DE19542441A1 - Antenna device for an anti-theft system - Google Patents

Antenna device for an anti-theft system

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Abstract

An antenna device mounted in a vehicle comprising two individual antennae coils 3 communicates with a portable transponder in order to unlock the vehicle doors when a correct answer code signal is given by the transponder in response to a question code signal sent by the antennae. The coils are driven by sinusoidal signals from a control apparatus 4, the signals to one coil being phase displaced with respect to the other so that the resultant electromagnetic field moves to and fro in space. In this way the transponder can be detected regardless of its orientation with respect to the antennae. An individual antenna 3 may have a small energy coil 14 producing a high field density for charging a transponder energy store such as a capacitor, when it is in close proximity to the coil. The transponder may be in a key which is charged when inserted in a door lock. The antennae may be placed in different parts of the vehicle such as in the doors, bumpers, floor, boot, or external mirrors.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung für ein Dieb­ stahlschutzsystem, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist und über die Signale zu einer Identifizierungseinheit ausge­ sendet und von dieser empfangen werden.The invention relates to an antenna device for a thief steel protection system, which is arranged in a motor vehicle and via the signals to an identification unit is sent and received by it.

Eine bekannte Antennenvorrichtung (DE 41 23 654 A1) ist in Außenspiegeln des Kraftfahrzeugs angeordnet. Wenn ein Benut­ zer in das Fahrzeug einsteigen möchte, so wird durch Betäti­ gen des Türgriffs ein Frage-Antwort-Dialog ausgelöst. Dabei wird ein Fragecodesignal von einer Antenne zu einem von dem Benutzer getragenen Transponder gesendet. Dieser sendet ein Antwortcodesignal zu dem Kraftfahrzeug zurück. Dort wird das Antwortcodesignal mit einem Sollcodesignal verglichen und wenn die beiden übereinstimmen, werden die Türen entriegelt.A known antenna device (DE 41 23 654 A1) is in Outside mirrors of the motor vehicle arranged. If a user want to get into the vehicle, a question-answer dialog was triggered. Here a question code signal from one antenna to one of the User carried transponder sent. This sends one Response code signal back to the motor vehicle. There it will Answer code signal compared with a target code signal and if the two match, the doors are unlocked.

Solche Antennen können beispielsweise als Spulen ausgeführt sein. Durch Ansteuern der Spulen mit sinusförmigen Signalen werden elektromagnetische Felder erzeugt. Diese Felder indu­ zieren in einer Transponderspule eines tragbaren Transponders eine Spannung. Damit die induzierte Spannung möglichst groß ist, müssen Feldlinien in genügendem Maße die Transponderspu­ le durchsetzen.Such antennas can be designed as coils, for example be. By driving the coils with sinusoidal signals electromagnetic fields are generated. These fields indu adorn in a transponder coil of a portable transponder a tension. So that the induced voltage is as large as possible field lines must have sufficient transponder spo enforce le.

Nun kann es jedoch vorkommen, daß der tragbare Transponder zufälligerweise so in seiner Lage positioniert ist, daß die Achse der Transponderspule senkrecht zu der Achse der Spule im Kraftfahrzeug gerichtet ist. Dann wird die Transponderspu­ le nicht oder nicht genügend von dem Feld durchsetzt, so daß das Fragecodesignal von dem Transponder nicht empfangen wird.Now it can happen that the portable transponder happened to be positioned so that the Axis of the transponder coil perpendicular to the axis of the coil is directed in the motor vehicle. Then the transponder spu le not or not sufficiently penetrated by the field, so that the transponder does not receive the question code signal.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Antennenvor­ richtung zu schaffen, deren Signale sicher von einem tragba­ ren Transponder empfangen werden, wenn sich der Transponder in der Nähe der Antennenvorrichtung befindet.The invention is based on the problem of an antenna to create direction, the signals of which are transmitted safely from a  Ren transponder can be received when the transponder is located near the antenna device.

Dies Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.This problem is solved according to the invention by the features of the Pa claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Un marked claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will follow hand of the schematic drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Antennenvorrichtung, Fig. 1 shows an antenna device according to the invention,

Fig. 2 die Überlagerung von sinusförmigen Wellen, FIG. 2 shows the superposition of sinusoidal waves,

Fig. 3 einen Feldlinienbild des durch die Antennenvorrich­ tung erzeugten Magnetfeldes, Fig. 3 shows a field line picture of the magnetic field generated by the processing Antennenvorrich,

Fig. 4a bis 4c magnetische Flußverkettung einer Spule in dem Magnetfeld und FIGS. 4a to 4c magnetic flux linkage of a coil in the magnetic field and

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Wirkungsbereiche der Magnetfelder bei einem Kraftfahrzeug. Fig. 5 is a schematic representation of the areas of action of the magnetic fields in a motor vehicle.

Eine erfindungsgemäße Antennenvorrichtung 1 (Fig. 1) für ein Diebstahlschutzsystem ist an oder in einem Kraftfahrzeug 2 angeordnet. Sie besteht aus Einzelantennen 3, die jeweils von sinusförmigen Signalen über ein Steuergerät 4 angesteuert werden. Dadurch werden elektromagnetische Felder erzeugt, die von der geometrischen Ausbildung der Einzelantennen 3 und von der Leistung der Signale abhängig sind und die sich gegensei­ tig zu einem Überlagerungsfeld überlagern.An antenna device 1 according to the invention ( FIG. 1) for an anti-theft system is arranged on or in a motor vehicle 2 . It consists of individual antennas 3 , each of which is controlled by sinusoidal signals via a control device 4 . As a result, electromagnetic fields are generated which are dependent on the geometric design of the individual antennas 3 and on the power of the signals and which overlap to form an overlay field.

Für ein Diebstahlschutzsystems wird zunächst ein Fragecodesi­ gnal mit Hilfe des elektromagnetischen Feldes von der Anten­ nenvorrichtung 1 zu einem tragbaren Transponder ausgesendet. Der Transponder weist eine Transponderspule 5 (vgl. Fig. 3) auf, die das Fragecodesignal empfängt. Daraufhin wird im Transponder ein Antwortcodesignal erzeugt, das eine benutzer­ spezifische Codeinformation enthält. Über die Transponderspu­ le 5 oder einen anderen Sender wird das Antwortcodesignal zu den Einzelantennen 3 oder einem sonstigen Empfänger im Kraft­ fahrzeug 2 zurückgesendet. Das empfangene Antwortcodesignal wird in dem Steuergerät 4 mit einem Sollcodesignal verglichen und bei Übereinstimmung der beiden Signale wird ein Freigabe­ signal, zum Beispiel zum Entriegeln der Türen oder zum Frei­ geben der Wegfahrsperre erzeugt.For an anti-theft system, a question code signal is first transmitted with the help of the electromagnetic field from the antenna device 1 to a portable transponder. The transponder has a transponder coil 5 (cf. FIG. 3) which receives the question code signal. A response code signal is then generated in the transponder, which contains user-specific code information. Via the transponder coil 5 or another transmitter, the response code signal is sent back to the individual antennas 3 or another receiver in the motor vehicle 2 . The received response code signal is compared in the control unit 4 with a target code signal and if the two signals match, a release signal is generated, for example to unlock the doors or to release the immobilizer.

Das Fragecodesignal kann auch von mehreren, verteilt im oder am Kraftfahrzeug 2 angeordneten Antennenvorrichtungen 1 bis 1′′′′ (vgl. hierzu Fig. 5) zum Teil zeitgleich ausgesendet werden. Je nachdem, welche Antennenvorrichtung 1 und mit wel­ cher Intensität das Antwortcodesignal empfangen wird, kann der Transponder lokalisiert werden. Durch zeitlich nacheinan­ der durchgeführtes Aussenden des Fragecodesignals und Empfan­ gen des Antwortcodesignals und mit Hilfe der empfangenen In­ tensität kann sogar eine Bewegungsrichtung des Transponders erkannt werden.The question code signal can also be transmitted simultaneously by several antenna devices 1 to 1 '''' (see FIG. 5) arranged in or on the motor vehicle 2 . Depending on which antenna device 1 and with what intensity the response code signal is received, the transponder can be located. By sequentially sending out the question code signal and receiving the response code signal and with the aid of the received intensity, a direction of movement of the transponder can even be detected.

Die erfindungsgemäße Antennenvorrichtung 1 besteht zumindest aus einem Paar von zwei räumlich voneinander getrennten Ein­ zelantennen 3. Eine Einzelantenne 3 besteht jeweils aus einer Spule 6 mit einer oder mehreren Windungen, die auf einen Spu­ lenkörper gewickelt sind.The antenna device 1 according to the invention consists at least of a pair of two spatially separated zelantennen A third A single antenna 3 consists of a coil 6 with one or more turns, which are wound on a spool body.

Beide Einzelantennen 3 werden getrennt voneinander über das Steuergerät 4 gesteuert. Die beiden Einzelantennen 3 liegen dabei möglichst dicht nebeneinander und werden beispielsweise mit einer Phasenverschiebung mit einem Phasenwinkel ϕ = 45° gesteuert.Both individual antennas 3 are controlled separately from one another via the control unit 4 . The two individual antennas 3 are as close as possible to one another and are controlled, for example, with a phase shift with a phase angle ϕ = 45 °.

Wird über solch eine Antennenvorrichtung 1 ein Signal mit ei­ ner Frequenz von etwa 125 kHz ausgestrahlt, so erzeugen beide Spulen 6 elektromagnetische Felder (im folgenden als Magnet­ felder bezeichnet), die sich überlagern (im folgenden als Überlagerungsfeld bezeichnet). If a signal with a frequency of approximately 125 kHz is emitted via such an antenna device 1 , then both coils generate 6 electromagnetic fields (hereinafter referred to as magnetic fields) which overlap (hereinafter referred to as an overlay field).

Die Überlagerung von zwei sinusförmigen Magnetfeldern wird vereinfacht mittels der Überlagerung zweier sinusförmiger Si­ gnale 7 und 8 anhand der Fig. 2 erläutert. Das zweite Signal 8 (punktierte Kurve in der Fig. 2) mit dem die zweite Einze­ lantenne 3 gesteuert wird ist gegenüber dem ersten Signal 7 (gestrichelt dargestellte Kurve in Fig. 2), mit dem die er­ ste Einzelantenne 3 gesteuert wird, um etwa den Phasenwinkel ϕ = 45° phasenverschoben. Als Überlagerungsfeld ergibt sich ein Überlagerungssignal 9 mit gleicher Frequenz, jedoch in Abhängigkeit vom Phasenwinkel ϕ veränderter Amplitude (die Amplitude entspricht der Feldstärke).The superimposition of two sinusoidal magnetic fields is simplified by means of the superimposition of two sinusoidal signals 7 and 8 with reference to FIG. 2. The second signal 8 (dotted curve in FIG. 2) with which the second individual antenna 3 is controlled is compared to the first signal 7 (curve shown in dashed lines in FIG. 2) with which the individual antenna 3 is controlled by approximately the phase angle ϕ = 45 ° out of phase. An overlay field 9 with the same frequency, but depending on the phase angle ϕ of the changed amplitude (the amplitude corresponds to the field strength) results as the overlay field.

Die Überlagerung der Signale 7 und 8 nach Fig. 2 gilt analog für das Überlagern von durch sinusförmige Signale erzeugten Magnetfeldern. Die Überlagerung nach Fig. 2 gilt jedoch nur für einen einzigen Raumpunkt entlang der Antennenvorrichtung 1. In diesem Raumpunkt nimmt die Feldstärke entsprechend des resultierenden Überlagerungssignals 9 bis zu einem Maximum Pmax zu, nimmt dann bis zu einem negativen Maximum Pmin ab und nimmt wieder zu. Bei benachbarten Raumpunkten geschieht dies zeitlich später. Somit entsteht ein Magnetfeld, bei dem das Maximum Pmax von einem Ende über die gesamte Antennenvorrich­ tung 1 bis zum anderen Ende wandert und wieder zurück.The superposition of signals 7 and 8 according to FIG. 2 applies analogously to the superimposition of magnetic fields generated by sinusoidal signals. However, the overlay of FIG. 2 only applies to a single point in space along the antenna device 1. In this spatial point, the field strength increases according to the resulting superposition signal 9 up to a maximum P max , then decreases up to a negative maximum P min and increases again. For neighboring spatial points, this happens later. This creates a magnetic field in which the maximum P max moves from one end over the entire antenna device 1 to the other end and back again.

Es wird also ein hin- und herwackelndes Feld erzeugt, das ge­ nauso wirkt, als ob eine einzelne Spule 6 mit einem einzigen Signal mit derselben Frequenz gesteuert wird und im Raum hin- und herbewegt würde (vgl. Bewegung gemäß dem Doppelpfeil in Fig. 3).A wobbling field is thus generated, which acts exactly as if a single coil 6 is controlled with a single signal with the same frequency and is moved back and forth in space (cf. movement according to the double arrow in FIG. 3 ).

Durch Ändern des Phasenwinkels ϕ = 45° können unterschiedlich große Maxima erreicht werden. Das kleinste Maximum des Über­ lagerungsfeldes wird erreicht, wenn der Phasenwinkel ϕ = 180° ist. Dagegen wird das größte Maximum erreicht, wenn der Pha­ senwinkel ϕ = 0° ist. By changing the phase angle ϕ = 45 ° can be different large maxima can be achieved. The smallest maximum of the over storage field is reached when the phase angle ϕ = 180 ° is. In contrast, the greatest maximum is reached when the Pha angle ϕ = 0 °.  

In der Fig. 3 ist ein Magnetfeld B einer einzelnen Spule 6 dargestellt. Sobald der Transponder mit seiner Transponder­ spule 5 in dieses Magnetfeld B gebracht wird, wird die Trans­ ponderspule 5 mehr oder weniger stark von dem Magnetfeld B durchsetzt. Dies ist von der Orientierung der Transponderspu­ le 5 abhängig und wird anhand der Fig. 4a bis 4c genauer erläutert.In FIG. 3, a magnetic field B is a single coil 6 is shown. As soon as the transponder with its transponder coil 5 is brought into this magnetic field B, the trans ponder coil 5 is penetrated more or less strongly by the magnetic field B. This depends on the orientation of the transponder coil 5 and is explained in more detail with reference to FIGS. 4a to 4c.

Wenn sich der Transponder mit seiner Transponderspule 5 in dem Magnetfeld B befindet (vgl. Fig. 4a-4c), so ist die Größe der in der Transponderspule 5 induzierten Spannung (hierzu proportional ist der verkettete Fluß Φ) unter ande­ rem von einem Winkel α abhängig, der der Winkel zwischen der Windungsfläche A (d. h. der von der Windung der Transponder­ spule 5 umschlossenen Fläche; in der Fig. 4 sind Flächenvek­ toren A und Flußverkettungsvektoren Φ dargestellt) der Transponderspule 5 und den Feldlinien des durch die Einzelan­ tennen 3 erzeugten Magnetfeldes B ist.If the transponder with its transponder coil 5 is in the magnetic field B (cf. FIGS. 4a-4c), the magnitude of the voltage induced in the transponder coil 5 (proportional to this is the chained flux Φ), among other things, from an angle α depending on the angle between the winding area A (ie the area enclosed by the winding of the transponder coil 5 ; in FIG. 4, area vectors A and flux linkage vectors Φ are shown) of the transponder coil 5 and the field lines of the magnetic field generated by the individual antennas 3 B is.

Die induzierte Spannung ist am größten, wenn die Transponder­ spule 5 senkrecht mit den Magnetfeldlinien durchsetzt wird (Fig. 4a) und sehr klein, wenn sie in etwa parallel zu den Magnetfeldlinien angeordnet ist (Fig. 4c). Die Höhe der Spannung ist überdies von der von den Windungen der Transpon­ derspule 5 umschlossenen wirksamen Windungsfläche A abhängig.The induced voltage is greatest when the transponder coil 5 is penetrated vertically with the magnetic field lines ( FIG. 4a) and very small when it is arranged approximately parallel to the magnetic field lines ( FIG. 4c). The amount of voltage is also dependent on the effective winding area A enclosed by the turns of the transponder derspule 5 .

Die Abhängigkeit des verketteten Flusses Φ vom Winkel α wird durch die allgemein bekannte Formel Φ=B·Acosα deutlich.The dependence of the chained flow Φ on the angle α becomes by the well-known formula Φ = B · Acosα clearly.

Dementsprechend kann es vorkommen, daß keine oder nur eine sehr geringe Spannung in der Transponderspule 5 induziert wird, wenn die Transponderspule 5 parallel zu den Feldlinien angeordnet ist (gemäß der durchgezogenen Linie in Fig. 3 und annähernd Fig. 4c). Diese Lage wird auch als räumliche Null­ stelle bezeichnet, da kein Antwortcodesignal vom Transponder zurückkommt. Accordingly, it may occur that no or only induced a very low voltage in the transponder coil 5 when the transponder coil 5 is arranged parallel to the field lines (shown by the solid line in Fig. 3 and approximately Fig. 4c). This position is also referred to as a spatial zero, since no response code signal comes back from the transponder.

Würde nun die Spule 6 - in der Fig. 3 - nach unten oder oben gemäß dem Doppelpfeil bewegt, so schneiden wieder genügend Feldlinien die Transponderspule 5 (gestrichelte Linie in Fig. 3), so daß wiederum eine größere Spannung in der Trans­ ponderspule 5 induziert wird. Die induzierte Spannung ist am größten, wenn die Windungen der Transponderspule 5 parallel zu den Windungen der Einzelantennen 3 angeordnet sind (punktierte Linie in Fig. 3).If the coil 6 - in FIG. 3 - were moved down or up according to the double arrow, enough field lines cut the transponder coil 5 again (dashed line in FIG. 3), so that a greater voltage in turn induced the transponder coil 5 becomes. The induced voltage is greatest when the turns of the transponder coil 5 are arranged parallel to the turns of the individual antennas 3 (dotted line in FIG. 3).

Der gleiche Effekt wie das Verschieben der Spulen 6 der An­ tennenvorrichtung 1 wird durch die Antennenvorrichtung 1 er­ zielt, wenn die beiden Einzelantennen 3 phasenverschoben mit sinusförmigen Signalen gesteuert werden. Auf diese Weise wird eine "virtuelle" Antenne erzeugt, die hin- und herbewegt wird. Dadurch wird erreicht, daß die Transponderspule 5 mehr­ fach von den Feldlinien der Antennenvorrichtung 1 durchdrun­ gen wird. Der Transponder empfängt dann das Fragecodesignal und kann somit mit seinem Antwortcodesignal antworten, sobald er in der Nähe der Antennenvorrichtung 1 angeordnet ist.The same effect as moving the coil 6 of the An antenna device 1 is formed by the antenna device 1, it aims, if the two individual antennas 3 of phase with sinusoidal signals are controlled. In this way, a "virtual" antenna is created that is moved back and forth. It is thereby achieved that the transponder coil 5 is penetrated more times by the field lines of the antenna device 1 . The transponder then receives the question code signal and can thus respond with its answer code signal as soon as it is arranged in the vicinity of the antenna device 1 .

Die Orientierung der Transponderspule 5 ist mehr oder weniger zufällig und hängt davon ab, wie der Benutzer den Transponder zufälligerweise mit sich führt. Der Transponder kann dabei auf einem Schlüssel oder auf einer kreditkartengroßen Karte angeordnet sein. Damit kann der Transponder in einer Jacken- oder Hemd/Hosentasche oder in einer Handtasche getragen wer­ den.The orientation of the transponder coil 5 is more or less random and depends on how the user accidentally carries the transponder with him. The transponder can be arranged on a key or on a card the size of a credit card. This allows the transponder to be carried in a jacket or shirt / trouser pocket or in a handbag.

Die beiden Spulen 6 der Einzelantennen 3 können rund, eckig oder auch unsymmetrisch ausgebildet sein. Wichtig ist, daß ein Paar von Spulen 6 in unmittelbarer Nachbarschaft zueinan­ der angeordnet sind, so daß sich ihre beiden Magnetfelder wirksam überlagern können und ein Überlagerungsfeld entsteht. Die beiden Spulen 6 können sich auch teilweise überlappen. Dadurch wird erreicht, daß das Überlagerungsfeld in seiner Amplitude größer wird und abhängig von dem Überlappen stärker von der Sinusform abweicht. The two coils 6 of the individual antennas 3 can be round, angular or asymmetrical. It is important that a pair of coils 6 are arranged in the immediate vicinity of one another so that their two magnetic fields can effectively overlap and an overlay field arises. The two coils 6 can also partially overlap. It is thereby achieved that the overlay field becomes larger in amplitude and deviates more from the sinusoidal shape depending on the overlap.

Die Windungen jeder Spule 6 können konzentrisch und form­ gleich übereinanderliegen, so daß die einzelnen Windungen dicht beieinander liegen. Somit können die Spulen 6 in einem schmalen Spulenkörper angeordnet werden. Dadurch wird ein scharf abgegrenztes Magnetfeld erzeugt.The turns of each coil 6 can be concentrically and form one above the other, so that the individual turns are close together. Thus, the coils 6 can be arranged in a narrow coil body. This creates a sharply defined magnetic field.

Die Windungen können aber auch in dem Spulenkörper räumlich verteilt oder versetzt angeordnet sein, so daß der Spulenkör­ per breiter sein muß und infolgedessen ein räumlich breite­ res, unsymmetrisch verteiltes Überlagerungsfeld erzeugt wird. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit verringert, daß Bereiche in der Nähe der Antennenvorrichtung 1 entstehen, in denen nur ein geringes Magnetfeld vorhanden ist. Deshalb werden die räumlichen Nullstellen nicht mehr so scharf abgegrenzt. Au­ ßerdem wird das Maximum Pmax des Überlagerungsfeldes verklei­ nert. Die Intensität in den räumlichen Nullstellen wird ver­ größert.However, the turns can also be spatially distributed or staggered in the coil former, so that the coil former must be wider and, as a result, a spatially broad res, asymmetrically distributed overlay field is generated. This reduces the probability that areas in the vicinity of the antenna device 1 , in which there is only a small magnetic field, will arise. That is why the spatial zeros are no longer so clearly delimited. In addition, the maximum P max of the overlay field is reduced. The intensity in the spatial zeros is increased.

Die genaue geometrische Form und die Lage der Spulen 6 sind abhängig vom Einsatz- und vom Einbauort innerhalb des Kraft­ fahrzeugs 2 (vgl. Fig. 5). Falls Signale zu einem Transpon­ der im Innern des Kraftfahrzeugs 2 gesendet werden sollen, so ist zumindest ein Paar von Einzelantennen 3 in der Innenver­ kleidung der Türen 10, im Fahrzeugdach, unter den Sitzen 11 oder im Fahrzeugboden angeordnet (vgl. Fig. 5). Ebenso müs­ sen die Formen der Spulen 6 und die Phasenverschiebung mit dem Phasenwinkel ϕ aufeinander abgestimmt sein. Dadurch kön­ nen die erzeugten Magnetfelder gewünschte räumliche Formen annehmen. Die Phasenverschiebung kann auch zeitlich nachein­ ander variiert werden, so daß das Magnetfeld auch Transponder in unterschiedlichen Entfernungen vom Kraftfahrzeug 2 er­ reicht.The exact geometric shape and the position of the coils 6 are dependent on the place of use and the installation location within the motor vehicle 2 (see FIG. 5). If signals to a transpon to be sent inside the motor vehicle 2 , at least one pair of individual antennas 3 is arranged in the interior lining of the doors 10 , in the vehicle roof, under the seats 11 or in the vehicle floor (cf. FIG. 5). Likewise, the shapes of the coils 6 and the phase shift must be coordinated with one another with the phase angle ϕ. As a result, the magnetic fields generated can take on desired spatial shapes. The phase shift can also be varied one after the other in time, so that the magnetic field also transponders at different distances from the motor vehicle 2 it reaches.

Durch jede Antennenvorrichtung 1 wird ein Magnetfeld erzeugt, das in einem vorgegebenen Bereich (im folgenden als Fangbe­ reiche 12 bis 12′′′′ bezeichnet) wirksam ist. Innerhalb dieser Fangbereiche 12 muß sich der Transponder befinden, damit er ein Antwortcodesignal zurücksenden kann.A magnetic field is generated by each antenna device 1 , which is effective in a predetermined range (hereinafter referred to as Fangbe ranges 12 to 12 ''''). The transponder must be located within these capture areas 12 so that it can send back a response code signal.

Soll der Fangbereich 12 und 12′′ außerhalb des Fahrzeugs in der Nähe der Fahrzeugtüren 10 sein, so sind zumindest ein Paar von Einzelantennen 3 an der Außenseite des Kraftfahr­ zeugs 2 in den Türen 10, in den Stoßfängern, im Fahrzeugboden oder in den Außenspiegeln angeordnet.If the capture range 12, and 12 '' outside the vehicle in the vicinity of the vehicle doors 10 may be so at least a pair of individual antennas 3 on the outside of the motor driving zeugs 2 in the doors 10, in the bumpers, arranged in the vehicle floor or in the exterior mirrors .

Zumindest ein Paar von Einzelantennen 3 kann unter der Hutab­ lage, im Kofferraum 13 oder in dessen Nähe angeordnet sein, um Signale zu einem Transponder im Kofferraum 13 oder in un­ mittelbarer Nähe dazu auszusenden. Der Fangbereich 12′′′′ liegt dann in oder um den Kofferraum.At least one pair of individual antennas 3 can be located under the hat shelf, in the trunk 13 or in the vicinity thereof, in order to transmit signals to a transponder in the trunk 13 or in the immediate vicinity thereof. The catch area 12 '''' is then in or around the trunk.

Wenn die Einzelantennen 3 auf den Außenseiten der Türen ange­ ordnet sind, so wird dadurch die Schirmwirkung des Blechs der Fahrzeugtüren ausgenutzt, damit das Magnetfeld zu den Fahr­ zeuginsassen hin abgeschwächt wird. Dies hat den Vorteil, daß das Magnetfeld zum Außenbereich hin mit maximaler Feldstärke und Reichweite ausgesendet werden kann, und dennoch den Fahr­ zeuginnenraum erreicht.If the individual antennas 3 are arranged on the outside of the doors, the shielding effect of the sheet metal of the vehicle doors is thereby utilized, so that the magnetic field is weakened towards the vehicle occupants. This has the advantage that the magnetic field can be emitted to the outside with maximum field strength and range, and still reaches the vehicle interior.

Die beiden Einzelantennen 3 werden getrennt voneinander ge­ steuert. Je nach Phasenverschiebung kann die maximale Inten­ sität des Überlagerungsfeldes größer oder kleiner sein. Dies kann dazu ausgenützt werden, um Überlagerungsfelder mit un­ terschiedlichen Reichweiten zu erzeugen.The two individual antennas 3 are controlled separately from one another. Depending on the phase shift, the maximum intensity of the overlay field can be greater or smaller. This can be used to generate overlay fields with different ranges.

Eine Einzelantenne 3 kann mit verschiedenen Signal formen oder Leistungen gesteuert werden. So kann beispielsweise die Ein­ zelantenne 3 mit maximaler Leistung betrieben werden, wenn sich der Transponder im Außenraum befindet. Dadurch wird eine maximale Reichweite des Fragecodesignals erzielt. Dagegen wird sie mit verringerter Leistung betrieben, wenn sich der Transponder im Innenraum des Kraftfahrzeugs 2 befindet. Da­ durch wird die elektromagnetische Belastung der Fahrzeugin­ sassen verringert. Außerdem werden dadurch Überreichweiten der Einzelantenne 3 vermieden.A single antenna 3 can be shaped or controlled with different signal powers. For example, the single antenna 3 can be operated at maximum power when the transponder is located outdoors. This achieves a maximum range of the question code signal. In contrast, it is operated with reduced power when the transponder is located in the interior of motor vehicle 2 . Since the electromagnetic load on the vehicle occupants is reduced. In addition, overreaching of the individual antenna 3 is avoided.

Erfindungsgemäß weist ein Einzelantenne 3 eine oder mehrere kleinere Energiespulen 14 auf, die innerhalb der Spule 6 an­ geordnet sind. Somit wird auf einer relativ kleinen Fläche ein Magnetfeld erzeugt, das gegenüber dem Magnetfeld der Spu­ le 6 eine höhere Feldliniendichte aufweist. Somit wird eine lokale Feldstärkeerhöhung bewirkt.According to the invention, a single antenna 3 has one or more smaller energy coils 14 which are arranged within the coil 6 . Thus, a magnetic field is generated on a relatively small area, which has a higher field line density compared to the magnetic field of the coil 6 . This results in a local increase in field strength.

Durch die Energieübertragung kann ein Energiespeicher, wie z. B. ein Akkumulator oder ein Kondensator, in dem Transponder aufgeladen werden, wenn sich der Transponder in unmittelbarer Nähe dieser Energiespule 14 befindet. Hierzu kann der Trans­ ponder in die Nähe der Energiespule 14 gehalten werden. Wenn der Transponder auf einem Schlüssel angeordnet ist und die Energiespule 14 in der Nähe eines Türschlosses angeordnet ist, so wird der Energiespeicher automatisch aufgeladen, wenn der Schlüssel in das Schloß gesteckt wird.Through the energy transfer, an energy storage, such as. B. a battery or a capacitor in the transponder are charged when the transponder is in the immediate vicinity of this energy coil 14 . For this purpose, the trans ponder can be held in the vicinity of the energy coil 14 . If the transponder is arranged on a key and the energy coil 14 is arranged in the vicinity of a door lock, the energy store is automatically charged when the key is inserted into the lock.

Ebenso kann eine Aussparung im Kraftfahrzeug vorhanden sein, in die der Transponder zum Aufladen des Energiespeichers ein­ gelegt wird. Durch die Energieübertragung wird gewährleistet, daß der Transponder zumindest das Antwortcodesignal aussenden kann, falls sein Energiespeicher leer ist (Notlauffunktion).There may also be a recess in the motor vehicle, into which the transponder for charging the energy storage is placed. The energy transfer ensures that the transponder send out at least the response code signal can, if its energy storage is empty (emergency operation function).

Die Energiespule 14 kann eine oder mehrere Windungen aufwei­ sen. Es ist vorteilhaft, wenn die Windungen alle dicht bei­ einander liegen, damit die Feldstärkeerhöhung möglichst groß ist. Die Energiespule 14 ist mit der Spule 6 der Einzelanten­ ne 3 verbunden und in einem Arbeitsgang mit dieser gewickelt. Folglich werden beide Spulen 6 und 14 gemeinsam mit den Si­ gnalen gesteuert.The energy coil 14 may have one or more turns. It is advantageous if the turns are all close together so that the field strength increase is as large as possible. The energy coil 14 is connected to the coil 6 of the individual antennas 3 and wound in one operation. Consequently, both coils 6 and 14 are controlled together with the signals.

Die Frequenzen der Signale werden so gewählt, daß die Reich­ weiten im Hinblick auf die im Fahrzeugbau verwendeten Mate­ rialien wie Stahl, Aluminium, Kunststoff, etc. optimiert wer­ den. Wenn beispielsweise Metalle von dem Magnetfeld durch­ drungen werden sollen (dies ist der Fall, wenn eine an der Außenseite des Kraftfahrzeugs 2 angeordnete Einzelantenne 3 auch in den Innenraum strahlen soll), so werden niederfre­ quente Felder erzeugt. Dadurch werden auch störende Wirbel­ ströme vermieden.The frequencies of the signals are chosen so that the ranges are optimized with regard to the materials used in vehicle construction, such as steel, aluminum, plastic, etc. who the. If, for example, metals are to be penetrated by the magnetic field (this is the case when an individual antenna 3 arranged on the outside of the motor vehicle 2 is also intended to radiate into the interior), low-frequency fields are generated. This also avoids disturbing eddy currents.

Die Frequenzen der Signale werden so gewählt, daß die Charak­ teristika der Einzelantennen 3 optimal genutzt werden. Hohe Frequenzen mit kleiner Wellenlänge werden dann erzeugt, wenn die Signal über große Entfernungen, jedoch weitgehend entfer­ nungs- und richtungsunabhängig übertragen werden sollen. Niedrige Frequenzen werden dann gewählt, wenn nur ein kurze Reichweite des Überlagerungsfeldes benötigt wird. Dadurch werden Reflexionen an entfernt liegenden Metallflächen ver­ mieden oder zumindest minimiert. Ebenso werden unerwünschte Überreichweiten des Magnetfeldes vermieden. Somit wird die Gefahr des unberechtigten Abhörens der Fragecodesignale ver­ ringert.The frequencies of the signals are chosen so that the characteristics of the individual antennas 3 are optimally used. High frequencies with a small wavelength are generated when the signal is to be transmitted over long distances, but largely independently of direction and direction. Low frequencies are selected when only a short range of the overlay field is required. This avoids or at least minimizes reflections on distant metal surfaces. Unwanted overreaches of the magnetic field are also avoided. The risk of unauthorized interception of the question code signals is thus reduced.

Die Steuerung der Einzelantennen 3 durch die sinusförmigen Signale kann dabei so ausgelegt werden, daß das Fragecodesi­ gnal immer sicher zu dem vermuteten oder möglichen "Aufenthaltsbereich" (vgl. Fig. 5) des Transponders gelan­ gen.The control of the individual antennas 3 by the sinusoidal signals can be designed so that the question code signal always safely to the suspected or possible "location area" (see FIG. 5) of the transponder.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind vier Antennen­ vorrichtungen 1 bis 1′′′′, d. h. vier Paare von Einzelantennen 3 im Kraftfahrzeug 2 angeordnet. Die Paare erzeugen dabei Ma­ gnetfelder, deren Fangbereiche 12 je nach Ausgestaltung der Einzelantennen 3 und Steuerung durch entsprechende Signale ausgebildet sind. Ein nicht dargestelltes, gemeinsames Steu­ ergerät kann dabei Signale an jedes Paar senden und von die­ sem empfangen. Die Signale können dann in dem Steuergerät entsprechend ausgewertet werden.In the embodiment of Fig. 5, four antennas are devices 1 to 1 '''', that is, four pairs of individual antennas 3 in the motor vehicle 2 is arranged. The pairs generate magnetic fields, the capture areas 12 of which are formed by appropriate signals depending on the design of the individual antennas 3 and control. A common control device, not shown, can send signals to and receive from each pair. The signals can then be evaluated accordingly in the control unit.

Claims (8)

1. Antennenvorrichtung (1) für ein Diebstahlschutzsystem, die in einem Kraftfahrzeug (2) angeordnet ist und über die von einem Steuergerät (4) gesteuert ein Fragecodesignal zu einem tragbaren Transponder ausgesendet wird, der daraufhin seiner­ seits ein Antwortcodesignal über die Antennenvorrichtung zu der Steuereinheit zurücksendet, wo das Antwortcodesignal mit einem Sollcodesignal verglichen wird und bei Übereinstimmung ein Freigabesignal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenvorrichtung (1) zumindest eine Sende- und Emp­ fangsspule (3, 6) aufweist, über die das Fragecodesignal aus­ gesendet sowie das Antwortcodesignal empfangen wird, und eine Energiespule (14) im Bereich der Sende- und Empfangsspule aufweist, die mit einer höheren Leistung gesteuert wird und somit eine lokale Feldstärkeerhöhung des elektromagnetischen Feldes erzeugt.1. Antenna device ( 1 ) for an anti-theft system, which is arranged in a motor vehicle ( 2 ) and via which a question code signal, which is controlled by a control unit ( 4 ), is sent to a portable transponder, which in turn sends a response code signal via the antenna device to the control unit sends back where the answer code signal is compared with a target code signal and a release signal is generated if there is a match, characterized in that the antenna device ( 1 ) has at least one transmitting and receiving coil ( 3 , 6 ) via which the question code signal is sent out and the answer code signal is received, and has an energy coil ( 14 ) in the area of the transmitting and receiving coil, which is controlled with a higher power and thus generates a local increase in the field strength of the electromagnetic field. 2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sie ein Paar räumlich voneinander getrennten Ein­ zelantennen (3, 6) aufweist, die als Spulen ausgebildet sind und möglichst dicht beieinander angeordnet sind, wobei inner­ halb einer der Spulen die Energiespule (14) angeordnet ist.2. Antenna device according to claim 1, characterized in that it has a pair of spatially separate A single antennas ( 3 , 6 ) which are designed as coils and are arranged as close as possible to one another, with the energy coil ( 14 ) within one of the coils. is arranged. 3. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einzelantennen (3, 6) um einen Phasenwinkel (ϕ)) phasenverschoben gesteuert werden, damit ein sich hin- und herbewegendes elektromagnetisches Feld entsteht.3. Antenna device according to claim 1, characterized in that the individual antennas ( 3 , 6 ) by a phase angle (ϕ)) are controlled out of phase, so that a reciprocating electromagnetic field is formed. 4. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einzelantennen (3, 6) mit unterschiedlicher Sen­ deleistung gesteuert werden, wobei die Energiespule (14) ge­ meinsam mit einer der Einzelantennen (3, 6) gesteuert wird.4. Antenna device according to claim 1, characterized in that the individual antennas ( 3, 6 ) are controlled with different Sen deleistung, wherein the energy coil ( 14 ) is controlled together with one of the individual antennas ( 3 , 6 ). 5. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sie in der Fahrertür (10), in der Beifahrertür, im Fahrzeugdach und/oder im Fahrzeuginneren angeordnet sind. 5. Antenna device according to claim 1, characterized in that they are arranged in the driver's door ( 10 ), in the passenger door, in the vehicle roof and / or in the vehicle interior. 6. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einzelantennen (3, 6) als Spulen ausgebildet sind sowie miteinander verbunden sind und daß die Energiespu­ le (14) zusammen mit einer der Einzelantennen (3, 6) in einem Arbeitsschritt gewickelt sind.6. Antenna device according to claim 1, characterized in that the individual antennas ( 3 , 6 ) are designed as coils and are connected to one another and that the Energiespu le ( 14 ) are wound together with one of the individual antennas ( 3 , 6 ) in one step . 7. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einzelantennen (3, 6) unterschiedlich geome­ trisch ausgebildet sind, so daß bei Steuern der Einzelanten­ nen mit sinusförmigen Signalen ein unsymmetrisches, elektro­ magnetisches Feld entsteht.7. Antenna device according to claim 1, characterized in that the individual antennas ( 3 , 6 ) are formed different geome tric, so that when controlling the individual antennas with sinusoidal signals an asymmetrical, electromagnetic field is formed. 8. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Aufnahmevorrichtung im Bereich der Energiespule (14) angeordnet ist, in die der Transponder eingelegt wird, um einen Energiespeicher des Transponders aufzuladen.8. Antenna device according to claim 1, characterized in that a receiving device is arranged in the region of the energy coil ( 14 ), in which the transponder is inserted in order to charge an energy store of the transponder.
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