Die Erfindung betrifft ein passives Transpondersystem mit einer ersten oder zweiten Leiterschleifenstruktur sowie einem ersten und einem zweiten kapa zitiven Drucksensor, wobei jeweils eine Leiterschleifenstruktur mit einem der kapazitiven Drucksensoren zu einem Schwingkreis gekoppelt ist, wobei die erste Leiterschleifenstruktur zur zweiten Leiterschleifenstruktur in einem nicht verschwindenden Winkel steht. Die Resonanzfrequenzen der Schwing kreise sind dabei so gewählt, dass sie sich nicht schwebend überlagern. Die Erfindung betrifft außerdem eine Druckwellenmessvorrichtung mit einem solchen passiven Transpondersystem sowie einer Ausleseeinheit.

Für verschiedene Anwendungen werden Vorrichtungen eingesetzt, die eine induktiv gekoppelte Kommunikation zwischen einem Transponder oder einem passiven Resonanzkreis und einem Lesegerät einsetzen. Hierbei wird der Transponder bzw. der passive Resonanzkreis mittels induktiver Kopplung mit Energie versorgt. Gleichzeitig erfolgt über eine solche Kopplung eine Signal- Übertragung und damit Informationsübertragung.

Derartige Vorrichtungen werden zum Beispiel in der Medizin eingesetzt, um Informationen über den Blutfluss in Gefäßen zu erhalten. Der Transponder kann hierbei als Spule ausgestaltet sein, die das betreffende Blutgefäß um läuft.

Problematisch ist, dass solche Spulen eine ausgeprägte achtförmige Richtcha rakteristik aufweisen. Dies führt dazu, dass die Kopplung zwischen der Ausle sespule und der Transponderspule entscheidend von der Orientierung der Transponderspule gegenüber der Auslesespule abhängt. Bei maximaler Durchdringung der Transponderspule von dem durch die Auslesespule erzeug ten Feld kann ein maximales Signal erzielt werden. Wird hingegen die Sensor spule überhaupt nicht vom Feld der Auslesespule durchdrungen, z. B. wenn diese in einem Winkel von 90° zueinander stehen, wird keinerlei Kopplung erreicht und das Auslesen wird unmöglich.

Eine mögliche Ausgestaltung der Transponderspule ist eine sattelförmige Wicklung, bei der die Leiterbahnen der Spule einer Zylinderfläche folgen und die Spulenachse senkrecht zur Zylinderachse dieser Zylinderfläche steht.

Wird die Transponderspule implantiert, so ist nicht oder nur sehr schwer be stimmbar, wie solche Sattelspulen um das entsprechende Blutgefäß orientiert ist. Steht die Achse der Sattelspule parallel zur Achse der Auslesespule, so ist die Kopplung maximal. Stehen die Spulenachsen senkrecht zueinander, so wird keinerlei Kopplung erzielt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen passiven Transponder anzu geben, der zuverlässig und kontrollierbar eine gute Kopplung mit einer Ausle sespule ermöglicht. Aufgabe ist es außerdem, eine Druckwellenmessvorrich tung anzugeben, in der eine gute und kontrollierbare Auslesung des Signals ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das passive Transpondersystem nach An spruch 1, die Druckwellenmessvorrichtung nach Anspruch 17 und das Verfah ren zum Herstellen eines passiven Transpondersystems nach Anspruch 22. Die jeweiligen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen des passiven Transponderssystems nach Anspruch 1, der Druckwellenmessvor richtung nach Anspruch 17 und des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 22 an.

Erfindungsgemäß wird ein passives Transpondersystem angegeben, das eine erste Leiterschleifenstruktur mit zumindest einer Windung sowie eine zweite Leiterschleifenstruktur mit zumindest einer Windung aufweist. Unter einer Leiterschleifenstruktur kann hierbei eine aus einem elektrischen Leiter ge schaffene Struktur verstanden werden, die zumindest eine Windung des Lei ters aufweist. Der Leiter ist hierbei vorzugsweise selbst länglich ausgestaltet, beispielsweise als Draht oder als Leiterbahn, und entlang seiner Längsrichtung zur zumindest einen Windung geformt.

Das passive Transpondersystem weist außerdem einen ersten kapazitiven Drucksensor und einen zweiten kapazitiven Drucksensor auf. Unter einem kapazitiven Drucksensor wird hierbei eine Kapazität, also ein Kondensator, verstanden, deren Wert von einem Druck abhängt, mit dem der Sensor beauf schlagt wird. In einem einfachen Beispiel kann ein solcher kapazitiver Druck sensor als abgeschlossenes Volumen ausgestaltet sein, auf dessen gegenüber liegenden Oberflächen jeweils eine Kondensatorplatte angeordnet ist. Wird eine solche Struktur mit einem Druck beaufschlagt, so verändert sich der Ab stand zwischen den Kondensatorplatten und damit die Kapazität des durch die Kondensatorplatten gebildeten Kondensators. Die Kapazität kann daher als Maß für den beaufschlagten Druck verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist der erste kapazitive Drucksensor mit der ersten Leiter schleifenstruktur zu einem ersten Schwingkreis gekoppelt. Dieser erste Schwingkreis hat eine Resonanzfrequenz, die im Folgenden als„erste Reso nanzfrequenz" bezeichnet werden soll. Darüber hinaus ist der zweite kapaziti ve Drucksensor mit der zweiten Leiterschleifenstruktur zu einem zweiten Schwingkreis elektrisch gekoppelt, dessen Resonanzfrequenz als„zweite Re sonanzfrequenz" bezeichnet werden soll.

Die Windungen der Leiterschleifenstrukturen sind jeweils um zumindest eine Windungsachse gewunden. Es ist also die zumindest eine Windung der ersten Leiterschleifenstruktur und zumindest eine erste Windungsachse gewunden und die zumindest eine Windung der zweiten Leiterschleifenstruktur um zu mindest eine zweite Windungsachse. Als Windungsachse soll hierbei eine Ge rade verstanden werden, die senkrecht auf einer Fläche steht, in der die ent sprechende Windung verläuft. Vorzugsweise soll die Windungsachse senk recht auf einem Mittelpunkt des von der entsprechenden Windung umschlos senen Bereichs dieser Fläche stehen. Als Mittelpunkt kann hierbei jener Punkt angesehen werden, gegenüber dem die entsprechende Windung punktsym metrisch ist. Dass die Windung punktsymmetrisch ist, ist hierbei optional. Die Punktsymmetrie liegt vorzugsweise in Projektion auf eine Ebene vor, auf der die Windungsachse senkrecht steht. Die Windungsachse durchtritt diese Ebe ne vorzugsweise in einem Mittelpunkt der Projektion der Windung auf diese Ebene. Eine schneckenhausförmige Windung, also eine Windung, die nach Umlauf um die Windungsachse einen etwas größeren oder kleineren Radius hat als an ihrem gegenüberliegenden Ende soll hier ebenfalls als punktsym metrisch in diesem Sinne angesehen werden.

Erfindungsgemäß stehen die zumindest eine erste Windungsachse und die zumindest eine zweite Windungsachse in einem nicht verschwindenden Win kel zueinander. Der Winkel ist also größer als Null und kleiner als 180°. Der Winkel soll nicht 0° und nicht 180° sein. Bevorzugterweise ist der Winkel 90°. Die Windungsachsen müssen sich erfindungsgemäß nicht schneiden. In die sem Fall wird der Winkel zwischen Projektionen der Windungsachsen in Rich tung senkrecht zu einer oder beider der Windungsachsen auf einer gemein samen Ebene gemessen.

Das passive Transpondersystem der Erfindung kann auch als passiver Trans ponder bezeichnet werden. Der erste Schwingkreis und der zweite Schwing kreis können vorteilhafterweise strukturell miteinander verbunden sein, es ist aber auch möglich, die beiden Schwingkreise nicht miteinander strukturell verbunden zu realisieren.

Bekannterweise kann die Resonanzfrequenz eines Schwingkreises durch die Wahl der Kapazität und der Induktivität der Leiterschleifenstruktur eingestellt werden. Vorzugsweise sind die erste Resonanzfrequenz und die zweite Reso nanzfrequenz zumindest soweit unterschiedlich, dass sie sich nicht schwe- bend überlagern. Die erste Resonanzfrequenz und die zweite Resonanzfre quenz sind also vorzugsweise so gewählt, dass, wenn sie überlagert werden, sie keine Schwebung bilden. Hierdurch lassen sich die von den einzelnen Schwingkreisen erzeugten Signale besonders gut trennen.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Resonanzfrequenz des ersten und zweiten Schwingkreises sich um zumindest die zweifache Bandbreite des ersten oder des zweiten Schwingkreises unterscheiden. Vorteilhafterweise unterscheiden sich die Resonanzfrequenzen des ersten und des zweiten Schwingkreises zumindest um die zweifache Bandbreite jenes dieser beiden Schwingkreise, der die größere Bandbreite hat. Vorteilhafterweise ist die Bandbreite dabei die sog. 3 dB Bandbreite, welche die Differenz der oberen -3 dB Grenzfrequenz f ₂ und der unteren -3dB Grenzfrequenz fi ist. Die Grenzfre quenzen sind dabei jene Frequenzen, bei denen die Resonanzkurve jeweils den Wert -3dB schneidet. Die Bandbreite B kann auch definiert werden als B = f ₂ - fi = fo/Q, wobei f ₀ = V(fif ₂ ) ist und Q. die Güte des Schwingkreises. Bei gän gigen Sensorschwingkreisen könnte der Mindestabstand also beispielsweise bei 2 MHZ liegen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die erste und die zweite Leiter schleifenstruktur als Flachspulen ausgebildet sein, die auf Oberflächen einer Trägerstruktur angeordnet sind. Weisen die Leiterschleifenstrukturen hierbei mehr als eine Windung auf, so können diese Windungen jeweils auf einer ge meinsamen Fläche verlaufen, wobei benachbarte der Windungen jeweils ei nen etwas größeren Durchmesser haben, so dass sich benachbarte Windun gen umschließen. Auf diese Weise können Spulen erzeugt werden, die flach sind und beliebig viele Windungen haben. In dieser Ausführungsform kann die Fläche der Flachspulen, d. h. jene Fläche, in der die Windungen verlaufen, die Oberfläche der Trägerstruktur sein.

Besonders vorteilhaft kann die erste Leiterschleifenstruktur dabei auf einer innenseitigen Oberfläche der Trägerstruktur angeordnet sein und die zweite Leiterschleifenstruktur auf einer außenseitigen Oberfläche. Es ist aber auch möglich, dass beide Leiterschleifenstrukturen auf der gleichen Oberfläche der Trägerstruktur angeordnet sind, wobei dann vorteilhaft eine Isolierung der Leiterschleifenstrukturen gegeneinander vorgesehen wird. Hierzu können beispielsweise die Leiterbahnen der Leiterschleifenstrukturen mit einem Isola tor ummantelt sein. Möglich ist es auch, zunächst eine der Leiterschleifen strukturen aufzubringen, dann diese gesamte Oberfläche der Trägerstruktur mit einem isolierenden Material zu beschichten und dann die andere Leiter schleifenstruktur aufzubringen. Auf diese Weise können beliebig viele Leiter schleifenstrukturen auf der gleichen Oberfläche der Trägerstruktur angeord net werden. Es ist aber auch möglich, dass die Leiterbahn einer der Leiter schleifenstrukturen sich nur dort zur anderen Oberfläche der Trägerstruktur erstreckt, wo sie eine Leiterbahn der anderen Leiterschleifenstruktur kreuzt.

Vorteilhafterweise kann die Trägerstruktur die Form eines Teilzylinders, eines Zylinders, eines Teilschlauches, eines Schlauches, eines Teilrohres oder eines Rohres haben. Unter einem Zylinder kann hier eine Fläche verstanden wer den, die an allen Punkten denselben Abstand von einer gemeinsamen Linie hat. Diese Linie soll hier als Zylinderachse bezeichnet werden. Dabei kann die Linie gekrümmt sein oder eine Gerade sein. Vorzugsweise ist die Fläche um die genannte Linie herum geschlossen. Besonders bevorzugt ist eine Grundflä che des Zylinders kreisförmig, andere Formen der Grundfläche sind aber ebenfalls möglich. Ein Zylinder mit einer kreisförmigen Grundfläche kann auch als Schlauch oder als Rohr bezeichnet werden, wobei im Falle eines Schlau ches die besagte Linie gekrümmt sein kann, und wobei im Falle eines Rohres die genannte Linie eine Gerade sein kann. Unter einem Teilzylinder kann hier eine Form verstanden werden, deren Punkte vollständig Teil einer Zylinderflä che sind, die aber keine vollständige Zylinderfläche bildet. Entsprechend kann unter einem Teilschlauch oder Teilrohr eine Fläche verstanden werden, deren Punkte vollständig Teil eines Schlauches oder Rohres sind, dieses aber nicht vollständig ausfüllt. Die Trägerstruktur kann dann zum Beispiel die Form eines zu drei Vierteln geschlossenen Schlauches oder Rohres haben. Für eine Ver wendung in Blutgefäßen sind die Schlauchform und die Rohrform bevorzugt, da sie der Geometrie des Blutgefäßes angepasst sind.

In dieser Ausgestaltung kann der Winkel zwischen den Windungsachsen der ersten und der zweiten Leiterschleifenstruktur im Rahmen des von der Erfin dung Vorgegebenen frei gewählt werden. Sind die Leiterschleifenstrukturen auf Oberflächen einer rohrförmigen oder schlauchförmigen Struktur angeord net, so können sie sattelförmig ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft kön- nen sie dabei so ausgestaltet sein, dass die Leiterschleifen bzw. Windungen jeweils zwei gerade Abschnitte aufweisen, in denen sie parallel zu einer Zylin derachse der Trägerstruktur verlaufen, wobei die geraden Abschnitte jeweils durch kreisbogenförmige Abschnitte miteinander verbunden sind, in denen die entsprechende Windung kreisbogenförmig um die Zylinderachse der Trä gerstruktur verläuft. Die Drucksensoren können hierbei ebenfalls auf den Oberflächen der Trägerstruktur angeordnet sein, wobei vorzugsweise der ers te kapazitive Drucksensor auf jener Oberfläche der Trägerstruktur angeordnet ist, auf der auch die erste Leiterschleifenstruktur angeordnet ist und der zwei te kapazitive Drucksensor auf jener Oberfläche der Trägerstruktur angeordnet ist, auf der auch die zweite Leiterschleifenstruktur angeordnet ist.

Die kreisbogenförmigen Abschnitte der Windungen haben dabei vorzugsweise eine Länge von 180°, was gleichbedeutend ist mit der Aussage, dass die je weils zwei geraden Abschnitte der Windungen sich bezüglich der Zylinderach se genau gegenüberliegen. Hierdurch wird die von der Windung umlaufene Fläche maximal und dadurch die Kopplung maximiert.

Als Trägerstruktur kommt besonders vorteilhaft ein Kunststoff rohr oder ein Kunststoffschlauch in Frage. Die beiden Leiterschleifenstrukturen werden dann durch das Kunststoffrohr oder den Kunststoffschlauch elektrisch gegen einander isoliert. Die Trägerstruktur kann beispielsweise aus Polyimid herge stellt sein.

Vorzugsweise stehen die Spulenachsen senkrecht aufeinander im oben be schriebenen Sinne, wodurch die gegenseitige Beeinflussung minimiert wird und eine der Kreisform am meisten angepasste Richtcharakteristik erzielt wird. Bei Verwendung kann die Zylinderachse der Trägerstruktur koaxial lie gen zur Längsachse eines Blutgefäßes an dem die Trägerstruktur angeordnet ist. Da die Blutgefäße im menschlichen Körper aufgrund der Anatomie zum größten Teil parallel zur längsten Körperausdehnung verlaufen, wird die ge nannte Richtcharakteristik vorzugsweise in einer Ebene der Kreisform ange nähert, die senkrecht zur Zylinderachse oder Längsachse der Trägerstruktur liegt. Die Richtungsabhängigkeit ist insbesondere deshalb in dieser radialen Richtung vorteilhaft, weil eine Korrektur durch Verschieben der Auslesespule um das Gefäß herum nur dann ohne Signaleinbußen möglich wäre, wenn sich das Gefäß exakt in der Mitte des zylindrischen Körperteils befindet, was de facto nur in wenigen Ausnahmefällen der Fall ist. In allen anderen Fällen wird sich das Gefäß in einer Richtung näher an der Oberfläche des Körperteils be finden und genau an dieser Stelle sollte die Kopplung mit der Transponderspule auch möglichst gut sein. Eine axiale Verschiebung der Aus lesespule zur Sensorspule ist da zwar möglich, kann aber durch einfaches Ver schieben der Auslesespule entlang des Körperteils korrigiert werden.

Die genannte Flachspule kann vorteilhaft einen runden, ovalen, quadratischen oder rechteckigen Umfang haben, wobei die entsprechenden Formen jeweils mit der entsprechenden Oberfläche der Trägerstruktur gekrümmt sind. Vor zugsweise ist die mittlere Breite der Spule im ungebogenen, also flachen, Zu stand gleich dem Dreiviertelstel des Umfangs der Trägerstruktur.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die erste Leiterschlei fenstruktur eine Mehrzahl von in Richtung einer Hauptachse nebeneinander angeordneten Gruppen von Windungen aufweisen. Jede Gruppe weist dabei zumindest eine Windung auf. Auch eine einzelne Windung kann daher als Gruppe in diesem Sinne verstanden werden. Dabei kann jede der Gruppen von Windungen der ersten Leiterschleifenstruktur um eine eigene erste Win dungsachse gewunden sein, wobei vorzugsweise die ersten Windungsachsen unterschiedlicher der Gruppen zueinander parallel stehen und voneinander um einen nicht verschwindenden Abstand beabstandet sind. Vorzugsweise sind diese Abstände für alle jeweils benachbarten Gruppen von Windungen der ersten Schleifenstrukturen gleich. Windungen der gleichen Gruppe von Windungen können also um die gleiche Windungsachse gewunden sein. Die Windungsachsen von unterschiedlichen der Gruppen können unterschiedlich, also nicht koaxial, und voneinander beabstandet sein.

Entsprechend kann vorteilhaft die zweite Leiterschleifenstruktur eine Mehr zahl an in Richtung der Hauptachse nebeneinander angeordneten Gruppen von Windungen aufweisen. Jede Gruppe weist dabei zumindest eine Windung auf. Auch eine einzelne Windung kann daher als Gruppe in diesem Sinne ver standen werden. Es ist dann wiederum vorteilhaft jede der Gruppen von Win dungen der zweiten Leiterschleifenstruktur um eigene zweite Windungsach sen gewunden, wobei die zweiten Windungsachsen vorzugsweise zueinander parallel stehen und voneinander um einen nicht verschwindenden Abstand beabstandet sind. Auch hier sind vorzugsweise diese Abstände für alle jeweils benachbarten zweiten Windungsachsen gleich groß. Windungen der gleichen Gruppe von Windungen können also wiederrum um die gleiche Windungsach se gewunden sein. Die Windungsachsen von unterschiedlichen der Gruppen können unterschiedlich, also nicht koaxial, und voneinander beabstandet sein.

Dass Windungen nebeneinander angeordnet sind, bedeutet dabei zunächst, dass die Windungsachsen nebeneinander angeordnet sind. Windungen be nachbarter Gruppen der gleichen Leiterschleifenstruktur, die nebeneinander angeordnet sind, können einander überlappen, unmittelbar aneinandergren zen oder voneinander beabstandet sein.

Weist jede Gruppe nur eine Windung auf, so kann die erste Leiterschleifen struktur eine Mehrzahl an in Richtung einer Hauptachse nebeneinander ange ordneten Windungen aufweisen, wobei jeder der Windungen der ersten Lei terschleifenstruktur um eine eigene Windungsachse gewunden ist, wobei die ersten Windungsachsen voneinander um einen nicht verschwindenden Ab stand beabstandet sind. Entsprechend kann die zweite Leiterschleifenstruktur einen Mehrzahl an in Richtung der Hauptachse nebeneinander angeordnete Windungen aufweisen, wobei jede der Windungen der zweiten Leiterschlei fenstruktur um eine eigene zweite Windungsachse gewunden ist, wobei die zweiten Windungsachsen einen nicht verschwindenden Abstand voneinander haben.

Bevorzugterweise liegen die Windungsachsen von nebeneinander angeordne ten der Windungen oder von Gruppen von Windungen der gleichem Leiter schleifenstruktur parallel zueinander.

Besonders bevorzugt sind außerdem die Abstände, um welche die zweiten Windungsachsen voneinander beabstandet sind, gleich groß zu jenen Abstän den, um die die ersten Windungsachsen voneinander beabstandet sind. Durch diese Ausgestaltung lässt sich eine der Kreisform bestmöglich angenäherte Richtcharakteristik in einer Ebene senkrecht zu jener Richtung erzielen, in der die Windungsachsen nebeneinander angeordnet sind. Außerdem kann über die gesamte Länge in Richtung der Nebeneinanderanordnung der Windungs- achsen eine homogene Richtcharakteristik erzielt werden. Eine solche Leiter schleifenstruktur kann deutlich länger sein, als die Durchmesser.

In dieser Ausgestaltung der Erfindung können die erste und die zweite Leiter schleifenstruktur jeweils mittels eines Drahtes hergestellt sein. Besonders vorteilhaft kann dabei ein Draht, der die erste Leiterschleifenstruktur bildet, durch Windungen jenes Drahtes geführt sein, der die zweite Leiterschleifen struktur bildet. Auf diese Weise sind die erste und die zweite Leiterschleifen struktur vorteilhaft miteinander verwoben und können so eine stabile Struk tur bilden. Eine solche kann beispielsweise als Stent für ein Blutgefäß dienen. In entsprechender Weise kann auch der die zweite Leiterschleifenstruktur bildende Draht durch die Windungen der ersten Leiterschleifenstruktur ge führt sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können sich die Windungen der ersten Leiterschleifenstruktur in zwei bezüglich der Hauptachse gegen überliegenden Flächen erstrecken, wobei vorteilhafterweise die ersten Win dungsachsen jeweils senkrecht auf diesen gegenüberliegenden Flächen ste hen. Vorteilhafterweise können sich auch die Windungen der zweiten Leiter schleifenstruktur in zwei bezüglich der Hauptachse gegenüberliegenden Flä chen erstrecken, auf denen dann die zweiten Windungsachsen jeweils senk recht stehen. Dass sich die zwei Flächen bezüglich der Hauptachse gegenüber liegen bedeutet hierbei, dass diese Flächen beide senkrecht auf einer Geraden stehen, die die Hauptachse schneidet, wobei die Hauptachse zwischen diesen beiden gegenüberliegenden Flächen angeordnet ist. Diese Ausgestaltung kann sowohl in der vorstehend beschriebenen sattelförmigen Ausgestaltung der Leiterschleifenstrukturen, als auch in der Ausgestaltung mit nebeneinander angeordneten Windungen vorteilhaft zum Einsatz kommen.

Weisen die erste und die zweite Leiterschleifenstruktur eine Mehrzahl an in Richtung der Hauptachse nebeneinander angeordneten Windungen auf, so können sich diese Windungen in entsprechender Weise in zwei bezüglich der Hauptachse gegenüberliegenden Flächen erstrecken. Dabei können besonders vorteilhaft jeweils die Windungen der ersten Leiterschleifenstruktur durch die Windungen der zweiten Leiterschleifenstruktur hindurch verlaufen, so dass die erste und die zweite Leiterschleifenstruktur ineinander verwoben sind. Entlang des Umfangs kann dann jeweils eine Windung der ersten Leiterschlei fenstruktur durch eine Windung der zweiten Leiterschleifenstruktur verlaufen, wobei diese Windung der zweiten Leiterschleifenstruktur auf ihrer der besag ten ersten Windung abgewandten Seite durch eine Windung der ersten Lei terschleifenstruktur verläuft. Diese zuletzt genannte Windung der ersten Lei terschleifenstruktur kann dabei auf jener Fläche verlaufen, die der Fläche ge genüberliegt, in der die zuerst genannte Windung der ersten Leiterschleifen struktur verläuft. Die zuletzt genannte Windung der ersten Leiterschleifen struktur kann nun mit einer weiteren Windung der zweiten Leiterschleifen struktur ineinander greifen, welche ihrerseits mit der zuerst genannten Win dung der ersten Leiterschleifenstruktur ineinander greift. Auf diese Weise kann mit den Windungen der ersten und zweiten Leiterschleifenstruktur ein die Hauptachse vollständig umgebendes Gewebe gebildet werden, in dem sich jeweils Windungen der ersten Leiterschleifenstruktur gegenüberliegen und die Windungen der zweiten Leiterschleifenstruktur gegenüberliegen. Die Windungen der ersten Leiterschleifenstruktur und der zweiten Leiterschlei fenstruktur greifen dabei jeweils ineinander. In einer vorteilhaften Ausgestal tung der Erfindung können die ersten Windungsachsen der ersten Leiter schleifenstruktur in Richtung entlang der Hauptachse zwischen den zweiten Windungsachsen der zweiten Leiterschleifenstruktur liegen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass ein von den Windungen der ersten Leiterschlei fenstruktur erzeugtes Magnetfeld die Windungen der zweiten Leiterschleifen struktur möglichst wenig durchsetzt und ein von den Windungen der zweiten Leiterschleifenstruktur erzeugtes Magnetfeld die Windungen der ersten Lei terschleifenstruktur möglichst wenig durchsetzt. Dies verbessert die Richtcha rakteristik in radialer Richtung.

Damit die ersten und zweiten Leiterschleifenstrukturen wie vorbeschrieben ineinander verwoben werden können, ist es vorteilhaft, wenn der Draht, aus dem die erste und die zweite Leiterschleifenstruktur gebildet sind, mit einer elektrischen Isolierung ummantelt sind. Verwendet werden kann beispiels weise DFT-Draht, der einen Kern aus Au oder Ag aufweist und mit NiTi um mantelt ist.

Die beschriebene Verflechtung der ersten und zweiten Leiterschleifenstruktur entspricht vom elektrischen und elektromagnetischen Verhalten her zwei oder auch mehr im gewünschten Winkel zueinander gegeneinander verdreh ten Spulen. Durch die Verflechtung besitzt die Spule Bereiche, die die eigentli chen Spulen darstellen sowie Kreuzungspunkte, an denen diese Spulen me chanisch miteinander zu einem zylindrischen Gesamtgebilde zusammenge fasst und gegeneinander fixiert werden können. Eine derartige Ausgestaltung kann gleichermaßen als Spule und als Gefäßstütze, z. B. als Stent, wirken. Sie kann aus Material hergestellt werden, das sowohl elektrische, als auch me chanische sowie biokompatible Eigenschaften haben kann. Dadurch, dass die Spulenachsen in einem nicht verschwindenden Winkel zueinander stehen, kann die beschriebene gute Kopplung unabhängig vom Winkel erzielt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die kapazitiven Drucksensoren mit ihrer druckmessenden Fläche in einer jener Flächen liegen, in denen sich die Leiterschleifenstruktur des entsprechenden Schwingkreises erstreckt. Es kann also der erste kapazitive Drucksensor vorteilhafterweise mit seiner druckmessenden Oberfläche in einer jener Flächen angeordnet sein, in denen die erste Leiterschleifenstruktur verläuft und es kann vorteilhafterwei se der zweite kapazitive Drucksensor mit seiner druckmessenden Fläche in einer jener Flächen angeordnet sein, in denen die zweite Leiterschleifenstruk tur verläuft.

Bevorzugterweise können die erste Leiterschleifenstruktur und/oder die zwei te Leiterschleifenstruktur jeweils aus einem einzigen Draht geformt sein. Die ser kann dabei zu allen Windungen der entsprechenden Leiterschleifenstruk tur gebogen sein. Vorteilhaft können auch in Richtung des Umfangs um die Hauptachse nebeneinanderliegende Windungen der ersten und der zweiten Leiterstruktur anders miteinander verbunden sein, als durch Ineinandergrei fen. Beispielsweise können diese Windungen miteinander verklebt sein. Eine Ausgestaltung mit ineinandergreifenden Leiterstrukturen ist jedoch insbeson dere vorteilhaft, weil hier für das Verbinden keine weiteren Produktionsschrit te erforderlich sind, so dass die Herstellbarkeit einfacher ist.

Vorteilhafterweise kann die erste Resonanzfrequenz größer oder gleich 5 MHz, vorzugsweise größer oder gleich 10 MHz, besonders bevorzugt größer oder gleich 15 MHz sein und/oder kleiner oder gleich 40 MHz, vorzugsweise kleiner oder gleich 30 MHz, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 20 MHz. Erfindungsgemäß wird außerdem eine Druckwellenmessvorrichtung bereitge stellt, die zum einen ein passives Transpondersystem, wie vorstehen be schrieben, aufweist sowie darüberhinaus eine Ausleseeinheit. Die Ausleseein heit weist dabei zumindest eine Auslesespule auf, die so gegenüber dem pas siven Transpondersystem anordenbar ist, dass ein durch sie erzeugtes Mag netfeld zumindest eine der Leiterschleifenstrukturen des Transponderssystems durchsetzt. Die erfindungsgemäße Druckwellenmess vorrichtung weist außerdem eine Auswerteelektronik auf, mit der die Ausle sespule mit einem die Schwingkreise des passiven Transpondersystems anre genden Signal beaufschlagbar ist. Als Signal wird hierbei ein elektromagneti sches Wechselfeld verstanden, das die Leiterschleifenstrukturen des passiven Transpondersystems durchsetzen kann, wenn es in geeignetem Abstand und geeigneter Ausrichtung gegenüber dem passiven Transpondersystems ange ordnet wird. Mit der Auswerteelektronik kann erfindungsgemäß außerdem ein von der Auslesespule empfangenes Signal ausgewertet werden. Dabei ist das von der Auslesespule empfangene Signal ein zeitlicher Stromverlauf, der dadurch erzeugt wird, dass die Auslesespule von einem elektromagnetischen Feld durchsetzt wird, das durch die Schwingkreise des passiven Transponder systems erzeugt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Druckwellenmess vorrichtung eine Signalquelle aufweisen, mit der ein Signal, also ein Wechsel stromverlauf, mit den Resonanzfrequenzen der Schwingkreise erzeugbar ist. Vorteilhafterweise weist die Druckwellenmessvorrichtung darüberhinaus au ßerdem einen Richtkoppler auf, an dessen Ausgang die Signalquelle elektrisch gekoppelt ist und an dessen Eingang die Auslesespule gekoppelt ist.

Vorteilhafterweise kann das Signal mit der Form a sin (w ₃ ΐ) + b sin (wi,ΐ) ha ben.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Druck wellenmessvorrichtung einen ersten Mischer aufweisen, in den ein von der Auslesespule empfangenes Signal einleitbar ist. Hinter dem ersten Mischer kann ein erster Tiefpassfilter vorgesehen sein, in den ein vom Mischer ausge gebenes Signal eingeleitet werden kann. Mit dem ersten Mischer kann ein durch die Auslesespule vom Transpondersystem empfangenes Signal mit der ersten Resonanzfrequenz heruntergemischt werden. Die Druckwellenmess vorrichtung der Erfindung kann außerdem einen weiteren zweiten Mischer aufweisen, in den ein von der Auslesespule empfangenes Signal einleitbar ist. Hinter diesem weiteren Mischer kann ein zweiter Tiefpassfilter vorgesehen sein, in den ein vom zweiten Mischer ausgegebenes Signal einleitbar ist. Es kann wiederum mit dem zweiten Mischer ein durch die Auslesespule vom Transpondersystem empfangenes Signal der zweiten Resonanzfrequenz heruntermischbar sein.

Bevorzugterweise ist die Druckwellenmessvorrichtung so eingerichtet, dass das mit der ersten Resonanzfrequenz empfangene Signal mit dem mit der zweiten Resonanzfrequenz empfangenen Signal konstruktiv addierbar ist. Ist wie oben beschrieben ein Mischer und ein Tiefpassfilter vorgesehen, so ist vorteilhafterweise das vom ersten Tiefpassfilter ausgegebene Signal mit dem vom zweiten Tiefpassfilter ausgegebenen Signal konstruktiv addierbar. Diese konstruktive Addition kann dadurch erfolgen, dass zum einen das vom ersten Tiefpassfilter ausgegebene Signal in Absolutbetrag bzw. Amplitude und Phase unterteilt wird und außerdem das vom zweiten Tiefpassfilter ausgegebene Signal in Amplitude bzw. Absolutbetrag und Phase unterteilt wird. Es können dann die Absolutbeträge bzw. Amplituden miteinander addiert werden und die Phasen miteinander addiert werden, so dass sich eine Summenamplitude und eine Summenphase ergibt.

Das Messprinzip kann einem Lock-in-Verstärker entsprechen. Der erste Schwingkreis und der zweite Schwingkreis liefern eine X-Komponente und eine Y-Komponente, die von der Auslesespule empfangen werden. Sind w ₃ und üJ _b die Resonanzfrequenzen der beiden Schwingkreise des passiven Transpondersystems bei einem bestimmten Triggerdruck p _t , so kann das Sig nal wie oben beschrieben vorgegeben werden und in die Spulen des passiven Transpondersystems eingekoppelt werden. Resonanzfrequenzen können bei spielsweise in einem Bereich von 1 bis 100 MHz liegen, wobei die Frequenzan teile des anliegenden Druckes bei beispielsweise zwischen 0,1 und 50 Hz lie gen können. Bei einer Verwendung an einem Blutgefäß kann die Hauptkom ponente beispielsweise ein mit ca. 1 Hz sich periodisch wiederholender Herz schlag sein. Die Signalquelle kann dann ein Signal mit den beiden interessierenden Fre quenzen üj _a und üJ _b abgeben und an den Ausgang des Richtkopplers senden. Der Richtkoppler kann das Signal an seinen Eingang übertragen und an die Auslesespule weitergeben. Eine Direktübertragung des Signals von der Signal quelle an den Mischer erfolgt aufgrund des Richtkopplers nicht (oder für reale Richtkoppler nur in sehr geringem Maße, mit einem Isolationsparameter von größer als 25 dB). Was jedoch normalerweise von der Auslesespule zu den Mischern gelangen kann, sind von der Spule aufgrund der Abweichung von der Systemimpedanz (z. B. 50 Ohm) reflektierte Signale.

Ändern nun die Sensoren des passiven Transpondersystems ihre Resonanz frequenzen üj _a und üJ _b aufgrund von Variationen des Druckes, der an den ka pazitiven Drucksensoren anliegt, so kann dies im reflektierten Signal gemes sen werden, da dadurch eine Änderung der Impedanz der Auslesespule und somit des reflektiven Signals bewirkt wird.

Eine Heruntermischung des Signals und Filterung mit einem Tiefpassfilter mit den zu beobachtenden Resonanzfrequenzen w ₃ und cj _b ist vorteilhaft, da für eine große Messbandbreite auch der Rauschpegel normalerweise große Wer te annehmen kann und dann die Veränderung des reflektierten Signals bei weit entfernten und zum Beispiel im Körpergewebe eingebetteten Sensoren relativ schwach werden kann. Die so erhaltene Information liegt dann also direkt im Basisband vor.

Die Trennung in Amplitude und Phase der beiden Signale ist vorteilhaft, da diese dadurch addiert werden können, ohne dass sie sich bei bestimmten Winkeln auslöschen.

Der Mischer kann vorteilhafterweise das Messsignal mit dem Referenzsignal, das durch die Signalquelle erzeugt wird, multiplizieren und so eine Frequenz verschiebung des Spektrums des Messsignals um die Referenzfrequenz bewir ken. Der im Messsignal enthaltene Frequenzanteil bei der Referenzfrequenz kann dadurch auf Null heruntergemischt werden. Die anschließende Tiefpass filterung kann vorteilhafterweise weitere Mischprodukte entfernen und das Rauschen reduzieren. Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines passiven Transponders wie oben beschrieben angegeben. Dabei werden die erste und/oder die zweite Leiterschleifenstruktur wie folgt hergestellt. Zunächst wird auf eine Stange eine Vielzahl von Trägerelementen aufgereiht. Jedes die ser Trägerelemente hat eine zylinderförmige Außenoberfläche, in welcher eine Ausnehmung eingebracht ist. Diese Ausnehmung hat eine Oberfläche, die ihrerseits ein Ausschnitt einer Zylinderfläche ist. Vorteilhafterweise hat diese Zylinderfläche die gleiche Krümmung wie die Außenoberfläche des Trä gerelementes. Außerdem steht vorteilhafterweise die Zylinderachse dieser Zylinderfläche der Ausnehmung senkrecht zur Zylinderachse der Außenober fläche des Trägerelements. Es können auf diese Weise eine Vielzahl der Trä gerelemente auf die Stange aufgereiht werden, wobei jeweils die Zylinderach sen der zylinderförmigen Außenoberfläche benachbarter Trägerelemente senkrecht zueinander stehen.

Es wird nun ein erster Draht als erste Leiterschleifenstruktur um eine erste Gruppe der Trägerelemente gewickelt. Dabei zeichnet sich die erste Gruppe der Trägerelemente dadurch aus, dass die Zylinderachsen ihrer Außenoberflä chen alle parallel zueinander stehen.

Es wird darüber hinaus ein zweiter Draht als zweite Leiterschleifenstruktur um eine zweite Gruppe der Trägerelemente gewickelt, wobei diese zweite Gruppe wiederum jene der Trägerelemente enthält, deren Zylinderachsen parallel zueinander stehen, jedoch senkrecht zu den Zylinderachsen der Trägerele mente der ersten Gruppe. Auf diese Weise können die erste und die zweite Leiterschleifenstruktur mit zueinander senkrecht stehenden Windungsachsen gewickelt werden.

Im Anschluss an das Wickeln kann die Stange aus allen Trägerelementen her ausgezogen werden, so dass diese frei beweglich werden und aus den Wick lungen herausgeschoben werden können. Es bleiben also nur die gewickelten Leiterschleifenstrukturen übrig. Vorteilhafterweise können der erste und der zweite Draht jeweils so gewickelt werden, dass sie zunächst ein Trägerele ment der entsprechenden Gruppe zumindest einmal vollständig umlaufen und dann zum jeweils benachbarten Trägerelement der gleichen Gruppe weiter- verlaufen. Dieses können sie wiederum vollständig umlaufen, um dann zum nächsten weiteren Trägerelement der gleichen Gruppe weiter zu verlaufen. Auf diese Weise können Leiterschleifenstrukturen mit einer Vielzahl von ne beneinander angeordneten Windungen erzeugt werden. Durch die Verwen dung der Trägerelemente wird es insbesondere möglich, auch so zu wickeln, dass die ersten und die zweiten Wicklungen jeweils in zwei gegenüberliegen den Flächen verlaufen. Außerdem ist es ohne Weiteres möglich, den Draht der ersten Leiterschleifenstruktur durch die Windungen der zweiten Leiterschlei fenstruktur zu führen und den Draht der zweiten Leiterschleifenstruktur durch die Windungen der ersten Leiterschleifenstruktur zu führen, so dass sich eine stabile geflochtene Struktur ergibt. Es sei angemerkt, dass die Zylinderachse der Außenoberflächen der Trägerelemente den Windungsachsen der um die ses Trägerelement gewundenen Windung entsprechen kann und dass die Längsachse der Stange der Hauptachse des passiven Transpondersystems ent spricht.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren beispielhaft erläutert werden. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei gleichen oder entspre chenden Merkmalen. Die in den Beispielen gezeigten Merkmale können auch unabhängig vom entsprechenden Beispiel realisiert werden und zwischen den Beispielen kombiniert werden.

Es zeigt

Figur 1 eine Messanordnung zur Bestimmung einer Richtcharakteristik eines Transponders,

Figur 2 eine Richtcharakteristik eines Transponders mit zwei Spulen,

Figur 3 einen gedruckten Schaltkreis zur Herstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Transpondersystems,

Figur 4 eine Seitenansicht dieses erfindungsgemäßen Transpondersys tems,

Figur 5 eine axiale Ansicht dieses erfindungsgemäßen Transpondersys- tems,

Figur 6 ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Transpondersys tems,

Figur 7 eine perspektivische Ansicht des in Figur 6 gezeigten Transponder systems,

Figur 8 eine Detailansicht des in den Figuren 6 und 7 gezeigten Transpon dersystems,

Figur 9 eine axiale Ansicht des in den Figuren 6 bis 8 gezeigten erfin

dungsgemäßen Transpondersystems,

Figur 10 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Druckwellenmessvorrich tung,

Figur 11 eine beispielhafte Schaltung zweier auf die gleiche Frequenz abge stimmter Schwingkreise,

Figur 12 die Resonanzverschiebung der in Figur 11 gezeigten Schwingkrei se, und

Figur 13 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.

Figur 1 zeigt eine Messanordnung zur Vermessung der Richtcharakteristik ei nes Transponders 1. Der Transponder 1 ist hierbei gegenüber einer Auslese spule 2 mit variierbarer Orientierung angeordnet. Die Messvorrichtung weist eine optionale Winkelskala 3 auf, mit der die Orientierung des Transponders messbar ist. Die Auslesespule 2 ist hierbei eine Zylinderspule, die in Figur 1 von der Seite zu erkennen ist. Der Transponder 1 ist gegenüber der Auslese spule 2 so angeordnet, dass eine Symmetrieachse 4 der Auslesespule 2 eine Zylinderachse des Transponders 1 schneidet, wobei die Symmetrieachse 4 sowohl senkrecht auf der Auslesespule 2, als auch auf der Zylinderachse des Transponders 1 steht. Der Transponder 1 weist hier sattelförmige Spulen auf, die auf zylinderförmigen Oberflächen des Transponders 1 angeordnet sind und zwar dergestalt, dass die Spulenachsen senkrecht zur Längsachse des Transponders 1 stehen und die Symmetrieachse 4 schneiden oder zu dieser koaxial liegen. Die Spulenachsen schneiden außerdem die Zylinderachse des Transponders 1, hier die Drehachse.

Figur 2 zeigt eine Richtcharakteristik, wie sie für einen Transponder mit der in Figur 1 gezeigten Messanordnung gemessen wird, wenn der Transponder 2 zylinderförmige Spulen aufweist, deren Spulenachsen senkrecht aufeinander stehen und einander schneiden. Figur 2 zeigt dabei die X-Komponente der in der Auslesespule induzierten Spannung und die Y-Komponente der in der Aus lesespule induzierten Spannung, wobei die Spulenachse der einen Spule des Transponders in X-Richtung verläuft und die Spulenachse der anderen Spule des Transponders in Y-Richtung.

Die gepunktete Linie 5 (Quadrate) in Figur 2 zeigt die Richtcharakteristik jener Spule des Transponders, deren Spulenachse in Y-Richtung orientiert ist. Die klein gestrichelte Linie 6 (Punkte) zeigt die Richtcharakteristik jener Spule des Transponders, deren Spulenachse in X-Richtung orientiert ist. Zu erkennen ist, dass die beiden einzelnen Spulen des Transponders 1 eine ausgeprägt 8- förmige Richtcharakteristik haben, wobei die Richtcharakteristiken der beiden Spulen um 90° gegeneinander gedreht sind, da auch die Spulen um 90° ge geneinander gedreht sind. Schaltet man die beiden Spulen des Transponders 1 einfach in Reihe, so ergibt sich die groß gestrichelte Richtcharakteristik 7 (Dreiecke), die ebenfalls 8-förmig ist und gegenüber den Richtcharakteristiken der beiden Einzelspulen um 45° gedreht liegt. Die durchgezogene Linie (Krei se) zeigt die Richtcharakteristik eines Transponders entsprechend der vorlie genden Erfindung. Dadurch, dass die Signale der beiden einzelnen Spulen auf grund deren unterschiedlicher Resonanzfrequenzen voneinander unter scheidbar sind, können die Signale der beiden Spulen konstruktiv miteinander addiert werden. Es ergibt sich dadurch die mit 8 gekennzeichnete nahezu kreisförmige Richtcharakteristik. Hier ist es nicht von Bedeutung, in welcher Richtung in der XY-Ebene ausgelesen wird. Es wird stets eine gute Kopplung zwischen dem Transponder und der Auslesespule erzielt.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen passi ven Transponders. Dabei zeigt Figur 3 einen gedruckten Schaltkreis, aus dem der Transponder herstellbar ist, Figur 4 zeigt zwei Seitenansichten des so her gestellten Transponders und Figur 5 eine axiale Ansicht des so hergestellten Transponders.

Figur 3 zeigt eine gedruckte Schaltung 33 mit einer ersten Leiterschleifen struktur 31 und einer zweiten Leiterschleifenstruktur. Dabei ist die Leiter schleifenstruktur 31 auf einer Vorderseite, in der Figur 3 dem Betrachter zu gewandt, eines Substrates 34 aufgebracht und die zweite Leiterschleifenstruk tur auf einer dem Betrachter abgewandten Rückseite des Substrats 34. Das Substrat 34 isoliert also die erste Leiterschleifenstruktur 31 und die zweite Leiterschleifenstruktur 32 elektrisch gegeneinander.

Die Leiterschleifenstrukturen 31 und 32 haben im gezeigten Beispiel jeweils drei Windungen. Jede der Leiterschleifenstrukturen 31 und 32 weist zwei ge rade Bereiche auf, die zueinander parallel liegen und über zwei kreisförmig gebogene Bereiche miteinander verbunden sind. In den geraden Bereichen verlaufen die Leiterbahnen parallel zueinander und gerade und in den kreis förmig gebogenen Bereichen verlaufen die Leiterbahnen entlang einer Kreisli nie und für alle Windungen der gleichen Leiterschleifenstruktur parallel zuei nander. Mit der ersten Leiterschleifenstruktur 31 ist ein erster kapazitiver Drucksensor 35 gekoppelt. Der kapazitive Drucksensor 35 ist dabei zwischen den zwei Enden der Leiterschleifenstruktur 31 gekoppelt. Entsprechend weist die Leiterschleifenstruktur 32 einen zweiten kapazitiven Drucksensor 36 auf, der wiederum zwischen den beiden Enden der Leiterschleifenstruktur 32 an geordnet ist. Der erste kapazitive Drucksensor 35 bildet mit der ersten Leiter schleifenstruktur 31 einen ersten Schwingkreis mit einer ersten Resonanzfre quenz. Der zweite kapazitive Drucksensor 36 bildet mit der zweiten Leiter schleifenstruktur 32 einen zweiten Schwingkreis mit einer zweiten Resonanz frequenz.

Die erste Leiterschleifenstruktur 31 ist um eine Windungsachse gewunden, wobei die Windungsachse hier den Mittelpunkt der Leiterbahnen der Leiter schleifenstruktur 31 durchstößt und senkrecht auf dem Substrat 34 steht. In entsprechender Weise werden die Leiterbahnen der zweiten Leiterschleifen struktur 32 um eine zweite Spulenachse gewunden, die wiederum durch den Mittelpunkt der Leiterbahn der zweiten Leiterschleifenstruktur 32 verläuft und senkrecht auf dem Substrat 34 steht.

Aus der in Figur 3 gezeigten Struktur kann ein wie in Figur 4 gezeigter erfin dungsgemäßer passiver Transponder hergestellt werden, indem das Substrat 34 um eine Achse gebogen wird, die parallel zu den Längsseiten des Substrats 34 verläuft, die parallel liegen zu den geraden Abschnitten der Leiterschleifen strukturen 31 und 32. Diese Richtung soll im Folgenden als Z-Richtung be zeichnet werden.

Figur 4A zeigt diese Ausgestaltung des Transponders in einer ersten Richtung, die senkrecht zur Z-Richtung und in einem Winkel von 45° zur X-Achse und zur Y-Achse steht. Die Teilfigur 4B zeigt den Transponder in Richtung der X-Achse betrachtet.

Die Leiterschleifenstrukturen 31 und 32 können vorteilhaft so bemessen sein, dass, wenn das Substrat 34 in der beschriebenen Weise gebogen wird, die geraden Bereiche der Leiterschleifenstrukturen einander gerade diametral bezüglich jener Achse, um die das Substrat 34 gebogen wurde, gegenüberlie gen. Das Substrat 34 wird dabei vorzugsweise in eine Kreisform so gebogen, dass die Spulenachsen der ersten Leiterschleifenstruktur und der zweiten Lei terschleifenstruktur 32 im gewünschten Winkel zueinander stehen, vorzugs weise senkrecht zueinander.

Figur 5 zeigt die in der Figur 4 gezeigte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Transponders in der Blickrichtung in Richtung Z-Achse. Die in Figur 4A gezeigte Ansicht ergibt sich bei Betrachtung der in Figur 5 gezeigten Ansicht von rechts und die in Figur 4B gezeigte Ansicht ergibt sich bei Betrachtung von der rech ten oberen Ecke aus.

Es ist zu erkennen, dass das Substrat zu einer Kreisform gebogen wurde. Dabei liegt die erste Leiterschleifenstruktur 31 auf einer inneren Oberfläche des so entstehenden zylinderförmigen Substrats und die zweite Leiterschleifenstruk tur 32 auf seiner Außenoberfläche. Die Längsbereiche 31a, 31b und 31c der ersten Leiterschleifenstruktur 31 liegen einander bezüglich derer die geraden Abschnitte 31a, 31b, 31c der gleichen Windung der ersten Leiterschleifen struktur 31 den gleichen Abstand haben. In entsprechender Weise liegen ei- nander die geraden Abschnitte 32a, 32b, 32c bezüglich der YZ-Ebene gegen über, bezüglich derer die geraden Abschnitte 32a, 32b, 32c der gleichen Win dung den gleichen Abstand haben.

Die Figuren 6 bis 9 zeigen ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen pas siven Transponders. Dabei zeigt Figur 6 eine Seitenansicht in Richtung senk recht zur Z-Achse, die der Längsachse oder Hauptachse des Transponders ent spricht, Figur 7 eine perspektivische Ansicht und Figur 8 eine Detailansicht. Figur 9 zeigt eine Ansicht in Richtung der Z-Achse.

In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist ein erster Draht 61 zu einer ersten Leiterschleifenstruktur 61 gebogen und ein zweiter Draht 62 zu einer zweiten Leiterstruktur 62. Dabei weist die erste Leiterschleifenstruktur 61 eine Mehr zahl an in Richtung einer Hauptachse, die hier die Längsachse, also die Z- Richtung des Transponders ist, nebeneinander angeordneten Windungen 61a, 61b, 61c auf, wobei jede der Windungen der ersten Leiterschleifenstruktur 61 um eine eigene Windungsachse gewunden ist. Die ersten Windungsachsen stehen dabei parallel zueinander und sind voneinander um einen nicht ver schwindenden Abstand beabstandet. Die gezeigte Ausgestaltung weist außer dem eine zweite Leiterschleifenstruktur 62 mit einer Mehrzahl in einer Rich tung der Hauptachse nebeneinander angeordneten Windungen 62a, 62b, 62c auf, wobei wiederum jede der Windungen 62a, 62b, 62c der zweiten Leiter schleifenstruktur 62 um eine eigene zweite Windungsachse gewunden ist. Die zweiten Windungsachsen stehen wiederum parallel zueinander und sind von einander um einen nicht verschwindenden Abstand beabstandet. Im gezeig ten Beispiel stehen außerdem die Windungsachsen der ersten Windungen 61a, 61b, 61c senkrecht zu den Windungsachsen der zweiten Windungen 62a, 62b, 62c. Im gezeigten Beispiel weist außerdem die Leiterschleifenstruktur 61 auf jeder der Windungsachsen zwei Windungen auf, die einander bezüglich der Z-Achse gegenüber liegen. Darüber hinaus weist auch die zweite Leiter schleifenstruktur 62 für jede der Windungsachsen zwei einander bezüglich der Z-Achse gegenüberliegende Windungen auf.

Wie in Figur 8 im Detail zu erkennen ist, sind die Windungen 61a, 61b, 61c der ersten Leiterschleifenstruktur 61 mit den Windungen 62a, 62b der zweiten Leiterschleifenstruktur 62 verwoben. Es wird hierzu der Draht der ersten Lei- terschleifenstruktur 61 zunächst zu einer im Wesentlichen kreisförmigen Windung gebogen, wobei die Windung dadurch verschlossen wird, dass der Draht um den Draht der zweiten Leiterschleifenstruktur 62 gewickelt wird, wo dieser zwischen zwei Windungen 62a und 62b der zweiten Leiterschleifen struktur verläuft. Entsprechend wird der Draht der zweiten Leiterschleifen struktur 62 zu einer Windung 62a gebogen, die dadurch geschlossen wird, dass der Draht um den Draht der ersten Leiterschleifenstruktur 61 gewickelt wird, wo dieser zwischen zwei benachbarten Windungen 61a und 61b der ersten Leiterschleifenstruktur verläuft. Auf diese Weise wird für jede der Lei terschleifenstrukturen 61 und 62 jeweils der Draht zu einer Windung gebo gen, dann entlang eines geraden Bereichs parallel zur Zylinderachse des Transponders zur benachbarten Windung der gleichen Leiterschleifenstruktur geführt, dort wiederum in eine Windung gebogen und weiter in einem gera den Bereich zur benachbarten Windung der gleichen Leiterschleifenstruktur geführt, was für die Anzahl der Windungen in der gleichen Fläche der entspre chenden Leiterschleifenstruktur wiederholt wird. Die zweite Leiterschleifen struktur wird entsprechend zu Windungen 62a, 62b gewunden, die wiederum über gerade Bereiche parallel zur Längsachse des Transponders geführt wer den. Dabei werden die Windungen der zweiten Leiterschleifenstruktur 62 je weils in einem Teilbereich der Windungen um den geraden Bereich der ersten Leiterschleifenstruktur 61 gewunden. Entsprechend werden die Windungen 61a, 61b, 61c der ersten Leiterschleifenstruktur 61 im Bereich der Windung um den geraden Bereich der angrenzenden zweiten Leiterschleifenstruktur gewunden.

Es sei darauf hingewiesen, dass die hier gezeigte Form der Wickelung lediglich ein vorteilhaftes Beispiel darstellt, dass eine gute mechanische Stabilität be wirkt. Es ist jedoch eine Vielzahl anderer Wicklungen denkbar, die zu einer gleichen Anordnung der Windungen der Leiterschleifenstrukturen 61 und 62 zueinander führt. Es ist auch möglich, dass die Leiter der Leiterschleifenstruk turen 61 und 62 auf andere Weise, beispielsweise durch Verkleben oder Zu sammenbinden miteinander verbunden werden.

Figur 9 zeigt eine Ansicht des in den Figuren 6 bis 8 gezeigten Beispiels des erfindungsgemäßen Transponders in Richtung der Längsachse des Transpon ders, also in Richtung der Z-Achse, gesehen. Es ist zu erkennen, dass die Lei- terschleifenstrukturen 61 und 62 einen ungefähr kreisförmigen Umfang be schreiben, so dass der gesamte Transponder ungefähr eine Zylinderform be schreibt.

Die erste Leiterschleifenstruktur 62 ist auch hier an ihren Enden mit einem ersten kapazitiven Drucksensor 63 gekoppelt und die zweite Leiterschleifen struktur 62 mit einem zweiten kapazitiven Drucksensor 64.

Figur 10 zeigt ein beispielhaftes Schaltbild einer erfindungsgemäßen Druck wellenmessvorrichtung entsprechend der Erfindung. Die erfindungsgemäße Druckwellenmessvorrichtung weist dabei einen passiven Transponder wie vorstehend beschrieben auf, der hier durch einen ersten Schwingkreis 101 und einen zweiten Schwingkreis 102 dargestellt wird. Der erste Schwingkreis 101 weist einen ersten kapazitiven Drucksensor 103 auf und der zweite Schwingkreis 2 weist einen zweiten kapazitiven Drucksensor 104 auf, die in Figur 10 als Kapazitäten dargestellt sind. Darüber hinaus weist der erste Schwingkreis 101 eine erste Leiterschleifenstruktur 105 auf und der zweite Schwingkreis eine zweite Leiterschleifenstruktur 107 auf.

Die in Figur 10 gezeigte Messvorrichtung weist außerdem eine Ausleseeinheit 108 auf, mit der die Schwingkreise 101 und 102 auslesbar sind. Die Auslese einheit 108 weist eine Auslesespule 2 auf. Mittels einer Signalquelle 109 ist ein Signal, also ein Stromsignal, mit zwei überlagerten Frequenzen w ₃ und cj _b erzeugbar, wobei der Anteil mit der Frequenz w ₃ mit einer Amplitude a er zeugt wird und der Anteil mit der Frequenz cj _b mit einer Amplitude b. Es ergibt sich also die Signalform a · sin((j _a t) + b · sin(cJ _b t). Das so erzeugte Signal wird über einen Richtkoppler 110 in die Auslesespule 2 eingespeist. Der Richtkopp ler ist mit einem ersten Mischer 111 und einem zweiten Mischer 112 gekop pelt, in die ein vom Richtkoppler 110 von der Auslesespule 2 empfangenes Signal einspeisbar ist. Im ersten Mischer 111 wird das von der Auslesespule erhaltene Signal mit dem Referenzsignal a · sin((j _a t) gemischt und im zweiten Mischer 112 mit dem Referenzsignal b · sin(cJ _b t).

Das vom ersten Mischer 111 ausgegebene Signal wird dann einem Tiefpassfil ter 113 zugeführt. Das vom zweiten Mischer 112 ausgegebene Signal wird einem Tiefpassfilter 114 zugeführt. Der erste Tiefpassfilter 113 wird dann von der Ausleseeinheit 108 in einen Absolutbetrag bzw. eine Amplitude 115 und eine Phase 116 aufgeteilt. Das vom zweiten Tiefpassfilter 114 ausgegebene Signal wird ebenfalls in eine Amplitude 117 und eine Phase 118 aufgeteilt. Mittels einer Addition 119 werden die Absolutwerte 115 und 117 des ersten und zweiten Signals addiert, um eine Summe 121 zu erhalten. Die Phasen 116 und 118 des ersten und des zweiten Signals werden mit einem weiteren Addierer 120 addiert, um eine Summe 122 zu erhalten. Das auf diese Weise erhaltene Signal 121 und 122 weist dann eine kreisförmige Richtcharakteristik auf, wie diese in Figur 2 mit der durchgezogenen Linie (Kreise) gezeigt ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Mischer 111, 112 und die Tiefpassfilter 113, 114 der Verbesserung des Signals dienen. Sie sind daher optional.

Figur 11 zeigt eine Schaltung, in der zwei auf eine gleiche Frequenz abgestellte Schwingkreise 1101 und 1102 über zwei Spulen LI und L2 mit einem Kopp lungsfaktor Kl miteinander verkoppelt sind. Deren Wechselwirkung wird in Abhängigkeit von Kl dargestellt. Je größer Kl ist, desto größer ist die Wech selwirkung zwischen den Spulen CI und C2 und desto größer ist eine sich er gebende Verstimmung. Der erste Schwingkreis weist neben der Spule LI, die im gezeigten Beispiel eine Induktivität von 3 m hat, eine Kapazität CI von 10 pF und einen Widerstand RI mit einem Wert von 0,1 W auf. Der zweite Schwingkreis 1102 weist die zweite Spule C2, eine zweite Kapazität C2 und einen zweiten Widerstand R2 mit den gleichen Werten wie im ersten Schwingkreis 1101 auf, so dass die beiden Schwingkreise 1101 und 1102 die gleiche Resonanzfrequenz haben. An den ersten Schwingkreis 1101 wird eine Spannung VI angelegt, mit der dieser zum Schwingen anregbar ist.

Figur 12 zeigt die Impedanz UIN/Iln, die im ersten Schwingkreis gemessen wird, abhängig von der Frequenz f/f ₀ für verschiedene Kopplungsfaktoren Kl. Der Wert f ₀ ist dabei die Resonanzfrequenz der beiden Schwingkreise 1101 und 1102 in ungekoppeltem Zustand. Die verschiedenen Kurven zeigen dabei unterschiedliche Werte des Kopplungsfaktors Kl. Es ist zu erkennen, dass mit einer sehr kleinen Kopplung von Kl = 0,001 (durchgezogene Linie) sich die Resonanzfrequenz nicht verschiebt. Wird jedoch die Kopplung erhöht, so ist zu erkennen, dass die Resonanzfrequenzen der beiden Schwingkreise ausei nanderlaufen. Figur 13 zeigt ein bildhaftes Herstellungsverfahren zur Herstellung eines erfin dungsgemäßen passiven Transponders. Es werden dabei in einem ersten Schritt eine Vielzahl von Trägerelementen 132 auf eine Stange 131 aufgereiht. Jedes Trägerelement 132 weist dabei eine zylinderförmige Außenoberfläche auf, in die eine zylinderteilflächenförmige Ausnehmung 133 eingebracht ist. Die Trägerelemente 132 werden auf der Stange so aufgereiht, dass die Zylin derachsen ihre zylinderförmigen Außenoberflächen zu einer Längsrichtung der Stange 131 senkrecht stehen, und dass außerdem jeweils eines der Trä gerelemente 132 in der zylinderteilflächenförmigen Ausnehmung 133 eines benachbarten der Trägerelemente 132 liegt. Dieser Zustand ist in Figur 13B zu erkennen.

Trägerstrukturen können auch, wie in den Figuren 13C und 13D gezeigt herge stellt werden, wobei die in 13D hergestellte Variante sich aus dem in den Teil figuren A und B gezeigten Verfahren ergeben kann.

Um die Trägerelemente 132 wird dann, wie in Figur 3B gepunktet angedeutet, ein erster Draht als erste Leiterschleifenstruktur und ein zweiter Draht 135 als zweite Leiterschleifenstruktur 135 gewickelt. Die Wicklung kann dabei so er folgen, dass sich beispielsweise eine Struktur wie in den Figuren 6 bis 9 gezeigt ergibt. Nach Abschluss des Wickelns können die Elemente 132 entfernt wer den, so dass nur noch die Leiterschleifenstrukturen Zurückbleiben. Hierzu kann in den Figuren 13A und 13B beispielsweise die Stange 131 entfernt wer den. Vorzugsweise werden die Drähte 134 und 135 jeweils zumindest einmal um jedes der Trägerelemente 132 herumgeführt, so dass sich jeweils eine Windung ergibt.