SI21005A

SI21005A - Izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice, na katerega prenosnem vhodu od antene do sprejemnika se modulacija signala spreminja med amplitudno in fazno

Info

Publication number: SI21005A
Application number: SI200100207A
Authority: SI
Inventors: Vinko Kunc; Anton �tern
Original assignee: Vinko Kunc; Anton �tern
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-02-28
Also published as: CN1261901C; JP4020206B2; CN1549986A; WO2003015007A1; US20040201453A1; KR100873592B1; KR20040021686A; EP1415264B1; US7215239B2; EP1415264A1; ATE285094T1; JP2004538697A; DE60202301D1; DE60202301T2

Abstract

V izpraševalniku (1) brezkontaktne pametne kartice (2) je na sponko za priključitev prvega sprejemnika (16) na prenosni vod (14) priključen prvi konec (A) osminsko valovnega prenosnega voda (13), na katerega drugi konec (B) je priključen generator (11) nosilnega vala. Na prvi konec (A) in drugi konec (B) osminsko valovnega prenosnega voda (13) sta priključena prvi sprejemnik (16) oziroma drugi sprejemnik (16') na amplitudno demodulacijo. V izpraševalniku (1) po izumu je omogočena učinkovita uporaba sprejemnika (16, 16') na amplitudno demodulacijo, s tem da se fazna modulacija pretvori v amplitudno s pasivnim elementom (13), s katerim pa se v sistem ni vnesel šumni vir.ŕ

Description

Izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice, na katerega prenosnem vodu od antene do sprejemnika se modulacija signala spreminja med amplitudno in fazno

Izum se nanaša na izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice, na katerega prenosnem vodu od antene do sprejemnika se modulacija signala spreminja med amplitudno in fazno in ki obsega generator nosilnega vala in sprejemnik na amplitudno demodulacijo, ki sta preko prenosnega voda povezana z anteno. Izpraševalnik je izpopolnjen, tako da omogoča učinkovito amplitudno demodulacijo signala, kije bil v pametni kartici generiran amplitudno moduliran.

Po mednarodni klasifikaciji patentov je izum uvrščen v razred H 04B 1/38.

Tehnični problem izuma je v tem, kako pri uporabi pametnih kartic, ki generirajo amplitudno modulirani signal, izpopolniti vezje izpraševalnika takšne pametne kartice, da bo s pomočjo svojega sprejemnika na amplitudno demodulacijo izpraševalnik zanesljivo prepoznal pametno kartico.

Identificiranje s pomočjo radiofrekvenčnega prenosa podatkov se hitro širi na nova področja uporabe. Predmet izuma se omejuje na izpraševalnik v sistemu za izvajanje postopka takšnega identificiranja, pri tem pa sistem obsega tudi eno ali več pametnih kartic. Izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice obsega generator nosilnega vala, naprimer s frekvenco 13,56 MHz, in sprejemnik, navadno na amplitudno demodulacijo, ki sta preko prenosnega voda povezana z anteno. Izpraševalnikova antena oddaja nosilni val v obliki radiofrekvenčnih valov, sprejema pa radiofrekvenčne valove, ki jih amplitudno modulirane oddaja antena pametne kartice, kadar sprejema omenjeni nosilni val. Sprejete signale izpraševalnik zatem prepoznava.

V svojem nihajnem krogu pametna kartica modulira signal amplitudno, ki oddan preko antene pametne kartice v izpraševalnikovi anteni generira signal, ki ima na sponkah antene amplitudno ali fazno modulacijo ali pa mešanico teh dveh načinov modulacije, odvisno od razmerij oddajne frekvence glede na resonančni krivulji antene pametne kartice in antene izpraševalnika ter od sklopilnega faktorja med obema antenama. Modulacija sprejetega signala se zatem spreminja še vzdolž kabla od priključnih sponk izpraševalnikove antene do sprejemnikovega vhoda.

V patentnem spisu US 6.208.235 je opisana izvedba vezja na pametni kartici, s katero se zmanjša prehajanje amplitudne modulacije v fazno zaradi dveh ali več pametnih kartic hkrati v izpraševalnikovem polju.

V sistemu opisane vrste demodulacija faznega dela modulacije signala ni zadovoljivo rešena.

Fazno modulirani signal z modulacijskim kotom pod 90° se običajno demodulira s sprejemnikom s fazno sklenjeno zanko (PLL). Ta se ujame na povprečno fazo nosilnega signala, napetost na izhodu faznega detektorja pa je odvisna od tenutne fazne razlike oziroma fazne modulacije. Vendar pa se poveča sprejemno vezje (zančni filter, napetostno krmiljeni oscilator - VCO) in predvsem napetostno krmiljeni oscilator v fazno sklenjeni zanki postane dominantni vir faznega šuma, kar omeji lastnosti sistema.

Demodulacija faznega dela modulacije signala se lahko izvaja z vzorčenjem v prehodih signalne napetosti skozi ničlo. Zbrani vzorci predstavljajo fazno razliko v vsakem trenutku, torej demodulirani signal. Potreben pa je vzorčevalnik, katerega časi so zelo natančno določeni in tudi stabilni, in sicer do reda 100 ps. Poleg tega se fazni šum krmilnih impulzov preslika neposredno v demodulirani signal.

Nekateri proizvajalci pa so težave pri demodulaciji fazno moduliranega dela signala zaobšli, s tem da so izbrali drugačen postopek modulacije v pametni kartici in so uporabili izjemno občutljiv sprejemnik v izpraševalniku. Naprimer, nikoli se ne skrije v fazo modulacija, pri kateri je podnosilec v celoti amplitudno moduliran s primemo kodiranimi podatki. Ker je po demodulaciji pomembna le prisotnost podnosilca in je njegova faza po demodulaciji nepomembna, se z zelo občutljivim sprejemnikom na amplitudno demodulacijo signal zadovoljivo sprejme tudi, kadar je večina moči signala skrita v fazni modulaciji. Na opisani način pa ni odpravljeno prehajanje faze, kadar se ne uporablja podnosilec, pa tudi ne pri BPSK modulaciji.

Navedeni tehnični problem je rešen s prvim izvedbenim primerom izpraševalnika brezkontaktne pametne kartice, na katerega prenosnem vodu od antene do sprejemnika se modulacija signala spreminja med amplitudno in fazno in ki obsega generator nosilnega vala in prvi sprejemnik na amplitudno demodulacijo, ki sta preko prenosnega voda povezana z anteno, pri čemer je izpraševalnik po izumu značilen po tem, daje na sponko za priključitev prvega sprejemnika na prenosni vod priključen prvi konec osminsko valovnega prenosnega voda, kije lahko izveden kot filter, ki zasuče fazo za 45°, in na katerega drugi konec je priključen generator nosilnega vala, in da sta na prvi konec in drugi konec osminsko valovnega prenosnega voda priključena prvi sprejemnik oziroma drugi sprejemnik na amplitudno demodulacijo.

Navedeni tehnični problem je rešen tudi z drugim izvedbenim primerom izpraševalnika brezkontaktne pametne kartice, na katerega prenosnem vodu od antene do sprejemnika se modulacija signala spreminja med amplitudno in fazno in ki obsega generator nosilnega vala in sprejemnik na amplitudno demodulacijo, ki sta preko prenosnega voda povezana z anteno, pri čemer je izpraševalnik po izumu značilen po tem, da je na sponko za priključitev sprejemnika na prenosni vod priključen prvi konec osminsko valovnega prenosnega voda, ki je lahko izveden kot filter, ki zasuče fazo za 45°, in na katerega drugi konec je priključen generator nosilnega vala, in da je sprejemnik izmenično priključen na prvi konec in drugi konec osminsko valovnega prenosnega voda.

V obeh izvedbenih primerih po izumu je izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice značilen po tem, da je generator nosilnega vala priključen na drugi konec osminsko valovnega prenosnega voda preko prilagodilnega filtra, ki tudi oslabi višje harmonske komponente nosilnega vala.

V izpraševalniku brezkontaktne pametne kartice po izumu je omogočena učinkovita uporaba sprejemnika na amplitudno demodulacijo, s tem da se fazna modulacija pretvori v amplitudno s pasivnim elementom, s katerim pa se v sistem ni vnesel šumni vir.

Izum bo v nadaljnjem podrobno obrazložen na osnovi opisa dveh izvedbenih primerov izpraševalnika po izumu ter na edini sliki prikazane sheme vezja prvega izvedbenega primera.

Izpraševalnik 1 brezkontaktne pametne kartice obsega generator 11 nosilnega vala in sprejemnik 16 na amplitudno demodulacijo (Slika). Preko prenosnega voda 14 sta povezana z anteno 15.

Na sponko za priključitev sprejemnika 16 na prenosni vod 14 je priključen prvi konec A osminsko valovnega prenosnega voda 13, na katerega drugi konec B je prednostno preko prilagodilnega LC filtra 12, ki tudi oslabi višje harmonske komponente nosilnega vala, priključen generator 11 nosilnega vala.

Osminsko valovni prenosni vod 13 je lahko izveden bodisi s koaksialnim kablom bodisi s filtrom za 45° fazni premik. V primeru polietilena kot dielektrika v 50ohmskem koaksialnem kablu je pri frekvenci 13,56 MHz dolžina kabla enaka 1,825 m.

V prvem izvedbenem primeru izpraševalnika 1 po izumu sta na prvi konec A in drugi konec (B) osminsko valovnega prenosnega voda 13 priključena prvi sprejemnik 16 oziroma drugi sprejemnik 16', oba na amplitudno demodulacijo.

V drugem izvedbenem primeru izpraševalnika po izumu pa je sprejemnik 16 na amplitudno demodulacijo izmenično priključen na prvi konec A in drugi konec B osminsko valovnega prenosnega voda 13 (ni prikazano).

Nosilni val CW od generatorja 11 nosilnega vala preko prilagodilnega filtra 12, osminsko valovnega prenosnega voda 13, prenosnega voda 14 in izpraševalnikove antene 15 dospe do antene 21 pametne kartice 2. Integrirano vezje 22 pametne kartice iz nosilnega vala CW črpa energijo in pridobi taktni signal za svoje delovanje in preko antene 21 proti izpraševalniku pošilja informacijo o pametni kartici 2 v obliki amplitudno moduliranega bočnega vala SBW. Ta v izpraševalnikovi anteni 15 generira signal, ki ima na njenih sponkah amplitudno ali fazno modulacijo ali pa mešanico teh dveh načinov modulacije.

Modulacija v izpraševalniku 1 sprejetega signala se zatem od antene spreminja še vzdolž prenosnega voda 14 in osminsko valovnega prenosnega voda 13 do sprejemnikovega vhoda. Faza v bočnem pasu moduliranega signala se vzdolž prenosnih vodov 14, 13 spreminja glede na fazo nosilnega vala. Tako na razdalji pol valovne dolžine najdemo mesto, kjer so spektralne komponente v fazi ali protifazi (amplitudna oziroma inverzna amplitudna modulacija), na mestu premika za 90° v eno ali drugo smer pa je modulacija fazna z eno ali drugo polarizacijo.

Z osminsko valovnim prenosnim vodom 13 določena medsebojna razdalja sprejemnikov 16, 16' torej takšna, da vedno eden od njiju dobi pretežno amplitudno moduliran signal. Kadar sprejemnika 16, 16' dobita enak delež amplitudne in fazne modulacije, je sprejeti signal za faktor (2)'^1/2 šibkejši od najmočnejšega pri čisti amplitudni modulaciji na enem od njiju.

Claims

Patentni zahtevki

1. Izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice, na katerega prenosnem vodu od antene do sprejemnika se modulacija signala spreminja med amplitudno in fazno in ki obsega generator (11) nosilnega vala in prvi sprejemnik (16) na amplitudno demodulacijo, ki sta preko prenosnega voda (14) povezana z anteno (15), označen s tem, da je na sponko za priključitev prvega sprejemnika (16) na prenosni vod (14) priključen prvi konec (A) osminsko valovnega prenosnega voda (13), na katerega drugi konec (B) je priključen generator (11) nosilnega vala, in da sta na prvi konec (A) in drugi konec (B) osminsko valovnega prenosnega voda (13) priključena prvi sprejemnik (16) oziroma drugi sprejemnik (16') na amplitudno demodulacijo.
2. Izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice, na katerega prenosnem vodu od antene do sprejemnika se modulacija signala spreminja med amplitudno in fazno in ki obsega generator (11) nosilnega vala in sprejemnik (16) na amplitudno demodulacijo, ki sta preko prenosnega voda (14) povezana z anteno (15), označen s tem, da je na sponko za priključitev sprejemnika (16) na prenosni vod (14) priključen prvi konec (A) osminsko valovnega prenosnega voda (13), na katerega drugi konec (B) je priključen generator (11) nosilnega vala, in da je sprejemnik (16) izmenično priključen na prvi konec (A) in drugi konec (B) osminsko valovnega prenosnega voda (13).
3. Izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice po zahtevku 1 ali 2, označen s tem, daje osminsko valovni prenosni vod (13) izveden kot filter, ki pri frekvenci nosilnega vala zasuče fazo za 45°.
4. Izpraševalnik brezkontaktne pametne kartice po enem izmed predhodnih zahtevkov, označen s tem, daje generator (11) nosilnega vala priključen na drugi konec (B) osminsko valovnega prenosnega voda (13) preko prilagodilnega filtra (12), ki tudi oslabi višje harmonske komponente nosilnega vala.