DE102010005809A1

DE102010005809A1 - Tragbarer Datenträger mit funkbasierter Datenkommunikationseinrichtung

Info

Publication number: DE102010005809A1
Application number: DE201010005809
Authority: DE
Inventors: Klaus 85774 Finkenzeller; Sebastian Dr. 81827 Wallner; Hermann Dr. 85598 Sterzinger; Johannes Dr. 81825 Luyken
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient Mobile Security GmbH
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-07-28
Also published as: EP2529338A1; EP2529338B1; WO2011091830A1

Abstract

Ein tragbarer, vorzugsweise kartenförmiger Datenträger umfasst eine funkbasierte Datenkommunikationseinrichtung mit Antennenspule. Senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule verläuft eine Ferritschicht auf einer Seite der Antennenspule und ggf. auf der gegenüberliegenden Seite der Antennenspule eine zweite Ferritschicht, um durch die Spule erzeugte elektromagnetische Wechselfelder zu führen. Zumindest eine der Schichten ist in mindestens zwei Segmente unterteilt, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind, um die magsrichtung des Spalts zu lenken. Ein Körper aus einem Ferritmaterial kann die erste Schicht kontaktieren und dadurch die Wirkung der ersten Schicht verstärken. Die erste Schicht kann eine Vergussmasse sein, die unter Einwirkung eines starken Magnetfelds erzeugt wird, wodurch eine hohe relative Permeabilität der Vergussmasse erzielt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft tragbare, bevorzugt kartenförmige Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung.
Tragbare Datenträger im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Speicherkarten, wie Speicherkarten vom Typ micro Secure Digital (micro SD), Compact Flash, Micro Drive, Memory Stick, Secure Digital Card, Multi Media Card, xD-Picture Card, Smart Media Card.
Es ist bekannt, tragbare Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, beispielsweise mit einer RFID(Radio Frequency Identification)-Transpondereinheit, auszustatten, die zur Datenübertragung eine Antennenspule umfassen.
Für bestimmte Anwendungen ist die Reichweite gewöhnlicher RFID-Transpondereinheiten zu gering. Es ist jedoch bekannt, die Reichweite derartiger tragbarer Datenträger zur Kommunikation mit zugehörigen Lesegeräten durch Verwendung aktiver Verfahren zur Datenübertragung zu erhöhen. Hierfür schlagen die WO 2006/000446 A1 und die EP 10801 741 A2 die Verwendung von RFID-Transpondereinheiten vor, die mit aktiver Lastmodulation arbeiten.
Problematisch ist die Verwendung solcher Datenträger, wenn die Antennenspule der funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung an einer Metallfläche angebracht wird. Dann kann es sein, dass in der elektrisch leitenden Metallfläche Wirbelströme induziert werden, die einem durch die Antennenspule erzeugten oszillierenden elektromagnetischen Feld oder einem einfallenden oszillierenden elektromagnetischen Feld entgegenwirken und dieses dadurch stark abschwächen. Dementsprechend schlagen K. Finkenzeller, RFID-Handbuch, 5. Auflage, Kap. 4.1.12.3 und 4.1.12.4, die WO 03/067512 A1 , die WO 2009/050662 A1 und die US 6,371,380 B1 vor, zwischen einer auf einer Metallfläche aufzubringenden Antennenspule und der Metallfläche eine Ferritschicht anzubringen, die den zuvor geschilderten Effekt der Abschwächung des elektromagnetischen Felds durch die Metallfläche unterbindet. Gemäß K. Finkenzeller, RFID-Handbuch, 5. Auflage, Kap. 4.1.12.1 sind die wesentlichen Charakteristiken von Ferriten, dass diese einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen, der je nach Werkstoff 1 bis 10⁶ Ωm beträgt, gegenüber 10^–5 bis 10^–4 Ωm bei Metallen. Infolgedessen sind Wirbelstromverluste klein. Gleichzeitig besitzen Ferrite eine hohe relative Permeabilität, die gemäß der zuvor genannten Schrift bis in eine Größenordnung von μ_r = 2000 reichen kann. Am Markt verfügbare Ferritfolien weisen im Frequenzbereich um 13,56 MHz typischerweise eine relative Permeabilität μ_r von 5 bis 200 auf.
Die relative Permeabilität μ_r ist eine Materialkonstante, die charakterisiert, wie sich die magnetische Flussdichte B im Raumbereich des Materials ändert, wenn man das Material in ein Magnetfeld der magnetischen Feldstärke H einbringt. Falls μ_r etwas größer als 1 ist (d. h. das Material verstärkt das Magnetfeld in seinem Inneren), spricht man von Paramagnetismus. Bei ferromagnetischen Materialien ist μ_r sehr viel größer als 1 und hängt vom Verlauf der magnetischen Feldstärke H ab (Hysteresekurve). Im Einzelnen verknüpft die Permeabilität μ die magnetische Flussdichte B mit der magnetischen Feldstärke H, es gilt B = μ × H. Die Permeabilität μ ergibt sich wiederum aus der magnetischen Feldkonstante μ₀ (Permeabilität des Vakuums) multipliziert mit der relativen Permeabilität μ_r: μ = μ₀ × μ_r.
Auch beim Einsatz von insbesondere kartenförmigen tragbaren Datenträgern in elektronischen Geräten, vor allem in Geräten zur Mobilkommunikation wie Mobiltelefonen, Smartbooks, Netbooks oder Notebooks kann es zu Feldschwächungen wie vorstehend beschrieben kommen, und zwar selbst bei Verwendung aktiver Verfahren mittels Lastmodulation, weil häufig Geräte mit Metallgehäuse eingesetzt oder die Datenträger innerhalb eines Gerätes in unmittelbarere Nachbarschaft zu metallischen Komponenten, etwa einem Batteriefach, plaziert werden, die das durch die Antennenspule erzeugte oszillierende elektromagnetische Feld und einfallende oszillierende elektromagnetische Felder abschwächen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen tragbaren Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung mit Antennenspule bereitzustellen, der auch dann stabil und über eine hinreichende Reichweite mit einem Lesegerät kommunizieren kann, wenn das Gerät ein das von dem Datenträger erzeugte elektromagnetische Feld beeinträchtigendes Gehäuse aufweist oder der Datenträger nahe eine beeinträchtigenden Komponente in dem Gerät angeordnet ist.
Diese Aufgabe wird durch Datenträger mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei einem tragbaren Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule umfasst, eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule verlaufende Schicht aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm über oder unter der Antennenspule angeordnet. Die Schicht ist dabei in mindestens zwei Segmente unterteilt, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind.
Durch die hochpermeable Schicht wird die Antenne von hinter der Schicht liegenden Metallflächen derart abgeschirmt, dass ein von der Antennenspule erzeugtes elektromagnetisches Wechselfeld und ein von einem Lesegerät erzeugtes, am Ort der Antennenspule einfallendes Wechselfeld durch in der Metallfläche erzeugte Wirbelströme nur geringfügig abgeschwächt werden. Dabei werden durch die hochpermeable Schicht die magnetischen Feldlinien der zuvor genannten Wechselfelder innerhalb der Schicht entlang der Ebene der Schicht geführt.
Auf Grund der Segmentierung dieser Schicht durch den dielektrischen Spalt oder vorzugsweise mehrere Spalte werden magnetische Feldlinien innerhalb der Schicht in Längsrichtung des Spalts gelenkt. Dadurch können die magnetischen Feldlinien zu einer oder zu zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des portablen Datenträgers gelenkt werden.
Als dielektrischer Spalt wird ein Spalt bezeichnet, in dem sich ein Dielektrikum befindet. Als Dielektrikum wird ein elektrisch isolierendes Material bezeichnet, durch das die zur Datenkommunikation verwendete elektromagnetische Strahlung hindurchtreten kann, d. h. ein Material, das die zur Datenkommunikation verwendete elektromagnetische Strahlung nur geringfügig schwächt.
Vorzugsweise ist beabstandet von der genannten Schicht und auf einer der Schicht gegenüberliegenden Seite der Antennenspule eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule verlaufende zweite Schicht aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet. Besonders bevorzugt ist auch die zweite Schicht in mindestens zwei Segmente unterteilt, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind.
In Analogie zur ersten Schicht wird auch durch die zweite Schicht die Antenne von hinter der zweiten Schicht liegenden Metallflächen abgeschirmt. Durch den dielektrischen Spalt werden magnetische Feldlinien innerhalb der zweiten Schicht in Längsrichtung des Spalts gelenkt.
Bevorzugt sind die Segmente der ersten und/oder der zweiten Schicht länglich, und die Breite des dielektrischen Spalts beträgt 1/2 bis 1/1000 der Breite der an den Spalt angrenzenden Segmente. In diesem Fall ist der zuvor geschilderte Effekt des Ablenken der magnetische Feldlinien innerhalb der segmentierten Schicht in Längsrichtung des Spalts besonders ausgeprägt.
Vorzugsweise verläuft der dielektrische Spalt in Längsrichtung des tragbaren Datenträgers. Dadurch können die magnetische Feldlinien zu zumindest einer Schmalseite des tragbaren Datenträgers gelenkt werden, so dass sie an dieser Schmalseite austreten.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der mit den vorgenannten Merkmalen des ersten Aspekts der Erfindung kombinierbar ist, umfasst der tragbare Datenträger zusätzlich zu der ersten permeablen Schicht einen Körper aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindesten 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm, welcher sich zumindest in einer Richtung parallel zur Spulenachse erstreckt und die erste Schicht kontaktiert. Gemäß dem zweiten Aspekt ist die hochpermeable Schicht bzw. sind die beiden hochpermeablen Schichten nicht notwendigerweise segmentiert, auch wenn dies bevorzugt ist.
Durch den Körper werden magnetische Feldlinien des von der Spule erzeugten elektromagnetischen Wechselfelds oder eines einfallenden, von einem Lesegerät erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes konzentriert und durch den Körper hindurch zu der ersten Schicht gelenkt. Damit wird die Wirkung der ersten Schicht verstärkt.
Mit dem Begriff ”Körper” wird hier ein dreidimensionales Gebilde bezeichnet, d. h. ein Gebilde, das in alle drei Raumrichtungen eine signifikante räumliche Ausdehnung aufweist. Im Gegensatz dazu ist bei einer Schicht das Verhältnis der Dicke zur Breite und/oder zur Länge nahezu null, so dass die Schicht im Gegensatz zu dem Körper in Näherung als ein zweidimensionales Gebilde anzusehen ist.
Damit der Verstärkungseffekt ausgeprägt ist, sollte der Körper in der zur Spulenachse parallelen Richtung eine deutliche Ausdehnung aufweisen. Daher erstreckt sich der Körper in der zur Spulenachse parallelen Richtung vorzugsweise über mindestens 50%, besonders bevorzugt über mindestens 80% der Resthöhe des Datenträgers, d. h. der Höhe des Datenträgers abzüglich der Höhe der ersten und ggf. der zweiten Schicht. Falls nur die erste Schicht vorhanden ist, erstreckt sich der Körper im Idealfall bis zu der der ersten Schicht gegenüberliegenden Oberfläche des Datenträgers.
Bei einem tragbaren Datenträger, der sowohl die erste als auch die zweite Schicht aufweist, werden die magnetischen Feldlinien durch den Körper hindurch zu der ersten Schicht und, falls der Körper nahe genug an die zweite Schicht heranragt, zu der zweiten Schicht gelenkt, wodurch die Wirkung der ersten und der zweiten Schicht verstärkt wird. Im Idealfall kontaktiert der Körper nicht nur die erste sondern auch die zweite Schicht.
Gegebenenfalls ist es zweckmäßig, einen Durchbruch für den Körper in einem Trägersubstrat bzw. einer Platine des tragbaren Datenträgers zu schaffen, um eine möglichst große Ausdehnung des Körpers in Richtung der Spulenachse und ggf. einen Kontakt des Körpers mit einer auf der Platinenrückseite angeordneten hochpermeablen Schicht zu erzielen.
Vorzugsweise sind die Antennenspule und die erste Schicht auf einer Seite und die zweite Schicht auf der gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats angeordnet, wobei der Körper das Trägersubstrat durchdringt.
Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung des tragbaren Datenträgers, wobei gleichzeitig auch bei einer geringen Höhe des Datenträgers, d. h. bei einer geringen Ausdehnung des Datenträgers senkrecht zu der ersten und der zweiten Schicht ein großer Abstand zwischen der ersten und der zweiten Schicht erreicht werden kann.
Bei dem tragbaren Datenträger gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfindung sind vorzugsweise an einem Ende des Datenträgers elektrische Kontakte angeordnet, wobei nur in einem Bereich des den Kontakten gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers die erste Schicht angeordnet ist. Sofern die Schicht segmentiert ist, erstreckt sich der dielektrische Spalt in einer von dem einen Ende zu dem anderen Ende des Datenträgers verlaufenden Richtung oder zumindest im wesentlichen in dieser Richtung.
Hierdurch werden die magnetischen Feldlinien innerhalb der ersten Schicht so geführt, dass diese verstärkt an der den elektrischen Kontakten gegenüberliegenden Seite aus dem tragbaren Datenträger austreten. In diesem Bereich besitzen Lesesockel, mit denen derartige tragbare Datenträger gelesen werden, normalerweise eine Öffnung, so dass die magnetischen Feldlinien aus dieser Öffnung austreten können. In der Regel handelt es sich bei der den elektrischen Kontakten gegenüberliegenden Seite des tragbaren Datenträgers um eine Schmalseite des tragbaren Datenträgers.
Alternativ oder zusätzlich ist auch der Körper an dem den Kontakten gegenüberliegenden Ende des Datenträgers angeordnet. Das Anbringen des Körpers an dem Ende des Datenträgers ist in vielen Fällen konstruktionstechnisch besonders günstig. Gleichzeitig werden die magnetischen Feldlinien auch durch den am Rand des Datenträgers liegenden Körper zu der ersten Schicht und ggf. zu der zweiten Schicht gelenkt.
Falls der Körper an dem den Kontakten gegenüberliegenden Ende des Datenträgers angeordnet und der Datenträger auch mit der zweiten Schicht ausgestattet ist, ist besonders bevorzugt zwischen dem Körper und der zweiten Schicht ein dielektrischer Spalt vorhanden. Bei dieser besonderen Anordnung treten die magnetischen Feldlinien durch diesen Spalt aus dem tragbaren Datenträger aus.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann der Körper auch derart angeordnet sein, dass er sich bei Betrachtung in Richtung der Spulenachse nur innerhalb der Spule erstreckt. In diesem Fall verlaufen die durch den Körper verlaufenden Magnetfeldlinien zugleich auch durch die Antennenspule. Hierdurch werden die Magnetfeldlinien eines durch die Spule erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes besonders gut durch den Körper konzentriert und durch den Körper hindurch zu der ersten und ggf. der zweiten Schicht gelenkt. Gleichzeitig werden die Magnetfeldlinien eines einfallenden, von einem Lesegerät erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes durch den Körper hindurch und damit durch die Spule gelenkt.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der wiederum mit dem vorgenannten Merkmalen des ersten und zweiten Aspekts der Erfindung kombinierbar ist, besitzt der tragbare Datenträger mit funkbasierter Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule umfasst, eine U-förmige Struktur aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm, wobei die Antennenspule vorzugsweise in mehreren axial beabstandeten Windungen zumindest um einen Schenkel oder um die zwischen den Schenkeln liegende Basis der U-förmigen Struktur herum gewickelt ist.
In diesem Fall werden die magnetischen Feldlinien des von der Spule erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes oder eines von einem Lesegerät erzeugten einfallenden elektromagnetischen Wechselfeldes durch die U-förmige Struktur gebündelt und durch die U-förmige Struktur hindurch zu den beiden Enden der Schenkel der U-förmigen Struktur gelenkt. Auf diese Weise lässt sich die Ausrichtung des aus der Karte austretenden elektromagnetischen Wechselfeldes einfach und effektiv einstellen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform handelt es sich bei der U-förmigen Struktur um einen integralen U-förmiger Körper. Der integrale U-förmige Körper ist normalerweise zwischen der Basis und jedem der Schenkel um ca. 90° gekrümmt. Alternativ kann der integrale U-förmige Körper insbesondere auch gleichmäßig zwischen den beiden Schenkeln um ca. 180° gekrümmt sein, d. h. eine Hufeisenform aufweisen.
Vorzugsweise enden bei einem Datenträger, bei dem an einem Ende elektrische Kontakte angeordnet sind, die Schenkel des U-förmigen Körpers in einem Bereich des den Kontakten gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers. In diesem Fall werden die magnetischen Feldlinien innerhalb der U-förmigen Struktur so geführt, dass diese an der den elektrischen Kontakten gegenüberliegenden Seite des Datenträgers austreten. Wie zuvor dargestellt, besitzen Lesesockel, mit denen derartige tragbare Datenträger gelesen werden, in diesem Bereich normalerweise eine Öffnung, so dass die magnetischen Feldlinien aus dieser Öffnung austreten können.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird die U-förmige Struktur aus einer hochpermeablen Schicht und einem L-förmigen Körper, der einen ersten und einen zweiten Schenkel besitzt und mit dem ersten Schenkel die Schicht kontaktiert, gebildet, wobei die Schicht vorzugsweise in mindestens zwei Segmente unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind. Der L-förmige Körper ist normalerweise zwischen seinen beiden Schenkeln um ca. 90° gekrümmt.
Dabei werden die Feldlinien durch die Schicht und den ersten Schenkel des L-förmigen Körpers hindurch zu dem Ende des zweiten Schenkels des L-förmigen Körpers gelenkt. Ist die Schicht segmentiert, so werden die magnetischen Feldlinien durch den zumindest einen dielektrischen Spalt innerhalb der Schicht in Längsrichtung des Spalts gelenkt. Dieser erstreckt sich vorzugsweise in einer zu dem zweiten Schenkels des L-förmigen Körpers parallelen Richtung, um die magnetischen Feldlinien in dieser Richtung zu führen.
Vorzugsweise endet bei einem Datenträger, bei dem an einem Ende elektrische Kontakte angeordnet sind, der zweite Schenkel des L-förmigen Körpers in einem Bereich des den Kontakten gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers.
In diesem Fall werden die magnetischen Feldlinien innerhalb des L-förmigen Körpers und der hochpermeablen Schicht so geführt, dass diese an der den elektrischen Kontakten gegenüberliegenden Seite des Datenträgers austreten.
Vorzugsweise ist die Spule um den zweiten Schenkel des L-förmigen Körpers gewickelt. Dieser erstreckt sich normalerweise im wesentlichen parallel zu der hochpermeablen Schicht, ist daher normalerweise länger als der zweite Schenkel und bietet somit mehr Platz für die Anordnung der Spule.
Gemäß einer dritten Ausführungsform wird die U-förmige Struktur aus einer ersten Schicht und einer von der ersten Schicht beabstandeten zweiten Schicht und einem Körper, der die erste und die zweite Schicht kontaktiert, gebildet. Diese konkrete U-förmige Struktur ist bereits zuvor im Zusammenhang mit dem zweiten Aspekt erläutert worden. Dabei ist vorzugsweise wiederum zumindest eine der beiden Schichten in mindestens zwei Segmente unterteilt, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind.
Bei dieser Anordnung werden die Feldlinien durch den Körper und die erste und die zweite Schicht hindurch gelenkt und treten aus den freien Enden der beiden Schenkel der U-förmigen Struktur, d. h. aus den beiden Schichten, aus.
Vorzugsweise sind bei einem Datenträger, bei dem an einem Ende elektrische Kontakte angeordnet sind, nur im Bereich des den Kontakten gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers die erste Schicht und die zweite Schicht angeordnet. In diesem Fall werden die magnetischen Feldlinien innerhalb des Körpers und der beiden Schichten so geführt, dass diese verstärkt an der den elektrischen Kontakten gegenüberliegenden Seite des Datenträgers austreten. Wie zuvor dargestellt ist idealerweise zumindest eine der beiden Schichten in mindestens zwei Segmente unterteilt, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind. Dieser Spalt läuft vorzugsweise auf die den elektrischen Kontakten gegenüberliegenden Seite des Datenträgers zu.
Damit das Material der ersten und der zweiten Schicht sowie das Material des Körpers die Magnetfeldlinien ablenkt, gleichzeitig jedoch nur geringfügig durch induzierte Wirbelströme schwächt, besitzt es in allen erfindungsgemäßen Aspekten eine möglichst hohe relative Permeabilität μ_r und gleichzeitig eine möglichst geringe elektrische Leitfähigkeit, d. h. einen möglichst hohen spezifischen elektrischen Widerstand.
Bevorzugt hat die relative Permeabilität μ_r (der ersten Schicht oder der zweiten Schicht oder des Körpers) einen Wert von mindestens 100, besonders bevorzugt mindestens 140, 160, 180 oder 200. Ebenso bevorzugt hat der spezifische elektrische Widerstand einen Wert von mindestens 1, 10, 10², 10³, 10⁴, 10⁵ oder gar 10⁶ Ωm. Außerdem ist der Imaginärteil der komplexen Permeabilität μ_r'', der die Größe der Ummagnetisierungsverluste im Material kennzeichnet, möglichst klein, das heißt, die Ummagnetisierungsverluste sind möglichst klein zu halten. Die zuvor genannten Werte beziehen sich dabei auf den Frequenzbereich des zur Datenübertragung verwendeten elektromagnetischen Wechselfeldes. Dieser liegt vorzugsweise bei 13,56 MHz.
Bei dem Material der ersten und der zweiten Schicht sowie dem Material des Körpers kann es sich insbesondere um ein Ferritmaterial handeln.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird bei dem tragbaren Datenträger mit funkbasierter Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule umfasst, die senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule verlaufende Schicht aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm durch eine polymere Vergussmasse mit darin eingelagerten ferromagnetischen Partikeln gebildet.
Die permeable Vergussmasse weist bevorzugt eine relative Permeabilität μ_r von mindestens 10 besonders bevorzugt von mindestens 100 auf. Die zuvor genannten Werte beziehen sich dabei auf den Frequenzbereich des elektromagnetischen Wechselfeldes. Dieser liegt vorzugsweise bei 13,56 MHz. Bei der permeable Vergussmasse handelt es sich vorzugsweise um ein thermoplastisches Polymer oder um ein vernetzendes Polymer mit ferromagnetischen Partikeln.
Dieser vierte Aspekt kann wiederum vorteilhaft mit Merkmalen der drei vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Aspekte kombiniert werden. So kann z. B. beabstandet von der (ersten) Schicht und auf einer der (ersten) Schicht gegenüberliegenden Seite der Antennenspule eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule verlaufende zweite Schicht aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet ist, wobei diese zweite Schicht vorzugsweise in mindestens zwei Segmente unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind.
Wie zuvor dargestellt, werden die Magnetfeldlinien durch den zumindest einen dielektrischen Spalt innerhalb der zweiten Schicht in Längsrichtung des Spalts abgelenkt.
Zwischen der ersten und der zweiten Schicht kann wiederum ein dielektrischer Spalt gebildet sein, an dem die magnetischen Feldlinien austreten können.
Das Material der zweiten Schicht hat vorzugsweise die zuvor dargestellten Eigenschaften hinsichtlich der relativen Permeabilität μ_r, der elektrischen Leitfähigkeit und des Imaginärteils der komplexen Permeabilität. Bei dem Material der zweiten Schicht kann es sich insbesondere um ein Ferritmaterial handeln.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines tragbaren Datenträgers gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung erfolgt das Bilden der aus der permeablen Vergussmasse bestehenden Schicht vorzugsweise unter Einwirkung eines Magnetfelds. Besonders bevorzugt wird das Magnetfeld beim Vergießen und/oder beim Verfestigungsprozess der Vergussmasse angelegt.
Entscheidend für die erreichbare relative Permeabilität μ_r ist die Ausrichtung der ferromagnetischen Partikel innerhalb der Vergussmasse. Durch die Einwirkung eines Magnetfelds beim Bilden der aus der permeablen Vergussmasse bestehenden Schicht, d. h. beim Vergießen bzw. bei dem Verfestigungsprozess, kann eine hohe relative Permeabilität μ_r der Vergussmasse erzielt werden.
Bei dem tragbaren Datenträger gemäß allen Aspekten der Erfindung handelt es sich bei der funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung vorzugsweise um eine RFID-Transpondereinheit, besonders bevorzugt um eine RFID-Transpondereinheit, die mit aktiver Lastmodulation arbeitet, oder auch um eine sonstige funkbasierte Datenkommunikationseinrichtung, die ein aktives Verfahren zum Senden von Daten verwendet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele sowie weiterer Ausführungsalternativen im Zusammenhang mit den Zeichnungen, die schematisch zeigen:
1: einen kartenförmigen tragbaren Datenträger mit einseitig angeordneter segmentierter Ferritschicht,
2: einen tragbaren kartenförmigen Datenträger mit beidseitig angeordneten segmentierten Ferritschichten,
3: einen tragbaren kartenförmigen Datenträger mit einseitig angeordneter segmentierter Ferritschicht und einem zentralen Ferritkörper,
4: einen tragbaren kartenförmigen Datenträger mit einseitig angeordneter vollflächiger Ferritschicht und einem zentralen Ferritkörper,
5: einen tragbaren kartenförmigen Datenträger mit beidseitig angeordneten vollflächigen Ferritschichten und einem außenseitig angeordneten Ferritkörper,
6: einen tragbaren kartenförmigen Datenträger mit einem U-förmigen Ferritkörper und einer Antennenspule, die um eine zwischen zwei Schenkeln des U-förmigen Körpers liegende Basis herum gewickelt ist,
7: einen tragbaren kartenförmigen Datenträger mit einer U-förmigen Struktur aus einer Ferritschicht und einem L-förmigen Ferritkörper, wobei eine Antennenspule um einen Schenkel des L-förmigen Körpers herum gewickelt ist,
8: einen tragbaren kartenförmigen Datenträger mit einer U-förmigen Struktur aus einer ersten Ferritschicht, einer zweiten Ferritschicht und einem zentralen Ferritkörper, wobei eine Antennenspule um den Körper herum gewickelt ist, und
9: einen tragbaren kartenförmigen Datenträger mit einer Ferritpartikel enthaltenden Vergussmasse, die eine erste Ferritschicht bildet, sowie einer zweiten Ferritschicht, wobei zwischen der Vergussmasse und der zweiten Ferritschicht ein dielektrischer Spalt gebildet wird.
In den Figuren sind schematisch tragbare Datenträger 1 dargestellt, die eine funkbasierte Datenkommunikationseinrichtung aufweisen. Im folgenden wird für den tragbaren Datenträger 1 stets eine Ausführung in Kartenform zugrundegelegt. Die nachfolgend beschriebenen Lösungen sind aber prinzipiell selbstverständlich auch auf tragbare Datenträger 1 mit anderen Gehäuseformen übertragbar.
Von der Datenkommunikationseinrichtung ist jeweils nur eine Antennenspule 2 dargestellt. Diese Datenträger 1 sind auf einer Leiterplatte 4 (z. B. einer Platine) aufgebaut, auf der vorzugsweise – hier nicht dargestellte – Speicherchips und eine Steuereinrichtung der Datenkommunikationseinrichtung sowie ggf. die Antennenspule 2 angeordnet sind. Desweiteren können Kontaktanschlüsse 5 für den kontaktbehafteten Datenaustausch vorgesehen sein, die je nach Datenträgertyp verschieden sein können und hier nur in 3 dargestellt sind.
In den Ausführungsbeispielen handelt es sich bei den kartenförmigen Datenträgern 1 um Speicherkarten vom Typ micro SD (micro Secure Digital). Die dargestellten Merkmale sind jedoch nicht auf micro SD Karten beschränkt. Vielmehr kann es sich bei den kartenförmigen Datenträgern 1 auch um beliebige sonstige kartenförmige Datenträger 1 handeln, insbesondere um kartenförmige Datenträger von einem der in der Beschreibungseinleitung aufgelisteten Typen. Über der Leiterplatte 4 befindet sich bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 8 ein Trägersubstrat 3 des Datenträgers 1 (der Hauptkörper des Datenträgers 1). Das Trägersubstrat 3 kann beispielsweise durch eine Vergussmasse, insbesondere eine polymere Vergussmasse, gebildet sein, in die diverse Komponenten des Datenträgers 1, wie z. B. die Speicherchips und die Steuereinrichtung eingegossen sind.
In den Figuren ist rein schematisch der Verlauf einzelner magnetischer Feldlinien MF dargestellt. Dabei sind die innerhalb der Datenträger verlaufenden magnetischen Feldlinien MF gestrichelt und die außerhalb der Datenträger verlaufenden magnetischen Feldlinien MF durchgehend dargestellt. Die rein schematisch dargestellten magnetischen Feldlinien MF sollen die Führung der magnetischen Feldlinien MF illustrieren, spiegeln aber die exakten physikalischen Gegebenheiten nicht wieder.
In 1 ist schematisch ein kartenförmiger Datenträger 1 dargestellt, auf dessen Oberseite eine Ferritschicht 10 angeordnet ist. Anstelle eines Ferritmaterials kann bei diesem und allen weiteren Ausführungsbeispielen ein anderes Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm vorgesehen werden. Die Schicht 10 verläuft senkrecht zu der Spulenachse der Antennenspule 2 und ist in mehrere längliche Segmente 10a unterteilt, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt 11 voneinander getrennt sind. Durch die Schicht 10 werden die magnetischen Feldlinien MF des durch die Sendespule 2 erzeugten Magnetfelds innerhalb der Schicht 10 entlang der Ebene der Schicht 10 geführt und im wesentlichen in Längsrichtung der dielektrischen Spalte 11 gelenkt, die wiederum in Längsrichtung des kartenförmigen Datenträgers 1 verlaufen. Somit treten die magnetischen Feldlinien MF verstärkt an den Schmalseiten des kartenförmigen Datenträgers 1 aus. Wenn ein derartiger Datenträger 1 in einen Lesesockel eingebracht wird, ragt normalerweise eine der Seiten des Datenträgers 1, bei der in 1 dargestellten micro SD Karte die rechte Schmalseite, aus einer Öffnung des Lesesockels heraus. Damit die magnetischen Feldlinien MF aus dieser Öffnung austreten können, werden sie mittels der Schicht 10 (auch) zu dieser Seite geführt. In Analogie dazu werden die magnetischen Feldlinien (MF) eines von einem externen Lesegerät generierten elektromagnetischen Wechselfeldes von den Schmalseiten des Datenträgers 1 aus über die Schicht 10 in Längsrichtung der Spalte zu der Antennenspule geführt.
Wie in 2 dargestellt ist, kann zusätzlich zu der Schicht 10 auf der gegenüberliegenden Seite der Antennenspule 2 eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule 2 verlaufende zweite Ferritschicht 20 angeordnet seit. Auch die zweite Schicht 20 kann anstelle eines Ferritmaterials aus einem anderen Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm bestehen. Die zweite Schicht ist wiederum durch dielektrische Spalte 21 in Segmente 20a unterteilt (dies ist nicht zwingend erforderlich, aber bevorzugt). Bei dieser Variante werden die magnetischen Feldlinien MF nicht nur durch die erste Schicht 10 sondern auch durch die zweite Schicht 20 nach außen geleitet. Die dielektrischen Spalte der zweiten Schicht erstrecken sich in derselben Richtung wie die dielektrischen Spalte 11 der ersten Schicht 10, d. h. vorliegend in Längsrichtung des Datenträgers 1, um die magnetischen Feldlinien MF auch innerhalb der zweiten Schicht 20 in dieser Richtung zu lenken.
Die Breite der dielektrischen Spalte 11, 21 der ersten und der zweiten Schicht beträgt abweichend von der schematischen Darstellung 1/2 bis 1/1000 der Breite der an die Spalte 11, 21 angrenzenden Segmente 10a, 20a.
Der in 3 dargestellte kartenförmige Datenträger 1 entspricht im wesentlichen dem aus 1, wobei allerdings innerhalb des Trägersubstrats 3 zusätzlich ein Körper 30 aus einem Ferritmaterial angeordnet ist. Wie zuvor erläutert, kann anstelle des Ferritmaterials ein anderes Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm bestehen. Der Ferritkörper 30 erstreckt sich auch in einer Richtung parallel zur Spulenachse. Idealerweise kontaktiert der Körper 30 die Schicht 10, so dass möglichst kein dielektrischer Spalt zwischen der auf der Oberseite des Datenträgers angeordneten Schicht 10 und dem Körper 30 gebildet wird. Durch den Körper 30 werden magnetische Feldlinien MF des von der Spule 2 erzeugten elektromagnetischen Wechselfelds oder eines einfallenden, von einem Lesegerät erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes konzentriert und verlaufen durch den Körper 30 hindurch von und zu der Schicht 10 auf der Oberseite des Datenträgers. Dadurch wird der Effekt des Ableiten der magnetischen Feldlinien MF in dieser Schicht 10 verstärkt.
Dementsprechend weist der Körper 30 in der zur Spulenachse parallelen Richtung eine deutliche Ausdehnung auf und erstreckt sich im Ausführungsbeispiel in der zur Spulenachse parallelen Richtung über mehr als 80% der Resthöhe des Datenträgers 1, d. h. der Höhe des Datenträgers 1 abzüglich der Höhe der Schicht 10. Je nach Schichtaufbau des Datenträgers 1 kann der Körper auch weniger, z. B. nur 50% der Resthöhe des Datenträgers 1 ausmachen.
Bei den in den 1 bis 9 dargestellten kartenförmigen Datenträgern 1 handelt es sich um micro SD Karten, bei denen auf der in den Abbildungen links oben dargestellten Seite elektrische Kontakte (Kontaktflächen) 5 angeordnet, die jedoch zu Illustrationszwecken nur in 3 eingezeichnet sind. Bei dem kartenförmigen Datenträger 1 von 3 ist die Schicht 10 nur in einem Bereich des den Kontakten 5 gegenüberliegenden Endes des Datenträgers 1 angeordnet. Zudem erstrecken sich die dielektrischen Spalte 11 der Schicht 10 von dem Ende des Datenträgers 1, an dem die Kontakte 5 angeordnet sind, zu dem gegenüberliegenden anderen Ende. Durch die Spalte 11 werden die magnetischen Feldlinien MF innerhalb der Schicht 10, wie zuvor im Zusammenhang mit 1 erläutert, so geführt, dass diese verstärkt an den beiden Schmalseiten aus der Schicht 10 austreten. Da die Schicht 10 nur auf der den Kontakten 5 gegenüberliegenden Seite des Datenträgers 1 angeordnet ist, verlaufen die magnetischen Feldlinien MF im Bereich der Kontakte 5 überwiegend innerhalb des kartenförmigen Datenträgers 1, wohingegen sie verstärkt an der den elektrischen Kontakten 5 gegenüberliegenden Seite aus dem Datenträger 1 austreten. Wie zuvor dargestellt, ragt bei einer micro SD Karte normalerweise diese Schmalseite des Datenträgers 1 aus einer Öffnung eines Lesesockels heraus, so dass die magnetischen Feldlinien MF an dieser Schmalseite (so genannte Pull Area der micro SD Karte) ungestört aus der Öffnung des Lesesockels austreten können.
Die Kombination der beiden in 3 im Vergleich zur 1 dargestellten zusätzlichen Aspekte ist jedoch nicht zwingend. Ebenso ist es denkbar, den Datenträger 1 von 1 so zu modifizieren, dass lediglich der Körper 30 entsprechend 3 vorgesehen ist oder dass lediglich die Schicht 10 entsprechend 3 nur an einer Seite des Datenträgers 1 vorgesehen ist.
In Analogie zu dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann zusätzlich zu der Schicht 10 auf der gegenüberliegenden Seite der Antennenspule 2 eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule 2 verlaufende zweite Schicht 20 aus Ferritmaterial angeordnet sein, die auch wieder segmentiert sein kann. Die zweite Schicht 20 kann dabei bevorzugt ebenfalls nur in einem Bereich des den Kontakten 5 gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers 1 angeordnet sein. Im Idealfall kontaktiert dann der Körper 30 nicht nur die erste, auf der Oberseite des Datenträgers angeordnete Schicht 10, sondern auch die zweite Schicht 20.
Auch können die Antennenspule 2 und die erste Schicht 10 auf einer Seite und die zweite Schicht 20 auf der gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats 3 angeordnet werden, wobei der Körper 30 das Trägersubstrat 3 durchdringt. Gegebenenfalls ist es zweckmäßig, dazu einen Durchbruch für den Körper 30 in der Leiterplatte 4 des kartenförmigen Datenträgers 1 zu schaffen, um einen Kontakt des Körpers 30 mit der auf der Rückseite der Leiterplatte 4 angeordneten zweiten Schicht 20 zu erzielen.
Der in 4 dargestellte kartenförmige Datenträger 1 entspricht im wesentlichen dem aus 3, wobei allerdings die an der Oberfläche des Datenträgers 1 angeordnete Schicht 10 nicht segmentiert ist. Da die Schicht 10 von 4 nicht segmentiert ist, werden die magnetischen Feldlinien MF in dieser nicht durch dielektrische Spalte 11 in eine Vorzugsrichtung gelenkt. Der Datenträger 1 von 4 ist mit den sonstigen im Zusammenhang mit den 1 und 3 beschriebenen Aspekten kombinierbar. Außerdem kann, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2, auch eine zweite Schicht 20 vorgesehen sein, die ggf. segmentiert ist. Darüberhinaus kann die erste Schicht 10 und/oder die zweite Schicht 20 wie in 3 für die erste Schicht 10 dargestellt, nur an einem Ende des Datenträgers 1 angeordnet sein, auf der die magnetischen Feldlinien MF austreten sollen, d. h. insbesondere auf einer den elektrischen Kontakten 5 gegenüberliegenden Seite des Datenträgers 1.
Bei den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erstreckt sich der Körper 30 bei Betrachtung in Richtung der Spulenachse nur innerhalb der Spule 2, was die Wirkung des Körpers 30 verbessert, da die durch den Körper 30 verlaufenden Magnetfeldlinien MF im verstärkten Maße zugleich auch durch die Antennenspule 2 verlaufen, d. h. der Körper 30 konzentriert die magnetischen Feldlinien MF in der Spule 2.
Bei dem in 5 dargestellten kartenförmigen Datenträger 1 ist der Ferritkörper 30a im Gegensatz zu dem Ferritkörper in den 3 und 5 an einem den Kontakten 5 (in 5 nicht dargestellt) des Datenträgers 1 gegenüberliegenden Ende des Datenträgers 1 angeordnet. Dies ist vorliegend konstruktionstechnisch besonders günstig, da sich auf dieser Seite einer micro SD Karte eine so genannte Pull-Area der Karte befindet, d. h. ein nach oben hervorstehender Abschnitt mittels dessen die micro SD Karte aus einem Lesesockel herausgezogen werden kann. Diese Pull-Area wird vorliegend durch den Körper 30a gebildet, der mechanisch auf der Leiterplatte 4 fixiert ist, wobei die magnetischen Feldlinien MF durch den am Rand des Datenträgers 1 liegenden Körper 30a hindurch zu der an der Oberseite des Datenträgers angeordneten Schicht 10 gelenkt werden. Gleichzeitig wird eine ausreichende mechanische Stabilität erreicht.
Bei dem in 5 dargestellten kartenförmigen Datenträger 1 ist auch die zweite Schicht 20 auf der Rückseite des Datenträgers 1 vorgesehen, was jedoch nicht zwingend ist. Zudem ist zwischen dem Körper 30a und der zweiten Schicht 20 ein dielektrischer Spalt 4a (d. h. ein dielektrischer Schlitz) vorhanden, der vorliegend durch die Leiterplatte 4 gebildet wird. Bei dieser besonderen Anordnung treten die magnetischen Feldlinien MF durch diesen Spalt 4a aus dem kartenförmigen Datenträger 1 aus.
Auch bei dem in 5 dargestellten Datenträger 1 können die an der Oberseite des Datenträgers angeordnete erste Schicht 10 und/oder die auf der Rückseite angeordnete zweite Schicht 20 segmentiert sein, und die erste Schicht 10 und/oder die zweite Schicht 20 kann, wie in 4 für die erste Schicht 10 dargestellt, nur an einem Ende des Datenträgers 1 angeordnet sein.
Beim Einbau eines kartenförmigen Datenträgers 1 mit funkbasierter Datenkommunikationseinrichtung in ein elektronisches Gerät, wie z. B. in ein Mobiltelefon, werden die elektromagnetischen Wechselfelder eines externen Lesegerätes am Ort des Datenträgers 1 stark bedämpft und die von einer Antennenspule 2 des Datenträgers 1 erzeugten elektromagnetischen Wechselfelder treten nur stark bedämpft nach außen, wenn sich über oder unter der Antennenspule 2, im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule 2 eine Metallschicht erstreckt. Dieser Effekt wird, wenn der Datenträger 1 wie zuvor dargestellt mit der ersten Schicht 10 und/oder der zweiten Schicht 20 versehen ist und sich die erste Schicht 10 oder die zweite Schicht 20 zwischen der Antennenspule 2 und der Metallschicht befindet, unterbunden, sofern die erste Schicht 10 und/oder die zweite Schicht 20 eine hinreichende Dicke aufweist.
Bei den in den 1 bis 5 dargestellten Datenträgern 1 kann, wie dargestellt, die an der Oberseite des Datenträgers 1 angeordnete erste Schicht 10 sowie optional auch die zweite Schicht 20 vorgesehen sein. In Bezug auf die physikalischen Eigenschaften ist eine beidseitige Anordnung der Schichten 10, 20 am vorteilhaftesten, da die Magnetfeldlinien MF dann auf der Ober- und der Unterseite des Datenträgers 1 in den Schichten 10, 20 geführt werden. Die gängigen in der Praxis verwendeten kleinstflächigen Speicherkarten, insbesondere micro SD Karten oder Memory Sticks weisen jedoch nur eine sehr geringe Dicke auf, so dass ggf. nur eine einseitige Anbringung möglich ist. Falls nur eine einseitige Anbringung möglich ist, ist die bevorzugte Anordnung bei einer micro SD Karte normalerweise die z. B. in 1 dargestellte Anordnung nur der ersten Schicht 10 auf der Oberseite der Karte, da hier in der Regel durch eine mechanische Führung in einem Lesesockel eine Metallfläche (z. B. ein Metallbügel) vorhanden ist.
Der in 6 dargestellte Datenträger 1 umfasst einen integralen U-förmigen Ferritkörper 32, der wiederum auch aus einem anderen Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm bestehen kann. Die Antennenspule 2 ist in mehreren axial beabstandeten Windungen um die zwischen den beiden Schenkeln liegende Basis des U-förmigen Körpers 32 gewickelt. Der integrale U-förmige Körper 32 ist zwischen der Basis und jedem der Schenkel um ca. 90° gekrümmt. Alternativ könnte der integrale U-förmige Körper 32 insbesondere auch gleichmäßig zwischen den beiden Schenkeln um ca. 180° gekrümmt sein, d. h. eine Hufeisenform aufweisen.
Die magnetischen Feldlinien MF werden durch den U-förmigen Körper 32 gebündelt und durch den U-förmigen Körper 32 hindurch zu den beiden Enden der Schenkel des U-förmigen Körpers 32 gelenkt. Vorliegend ist der Körper 32 so ausgerichtet, dass die Schenkel des Körpers 32 parallel zu den Längsseiten des Datenträgers 1 verlaufen und die magnetischen Feldlinien MF an der den (nicht dargestellten) elektrischen Kontakten 5 gegenüberliegenden Schmalseite des Datenträgers 1 aus dem Datenträger 1 austreten. Wie zuvor erläutert, besitzen Lesesockel in diesem Bereich normalerweise eine Öffnung, so dass die magnetischen Feldlinien MF aus dieser Öffnung ungestört austreten können.
Bei dem in 7 dargestellten Datenträger 1 ist in Analogie zu 6 eine U-förmige Struktur 10, 33 aus einem Ferritmaterial. Diese wirkt ähnlich wie der in 6 dargestellte U-förmige Körper 32, wird jedoch aus einer Schicht 10 und einem L-förmigen Körper 33 gebildet. Der L-förmige Körper 33 ist zwischen seinen beiden Schenkeln um ca. 90° gekrümmt und kontaktiert mit einem ersten seiner beiden Schenkel die Schicht 10, wobei ein dielektrischer Spalt zwischen der Schicht 10 und dem Körper 33 vermieden werden soll. Die Spule 2 ist um den zweiten Schenkel des L-förmigen Körpers 33 gewickelt, weil dieser, da er in Längsrichtung des Datenträgers 1 verläuft, länger als der erste Schenkel ist und somit mehr Platz für die Anordnung der Spule bietet. Wie dargestellt werden die magnetischen Feldlinien MF durch die Schicht 10 und einen ersten Schenkel des L-förmigen Körpers 33 hindurch zu dem Ende eines zweiten Schenkels des L-förmigen Körpers 33 gelenkt, d. h. die Spule 2 wird durch den L-förmigen Körper 33 an die Schicht ”angekoppelt”. Die Wirkung des L-förmigen Körpers 33 in Kombination mit der Schicht 10 ist somit mit der des U-förmigen Körpers aus 6 vergleichbar, wobei das U hier um 90° um die Längsachse des Datenträgers 10 gedreht ist. Die Schicht 10 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Oberseite des Datenträgers 1 angeordnet. Alternativ dazu könnte eine entsprechende Schicht 20 an der Unterseite des Datenträgers vorgesehen sein, die von einem im Vergleich zu 7 um 180° gedrehten L-förmigen Körper 33 kontaktiert wird.
Der zweite Schenkel des L-förmigen Körpers 33 endet in einem Bereich des den (nicht dargestellten) elektronischen Kontakten gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers 1, so dass die magnetischen Feldlinien MF an der den elektrischen Kontakten gegenüberliegenden Schmalseite des Datenträgers 1 austreten. Die Schicht 10 kann zusätzlich, wie in den 1 und 2 dargestellt, durch Spalte 11 segmentiert sein, um die magnetischen Feldlinien MF innerhalb der Schicht 10 in Längsrichtung der Spalte 11 zu lenken, die sich dazu vorzugsweise in einer zu dem zweiten Schenkels des L-förmigen Körpers 33 parallelen Richtung erstrecken, um die magnetischen Feldlinien MF in dieser Richtung zu führen.
Bei dem in 8 dargestellten kartenförmigen Datenträger 1 ist in Analogie zu den 6 und 7 eine U-förmige Struktur aus einem Ferritmaterial vorgesehen, die vorliegend aus einer ersten Schicht 10, einer von der ersten Schicht 10 beabstandeten zweiten Schicht 20 und einem Körper 30, der die erste und die zweite Schicht kontaktiert, gebildet wird. Eine entsprechende U-förmige Struktur ist bereits zuvor im Zusammenhang mit den 3 und 4 erläutert worden.
Bei dieser Anordnung werden die Feldlinien MF durch den Körper 30 und die erste Schicht 10 und die zweite Schicht 20 hindurch gelenkt und treten verstärkt aus den freien Enden der beiden Schenkel der U-förmigen Struktur 10, 20, 30, d. h. aus den beiden Schichten 10, 20, aus. Dabei sind die Schichten 10, 20 nur im Bereich des den (nicht dargestellten) Kontakten gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers 1 angeordnet, so dass die magnetischen Feldlinien hier aus dem Datenträger 1 austreten.
Damit der Körper 30 nicht nur die erste Schicht 10 sondern auch die zweite Schicht 20 kontaktiert, ist in der Leiterplatte 4 des Datenträgers 1 eine entsprechende Aussparung für den Körper 30 vorgesehen.
Auch bei dem Datenträger 1 in 8 kann wiederum zumindest eine der beiden Schichten 10, 20 entsprechend den 1 und 2 segmentiert sein, um die Feldlinien MF entsprechend abzulenken.
Damit das Material der an der Oberseite des Datenträgers angeordneten ersten Schicht 10 und der zweiten Schicht 20 sowie das Material der Körper 30, 30a, 32, 33 der 1 bis 8 die magnetischen Feldlinien MF ablenkt, gleichzeitig jedoch nur geringfügig durch induzierte Wirbelströme schwächt, besitzt es eine möglichst hohe relative Permeabilität μ_r und gleichzeitig eine möglichst geringe elektrische Leitfähigkeit, d. h. einen möglichst hohen spezifischen elektrischen Widerstand.
Bevorzugt hat die relative Permeabilität μr einen Wert von mindestens 100, besonders bevorzugt mindestens 140, 160, 180 oder sogar 200. Ebenso bevorzugt hat der spezifische elektrische Widerstand einen Wert von mindestens 1, 10, 10², 10³, 10⁴, 10⁵ oder gar 10⁶ Ωm. Außerdem ist der Imaginärteil der komplexen Permeabilität μ_r'', der die Größe der Ummagnetisierungsverluste im Material kennzeichnet, möglichst klein, das heißt, die Ummagnetisierungsverluste sind möglichst klein zu halten. Die zuvor genannten Werte beziehen sich dabei auf den Frequenzbereich des zur Datenübertragung verwendeten elektromagnetischen Wechselfeldes. Dieser liegt vorzugsweise bei 13,56 MHz.
Bei dem Material der ersten Schicht 10 und der zweiten Schicht 20 sowie dem Material der Körper 30, 30a, 32, 33 kann es sich, wie ausgeführt, insbesondere um ein Ferritmaterial handeln. Dementsprechend kann es sich bei der ersten Schicht 10 und/oder der zweiten Schicht 20 um eine Ferritfolie handeln und bei den Körpern 30, 30a, 32, 33 um Ferritformteile.
Bei dem in 9 dargestellten Datenträger 1 wird dagegen die über der Antennenspule 2 angeordnete hochpermeable Schicht 40 durch eine polymere Vergussmasse 40 mit darin eingelagerten ferromagnetischen Partikeln gebildet. Die aus der permeablen Vergussmasse 40 bestehende Schicht wird unter Einwirkung eines Magnetfelds MF gebildet, wobei das Magnetfeld MF beim Vergießen und/oder beim Verfestigungsprozess der Vergussmasse 40 angelegt wird. Entscheidend für die erreichbare relative Permeabilität μ_r ist die Ausrichtung der ferromagnetischen Partikel innerhalb der Vergussmasse 40. Durch die Einwirkung eines Magnetfelds beim Bilden der aus der permeablen Vergussmasse 40 bestehenden Schicht, d. h. beim Vergießen oder bei dem Verfestigungsprozess kann eine hohe relative Permeabilität μ_r der Vergussmasse 40 erzielt werden. Auch ist es denkbar, die ferromagnetischen Partikel der Vergussmasse 40 durch das Magnetfeld beim Vergießen und oder bei dem Verfestigungsprozess in der Vergussmasse nach außen (d. h. in 8 nach oben und/oder unten) zu bewegen, um hierdurch eine Schicht von erhöhter Permeabilität innerhalb der Vergussmasse 40 zu bilden.
Auf diese Weise besitzt die Vergussmasse eine relative Permeabilität von mindestens 5. Im übrigen besteht die Vergussmasse aus einem Material mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm.
Wie in 9 angedeutet werden die magnetischen Feldlinien MF durch die Vergussmasse 40 hindurch, nach außen geleitet. Dabei verlaufen die magnetischen Feldlinien MF am seitlichen Rand der Vergussmasse überwiegend an der Oberfläche der Vergussmasse 40, wohingegen sie in einem weiter innen gelegenen Bereich der Vergussmasse 40 nach unten durch die Vergussmasse 40 und durch die Spule 2 hindurch verlaufen. In Analogie zu der ersten Schicht 10 der 1 bis 5 kann durch die Vergussmasse 40 eine durch eine Metallschicht, die sich über der Antennenspule 2 erstreckt, hervorgerufene Dämpfung der von einem externen Lesegerät erzeugten elektromagnetischen Wechselfelder am Ort der Antennenspule 2 und der von der Antennenspule 2 selbst erzeugten elektromegnetischen Wechselfelder vermieden werden.
Die permeable Vergussmasse 40 weist bevorzugt eine relative Permeabilität μ_r von mindestens 10, besonders bevorzugt von mindestens 100 auf. Die zuvor genannten Werte beziehen sich dabei auf den Frequenzbereich des elektromagnetischen Wechselfeldes. Dieser liegt vorzugsweise bei 13,56 MHz.
Beabstandet von der Vergussmasse 40 und auf einer der Vergussmasse 40 gegenüberliegenden Seite der Antennenspule 2 ist eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule 2 verlaufende zweite Ferritschicht 20 aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μr von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet. Besonders bevorzugt hat das Material der zweiten Schicht 20 die zuvor im Zusammenhang mit den 1 bis 8 erläuterten physikalischen Eigenschaften, und es handelt sich insbesondere vorzugsweise um ein Ferritmaterial. Zwischen der Vergussmasse 40 und der zweiten Schicht 20 wird ein dielektrischer Spalt 4a gebildet, durch den die magnetischen Feldlinien MF bevorzugt hindurch verlaufen. Die zusätzliche zweite Schicht 20 ist nicht zwingend erforderlich. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die zweite Schicht 20 auch in Analogie zu den Schichten 10, 20 der 1 bis 3 segmentiert sein, um die magnetischen Feldlinien MF entsprechend zu lenken.
Bei der Datenkommunikationseinrichtung der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele handelt es sich besonders bevorzugt um eine RFID-Transpondereinheit, die mit aktiver Lastmodulation arbeitet, oder auch um eine sonstige funkbasierte Datenkommunikationseinrichtung, die ein aktives Verfahren zum Senden von Daten verwendet.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den nachfolgenden Absätzen angegeben:

I. Kartenförmiger Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule umfasst, wobei eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule verlaufende erste Schicht aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm über oder unter der Antennenspule angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht in mindestens zwei Segmente unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt voneinander getrennt sind.
II. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz I, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenspule (2) von der ersten Schicht (10) beabstandet angeordnet ist.
III. Kartenförmiger Datenträger nach einem der vorhergehenden Absätze, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet von der ersten Schicht (10) und auf einer der ersten Schicht (10) gegenüberliegenden Seite der Antennenspule (2) eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende zweite Schicht (20) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet ist, wobei vorzugsweise auch die zweite Schicht (20) in mindestens zwei Segmente (20a) unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt (21) voneinander getrennt sind.
IV. Kartenförmiger Datenträger nach einem der vorhergehenden Absätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (10a, 20a) länglich sind und dass die Breite des dielektrischen Spalts (11, 21) das 2 bis 1000 fache der Breite der an den Spalt (11, 21) angrenzenden Segmente (10a, 20a) beträgt.
V. Kartenförmiger Datenträger nach einem der vorhergehenden Absätze, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Spalt (11, 21) in Längsrichtung des kartenförmigen Datenträgers (1) verläuft.
VI. Kartenförmiger Datenträger nach einem der vorhergehenden Absätze, gekennzeichnet durch einen Körper (30) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm, welcher sich zumindest in einer Richtung parallel zur Spulenachse erstreckt und die erste Schicht (10) kontaktiert.
VII. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz VI mit Absatz III, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper auch die zweite Schicht (20) kontaktiert.
VIII. Kartenförmiger Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule (2) umfasst, wobei eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende erste Schicht (10) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm über oder unter der Antennenspule (2) angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Körper (30) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm, der sich zumindest in einer Richtung parallel zur Spulenachse erstreckt und die erste Schicht (10) kontaktiert.
IX. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz VIII, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (10) in mindestens zwei Segmente (10a) unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt (11) voneinander getrennt sind.
X. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz VIII oder IX, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet von der ersten Schicht (10) und auf einer der ersten Schicht (10) gegenüberliegenden Seite der Antennenspule (2) eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende zweite Schicht (20) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet ist, wobei vorzugsweise auch die zweite Schicht (20) in mindestens zwei Segmente (20a) unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt (21) voneinander getrennt sind.
XI. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz X, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (30) auch die zweite Schicht (20) kontaktiert.
XII. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz X oder XI, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenspule (2) und die erste Schicht (10) auf einer Seite eines Trägersubstrats (3) und die zweite Schicht (20) auf der gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats (3) angeordnet sind, wobei der Körper (30) das Trägersubstrat (3) durchdringt.
XIII. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz X, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Körper (30a) und der zweiten Schicht (2) ein dielektrischer Spalt (4a) vorhanden ist.
XIV. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz VI bis XIII, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Datenträgers (1) elektrische Kontakte (5) angeordnet sind und dass der Körper (30a) an dem den Kontakten (5) gegenüberliegenden Ende des Datenträgers (1) angeordnet ist.
XV. Kartenförmiger Datenträger nach einem der Absätze VI bis XIII, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Körper (30) bei Betrachtung in Richtung der Spulenachse nur innerhalb der Antennenspule (2) erstreckt.
XVI. Kartenförmiger Datenträger nach einem der einem der vorhergehenden Absätze, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Datenträgers (1) elektrische Kontakte (5) angeordnet sind und die erste Schicht (10) nur in einem Bereich des den Kontakten (5) gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers (1) angeordnet ist.
XVII. Kartenförmiger Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule (2) umfasst, gekennzeichnet durch eine U-förmige Struktur (32; 10, 33; 10, 20, 30) aus Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm, wobei die Antennenspule (2) in mehreren axial beabstandeten Windungen zumindest um einen Schenkel oder um die zwischen den Schenkeln liegende Basis der U-förmigen Struktur (32; 10, 33; 10, 20, 30) herum gewickelt ist.
XVIII. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XVII, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Struktur ein integraler U-förmiger Körper ist.
XIX. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XVIII, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Datenträgers (1) elektrische Kontakte (5) angeordnet sind und dass die Schenkel des U-förmigen Körpers (32) in einem Bereich des den Kontakten (5) gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers enden.
XX. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XVII, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Struktur (10, 33) aus einer ersten Schicht (10) und einem L-förmigen Körper (33), der einen ersten und einen zweiten Schenkel besitzt und mit dem ersten Schenkel die erste Schicht (10) kontaktiert, gebildet wird, wobei die erste Schicht (10) vorzugsweise in mindestens zwei Segmente (10a) unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt (11) voneinander getrennt sind.
XXI. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XX, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule um den zweiten Schenkel des L-förmigen Körpers (32) gewickelt ist.
XXII. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XX oder XXI, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Datenträgers (1) elektrische Kontakte (5) angeordnet sind und dass der zweite Schenkel des L-förmigen Körpers (32) in einem Bereich des den Kontakten (5) gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers (1) endet.
XXIII. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XVII, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Struktur (10, 20, 30) aus einer ersten Schicht (10), einer von der ersten Schicht (10) beabstandeten zweiten Schicht (20) und einem Körper (30), der die erste Schicht (10) und die zweite Schicht (20) kontaktiert, gebildet wird, wobei vorzugsweise zumindest eine der beiden Schichten (10, 20) in mindestens zwei Segmente (10a, 20a) unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt (11, 21) voneinander getrennt sind.
XXIV. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XXIII, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Datenträgers (1) elektrische Kontakte (5) angeordnet sind und die erste Schicht (10) und die zweite Schicht (20) nur im Bereich des den Kontakten (5) gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers (1) angeordnet sind.
XXV. Kartenförmiger Datenträger nach einem der Absätze XX bis XXIV, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (10a, 20a) länglich sind und dass die Breite des dielektrischen Spalts (11, 21) das 2 bis 1000 fache der Breite der an den Spalt (11, 21) angrenzenden Segmente (10a, 20a) beträgt.
XXVI. Kartenförmiger Datenträger nach einem der vorhergehenden Absätze, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Permeabilität μ_r mindestens 100, bevorzugt mindestens 140, 160, 180 oder 200 beträgt.
XXVII. Kartenförmiger Datenträger mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule (2) umfasst, wobei eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende erste Schicht (40) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μr von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm über oder unter der Antennenspule (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht durch eine polymere Vergussmasse (40) mit darin eingelagerten ferromagnetischen Partikeln gebildet ist.
XXVIII. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XXVII, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet von einer ersten Schicht (40) und auf einer der ersten Schicht (40) gegenüberliegenden Seite der Antennenspule eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule verlaufende zweite Schicht (20) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet ist, wobei die zweite Schicht (20) vorzugsweise in mindestens zwei Segmente (20a) unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt (21) voneinander getrennt sind.
XXIX. Kartenförmiger Datenträger nach Absatz XXVIII, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (20a) länglich sind und dass die Breite des dielektrischen Spalts (21) das 2 bis 1000 fache der Breite der an den Spalt (21) angrenzenden Segmente (20a) beträgt.
XXX. Kartenförmiger Datenträger nach einem der Absätze XXVI bis XXIX, dadurch gekennzeichnet, dass die permeable Vergussmasse eine relative Permeabilität μ_r von mindestens 10, vorzugsweise von mindestens 100 aufweist.
XXXI. Kartenförmiger Datenträger nach einem der Absätze XXVI6 bis XXX, dadurch gekennzeichnet, dass die permeable Vergussmasse ein thermoplastisches Polymer oder ein vernetzendes Polymer mit ferromagnetischen Partikeln ist.
XXXII. Verfahren zum Herstellen eines kartenförmigen Datenträgers (1) nach einem der Absätze XXVI bis XXXI, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilden der ersten, aus der permeablen Vergussmasse bestehenden Schicht unter Einwirkung eines Magnetfelds erfolgt.
XXXIII. Verfahren nach Absatz XXXII, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld beim Vergießen der Vergussmasse angelegt wird.
XXXIV. Verfahren nach Absatz XXXII oder XXXIII, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld beim Verfestigungsprozess der Vergussmasse angelegt wird.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2006/000446 A1 [0004]
EP 10801741 A2 [0004]
WO 03/067512 A1 [0005]
WO 2009/050662 A1 [0005]
US 6371380 B1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

K. Finkenzeller, RFID-Handbuch, 5. Auflage, Kap. 4.1.12.3 und 4.1.12.4 [0005]

Claims

Tragbarer Datenträger (1) mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule (2) umfasst, wobei eine senkrecht oder zumindest im hewesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende erste Schicht (10) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm über oder unter der Antennenspule (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (10) in mindestens zwei Segmente (10a) unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt (11) voneinander getrennt sind.
Tragbarer Datenträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet von der ersten Schicht (10) und auf einer der ersten Schicht (10) gegenüberliegenden Seite der Antennenspule (2) eine senkrecht oder zumindest im hewesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende zweite Schicht (20) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet ist, wobei vorzugsweise auch die zweite Schicht (20) in mindestens zwei Segmente (20a) unterteilt ist, die jeweils durch einen dielektrischen Spalt (21) voneinander getrennt sind.
Tragbarer Datenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (10a, 20a) länglich sind und dass die Breite des dielektrischen Spalts (11, 21) das 2 bis 1000 fache der Breite der an den Spalt (11, 21) angrenzenden Segmente (10a, 20a) beträgt.
Tragbarer Datenträger (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Spalt (11, 21) in Längsrichtung des kartenförmigen Datenträgers (1) verläuft.
Tragbarer Datenträger (1) mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule (2) umfasst, wobei eine senkrecht oder zumindest im hewesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende erste Schicht (10) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm über oder unter der Antennenspule (2) angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Körper (30) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm, der sich zumindest in einer Richtung parallel zur Spulenachse erstreckt und die erste Schicht (10) kontaktiert.
Tragbarer Datenträger (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet von der ersten Schicht (10) und auf einer der ersten Schicht (10) gegenüberliegenden Seite der Antennenspule (2) eine senkrecht oder zumindest im hewesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende zweite Schicht (20) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm angeordnet ist, wobei der Körper (30) auch die zweite Schicht (20) kontaktiert.
Tragbarer Datenträger (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenspule (2) und die erste Schicht (10) auf einer Seite eines Trägersubstrats (3) und die zweite Schicht (20) auf der gegenüberliegenden Seite des Trägersubstrats (3) angeordnet sind, wobei der Körper (30) das Trägersubstrat (3) durchdringt.
Tragbarer Datenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Datenträgers (1) elektrische Kontakte (5) angeordnet sind und die erste Schicht (10) nur in einem Bereich des den Kontakten (5) gegenüberliegenden anderen Endes des Datenträgers (1) angeordnet ist.
Tragbarer Datenträger (1) mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule (2) umfasst, gekennzeichnet durch eine U-förmige Struktur (32; 10, 33; 10, 20, 30) aus Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm, wobei die Antennenspule (2) in mehreren axial beabstandeten Windungen zumindest um einen Schenkel oder um die zwischen den Schenkeln liegende Basis der U-förmigen Struktur (32; 10, 33; 10, 20, 30) herum gewickelt ist.
Tragbarer Datenträger (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Struktur (32) ein integraler U-förmiger Körper (32) ist.
Tragbarer Datenträger (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Struktur (10, 33) aus einer ersten Schicht (10) und einem L-förmigen Körper (33), der einen ersten und einen zweiten Schenkel besitzt und mit dem ersten Schenkel die erste Schicht (10) kontaktiert, gebildet wird.
Tragbarer Datenträger (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmige Struktur (10, 20, 30) aus einer ersten Schicht (10), einer von der ersten Schicht (10) beabstandeten zweiten Schicht (20) und einem Körper (30), der die erste Schicht (10) und die zweite Schicht (20) kontaktiert, gebildet wird.
Tragbarer Datenträger (1) mit einer funkbasierten Datenkommunikationseinrichtung, die eine Antennenspule (2) umfasst, wobei eine senkrecht oder zumindest im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse der Antennenspule (2) verlaufende erste Schicht (40) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität μ_r von mindestens 5 und einem spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10^–1 Ωm über oder unter der Antennenspule (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht durch eine polymere Vergussmasse (40) mit darin eingelagerten ferromagnetischen Partikeln gebildet ist.
Tragbarer Datenträger (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die permeable Vergussmasse (40) ein thermoplastisches Polymer oder ein vernetzendes Polymer mit ferromagnetischen Partikeln ist.
Verfahren zum Herstellen eines tragbarern Datenträgers (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilden der ersten, aus der permeablen Vergussmasse (40) bestehenden Schicht unter Einwirkung eines Magnetfelds erfolgt.