KR20000010848A

KR20000010848A - 수동 전자 데이터 저장매체를 구비하는 고주파 인식수단

Info

Publication number: KR20000010848A
Application number: KR1019980708991A
Authority: KR
Inventors: 요한 로쉐; 안드레스 뤼디쥐리
Original assignee: 요한 로췌,율리치 그리프; 카바 슐리이츠시스템 아게
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2000-02-25
Also published as: CN1226984A; JP2000509869A; AU5979498A; ZA981382B; AU741616B2; CA2252411A1; BR9805934A; WO1998040846A1; AR011183A1; EP0898763A1

Abstract

수동 전자 데이터 캐리어(MI)를 갖는 고주파수 인식매체(IM)는 프로세서와 제어전자부 및 메모리를 포함할 뿐 아니라, 동작에너지를 수신함과 더불어 전송안테나(24)를 갖춘 연관된 기록/독출 스테이션(WR)으로 HF신호(20)의 무접촉 전송을 위한 수신안테나(15)를 포함한다. 전송안테나에 의해 결정된 캐리어 주파수(fr)는 높은 통신효율을 달성할 수 있도록 1MHz 이상이다. 외부 캐패시턴스(Ce)는 수신안테나(15)와 병렬로 연결되는 바, 이 캐패시턴스(Ce)는 데이터 캐리어(MI)의 내부 캐패시턴스(Ci)보다 높고, 바람직하게는 매우 높다. 이는, 특히 작은 인식매체를 위해 매우 양호한 통신효율을 이끌어낸다.

Description

수동 전자 데이터 저장매체를 구비하는 고주파 인식수단

r.f 무선전송의 경우와 반대로, 긴 영역에 걸쳐 고효율이 찾아지는 곳에서는 인식매체에 따라 양방향에서의 높은 전송 연관이 좁은 영역에서만 필요하지만, 긴영역에 있어서의 효율 및 대응하는 손실이 매우 작게 유지된다. 이는 두 안테나와, 기록/독출 스테이션 및, 인식매체의 매우 강한 커플링 뿐 아니라, 안테나의 특별한 구성을 필요로 한다.

이러한 수동 인식매체로 인해 수신안테나로 양호한 에너지 전송을 획득하고, 따라서 커플링영역내에서 최대 영역을 달성하도록 하기 위하여, 예컨대 다수 권취되어 높은 인덕턴스와 단지 연관된 공진회로 캐패시턴스로서 데이터 캐리어(MI)의 고유 캐패시턴스를 갖는 수신안테나가 사용된다. 그러나, 상기 공지된 인식매체에 따르면, 아직 심각한 제한과 문제가 있다. 캐리어 주파수에 대한 인식매체의 튜닝(tunnig)은 매우 제한된 영역에서만 가능하고, 수신기 주파수의 불안정도가 있으며, 또한 수신된 주파수에 강한 영향이 있다. 이것은 통신효율 및 영역의 감소를 초래한다. 본 발명의 목적은 이와 연관된 문제에 있어서 상당한 개선을 갖춘 인식매체를 제공하기 위한 것이다. 이러한 문제는 보다 개선된 전송특성을 갖는 본 발명의 특징적인 인식매체에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 동작에너지를 수신함과 더불어 1MHz 이상의 캐리어 주파수를 갖는 전송안테나를 구비하는 연관된 기록/독출 스테이션에 대해 HF신호의 무접촉 전송을 위한 수신안테나를 갖춘 본 발명의 특징적 구성에 따른 수동 전자 데이터 캐리어를 구비하는 고주파 인식매체에 관한 것이다. 고효율의 통신 및 전송을 달성하기 위해서는 1MHz를 넘는 시스템클록(system clock)이나 캐리어 주파수를 갖는 고주파가 필요하다. 이에 대한 예가 카바 에이지 레직 시스템(Kaba AG Legic System)이다.

도 1은 외부 캐패시턴스를 구비한 본 발명의 인식매체(IM)를 나타낸 도면,

도 2는 연관된 기록/독출 스테이션(WR)을 나타낸 도면,

도 3은 코드화된 통신에 따른 인식매체의 다른 실시예를 나타낸 도면,

도 4는 쌍안테나 및 연관된 외부 캐패시턴스를 구비하는 예를 나타낸 도면,

도 5는 캐리어 주파수와 관련하여 수신기 주파수의 함수로서의 통신특성을 나타낸 도면,

도 6은 수신 주파수의 커플링에 대한 의존성을 나타낸 도면,

도 7은 통신의 영역(R) 및 입체각(W)과, 안테나의 관련방위의 영향을 나타낸 도면,

도 8은 안테나로서의 도전경로를 갖는 ISO카드 크기의 인식매체의 예를 나타낸 도면,

도 9는 팔찌형태의 페라이트 안테나를 갖는 작은 인식매체를 나타낸 도면,

도 10은 인식매체로서 작은 형태의 열쇠 링을 나타낸 도면이다.

(참조부호)

3 - 전압조정기, 4 - 클록처리수단,

5 - 수신복조기, 6 - 전송변조기,

7 - 코딩/통신 로직, 11 - 프로세서,

12 - 메모리, 13 - 제어전자부,

15 - IM의 수신안테나, 15.1, 15.2 - 쌍안테나,

16 - ASIC칩, 17 - 지지캐패시터,

19 - 페라이트 안테나, 20 - HF 통신,

20a - 에너지전송, 20b - 데이터전송,

24 - WR의 전송안테나, 26 - 회로보드상의 도전경로,

28 - ISO카드, 29 - 캐리어, 입구,

30 - 작은형태, 32 - 코딩,

33 - 개인 생물측정 코딩기능, 36 - 팔찌,

37 - 펜던트, IM - 인식매체,

MI - 전자 데이터 캐리어, WR - 독출 또는 기억/독출 스테이션,

fr - 캐리어 주파수, WR의 시스템클록,

f - IM의 주파수, Q=fr/B - IM의 선택도,

H - 필드라인 방향, KL - 통신효율, 용량, 특성,

R - 통신영역, W - 통신을 위한 입체각,

W2 - 필드방향 H와 안테나의 법선 사이의 각도,

DA - 전송안테나(15)의 직경, FA - 안테나 표면,

AK - 안테나 커플링(거리), Df - 오차범위 f-fr,

N - 권선 수, L - 인덕턴스,

Ce - 외부 캐패시턴스, Ci - 내부 캐패시턴스,

Cz - 24에 대한 부가 캐패시턴스,

ADF - 응용데이터필드,

전반적인 개발경향과는 반대로, 높은 인덕턴스 안테나가 초래하는 인식매체 또는 데이터 캐리어에서 최대 입력전압이 없는 대신, 입력전압과 인덕턴스, 예컨대 안테나의 권선 수가 감소되고, 데이터 캐리어(MI)의 내부 캐패시턴스(Ci)보다 높은 부가적인 외부 캐패시턴스(Ce)를 채용함으로써 총 캐패시턴스(Ce)가 대응되게 증가한다.

이는 다향한 이점을 초래하는 바, 더욱 양호한 전송특성을 초래하는 조합은 다음과 같다.

인식매체의 수신기 주파수가 캐리어 주파수에 대해 더욱 양호하고 보다 정확하게 설정될 수 있다

수신기 주파수가 실질적으로 일정하고, 외부 영향에 덜 의존한다.

이는 통신의 보다 높은 일정영역(R)과 이에 따른 보다 향상된 통신효율을 초래한다.

도 1 및 도 3은 본 발명의 인식매체(IM)를 나타내고, 도 2는 연관된 기록/독출 스테이션(WR)을 나타낸다. 도 1의 도식적 도면은 프로세서(11)와 제어전자부(13) 및 메모리(12)를 포함하는 수동 전자 데이터 캐리어(MI)를 구비하는 인식매체(MI)를 나타낸다. 동작에너지(20a)를 수신함과 더불어 연관된 독출이나 기록/독출 스테이션(WR)에 대한 HF신호(20)의 무접촉 전송을 위해 인덕턴스(L)를 갖는 수신안테나(15)가 사용된다. 외부 캐패시턴스(Ce)는 수신안테나(15)와 병렬로 연결되고, 데이터 캐리어(MI)의 내부 캐패시턴스(Ci)보다 크게된다. 안테나의 인덕턴스(L)와 외부 캐패시턴스(Ce)가 튜닝되어, 캐리어 주파수(fr)에 대응하는 인식매체의 고유주파수(f)가 얻어진다. 캐리어 주파수(fr)는 기록/독출 스테이션(WR) 및 그 전송안테나(24)에 의해 결정된다.

도 2에 따른 연관된 독출 스테이션이나 기록/독출 스테이션(WR)은 전송안테나(24)에 의해 인식매체(IM)로 전송되는 캐리어 주파수(fr)인 시스템클록을 발생시킨다. 인식매체(IM)를 동작하기 위해 요구되는 에너지(20a) 및 데이터(20b) 모두가 기록/독출 스테이션(WR)에 의해 인식매체(IM)로 전송된다. 높은 통신효율이 달성되기 위해서는, 1MHz 이상의 영역에 캐리어 주파수가 있어야 하고, 바람직하게는 5와 20Mhz 사이가 되어야 하며, 30MHz 이상이 되지 않아야 한다. 이는 그 중에서도 양호한 전송, 예컨대 강한 커플링이 좁은 영역내에서 얻어져야한 하는 반면, 긴 영역내에서 최소전력이 방사된다는 사실과 연관된다. 지시된 고주파영역에 따르면, 상기 근접 필드영역은 약 1과 100미터 사이이므로, 영역은 인식매체를 위해 중요하다. 유용한 캐리어 주파수는 최적 전송특성이 수 미터까지의 통신거리에 대해 얻어질 수 있는, 예컨대 13.56MHz인 ISM 대역 내이다.

일반적인 개발방향과는 반대로, 수신안테나(15)의 인덕턴스(L)를 감소시킴과 더불어 보다 큰 외부 부가 캐패시턴스(Ce)에 의해 인식매체의 주어진 캐패시턴스(Ci)를 의도적으로 증가시키는 본 발명의 원리는 수신안테나(15)에서의 감소된 인덕턴스(L)에 대응하는 감소된 입력전압에도 불구하고, 통신효율(KL)의 상당한 개선을 이끌어낸다.

이는 도 5 내지 도 7에 도시되어 있다. 도 5는 인식매체 및 수신안테나(15)의 고유주파수(f)에 따른 기록/독출 스테이션 및 전송안테나(24)의 캐리어 주파수(fr)의 일치에 대한 통신효율(KL)의 의존성을 도시한 것이다. 통신효율(또는 통신용량이나 특성)은, 예컨대 통신의 영역(R)과 입체각(W) 뿐 아니라, 통신이 가능한 안테나(24)의 필드(H)에 대한 수신안테나(15)의 상대위치의 각도영역(W2)이다.

도 5로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 통신효율은 캐리어 주파수(fr)와 수신기 주파수(f)의 일치에 매우 강하게 의존하는 바, 예컨대 두 고유주파수가 일치되는 경우(f=fr) 최적 커플링이 달성된다. 차이(f-fr)가 증가함에 따라 통신효율이 급격히 떨어지고, 심지어 적은 퍼센트의 발산의 경우에서도 부적절한 통신효율(KL)이 얻어진다.

두 안테나 주파수 f 및 fr의 이러한 일치, 예컨대 기록/독출 스테이션(WR)의 주어진 전송기 주파수(fr)에 대응하는 인식매체의 고유주파수(f)의 실행은 지금까지 다양한 이유에 의해 가까스로 가능했다.

도 6은 안테나 커플링(AK)이나 두 안테나의 공간배치에 대한 고유주파수(f)의 의존성을 나타낸다. 공지된 인식매체의 고유주파수(f1)는, 예컨대 10% 정도의 증가된 커플링(AK)에 따라 잘 알려진 방법으로 낮아진다. 그러나, 본 발명에 따른 새로운 안테나의 주파수 응답(f2)은, 예컨대 단지 1 내지 3%인 더욱 더 낮아짐을 나타낸다. 따라서, 예컨대 ±2%의 허용오차범위(Df)가 곡선 f1에 따른 불안정한 공지된 안테나 보다 곡선 f2에 따른 안정된 새로운 안테나에 따라 용이하게 달성될 수 있다. 따라서, 새로운 안테나는 보다 높은 통신효율(R, W, W2)을 이끌어낸다.

이는 기록/독출 스테이션(WR)의 전송안테나(24)의 필드라인(H)과 인식매체(IM)와의 통신이 가능한 도달가능영역(R) 및 최대 입체각(W)에 의해 도 7에 도시되어 있다. 더욱이, 이는 필드(H)내에서 수신안테나(15)의 상대위치에 의존한다. 안테나의 법선과 필드방향(H) 사이의 각도(W2)를 증가시킴에 따라 통신용량이 떨어진다. R과 W 및 W2의 보다 더 높은 값이 본 발명에 따른 새로운 수신안테나로 얻어진다.

이는 13.56MHz의 캐리어 주파수(fr)와, 공지된 새로운 인식매체를 위한 ISO형태(도 8 참조)의 인식매체를 위한 다음의 비교예에 도시된다. 고유주파수 f=fr이 커플링상태에서 얻어지기 위해서, 무부하된 상태에서 인식매체의 고유주파수는 다음값으로 설정되어야 한다.

공지된 안테나에 대해 f1=16.5±1.5MHz

새로운 안테나에 대해 f2=13.6±0.3MHz

인식매체의 고유주파수(f)를 위해 다음 관계식

(2π·f)²·L·C=1

이 적용된다.

이는 예컨대, 다음의 값으로 주어진다.

공지된 인식매체 C=Ci=16pF

L=6μH,

권선 수 N=5 내지 6,

새로운 인식매체 C=Ci+Ce=16pF+100 내지 300pF

L=1.2 내지 0.5μH

권선 수 N=2내지 3

도 6의 곡선 f1에 따른 공지된 안테나의 커플링(AK)에 대한 강한 의존성은 커플링에 대한 데이터 캐리어(MI)의 내부 캐패시턴스(Ci)의 강한 의존성으로부터 초래된다. 이러한 의존성은 도 6의 곡선 f2에 따른 새로운 안테나에서의 커플링(AK)에 독립적인 비교적 큰 외부 캐패시턴스(Ce)에 따라 상당히 감소된다.

바람직하게는, 고품질을 갖는 안정된 외부 캐패시턴스(Ce)가 내부 캐패시턴스(Ci)보다 다수 배, 예컨대 5배 내지 10배 크게 선택된다. 이는 인식매체 공진회로의 더욱 더 높은 선택도 Q=fr/B(공진주파수/대역폭)를 이끌어낸다. 선택도(Q)는 적어도 50이 바람직하다.

공지된 인식매체에서의, 안테나 주파수(f)에 대한 불안정도나 변화는 다른 영향으로부터 초래된다. 이는 커플링 강도에 대한 지시된 의존성과는 상관없이 주위상태와, 빗나간 필드, 필드내의 도전체, 기생 캐패시턴스 및, 노후화효과에 의해서도 영향받는 데이터 캐리어의 내부 캐패시턴스(Ci)에 대한 변화를 포함한다. 내부 캐패시턴스(Ci)의 고 손실률(열악한 품질) 뿐 아니라, Ci값의 비교적 큰 생산분산(production dispersion)이 이에 부가된다. Ci값에 대한 모든 이런한 영향 및 변화는 공지된 인식매체에서의 고유주파수(f)에 대한 대응하는 변화를 끌어낸다.

본 발명의 안테나에 있어서, 이러한 영향은 적어도 심각한 정도로 안정성이나 안정도(constancy) 뿐 아니라, 정확하게 정의된 선택가능한 캐패시턴스 값을 갖는 외부 고품질 캐패시턴스(Ce)에 의해 제거되어, 지시된 고 통신효율(KL)을 이끌어내는 대응되게 일정하고 명확히 정의됨과 더불어 선택가능한 주파수(f)가 존재하게 된다.

또한, 본 발명의 개념은 인식매체의 설계 및 생산에 대해 중요한 장점을 이끌어낸다. 고유주파수(f)가 더욱 정확하게 정의되고 측정됨에 따라, 캐리어 주파수(fr)에 대해 보다 정확하게 튜닝될 수 있다. 부가적인 외부 캐패시턴스(Ce)가 임의로 선택될 수 있는 정확하게 정의된 일정값을 갖기 때문에, 고유주파수(f)를 위해 원하는 공칭값의 세팅이 보다 간단하고 보다 정확한 방법으로 가능하게 된다. 따라서, 집적회로의 제조시 Ci값의 비교적 큰 분산이 단순한 방법으로 보상된다. 더욱이, 다른 외부 캐패시턴스 값의 선택에 의한 안테나 설계(안테나 크기 및 안테나 루프의 수와 함께)에 따라, 인식매체의 대응하는 다른 바람직한 고유주파수 값(f)을 달성하는 것이 용이하게된다.

안테나 권선(N)의 총수와 데이터 캐리어(MI)에 주어진 내부 캐패시턴스(Ci)에 따라, 공지된 인식매체의 경우에 있어서, 생산동안 고유주파수(f)를 위한 원하는 요구되는 공칭값의 구현이 매우 어렵고 부정확하게 된다.

도 3은 코드화된 통신을 위한 인식매체의 실시예를 도시한 것이다. 여기서, 바람직하게는 ASIC칩(16)으로 구성된 데이터 캐리어(MI)는 수신된 에너지를 저장함과 더불어 전송 중단이나 간격을 연결하기 위한 지지캐패시터(17)와, 전압조정기(3), 클록처리수단(4), 수신복조기(5), 전송변조기(6) 및, 코딩/통신 로직(7) 뿐 아니라, 바람직하게는 적어도 256바이트를 갖는 기록가능한 EEPROM(12)을 포함한다. 기록/독출스테이션(WR)과 인식매체(IM) 사이의 유용한 에너지 및 데이터전송은 기록/독출 스테이션(WR)으로부터 인식매체(IM)로의 펄스변조(펄스-중단 변조)및, IM에서부터 WR로의 반대방향 부하변조에 의해 달성될 수 있다.

접근 및 인증기능을 갖는 이러한 인식매체는 다양한 설치 및 적용, 예컨대 회사내의 소정 지역을 위한 억세스카드(전자키)나, 예컨대 데이터 설치장비를 위한 접근매체로서나 서비스를 얻기 위한 체크카드 시스템으로서의 시간 관리를 위해 공지되어진다. 따라서, 보다 큰 전송효율 및 용량을 갖는 본 발명의 인식매체는, 특히 기능적인 신뢰성과, 데이터집적, 모니터 능력 및, 오용의 방지 등에 대한 높은 요구를 갖는 적용에 적합하다. 이 목적을 위해 인식매체(IM)와 기록/독출 스테이션(WR) 사이의 코드화된 통신이 사용되는 바, 예컨대 후자는 각 인식처리를 위한 새로운 초기화 데이터를 발생시켜 이를 고정-저장된 엔코딩 코드(32;도 3)에 연결됨과 더불어 기록/독출 스테이션에 코드화된 형태로 다시 전송하는 인식매체(IM)로 전송한다. 여기서, 상기 정보는 디코드되어 체크되고, 이때 동기화된 통신이 WR과 IM 사이에서 발생한다.

부가적으로, 높은 보안성의 요구를 만족하기 위하여 인식매체는 개인적인 코딩기능과 결합될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 예컨대 PIN코드나 생물측정 데이터코드가 사용될 수 있다. 개인적인 생물측정 데이터는, 예컨대 지문이나 손가락 또는 손이나 머리형상으로부터 확립할 수 있고, 개인인식 및 허가캐리어의 체크를 위해 데이터 캐리어(MI; 도 3)내에 저장된 대응하는 코드(33)와 비교된다.

높은 통신용량을 갖춘 인식매체로만 만들어질 수 있는 다른 매우 중요한 적용은 데이터 캐리어(MI)의 메모리의 보다 높은 데이터 체계이고, 다양한 독립적인 적용은 분할 가능한 응용데이터필드(ADF)에 기록될 수 있다. 따라서, 본 발명의 인식매체의 보다 높은 통신효율에 기인하여 그 기능수가 실질적으로 증가한다.

도 4는 2개의 루프(15.1, 15.2)를 구비한 쌍안테나로 구성된 수신안테나를 갖춘 인식매체의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 여기서, 제1안테나 루프(15.1)는 데이터 캐리어를 공급하기 위한 전자기장 에너지(20a)를 수신함과 더불어, 기록/독출 스테이션(WR)의 데이터(20b)를 수신하기 위해 이용된다. 제2안테나 루프(15.2)는 데이터(20b)를 기록/독출 스테이션(WR)으로 전송하기 위해 이용된다. 안테나 부분(15.1, 15.2)은 데이터 캐리어(MI)의 내부 캐패시턴스(Ci1, Ci2)에 대응한다. 각 안테나 루프(15.1, 15.2)에 병렬로 연결되는 외부 캐패시턴스(Ce1, Ce2)는 규격화되어 있으므로, 두 안테나 루프의 안테나 주파수는 동일하고, 동일한 부분 인덕턴스(L1, L2)에 대해 이는 Ce1+Ci1=Ce2+Ci2를 의미한다.

도 8a 및 도 8b는, 여기서 전송안테나(15)로서 가능한 인쇄회로기판상에 도전경로를 갖는 ISO 카드크기(28; 85×54mm)의 인식매체를, 특히 자주 이용되는 크기나 형태로 나타낸 것인 바, 안테나 루프는 외부캐패시턴스(Ce) 및 데이터 캐리어(MI)와 함께 캐리어(29;입구)상에 집적될 수 있고, 결과적으로 합리적인 방법으로 제조할 수 있도록 유닛을 형성한다. 외부 캐패시턴스(Ce)는 MHz의 주파수 영역에서 보다 고품질을 갖는, 예컨대 0.3 내지 0.5mm 두께의 매우 얇은 구성인, 예컨대 세라믹 캐패시터일 수 있다.

도 9 및 도 10은 작은 형태(30)를 갖는 인식매체의 실시예를 나타낸 것인 바, 수신안테나(15)의 직경(DA)은 가능한 완전하게 공간을 이용하므로, 안테나 표면(FA)이 인식매체의 거의 전체 표면에 대응한다. 30mm 이하, 예컨대 단지 10mm의 안테나 직경을 구비하는 이러한 작은 형태의 인식매체에 따르면, 특히 양호한 통신특성과 긴 영역을 얻는 것은 어렵다. 부가적인 외부 캐패시턴스(Ce) 및 안테나(15)의 대응되게 감소된 인덕턴스(L)와 결합된 본 발명의 결과로서, 지금까지 보다 적은 루프 권선이 요구되고, 이는 지금까지 보다 작은 안테나 표면을 갖고 동작할 수 있도록 된다. 따라서, 열쇠나, 열쇠링, 토콘 등과 같은 작은 인식매체에 따르며, 지금까지 공지된 상대적으로 큰 ISO 형태 카드로 가능했던 거의 동일한 통신영역을 얻을 수 있으므로, 완전히 새로운 적용이 야기되는 것이다.

도 9는 막대 형상 페라이트와 전기적 권선을 갖는 페라이트 안테나(19)에 의해 구성된 수신안테나의 실시예를 나타낸 것이다. 본 실시예에서, 인식매체는 팔찌(36)상에 휴대되어진다.

도 10의 작은 형태 인식매체는 펜던트(37), 예컨대 열쇠 링이다. 그러나, 이러한 인식매체는 예컨대, 열쇠 손잡이상에 결합될 수 있거나, 몇몇 다른 형태의 캐리어와 연관될 수 있다. 매우 작은 인식매체의 예로서는 경주중 개인 비둘기를 확인하기 위해 집비들기의 다리에 고정될 수 있는, 예컨대 링으로 이루어질 수 있다.

예컨대 50 내지 150pF의 외부 캐패시턴스(Ce)가 사용되는 13.56MHz의 캐리어 주파수(fr)를 위한, 도 9 및 도 10에 따른 이러한 작은 형태 인식매체애 대해, 예컨대 반 이하의 안테나 루프의 다수 권선 수의 대응되는 감소가 있다.

본 발명의 더욱 개선된 특정 유용성에 따르면, 전송측상의 캐리어 주파수(fr)는 기록/독출 스테이션(WR)의 송신안테나(24)가 외부 용량성 영향에 더욱 독립적으로 되는 것과 동일한 방법으로 안정화된다. 캐리어 주파수(fr)는 그 자체로 인식매체의 고유주파수(f)보다 더 안정됨에도 불구하고, 캐리어 주파수(fr)의 보다 향상된 안정화를 통해 인식매체를 위한 동일 감각으로 통신특성(KL)을 더욱 개선시키는 것이 가능하고, 특히 영역(R)이 증가될 수 있다.

원리에 있어서, 캐리어 주파수(fr)는 상기와 동일한 영향을 받기 쉬운 바, 예컨대 인체 및 금속 물질의 접근과, 제조오차 및, 소자의 노후화 등을 통해, 즉 용량이 주위환경에 따라 변화된다. 캐리어 주파수(fr)를 위한 요구되는 공칭값의 정확한 설정은 지금까지는 복잡한 튜닝작업을 포함했다.

수신안테나(15)를 위해 사용되는 것과 동일한 원리를 전송안테나(24)에 적용함으로써, 지정된 안정화 및 개선이 달성된다. 도 2에 도시된 바와 같은 변형으로서, 부가적인 캐패시턴스(Cz)가 전송안테나에 병렬로 연결되어, 그 인덕턴스가 대응되게 감소됨에 따라, 전송안테나(24)의 생성 L. C가 일정하게 유지된다. 바람직하게는, 부가적인 캐패시턴스(Cz)가 전송안테나(예컨대, 부가적인 캐패시턴스 없이)의 베이스와 비교하여 기록/독출 스테이션(WR)의 존재하는 백업 캐패시턴스 보다 높게 선택된다. 부가적인 캐패시턴스는 존재하는 백업 캐패시턴스보다 2배 내지 5배 크다.

이 부가적인 캐패시턴스(Cz)는 선택가능하고 정확하게 정의되며 일정한 상수값(C)을 갖는 표준소자를 구비하여 구성된다. 따라서, 캐리어 주파수(fr)의 원하는 공칭값이 복잡한 개별 튜닝동작없이 일련의 단순한 방법을 기초로 달성될 수 있다.

특별한 장점을 갖고 보편적으로 사용가능한 전송안테나(24)는, 예컨대 플라스틱 캐리어(도 8의 예에서 매우 작은 안테나(15)와 동일한 방법)상에 넓은 도전경로가 형성된 안테나 루프인 호일안테나로서 이루어질 수 있다.

실시예에 있어서, 60cm의 직경과 25mm의 경로폭을 구비하 단일 도전경로 루프(대략적으로, 원형이나 타원형이나 사각형 등의)를 갖춘 실시예에 있어서, 1m 이상까지의 영역(R)을 달성할 수 있다. Cz값(직렬 소자로서)의 간단한 선택을 통해, 지금까지 필요한 테스트나 튜닝작업없이 소정의 원하는 캐리어 주파수(fr)를 정확히 설정할 수 있게된다.

Claims

프로세서(11)와 제어전자부(13) 및 메모리(12) 뿐 아니라, 동작에너지(20a)를 수신함과 더불어 전송안테나에 의해 결정되면서 적어도 1MHz의 캐리어 주파수(fr)를 구비하는 전송안테나(24)를 갖춘 연관된 기록/독출 스테이션(WR)에 대해 HF신호(20)의 무접촉 전송을 위한 수신안테나(15)를 포함하는 수동 전자 데이터 캐리어(MI)를 갖춘 고주파 인식매체(IM)에 있어서,

외부 캐패시턴스(Ce)가 수신안테나(15)에 병렬로 연결되고, 이 캐패시턴스(Ce)가 데이터 캐리어(MI)의 내부 캐패시턴스(Ci)보다 높은 것을 특징으로 하는 수동 전자 데이터 캐리어를 갖춘 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 캐리어 주파수(fr)가 기록/독출 스테이션(WR)의 전송안테나(24)에 의해 결정되고, 주파수(f) 뿐 아니라 인식매체(IM)의 수신안테나(15)의 외부 캐패시턴스(Ce)와 인덕턴스(L)가 다음 관계식,

(2π·f)²·L·(Ci+Ce)=1, 여기서 fr=f±3%,

에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 데이터 캐리어(MI)가 수신된 에너지를 저장하기 위한 지지캐패시터(17)와, 전압조정기(3), 클록처리수단(4), 수신복조기(5), 전송변조기(6), 코딩/통신 로직(7) 및, EEPROM(12)을 갖춘 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 데이터 캐리어가 적어도 256바이트를 구비한 EEPROM(12)을 갖춘 ASIC칩(16)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 캐리어 주파수(fr)가 1과 30MHz 사이이고, 바람직하게는 5와 20MHz 사이인 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 캐리어 주파수(fr)가 13.56MHz의 ISM대역에 대응하는 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 외부 캐패시턴스(Ce)가 데이터 캐리어(MI)의 내부 캐패시턴스(Ci) 보다 적어도 5배 큰 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 외부 캐패시턴스(Ce)가 100과 300pF 사이인 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, IM 공진회로의 선택도 Q=fr/B(공진주파수/대역폭)이 적어도 50인 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 외부 캐패시턴스(Ce)가 0.5mm의 최대두께를 갖는 세라믹 캐패시터를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 수신안테나(15)가 인쇄회로기판상의 도전경로(26)로서 형성된 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 안테나 루프(15)가 ISO 카드형태(28)에 대응하는 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 안테나 루프(15)가 캐리어(29;입구)상에서 외부 캐패시턴스(Ce) 및 데이터 캐리어(MI)와 함께 집적된 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 작은 형태의 인식매체(30)의 경우, 수신안테나(15)의 직경이 최대 3cm인 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 수신안테나는 하나의 안테나 루프가 에너지(20a) 및 데이터의 수신을 위해 사용되고 다른 안테나 루프가 데이터의 전송을 위해 사용되는 중앙 탭을 갖는 외부 캐패시턴스(Ce1, Ce2)를 각 경우에 구비하는 쌍안테나(15.1, 15.2)로서 이루진 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 수신안테나가 막대형상 페라이트 및 전기적 권선을 갖는 페라이트 안테나(19)로 이루어진 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 기록/독출 스테이션(WR)으로부터 인식매체(IM)로의 데이터 전송이 펄스변조 및 반대방향에서 부하변조에 의해 야기되는 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 기록/독출 스테이션(WR)과 인식매체(IM) 사이의 통신(20)이 코드화(32)되는 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제18항에 있어서, 메모리(12)가 다양한 독립된 적용을 위해 분할 가능한 응용데이터필드(ADF)를 갖춘 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제18항에 있어서, 데이터 캐리어(MI)가 PIN코드나 생물측정 데이터코드와 같은 부가적인 개인 코딩기능(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제1항에 있어서, 기록/독출 스테이션(WR)이 부가 캐패시턴스(Cz)와 병렬로 연결되는 전송안테나(24)를 갖춘 것을 특징으로 하는 기록/독출 스테이션을 구비하는 고주파 인식매체.
제21항에 있어서, 부가 캐패시턴스(Cz)는 부가 캐패시턴스(Cz)가 없는 전송안테나(24)의 베이스와 비교하여, 적어도 기록/독출 스테이션(WR)의 백업 캐패시턴스만큼 큰 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제21항에 있어서, 부가 캐패시턴스(Cz)는 부가 캐패시턴스(Cz)가 없는 전송안테나(24)의 베이스와 비교하여, 기록/독출 스테이션(WR)의 백업 캐패시턴스보다 2배 내지 5배 큰 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.
제21항에 있어서, 전송안테나(24)가 호일안테나로 이루어지고, 바람직하게는 하나의 안테나 루프만을 갖추는 것을 특징으로 하는 고주파 인식매체.