralförmige Leiter (17A) als auch der zweite spiralförmige Leiter (17B) mit dem RFID-Chip (10) verbunden sind, um eine spiralförmige Dipolwellenantenne (17) zu bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste polygonalförmige Leiter (17A) einen ersten Abschnitt (21A, 21B) mit einer ersten Amplitude und einen zweiten Abschnitt (21C, 21D) mit einer von der ersten Amplitude verschiedenen zweiten Amplitude aufweist, oder daß der erste elliptisch gebogene Leiter (17A) einen ersten Abschnitt (21A, 21B) mit einer ersten Amplitude und einen zweiten Abschnitt (21C, 21D) mit einer von der ersten Amplitude verschiedenen zweiten Amplitude aufweist, oder daß der erste spiralförmige Leiter (17A) einen ersten Abschnitt (21A, 21B) mit einer ersten Amplitude und einen zweiten Abschnitt (21C, 21D) mit einer von der ersten Amplitude verschiedenen zweiten Amplitude aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste polygonalförmige Leiter (17A) eine erste Länge aufweist und der zweite polygonalförmige Leiter (17B) eine von der ersten Länge verschiedene zweite Länge aufweist, oder daß der erste elliptisch gebogene Leiter (17A) eine erste Länge aufweist und der zweite elliptisch gebogene Leiter (17B) eine von der ersten Länge verschiedene zweite Länge aufweist, oder daß der erste spiralförmige Leiter (17A) eine erste Länge aufweist und der zweite spiralförmige Leiter (17B) eine von der ersten Länge verschiedene zweite Länge aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzring (40) kapazitiv mit der polygonalförmigen Wellenantenne (17, 17A, 17B) oder der elliptisch gebogenen Wellenantenne (17, 17A, 17B) oder der spiralförmigen Wellenantenne (17, 17A, 17B) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonanzring (40) zusätzlich mit dem RFID-Chip (10) verbunden ist, so daß eine auf die polygonalförmige Wellenantenne (17) oder die elliptisch gebogene Wellenantenne (17) oder die spiralförmige Wellenantenne (17) ausgeübte Kraft ganz oder teilweise auf den Resonanzring (40) ausgeübt wird, um eine mechanische Beanspruchung des RFID-Chips (10) zu vermindern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Leiter (17A, 17B) eine Spitze aufweist, die dicker als die anderen Bereiche des zumindest einen Leiters (17A, 17B) ist, um die Bruchanfälligkeit der polygonalförmigen Wellenantenne (17) oder der elliptisch gebogenen Wellenantenne (17) oder der spiralförmigen Wellenantenne (17) zu vermindern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Leiter (17A, 17B) erhitzt wird, um die Spannung in dem zumindest einen Leiter (17A, 17B) zu vermindern, um die Bruchanfälligkeit der polygonalförmigen Wellenantenne (17) oder der elliptisch gebogenen Wellenantenne (17) oder der spiralförmigen Wellenantenne (17) zu vermindern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonale Form von der Gruppe umfaßt ist, die aus einem Viereck, einem Fünfeck, einem Sechseck, einem Siebeneck, einem Achteck, einem Neuneck und einem Zehneck besteht.
Einrichtung, umfassend: eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 und einen Reifen (50), dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) im Inneren des Reifens (50) angebracht ist, um den Reifen (50) betreffende Informationen zu erfassen und die Informationen drahtlos zu kommunizieren und die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) in der Lage ist, bei einer zweiten Frequenz zu kommunizieren, indem die Einrichtung ferner einen mit der polygonalförmigen oder elliptisch gebogenen oder spiralförmigen Wellenantenne (17) verbundenen Resonanzring (40) umfaßt, wobei der Resonanzring (40) eine zweite Antenne bildet, die bei einer zweiten Betriebsfrequenz arbeitet.
Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen Umgebungsinformationen sind.
Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen (50) umfaßt: eine Außenfläche, umfassend: eine kreisförmige Lauffläche (52) mit einer linken Außenseite (54) und einer rechten Außenseite (56) und einer Öffnung (58), und die linke Außenseite (54) und die rechte Außenseite (56) beide in einem im wesentlichen rechten Winkel zur Lauffläche verlaufen, um eine linke Außenwand (60) und eine rechte Außenwand (62) zu bilden, die im wesentlichen rechtwinklig zur Lauffläche (52) sind, und um eine linke Innenwand (64) und eine rechte Innenwand (66) zu bilden, die im wesentlichen rechtwinklig an einer der Lauffläche (52) gegenüberliegenden internen Wand befestigt sind, und daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) an einer Wand (64, 66) im Inneren des Reifens (50) angebracht ist, die von der Gruppe umfaßt ist, die aus der linken Innenwand (64), der rechten Innenwand und der internen Wand besteht.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonalförmige oder elliptisch gebogene oder spiralförmige Wellenantenne (17) sich ausdehnt, wenn auf den Reifen (50) Druck ausgeübt wird.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (52) Gummi mit einer Dicke (53) umfaßt, wobei die polygonalförmige oder elliptisch gebogene oder spiralförmige Wellenantenne (17) im Inneren des Gummis enthalten ist.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (52) Gummi mit einer Dicke (53) umfaßt, wobei die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) im Inneren des Gummis enthalten ist.
Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) mit einem im Inneren des Reifens (50) enthaltenen Drucksensor (18) verbunden ist, der den Druck im Inneren des Reifens (50) mißt, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) drahtlos den Druck im Inneren des Reifens (50) als Umgebungsinformation kommunizieren kann.
Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) mit einem im Inneren des Reifens (50) enthaltenen Temperatursensor (19) verbunden ist, der die Temperatur im Inneren des Reifens (50) mißt, so daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) drahtlos die Temperatur im Inneren des Reifens (50) als Umgebungsinformation kommunizieren kann.
Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine polygonalförmige Leiter (17A, 17B) eine Spitze aufweist, die dicker als die anderen Bereiche des zumindest einen Leiters (17A, 17B) ist, um die Bruchanfälligkeit der polygonalförmigen Wellenantenne (17) zu vermindern, oder daß der zumindest eine elliptisch gebogene Leiter (17A, 17B) eine Spitze aufweist, die dicker als die anderen Bereiche des zumindest einen Leiters (17A, 17B) ist, um die Bruchanfälligkeit der elliptisch gebogenen Wellenantenne (17) zu vermindern, oder daß der zumindest eine spiralförmige Leiter (17A, 17B) eine Spitze aufweist, die dicker als die anderen Bereiche des zumindest einen Leiters (17A, 17B) ist, um die Bruchanfälligkeit der spiralförmigen Wellenantenne (17) zu vermindern.
Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonale Form von der Gruppe umfaßt ist, die aus einem Viereck, einem Fünfeck, einem Sechseck, einem Siebeneck, einem Achteck, einem Neuneck und einem Zehneck besteht.
System zum drahtlosen Kommunizieren von Informationen über einen Reifen, umfassend: ein Abfragelesegerät (20) und eine Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Kommunikationsvorrichtung (10) drahtlos die Informationen an das Abfragelesegerät (20) kommuniziert.
Verfahren zur Herstellung einer polygonalförmigen oder elliptisch gebogenen oder spiralförmigen Wellenantenne, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt: das Führen einer leitenden Folie (17) durch einen ersten Zahnkranz (120A) und einen zweiten Zahnkranz (120B), die beide einen polygonalförmigen oder elliptisch gebogenen oder spiralförmigen Umfang aufweisen, wobei die polygonale Form Krümmungen mit drei oder mehr Seiten umfaßt, und in einer senkrechten Ebene zueinander angeordnet sind, wobei der polygonalförmige oder elliptisch gebogene oder spiralförmige Umfang sowohl in dem ersten Zahnkranz (120A) als auch dem zweiten Zahnkranz (120B) im wesentlichen ineinandergreifen, wenn sich der erste Zahnkranz (120A) dreht, vorzugsweise im Uhrzeigersinn, und sich der zweite Zahnkranz (120B) dreht, vorzugsweise gegen den Uhrzeigersinn, und das Ausbilden wechselnder Biegungen in der leitenden Folie (17), wenn die leitende Folie (17) durch den ersten Zahnkranz (120A) und den zweiten Zahnkranz (120B) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonale Form von der Gruppe umfaßt ist, die aus einem Viereck, einem Fünfeck, einem Sechseck, einem Siebeneck, einem Achteck, einem Neuneck und einem Zehneck besteht.
Verfahren zur Herstellung einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (10), die mit einer polygonalförmigen oder elliptisch gebogenen oder spiralförmigen Wellenantenne verbunden ist, umfassend die Schritte zur Herstellung einer Antenne (17) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselnden Biegungen in der leitenden Folie (17) ausgebildet werden, wenn die leitende Folie (17) durch den ersten Zahnkranz (120A) und den zweiten Zahnkranz (120B) geführt wird, um eine leitende Folie (17) mit einer Mehrzahl von Biegungen zu bilden, die eine Mehrzahl von durch Senken (124B) getrennte Spitzen (124A) bilden, wobei das Verfahren ferner das Löten von Chips zur drahtlosen Kommunikation (10) einzeln auf jede Seite einer der Mehrzahl von Spitzen (124A) unter Verwendung von Lötmittel umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner die Schritte umfaßt: das Aufschmelzlöten der Chips zur drahtlosen Kommunikation (10) mit Warmgas nach dem Schritt des Lötens, das Reinigen des überschüssigen Lötmittels nach dem Schritt des Lötens und das Entfernen eines quer über jede Seite der Mehrzahl von Spitzen (124A) gebildeten Kurzschlusses (128) nach dem Schritt des Lötens, wobei die Schritte des Aufschmelzlötens, Reinigens und Entfernens nach dem Schritt des Lötens ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonale Form von der Gruppe umfaßt ist, die aus einem Viereck, einem Fünfeck, einem Sechseck, einem Siebeneck, einem Achteck, einem Neuneck und einem Zehneck besteht.