RFID-Antennen-System

Die Erfindung betrifft ein RFID-Antennen-System, mit einer RFID-Antenneneinrichtung für ein elektronisches Artikel- Sicherungs-System (EAS) und mit einer RFID-Antennenein- richtung für ein Waren-Identifikations-System (WIS) nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Insbesondere zur Sicherung von Waren beispielsweise am Ausgang von Kaufhäusern, Läden etc. werden sog. elektro- nische Artikel-Sicherungen verwendet. Diese bestehen aus RFID-Antennensystemen, die im Abstand zueinander im Bereich des Ausgangs oder einer Passage angeordnet werden und zwischen denen hindurch der zu überwachende Durchlass- weg gebildet ist.

Die entsprechenden, im Laden erhältlichen Produkte und Waren werden beispielsweise mittels eines elektronischen Warensicherungsetiketts gesichert. Wird die Ware ordnungsgemäß bezahlt, wird vom Verkaufspersonal das entsprechende Warensicherungsetikett entfernt, so dass der Kunde mit der

Ware die überwachte Ausgangspassage problemlos durchlaufen kann.

Wird die Ware noch im gesicherten Zustand durch den über- wachten Auslassweg mitgenommen, wird in dem überwachten Bereich in der Regel ein akustisches Warnsignal ausgegeben, um beispielsweise zu melden, dass versucht wird, unbezahlte Ware aus dem Laden mitzunehmen.

Es sind unterschiedliche elektronische Warensicherungssysteme bekannt geworden.

Gemäß einem bekannten Verfahren werden sog. Radiofrequenz- Etiketten (RF-Etiketten) verwendet. Auf einem derartigen Radiofrequenz-Etikett ist eine Spule vorgesehen, deren Anschlussenden kapazitiv miteinander verbunden sind. Als ϋberwachungs-Antennen werden Sendeantennen verwendet, die beispielsweise in einem Bereich von 6 bis 10 MHz elektromagnetische Strahlen aussenden. Wird ein entsprechendes RF-Etikett durch den überwachungsbereich hindurchgeführt, entzieht es dem System Sendeenergie, was mittels einer entsprechenden elektronischen Auswerteeinrichtung detek- tierbar ist.

Daneben ist auch ein elektromagnetisches Verfahren bekannt geworden, bei welchem an der zu sichernden Ware lange Metallstreifen angebracht werden. Diese Metallstreifen bestehen aus einer magnetisierbaren Legierung. Wird eine so gesicherte Ware durch das magnetische Wechselfeld der entsprechenden, der überwachung dienenden Antennen geführt, die beispielsweise mit einer Frequenz von 10 Hz bis 20 KHz strahlen, so führt dies zu einer Sättigungsmagnetisierung der Metallstreifen, wobei die steilen Flanken der

Magnetisierung Oberwellen im Wechselfeld erzeugen, die nachweisbar sind.

Die vorstehend genannten EAS-Systeme arbeiten nach Art eines 1-Bit-Transponders, in welchem das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandenseins eines bestimmten Etiketts im überwachungs- und Lesebereich erkannt werden kann.

Neben der überwachung dienenden Verfahren und Systemen werden darüber hinaus auch schon sog. UHF-RFID-Verfahren zur Artikel-Erfassung und -Identifikation eingesetzt. Dabei wird eine zu detektierende Ware mit einem RFID-Tag versehen. Dieses Verfahren bietet zu den oben genannten Verfahren zunächst einmal den wesentlichen Vorteil, dass mittels eines RFID-Etiketts nicht nur ein einzelnes Bit als Information ausgewertet werden kann, sondern dass diese UHF-RFID-Etiketten mit einem Mikrochip versehen sind, auf denen Informationen mit einer Wortlänge von mehreren Stellen gespeichert und von diesen ausgelesen werden können. Bevorzugt werden sog. passive RFID' s verwendet, die ihre Energie zum Auslesen des Tag-Inhalts und Rückübersenden der entsprechenden Informationen aus dem elektromagnetischen Feld des Antennensystems erhalten. Der RFID-Tag besteht dabei aus einer Antennenstruktur mit dem erwähnten Mikrochip. Zum Auslesen der Informationen wird dazu - wie bekannt ist - ein sog. Reader verwendet, der beispielsweise über ein Antennensystem den Tags die notwendige Energie zum Betrieb durch das elektromagnetische Feld zuführt, wobei die mit dem Mikrochip versehenen Tags dann die gespeicherten Informationen unter Verwendung dieser Energie eine entsprechende Antwort aussenden können, die über ein Antennensystem und einen nachgeschalteten RFID-Reader gelesen und ausgewertet werden können.

Bezüglich des Aufbaus eines RFID-Antennensystems für ein elektronisches Artikel-Sicherungs-System (EAS) wird beispielsweise auf die Vorveröffentlichung WO99/30384 Al verwiesen. Ebenso wird auf die Vorveröffentlichung "3 Fundamental Operating Principles" in RFID Handbook: Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards and Identification, Second Edition, Klaus Finkenzeller, Copyright ^® 2003, John Wiley & Sons, Ltd., ISBN: 0-470-84402- 7, Kapitel 1.2, 1.3, 2.3 bis 2.5.4 sowie 3.1 bis 3.1.2 verwiesen.

Grundsätzlich ist es wünschenswert, neben einem Antennensystem für ein elektronische Artikel-Sicherungs-System (EAS) auch, wie erwähnt, eine Antenneneinrichtung, bei- spielsweise eine UHF-RFID-Antenneneinrichtung zu verwenden, um hierüber ein Waren-Identifikations-System aufzubauen. Hierüber könnten bestimmte Informationen über im überwachungsbereich vorbeigeführte Waren und Produkte ausgelesen werden, die für verschiedene Prozesse von Be- deutung sind.

Aus der US 2006/0132312 Al ist grundsätzlich ein Antennensystem bekannt, das in einem Durchlassweg (Torweg) installiert werden kann. Dazu können unterschiedliche Anten- nensysteme verwendet werden, nämlich beispielsweise ein aus Patchantennen bestehendes RFID-Antennensystem. Alternativ dazu auch sogenannte Loop-Antennen oder eine sogenannte Photonik-Band-GAP-Antenne zum Einsatz kommen.

Die beschriebenen Antennen können neben einem Durchlassweg an einer benachbarten Wand in Frontrichtung weisend oder in einem eigentlichen Türrahmen in Frontrichtung weisend oder nach hinten weisend oder aber auch parallel zur

Durchlassrichtung verlaufend in dem eigentlichen Torbogen abstrahlend angeordnet sein.

Werden Patch-Antennen verwendet, so können auch mehrere Patch-Antennen zusammen betrieben werden, die in Vertikalrichtung übereinander angeordnet sind. In einem weiteren gezeigten Ausführungsbeispiel können mehrere derartige Patchantennen verwendet werden, die in mehreren Zweigen jeweils in Vertikalrichtung verlaufend angeordnet und gemeinsam betrieben werden, wobei in einer beschriebenen Variante hierzu sogenannte Diversity-Schalter oder Diversity-Combiner zum Einsatz kommen können. Allerdings ist dieser Vorveröffentlichtung nicht zu entnehmen, dass dieses System für ein elektronisches Artikel-Sicherungs- System EAS und/oder für ein Waren-Identifitkations-System WIS eingesetzt werden kann. Zumindest ist dieser Vorveröffentlichtung auch nicht zu entnehmen, dass ein RFID- Antennen-System aufgebaut werden kann, welches Antennen für ein elektronisches Artikel-Sicherungs-System EAS und daneben Antennen für ein Waren-Identifitkations-System WIS umfasst .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, ein verbessertes RFID-Antennensystem zu schaffen, welches einerseits eine Antenneneinrichtung für ein elektronisches Artikel-Sicherungs-System und andererseits eine Antenneneinrichtung für ein Waren-Identifikations-System (WIS) zum Auslesen von mit einem Mikrochip versehenen Tags umfasst. Dabei soll es sich um ein grundsätzlich einfach aufgebau- tes System handeln, wobei sichergestellt sein soll, dass die unterschiedlichen Antennensysteme zum einen für das EAS-System und zudem für das WIS-System sich nicht nachteilig beeinflussen sollen. Mit anderen Worten soll eine

optimale Integration beider Systeme ermöglicht werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausge- staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein erweiteres RFID- System zur elektronischen Artikelüberwachung (EAS) einer- seits und zur Realisierung eines Waren-Identifikations- Systems (WIS) andererseits geschaffen, welches sich eher durch seine hohe Integrationsfähigkeit und durch einen optimalen Einsatz auszeichnet. Dabei lässt sich das erwähnte Waren-Identifkations-System sowie die zugehörige Antenneneinrichtung auch bei einem bestehenden RFID-Anten- nensystem für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem (EAS) noch nachträglich nachrüsten, ohne dass die Funk- tions- und Wirkungsweise dieses EAS-Systems oder des Waren-Identifikations-Systems durch die Nachrüstung nachtei- lig beeinflusst wird.

Das erfindungsgemäß verbesserte System arbeitet dabei auf der Basis der RFID-Technik.

Um dabei ein einfach aufgebautes System mit hoher "Trefferquote" und hoher Funktionstauglichkeit zu realisieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das seitlich von einem zu überwachenden Durchgangsbereich vorgesehene Antennensystem zumindest zwei Antennen umfasst, wobei diese zumindest beiden Antennen in Durchgangsrichtung oder zumindest mit einer Komponente in Durchgangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Sie müssen dabei nicht zwingend in der gleichen Höhenlage (also beispielsweise parallel

zum Niveau des Durchgangsweges) angeordnet sein, sondern können dazu auch teilweise in unterschiedlicher Höhenlage positioniert werden. Allerdings sollte eine durch die Mittel- oder Schwerpunkte der beiden benachbart zueinander angeordneten Antennensysteme liegende Gerade gegenüber einer horizontalen Ebene (oder einer parallel zum Durchgangsweg verlaufenden Ebene) eine Winkelabweichung aufweisen, die bevorzugt nicht größer als 45° ist.

Erfindungsgemäß umfasst das UHF-RFID-System Patchantennen oder besteht aus Patchantennen. Diese weisen eine besonders niedrige Bauhöhe auf und können von daher problemlos auch in bestehende, häufig aus rahmenförmigen Antennen bestehende EAS-Antennensystemeinrichtungen nachgerüstet werden, beispielsweise innerhalb der rahmenförmigen Antenne des bereits bestehenden EAS-überwachungsSystems .

Durch die Anordnung zweier Patchantennen, die mit Seitenversatz in Durchgangsrichtung oder mit einer Komponente in Durchgangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, lässt sich mit einfachen Mitteln eine verbesserte Bündelung des überwachungsbereiches realisieren. Dies bietet wesentliche Vorteile insoweit, da entsprechend mit Tags versehene Waren oder Produkte nur dann detektiert und ausgelesen werden, wenn eine Person mit einem einen Mikro- chip umfassenden RFID-Tag ausgstatteten Produkt tatsächlich den definierten Lesebereich (also den überwachungsbereich) durchschreitet und nicht nur in der Nähe dieses Lesebereiches vorbeigeht. Sichergestellt wird dadurch vor allem, dass keine zu frühe Erfassung dadurch ausgelöst wird, dass beispielsweise eine Person an dem durch zwei seitlich aufgestellte Antennensysteme gesicherten Durchgang nur in unmittelbarer Nähe (beispielsweise noch im

Laden) vorbei schreitet und dabei ein mit einem Tag gesichertes Produkt schon in den Erfassungs- und/oder Lese- bereich des Antennensystems gelangen kann.

Die erfindungsgemäßen Patchantennen können als einzelne Patchantennen ausgebildet sein. Sie können aber auch als kombinierte Patchantennen ausgebildet sein, die beispielsweise auf einer gemeinsamen Massefläche, auf einem gemeinsamen Substrat etc. ausgebildet sind, so dass nur die Patchflächen auf diesem Substrat voneinander getrennt angeordnet sind. Hier sind beliebige Abwandlungen möglich.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind beispielsweise an jeder Seiten-Antennen-Ein- richtung zumindest zwei Paare von Patchantennen übereinander angeordnet, also auf zwei unterschiedlichen Niveaus oder Ebenen (wobei die jeweils paarweise zusammenwirkenden Patchantennen, wie oben erwähnt, nicht zwingend auf dem gleichen Höhenniveau, sondern zumindest im angegebenen Maße versetzt zueinander angeordnet sein können) .

Möglich ist aber genauso, dass in Durchlassrichtung nicht nur zwei, sondern mehrere Antennen, beispielsweise drei oder mehr Patchantennen, verwendet werden, um auch hier- durch den Bündelungsbereich und damit die Verschmälerung des überwachungsbereiches in Richtung des Durchlassweges auf eine möglichst schmale Durchlasszone zu reduzieren. Mit anderen Worten erfolgt also eine Bündelung des Antennenfeldes und damit des überwachungsbereiches in der Hori- zontalebene (bei einem horizontal verlaufenden Durchlass- weg) , so dass eine durch die Antenneneinrichtung überwachte Durchlasszone gebildet ist, die sich in Richtung des Durchlassweges 3 (in der Regel in Horizontalrichtung) nur

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über ein möglichst geringes Maß erstreckt.

In Ergänzung zu den oben erwähnten bevorzugten Varianten hat es sich ferner als günstig erwiesen, gegebenenfalls im unteren übergangsbereich von den seitlichen, die Antennensysteme aufnehmenden Begrenzungseinrichtungen zum Bodenbereich (und/oder zum Deckenbereich) zusätzliche, der Detektion dienende Antenneneinrichtungen, insbesondere Patchantennen, zu verwenden, ebenfalls wieder in einer bevorzugt paarweisen Anordnung, und zwar in Durchlassrichtung versetzt zueinander liegend. Vorzugsweise die am übergangsbereich zum Boden und/oder im übergangsbereich zu einer Decke können die Patchantennen mechanisch so vorjustiert sein, dass ihre Hauptstrahlrichtung im Wesentli- chen nicht parallel zur Ebene des Durchgangsweges (der Bodenfläche) , sondern davon abweichend mit einer in Vertikalrichtung verlaufenden Komponente ausgerichtet sind. Dadurch ist es also möglich, beispielsweise sehr tief angeordnete Antennensysteme mit ihrer HauptStrahlrichtung et- was nach oben auszurichten und sehr hohe angeordnete Antennensysteme mit ihrer Strahlrichtung etwas nach unten verlaufend ausgerichtet werden. Dadurch kann unabhängig von der Positionierung der Antennen eine Optimierung des überwachungsbereiches vorgenommen werden.

Möglich ist aber auch, alternativ oder zusätzlich eine elektronische Ausrichtung und/oder Justierung der Antennen vorzunehmen, um den Erkennungs- und/oder Lesebereich zumindest in einem bestimmten Maß unterschiedlich vorein- zustellen und dadurch zu optimieren. Dies kann beispielsweise durch einen vorgegebenen oder gegebenenfalls auch einstellbaren Phasenversatz zwischen zwei übereinander angeordneten Patchantennen realisiert werden.

Ebenso ist es erfindungsgemäß möglich, durch eine mechanische VorJustierung und/oder eine Speisung zweier in Durchgangsrichtung benachbart zueinander sitzender Patchantennen einen Phasenversatz durchzuführen, wodurch der zu überwachende Bereich aus einer Symmetrieebene zwischen den beiden Patchantennen heraus in der einen oder anderen Richtung des Durchgangsweges verstellt werden kann.

Erfindungsgemäß können die Patchantennen linear oder zir- kular polarisiert arbeiten. Insbesondere der zirkulär polarisierte Betrieb der Patchantennen weist Vorteile insoweit auf, dass sichergestellt ist, dass eine mit RFID- Tags bestückte Ware stets sicher erkannt wird und die auf dem Tag gespeicherten Informationen problemlos und voll- ständig ausgelesen werden können, unabhängig von der Ausrichtung des Tags beim Durchschreiten des Lesebereiches.

Bevorzugt arbeitet dieses RFID-System im UHF-Bereich, also beispielsweise im 800 MHz- bis 1000 MHz-Bereich (insbeson- dere im 800 MHz- bis 950 MHz-Bereich - z.B. 868 MHz-Bereich) . Die Leseweite der Patchantennen kann dabei bis zu 1,5 m und mehr (also beispielsweise bis 2 m etc.) betragen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den anhand verschiedener Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1 : eine schematische Darstellung eines überwachungsbereiches oder -durchganges, wobei in dem linken Antennensystem die der elektronischen Artikel-Sicherung dienenden

Antennen sowie die für das Waren-Identifi- kations-System vorgesehenen Antennen beispielhaft angedeutet bzw. gezeigt sind;

Figur 2 : eine schematische Ansicht auf die erfindungsgemäße UHF-Antennenanordnung für ein elektronisches Artikel-Sicherungs-System (EAS) in Durchgangsblickrichtung;

Figur 3 : eine schematische Draufsicht auf ein verwendetes Patch-Antennen- Paar;

Figur 4 : eine entsprechende Querschnitts-Ansicht parallel zur Durchgangsrichtung auf das in Figur 3 wiedergegebene Patch-Antennen-

Paar;

Figur 5 : ein zu Figur 3 abgewandeltes Ausführungs- beispiel in Querschnittsdarstellung;

Figur 6 : ein zu Figuren 3 und 4 abweichendes Ausführungsbeispiel eines Patch-Antennen-Paares;

Figur 7 : ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel in Draufsicht auf die verwendeten Patchantennen;

Figur 8 : eine weitere Detaildarstellung einer mög- liehen Ausführungsvariante; und

Figur 9 : eine vereinfachte Ausführungsvariante in entsprechender Darstellung zu Figur 8.

In Figur 1 ist der schematische Grundaufbau eines elektronischen Artikel-Sicherungs-Systems (EAS) wiedergegeben, und zwar mit zwei versetzt zueinander angeordneten Antenneneinrichtungen 1, zwischen denen hindurch ein Durchlass- weg 3 längs der Durchlassrichtung 3 ' auf einer Bodenfläche 5 hindurch verläuft.

Die Antenneneinrichtungen 1 sind nach Art von Seitenbegrenzungen I ¹ gebildet, die im Wesentlichen eine quer oder insbesondere senkrecht zur Bodenfläche 5 verlaufende Höhen- oder Vertikalerstreckung 7, eine parallel oder im Wesentlichen parallel oder mit einer Komponente parallel zum Durchlassweg 3 verlaufenden Quer- oder Horizontalerstreckung 9 und eine demgegenüber vergleichsweise schmal gestaltete Dickenerstreckung 11 quer oder senkrecht zur Durchlassrichtung 3 ' und damit insbesondere parallel zur Bodenfläche 5 aufweisen.

Zwischen den bezogen auf den Durchlassweg 3 bzw. die Durchlassrichtung 3 ¹ links bzw. rechts dazu angeordneten

Antenneneinrichtungen 1 bzw. den Seitenbegrenzungen 1" ist eine quer zum Durchlassweg 3 bzw. quer und insbesondere senkrecht zur Durchlassrichtung 3 ' verlaufende Durchlass- zone gebildet, die durch die Antenneneinrichtung überwacht werden soll.

Ein herkömmliches EAS-überwachungssystem ist in der Regel so aufgebaut, dass die Antenneneinrichtung in einer Seitenbegrenzung I ¹ beispielsweise eine oder vorzugsweise zwei näherungsweise rechteckförmige Rahmenantennen 15 um- fasst, die entsprechend angesteuert werden.

Eine Sende- und/oder Auswerteeinheit 17 ist bevorzugt im

Fußbereich 1" dieser Seitenbegrenzung 1 vorgesehen.

Die Ansteuerung und Auswertung eines so gebildeten elektronischen Artikelüberwachungs-Systems (EAS) auf Basis einer sogenannten RFID-Technik gehört zum Stand der Technik und ist insoweit hinlänglich bekannt. Es wird insoweit auf bekannte Verfahren und Vorrichtungen verwiesen. Derartige Systeme arbeiten üblicherweise in einem Frequenzbereich von z.B. 10 Hz bis 20 kHz (wenn beispielsweise ein elektromagnetisches Verfahren angewandt wird, oder beispielsweise bei 8 bis 9 MHz (typischerweise um 8,2 MHz), wenn beispielsweise ein Radiofrequenz-Verfahren zum Einsatz gelangt) .

Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Antennensystem für das elektronische Artikelüberwachungs-Systems (EAS) sind im vorliegenden Falle ein UHF-RFID-System vorgesehen, welches zur Waren- Identifikation dient. Hierzu sind zusätzliche Antennen in Form von Patchantennen vorgesehen.

Dieses System (WIS) dient - wie ausgeführt - vor allem durch die Verwendung von Tags mit Mikrochips der Erfassung und dem Auslesen von produktbezogenen Informationen, also Informationen über jene Waren, auf denen der betreffende Tag angebracht ist. Letztlich können in einem weiteren Schritt diese Informationen aber auch mit herangezogen werden, um hierüber letztlich auch eine elektronische Artikelüberwachungs-Einrichtung aufzubauen (wenn beispielsweise die auf dem Tag gespeicherten produktbezogenen In- formationen ausgelesen und beispielsweise mit über ein Kassensystem abgespeicherten Informationen verglichen werden, um abzufragen, ob ein mit dem betreffenden Tag versehenes Produkt bereits bezahlt ist oder nicht) .

Bereits in Figur 1 ist eine erste Ausführungsvariante des UHF-RFID-Waren-Identifikations-Systems in schematischer Darstellung wiedergegeben.

Dort ist jeweils ein Paar von Patchantennen 21 in einem oberen Bereich und ein weiteres Paar von Patchantennen 21 in einem unteren Bereich der Seitenbegrenzung 1' bzw. der seitlichen Antenneneinrichtung 1 angeordnet, und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel bei Betrachtung quer zu den Seitenbegrenzungen innerhalb der rahmenförmigen Rahmenantennen 15.

Bei den Patchantennen handelt es sich um Antennen, die entsprechend der Darstellung nach Figur 3 in senkrechter Draufsicht und in Figur 4 in Queransicht ein Substrat 23

(aus dielektrischem Material oder beispielsweise Luft) aufweisen, wobei oberhalb bzw. unterhalb des Substrats 23 eine oben liegende Patchfläche 25 bzw. eine unten liegende

Massefläche 27 vorgesehen ist. Die Patchfläche 25 und die Massefläche 27 sind in einem Abstand 23' entsprechend der Dicke des Substrats 23 zueinander angeordnet.

Wie aus der zeichnerischen Darstellung insbesondere aus Figur 4 auch zu ersehen ist, sind die beiden Patchantennen 21 parallel vor einer Massefläche 31 angeordnet, und zwar derart, dass die untere Massefläche 27 der jeweiligen Patchantenne 21 von der Massefläche 31 galvanisch getrennt (also in kapazitiver Anordnung dazu) zu liegen kommt. Die Massefläche 31 überragt dabei in Draufsicht die Patchan- tennen und steht in allen Richtungen seitlich über die Patchantennen über. Die Massefläche 31 kann beispielsweise aus Metall oder einem Metallblech oder beispielsweise auch aus einer mit Kupfer beschichteten Leiterplatine bestehen.

Dass die Massefläche 27 der Patchantenne 21 von der gemeinsamen Massefläche 31 galvanisch getrennt ist, kommt insbesondere dann in Betracht, wenn herkömmliche Patchantennen verwendet werden, die beispielsweise auf der Masse- fläche 31 unter Verwendung eines Klebers aufgeklebt werden (wenn dieser elektrisch nicht leitfähig ist) . Grundsätzlich könnte eine erwähnte Patchantenne mit ihrer unteren Massefläche 27 auch direkt unter Herstellung eines gleichstrommäßigen oder galvanischen Kontaktes auf der Masseflä- che 31 aufgelegt werden. Dabei ist es grundsätzlich auch möglich, dass beispielsweise auf die auf dem Substrat befindliche Massefläche 27 verzichtet wird, dann nämlich, wenn die Chipantenne direkt mit ihrem Substrat auf der Massefläche 31 aufgebaut ist.

Ferner ist bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel in der unteren gemeinsamen Massefläche 31 eine Durchtrittsöffnung 31', in der jeweiligen zur Patchantenne 21 gehörenden Massefläche 27 eine dazu deckungsgleiche Durchtrittsöffnung 27' und durch das Substrat 23 hindurch laufend ein Durchlasskanal 35 ausgebildet, so dass durch diese gesamte Anordnung eine Speiseleitung 37 verläuft, die elektrischgalvanisch mit der oben liegenden Patchfläche 25 an einem Speisepunkt 25' verbunden ist.

Alternativ dazu ist aber auch eine kapazitive Kopplung im Bereich des Speisepunktes 25' mit der Patchfläche 25 möglich. Schließlich ist auch eine Anspeisung der Patchfläche 25 so möglich, dass beispielsweise die Speiseleitung 37 auf der Oberfläche des Substrates 23 liegend und/oder verlaufend (also planparallel zur Ebene der Patchfläche) an der Patchfläche angeschlossen ist, beispielsweise am

Rand der Patchfläche. Die Patchfläche kann aber auch beispielsweise eine U- förmige Ausnehmung oder ähnliches aufweisen, so dass die in der Ebene der Patchfläche 25 verlaufende Speiseleitung beispielsweise am Ende der U-förmi- gen Ausnehmung (also gegenüber dem umlaufenden Rand der Patchfläche weiter nach innen versetzt liegend) mit der Patchfläche elektrisch verbunden ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die unten liegende Massefläche 27 bis zur Umfangs-Seitenflache 123 des Substrats 23, wohingegen die in der Draufsicht gemäß

Figur 3 ersichtliche Patchfläche 25 im Abstand 39 vor der

Seitenbegrenzung oder Seitenfläche 123 des Substrats 23 endet, also in Draufsicht mit kleinerer Längs- und Quer- Streckung ausgebildet ist, als die untere Massefläche 27 der Patchantenne 21.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zumindest näherungsweise quadratisch gebildete Fläche der Patchantenne 21 an zwei diagonal gegenüber liegenden Ecken mit einer Abschrägung 41 versehen, die der Abstimmung der Antenne dient .

Falls als Substrat 23 Luft verwendet wird, müssten ent- sprechende, lediglich der mechanischen Halterung der Patchfläche 25 dienende dielektrische Abstandshalter verwendet werden, worüber die Patchfläche 25 im Abstand gegenüber der Massefläche 21 gehalten und fixiert ist.

Zwei so gebildete Patchantennen gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 3 und 4 sind in einem Seitenabstand 43 (also in einem lichten Seitenabstand 43 zwischen zwei aufeinander zu weisenden Seitenbegrenzungsflächen 123 der

beiden benachbarten Patchantennen) angeordnet, und zwar auf einer gemeinsamen Massefläche 31.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen den beiden Mittelpunkten der Patchantennen bzw. den Schwerpunkten der beiden Patchantennen mit 45 bezeichnet.

Dieser Mitten-Abstand 45 sollte größer oder gleich dem 0,2-Fachen von λ (Lamda) bezogen auf die verwendete Be- triebstrequenz der Patchantennen, vorzugsweise der Mitten- Wellenlänge der verwendeten Frequenz sein, nämlich beispielsweise bei 0,2 x 34 cm _^ 5 cm liegen.

Ein optimaler Abstand könnte bei

0,5 x λ (= 0,5 x 34 cm _^ 17 cm)

liegen, insbesondere dann wenn beispielsweise das UHF- RFID-Antennensystem bei einer Frequenz von 868 MHz arbei- tet.

Die Patchantennen müssen aber nicht zwangsläufig gleich gestaltet oder gleich groß sein. Sie müssen auch nicht zwangsläufig exakt im Horizontalversatz, also in Parallel- richtung zur Durchlassrichtung 3 ^■ nebeneinander angeordnet sein (wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel davon ausgegangen wird, dass die in Horizontalrichtung verlaufende Durchlassrichtung 3' parallel zur Bodenfläche 5 verläuft) .

Anhand von Figur 5 ist ferner angedeutet, dass ein zusammenwirkendes Patch-Antennen-Paar nicht grundsätzlich aus zwei insgesamt einzelnen Patchantennen 21 gebildet sein muss, sondern einen gemeinsamen Aufbau aufweisen

kann .

Das Patch-Antennen-Paar gemäß Figur 5 weist eine gemeinsame Massefläche 27 auf der Unterseite eines gemeinsamen Substrates 23 auf, wobei auf der Oberseite des Substrates 23 dann die beiden voneinander getrennten Patchflächen 25 ausgebildet sind, die über eine separate Speiseleitung 37 gespeist werden, die an einem Speisepunkt 25' an den zugehörigen Patchflächen 25 endet. Das so gebildete Patch- Antennen-Paar ist in einem geringen Abstand oberhalb der gemeinsamen Massefläche 31 angeordnet, so dass die Massefläche 27 auf der Unterseite des Substates in engem Abstand zur gemeinsamen Massefläche 31 verläuft.

Die in den Figuren teilweise gezeigten Patch-Antennen- Paare sind in Durchlassrichtung 3 ' versetzt zueinander liegend angeordnet. Sie müssen dabei nicht exakt parallel zur Durchgangsrichtung 3' angeordnet sein. Insbesondere auch dann, wenn beispielsweise der Durchgang sich chro- nisch erweitert oder verjüngt, könnte der Seitenabstand von einer in Durchgangsrichtung 3 ' liegenden Vertikalebene zur betreffenden Patchfläche 25 einer Patchantenne 21 unterschiedlich sein. Das erwähnte Patch-Antennen-Paar stellt dabei eine Grundausführung der Erfindung dar, bei der zumindest zwei Patchantennen 21 eine erste Gruppe A von zusammenwirkenden Patchantennen bildet. Es können in Durchgangsrichtung oder mit einer Komponente in Durchgangsrichtung zueinander versetzt liegend aber noch mehrere Patchantennen angeordnet sein, beispielsweise drei Patchantennen usw.

Anhand von Figur 6 ist gezeigt, dass ein derartiges zusammenwirkendes Paar von Patchantennen 21 nicht nur in

Durchlassrichtung 3 ¹ , sondern auch in Höhen- oder Vertikalrichtung 7 mit einem gewissen Versatz zueinander angeordnet sein können. Bevorzugt ist eine maximale Abweichung in Höhen- und/oder Vertikalrichtung jedoch so vor- zunehmen, dass eine durch die Mittel- oder Schwerpunkte des zugehörigen Patchantennen-Paares gelegte Gerade 47 zu einer Horizontalebene bzw. zu einer parallel zum Durchlassweg oder zur Bodenfläche 5 verlaufenden Ebene 48 einen Winkel α einschließt, der kleiner oder gleich 45° ist.

Zusätzlich könnten aber die in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Patchantennen auch verdreht zueinander angeordnet sein, so dass bei einer Patchantenne der Speisepunkt 25' beispielsweise eher oben und bei der benachbarten Pat- chantenne eher unten oder bei der einen Antenne eher auf der rechten und bei der anderen Patchantenne beispielsweise eher auf der linken Seite etc. liegt. Auch hier bestehen grundsätzlich keine Einschränkungen.

Anhand von Figur 7 ist gezeigt, dass beispielsweise eine Vierergruppe von Patchantennen 21 oder mehrere Zweieroder Vierergruppen etc. in einer Antenneneinrichtung 1 verwendet werden können.

Dabei ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 neben einer unteren oder tiefer liegenden Patch-Antennen-Gruppe A (im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines Patch- Antennen-Paares A) eine demgegenüber höher liegende zweite Patch-Antennen-Gruppe B (im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines höher liegenden Patch-Antennen-Paares B) vorgesehen, wobei das höher liegende Patch-Antennen-Paar B zwar mit einem gleichen Höhen- oder Vertikalversatz (was nicht zwingend so sein muss) angeordnet ist, allerdings in

Durchlassrichtung 3 ' unterschiedlich positioniert gegenüber dem unteren Patch-Antennen-Paar A. Dadurch ergibt sich ein größerer Seitenversatz 43 bis 45 zwischen den beiden Patchantennen 21 des weiter oben liegenden Patch- Antennen-Paares . Jede der erwähnten Gruppen A oder B oder jeder weiteren Patch-Antennen-Gruppe kann dabei - wie bereits erwähnt - auch mehr als zwei Patchantennen aufweisen, die in Durchgangsrichtung oder zumindest in einer Komponente in Durchgangsrichtung versetzt zueinander lie- gend angeordnet sind.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel können die Speisepunkte 25' aber an unterschiedlichen Stellen zu liegen kommen, also nicht alle mit der entsprechend glei- chen Ausrichtung, wie dies in Figur 7 gezeigt ist.

Die lichten Abstände 43 in Horizontal- oder Durchlassrichtung 3 ¹ bzw. in Höhen- oder Vertikalrichtung 7 können dabei in der Größenordnung von einigen mm bis einigen cm liegen (ohne grundsätzliche Einschränkung auf diesen Größenbereich) .

Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich nunmehr der weitere Vorteil, dass beispielsweise die untere Reihe A von Patchantennen 21 im Verhältnis zur oberen Reihe B von Patchantennen 21 mit einem Phasenversatz zueinander gespeist werden können, wodurch sich ein elektrischer Up- tilt oder je nach Anordnung, falls gewünscht, ein sog. elektrischer Down-tilt erzeugen lässt. Mit anderen Worten wird dadurch die Hauptausstrahlungsrichtung oder Hauptkeule eher in aufsteigender Vertikalausrichtung oder eher in nach unten abgesenkter Vertikalausrichtung elektrisch voreingestellt. Hierdurch kann also eine bestimmte Fein-

anpassung des überwachungsbereiches vorgenommen werden.

Werden beispielsweise die erwähnten vier Patchantennen gemäß Figur 7 eher in dem unteren überwachungsbereich Xl (Figur 1) gemäß Figur 1 eingesetzt, kann die Ansteuerung der Patchantennen so erfolgen, dass der überwachungsbereich eher vom unteren Boden nach oben weg elektrisch voreingestellt wird.

Wird eine derartige, anhand von Figur 7 gezeigte Patch- Antennengruppe beispielsweise im unteren Bereich der Antenneneinrichtung 1 (wie in Figur 1 gezeigt) eingesetzt, kann also eine unterschiedliche Phasenansteuerung bezüglich der in den verschiedenen Reihen oder Ebenen überein- ander angeordneten Patchantennen derart erfolgen, dass beispielsweise die Hauptkeule oder der Hauptüberwachungs- bereich nicht senkrecht zur Massefläche 31 der Patchantennen verläuft, sondern mit einer Komponente in Vertikal- richtung nach oben verlaufend ausgerichtet ist.

Wird eine entsprechende Patch-Antennengruppe gemäß Figur 7 beispielsweise in dem oberen Bereich X2 (Figur 1) der Antenneneinrichtung 1 eingesetzt, könnte hier eine unterschiedliche Phasenspeisung beispielsweise so vorgenommen werden, dass die Hauptstrahlrichtung der Patchantennen in einem bestimmten Winkelbereich eher nach unten verlaufend in den überwachungsbereich hinein ausgerichtet ist.

Ebenso kann aber die unterschiedliche Phasenansteuerung zwischen den beiden etwa in gleicher Höhenlage benachbart nebeneinander angeordneten Patchantennen 21 einer Gruppe A und/oder B so erfolgen, dass die Ausrichtung des überwachungsbereiches entsprechend der Hauptstrahlrichtung

(Richtung der Hauptkeule) der Patchantenne in der einen oder in einer entgegen gesetzten Richtung bezogen auf den Durchgangsweg 3 aus einer quer dazu verlaufenden Mittel- symmetrieebene heraus abgelenkt ist .

Anhand von Figur 2 ist nur schematisch gezeigt, dass beispielsweise auch noch ergänzend im Bodenbereich oder im Deckenbereich oder beispielsweise am Fußbereich 1" der Antenneneinrichtung 1 (oder aber auch am oberen Endbereich der Antenneneinrichtung 1) zusätzliche Patchantennen 21 vorgesehen sein können. Hier können auch einzelne Patchantennen verwendet werden. Bevorzugt werden aber auch hier jeweils in Durchgangsrichtung oder mit einer Komponente in Durchgangsrichtung versetzt zueinander liegende mehrere Patchantennen verwendet, zumindest jeweils ein Paar von Patchantennen oder beispielsweise drei, vier oder mehrere Patchantennen. Insbesondere die am unteren Fußbereich oder am oberen Endbereich vorgesehenen Patchantennen können dabei auch mechanisch nach oben bzw. nach unten voreingestellt ausgerichtet sein, insbesondere dann, wenn nicht eine elektronische Strahlformung und -ausrichtung, wie oben anhand von Figur 7 erläutert, vorgenommen wird. Werden die im unteren oder oberen Bereich der Seitenteile 1 ' oder im Bodenbereich oder oberhalb des Durchgangsweges (beispielsweise in einer Decke oder davon abgehängt) erwähnten Patchantennen als zusätzliche Patchantennen eingesetzt, können hier auch einzelne Patchantennen verwendet werden. Bevorzugt werden aber auch hier in Durchgangs- richtung oder zumindest mit einer Komponente in Durch- gangsrichtung versetzt liegend zwei oder mehrere Patchantennen nebeneinander liegend verwendet, die so Gruppen von Patchantennen bilden, die zusammenwirken.

Anhand von Figuren 1 und 2 sowie Figur 8 ist ferner gezeigt, dass beispielsweise die beiden seitlichen Antenneneinrichtungen 1, also die beiden Seitenbegrenzungen 1' in einem Seitenabstand 51 voneinander angeordnet sein können, der beispielsweise zwischen 0,8 m bis 2,5 m, insbesondere zwischen 1,4 und 2 , 0 m variieren kann (wobei diese Grenzen auch unter- oder überschritten werden können) .

Bevorzugt weist die seitliche Antenneneinrichtung 1, d.h. die Seitenbegrenzung I ¹ eine Höhe 7 auf, die beispielsweise 1 m bis 1,80 tn oder 2,0 m im Durchschnitt betragen kann.

Die Höhe einer Patchantenne oder eines Patchantennenpaa- res, d.h. insbesondere der zugehörigen Massefläche 31, kann beispielsweise vorzugsweise zwischen 5 cm bis 40 cm betragen.

Werden zwei Patchantennen-Kombinationen 125a und 125b entsprechend den Figuren 1, 2 oder 8 verwendet (also z.B. eine Patchantennen-Kombination A und eine Patchantennen- Kombination B, die im unteren Bereich Xl und im oberen Bereich X2 gemäß Figuren 1, 2 oder 8 vorgesehen sind) , so sollte der Abstand 55 der unteren Patchantennen-Kombinati- on 125a zur Bodenfläche zumindest 0,5 bis 1 m betragen. Der Abstand 57 zwischen der unteren Patchantennen-Kombination 125a und der oberen Patchantennen-Kombination 125b sollte bevorzugt zwischen 0,1 m bis 2 m, insbesondere um 0,2 m bis 1,2 m aufweisen. Der Abstand kann auch beliebig größer sein, wenn besonders hohe Seitenbegrenzungen 1' verwendet werden und die oberen Antenneneinrichtungen besonders liegen sollen.

Wird lediglich eine Patchantennen-Kombination mit zugehöriger Massefläche 31 verwendet, wie beispielsweise anhand von Figur 9 gezeigt ist, so sollte der Abstand dieser Patchantennen-Kombination 125 zum Boden 5 ein Maß von zumindest 0,5 m und mehr aufweisen, wobei die Gesamthöhe der Anordnung wieder 1 bis 2 m betragen kann.

Die verwendeten Patchantennen 21 zur Ermöglichung eines elektronischen Waren-Identifikations-Systems (WIS) arbei- ten bevorzugt in dem UHF-Frequenzbereich, also beispielsweise in einem 800 MHz- bis 950 MHz- oder 1000 MHz-Bereich (insbesondere im Bereich von 868 MHz) . Wird dieses WIS-System zusätzlich zu einem herkömmlichen EAS-überwa- chungssystem, welches ohne die erwähnten Patchantennen arbeitet, verwendet, so wird bevorzugt ein herkömmliches überwachungsSystem eingesetzt, welches beispielsweise im 10 Hz bis 20 kHz (insbesondere bei elektromagnetischen EAS-Verfahren) oder beispielsweise im 5 MHz bis 10 MHz- Bereich (beispielsweise um 8 , 2 MHz) arbeitet, wenn es sich insbesondere um ein Radiofrequenz-EAS-Verfahren handelt.

Die erfindungsgemäß verwendeten Patchantennen werden für ein RFID-überwachungssystem eingesetzt, so dass zu überwachende Produkte, Waren und/oder Personen etc. dann detek- tiert werden können, wenn sie noch ein RFID-Tag mit sich führen, der beim Hindurchführen längs des Durchlassweges erkannt und die entsprechenden Informationen mittels eines hierfür vorgesehenen "Readers" ausgelesen und ausgewertet werden können.

Das erfindungsgemäße System ist insbesondere anhand eines Durchlassweges beschrieben worden. Das insbesondere anhand von Figuren 1 und 2 beschriebene überwachungsSystem mit

einem Durchlasstor längs eines Durchlassweges kann aber auch so aufgebaut sein, dass entsprechende Seitenbegrenzungen mehrfach nebeneinander im Seitenabstand angeordnet sind, beispielsweise fünf Seitenbegrenzungen I ¹ , wodurch vier parallel nebeneinander liegende Durchlasswege 3 definiert werden. In den mittig liegenden Antenneneinrichtungen 1 (also nicht in den zu äußerst liegenden Antenneneinrichtungen 1) sind dann jeweils Patchantennen so eingebaut, dass sie teilweise in die eine und teilweise in die gegenüber liegende Richtung zur Erfassung beider Durchlasswege strahlen.

Grundsätzlich werden die erwähnten Antenneneinrichtungen 1 zur überwachung eines Durchlassweges so eingesetzt und verwendet, dass jeweils ein Paar derartiger Antenneneinrichtungen 1 vorgesehen ist, also jeweils eine entsprechende Antenneneinrichtung 1 bzw. eine Seitenbegrenzung I ¹ , die gegenüber liegend zu dem zu überwachenden Durchlassweg angeordnet sind.

Durch die beschriebenen, in Durchlassrichtung verwendeten zwei oder auch in Durchlassrichtung verwendeten mehreren Patchantennen wird also gewährleistet, dass eine Verschmä- lerung des überwachungsbereiches in Richtung des Durch- lassweges im Hinblick auf eine möglichst schmale Durchlasszone hin bewirkt wird. Mit anderen Worten erfolgt also eine Bündelung des Antennenfeldes und damit des überwachungsbereiches in der Horizontalebene (bei einem horizontal verlaufenden Durchlassweg) , so dass eine durch die Antenneneinrichtung überwachte Durchlasszone (überwachungsbereich) sich in Durchlassrichtung 3 ' nur über ein möglichst geringes Maß erstreckt.