專利名稱：借助于無源諧振電路的射頻通信應(yīng)答器的優(yōu)化讀取方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于讀取RF射頻應(yīng)答器的方法和系統(tǒng)領(lǐng)域以及這種射 頻應(yīng)答器的結(jié)構(gòu)。
更特別地，本發(fā)明涉及改進易于被多個應(yīng)答器包圍的應(yīng)答器和為該 目的而提供的閱讀器之間的讀取和/或通信。
更特別地，本發(fā)明針對的是這種方法和系統(tǒng)在電子旅行證件的無接 觸讀取方面的應(yīng)用，所述電子旅行證件例如是那些配置在一起的應(yīng)答器 形式的電子護照和電子簽證。特別地，這種證件和簽證都符合ICAO "國 際民用航空組織"規(guī)范和ISO/IEC 14443標準。
背景技術(shù)：
諸如電子護照和/或電子簽證之類的旅行證件由在其上記錄有與所 述證件的持有者相關(guān)的信息的紙制證件和還包含與相同的持有者有關(guān) 的被保護信息的無接觸電子芯片構(gòu)成。
一旦電子護照類型的旅行證件還必須包括多個電子簽證就出現(xiàn)未 解決的問題。
實際上，由于這種無接觸電子芯片所使用的可變的原則，所以當(dāng)所 述證件中的電子簽證的數(shù)目增加時，以及隨著它們的數(shù)目增加，就使同 步讀取越來越困難， 一旦數(shù)目大于四個或五個簽證，就使得甚至不能進 行其操作。
關(guān)于電子旅行證件所需要說明的是，所述證件可以包含最大數(shù)目的 無接觸電子簽證，當(dāng)所述無接觸電子簽證受到來自無接觸閱讀器的磁場 作用時它們被同時操作。所述閱讀器和旅行證件必須符合ISO/IEC 14443 標準。
一個或多個無接觸電子簽證的規(guī)范一方面要求每個簽證盡可能少 地消耗來自無接觸閱讀器的磁場并且盡可能少地利用所述磁場進行相 互作用，另 一方面還要求在從所述簽證到所述閱讀器的響應(yīng)階段期間使 所述磁場變化的每個無接觸電子簽證符合ISO/IEC 14443標準所使用的 規(guī)范。由ISO/IEC 14443標準產(chǎn)生的無接觸工藝描述^f吏得可以在無接觸 產(chǎn)品之間實施防沖突原則的機制。這種原則提供邏輯機制，其使得在多 個其余的無接觸產(chǎn)品受到相同磁場作用時可以檢索它們中的無接觸產(chǎn) 品。這種原則的正確操作所要求的條件是，閱讀器提供在其產(chǎn)生的場中 存在的所有產(chǎn)品并且檢測所有這些產(chǎn)品。
更特別地，無接觸防沖突機制受到由多個無接觸應(yīng)答器的總和所導(dǎo) 致的消耗和磁負載的限制。這限制能夠在電子護照之中或之外讀取的電 子簽證的數(shù)目。
此外，ISO/IEC 14443標準包含要求在1.5A/m和7.5A/m之間的磁 場范圍中操作無接觸產(chǎn)品的規(guī)范。該規(guī)范使無接觸產(chǎn)品可以從至少為 1.5A/m的》茲場操作。
因此，符合標準的閱讀器可以只在存在適合該標準的旅行證件時才 產(chǎn)生1.5A/m的磁場。ISO/IEC 14443標準也要求所述無接觸產(chǎn)品的響應(yīng) 的最小幅度，以便所述閱讀器能夠檢測到所述無接觸產(chǎn)品。
這種最小幅度有效值至少應(yīng)為30/H"(或18.6mV),其中H是所述 磁場的幅度。這樣的值由所述無接觸產(chǎn)品在其副載波的速率處(額定在 847Khz)因頻率為13.56MHz的閱讀器磁場的幅度調(diào)制而產(chǎn)生的邊帶的 幅度來定義。
如果遵循這些條件，則遵循所述標準的接觸閱讀器應(yīng)該能夠接收來 自無接觸芯片的數(shù)據(jù)。
現(xiàn)有技術(shù)使得每當(dāng)最大數(shù)目的少量電子簽證被定位在旅行證件中 時可以遵循所有這樣的條件?，F(xiàn)在，就應(yīng)答器響應(yīng)的曲線而論(從根據(jù) ISO/IEC JTC1/SC17/WG8的官方證件N1088中檢索而得的圖3 ) , 5個 簽證看來是最大值。
發(fā)明人注意到，如果使用多于五個分別符合標準的無接觸產(chǎn)品，當(dāng) 它們被分組在相同旅行證件中時，因為電磁耦合在一起，組件不再符合 ISO/IEC 14443標準。適合的無接觸閱讀器不再能夠供應(yīng)它們或檢測它 們。
發(fā)明人認為這個關(guān)于應(yīng)答器的數(shù)目為5的限制潛在地是電子護照發(fā) 展的缺點，并且也是一般讀取不管所考慮的應(yīng)用被一起定位的多個應(yīng)答 器的缺點。
因此，發(fā)明人考慮一般地改進用于恒定功率閱讀器的一定數(shù)目的應(yīng)
6答器的無接觸通信。
關(guān)于使得可以改進所述應(yīng)答器和閱讀器之間的通信的已知的現(xiàn)有
技術(shù)，已知專利FR 2 777 141或US 6172608。
這樣的專利提出具有第二振蕩電路，其可以被調(diào)諧到接近(或等于) 電磁場的頻率，從而由應(yīng)答器執(zhí)行的電磁場的調(diào)制能被所述閱讀器的天 線更好地檢測出來。這樣的文獻更具體地教導(dǎo)無源諧振電路的利用，以 便在保持正確操作的同時增加所述閱讀器和所述應(yīng)答器之間的通信距 離，而不增加所述閱讀器的發(fā)射功率。
另一方面，已知文獻FR2 812 482-A1，其使用閉合的共用天線以放 大來自所述閱讀器和被定位在相同支承體(support)上的多個應(yīng)答器的 通信。在支承體上的應(yīng)答器的多重性對應(yīng)于增加所述支承體上可用的存 儲器(storage memory)的問題。由于制造成本，所述應(yīng)答器具有比無 源天線更縮減的大小尺寸(format)。這個文獻沒有教導(dǎo)用于恒定電磁 場功率的易讀應(yīng)答器的數(shù)目的最優(yōu)化。
此外，如在本領(lǐng)域技術(shù)人員的現(xiàn)有技術(shù)中的現(xiàn)有文獻中所揭露的那 樣，與多個應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的閉合無源共用天線的布置比那種看上去不能 操作的無源天線具有更縮減的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明更特別地涉及解決上述缺點。
本發(fā)明最主要的目的在于改進應(yīng)答器的讀取，這種改進意圖導(dǎo)致能 夠在確定的電磁場中被一起讀取的應(yīng)答器的數(shù)目的增加，而不管其尺 寸。
本發(fā)明的目的尤其還在于提供針對符合ICAO和ISO/IEC 14443規(guī) 范的電子護照的應(yīng)用能夠被一起讀取的應(yīng)答器的數(shù)目的最優(yōu)化。為這個 目的提供了新的應(yīng)答器特征。
根據(jù)第 一個方面，本發(fā)明的目的在于提供一種用于無接觸讀取被定 位在同一個磁詢問場中的RF應(yīng)答器的方法，其中在讀取期間用無源諧 振電路來確保應(yīng)答器的磁耦合。
該方法的特征在于所述諧振電路的無源天線與至少一個應(yīng)答器天 線相關(guān)聯(lián)，并且以使由該關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的諧振頻率對應(yīng)于要被讀取的應(yīng)答 器的發(fā)射邊帶的頻率之 一 的方式來調(diào)諧無源諧振。
這樣的規(guī)定使得可以有利于所述應(yīng)答器的返回信號的幅度。
7根據(jù)一個特定的實施例，使所述諧振電路的無源天線與所述應(yīng)答器 的至少 一個天線的關(guān)聯(lián)可以忽略，并且所述無源諧振電路被調(diào)諧到對應(yīng) 于要被讀取的應(yīng)答器的發(fā)射邊帶的頻率之一的諧振頻率。
這種規(guī)定使得可以在有利于由天線模塊或應(yīng)答器的芯片傳送的返 回信號的幅度的同時進一步縮減所述讀取方法。
本發(fā)明還涉及用于讀取至少 一個RF應(yīng)答器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 閱讀器，其能夠向至少一個應(yīng)答器發(fā)射詢問場并且收集來自所述應(yīng)答器 的響應(yīng)；無源諧振電路，用于在讀取期間執(zhí)行與至少一個應(yīng)答器的磁耦 合。
所述系統(tǒng)的特征在于以使由所述諧振電路與至少 一個應(yīng)答器的關(guān)
的方式來調(diào)諧所述無源諧振電路。
本發(fā)明的另一個方面涉及支承載體，其包含至少一個主應(yīng)答器、至 少一個次應(yīng)答器以及與至少一個主應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的一個無源諧振電路。
該支承載體的不同之處在于以使由所述諧振電路與主應(yīng)答器的關(guān) 聯(lián)而產(chǎn)生的諧振頻率至少對應(yīng)于次應(yīng)答器的發(fā)射邊帶的頻率之一的方 式來調(diào)諧所述無源諧振電路。
本發(fā)明的另一個方面涉及包含至少一個應(yīng)答器和與所述至少一個 應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的無源諧振電路的支承載體。其區(qū)別在于所述無源諧振電 路被調(diào)諧到對應(yīng)于所述應(yīng)答器的發(fā)射邊帶的頻率之一的諧振頻率。
本發(fā)明的另一個方面涉及應(yīng)答器，其包括在支承體上的平面天線 (flatantenna)，所述支承體確定外部螺線圏；
所述應(yīng)答器的特征在于
-所述外部螺線圈之外的表面大于15 x 15,的表面并小于大約30x 30mm的表面；
-所述天線包括數(shù)目大約在13和18之間的螺線圈； -所述調(diào)諧頻率在15麗z到18顧z之間; -品質(zhì)因數(shù)高于30。
本發(fā)明的另 一方面涉及旅行證件，其包括兩個封面之間的多個頁面 以及所述頁面之間的多個應(yīng)答器，其中每個應(yīng)答器被包含在不同于所述 頁面或封面的平面支承體中，但是具有基本上與頁面相同的大小尺寸， 其中所述應(yīng)答器具有以上特征。根據(jù)使得可以具有應(yīng)答器之間的較少千擾或耦合的有益規(guī)定，應(yīng)答 器被定位在所述支承體中的不同位置，并且特別以任意的方式被定位。


在閱讀下面的作為非限制性實例而給出的描述時并且通過參考附 圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將顯而易見，其中
圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電子護照讀取系統(tǒng)；
圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的電子護照和各種簽證；
圖3示出現(xiàn)有技術(shù)的根據(jù)應(yīng)答器數(shù)目的響應(yīng)曲線；
圖4示出圖5中沿著A-A的截面；
圖5示出遵循本發(fā)明一個實施例的應(yīng)答器讀取系統(tǒng)；
圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的無源天線的可能尺寸范圍；
圖7示出遵循本發(fā)明實施例的旅行證件；
圖8示出遵循前面的附圖的旅行證件讀取系統(tǒng)；
圖9示出前面的附圖的讀取系統(tǒng)的示意圖IO示出使用無源諧振電路和主應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的應(yīng)答器讀取配置；
圖11示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的應(yīng)答器；
圖12、 13示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的應(yīng)答器封裝。
具體實施例方式
在圖1中，用于讀取射頻(RF)類型的應(yīng)答器形式的電子護照和電 子簽證的現(xiàn)有系統(tǒng)1包括能夠經(jīng)由發(fā)射天線2來發(fā)射詢問場并且從受到 該場作用的應(yīng)答器收集響應(yīng)的閱讀器。
護照3 (PICIO)和每個簽證4 (PCI1-PICI5 )都包括相同類型的應(yīng) 答器，即連接到天線(4a-4b)的RF-ID (射頻識別)類型的電路(5a、 5b)。
在圖2中，護照應(yīng)答器被隱藏在護照7的封面6中，并且每個電子 簽證應(yīng)答器被隱藏在薄片8中。
在圖3中，具有ID1大小尺寸(現(xiàn)有護照的大小尺寸)的護照的電 壓響應(yīng)曲線(10)圖具有超過35V的峰值，但是被定位在一起的5個應(yīng) 答器PICI的電壓響應(yīng)接近5V。超過5個應(yīng)答器，電壓顯著地下降并且 不再可能檢測并讀取比5個更多的頻率為13. 56MHz的應(yīng)答器。
一般來說，在本說明書的范圍內(nèi)，應(yīng)答器意味著任何使用檢測的識 別電子電路或使用電磁場的通信。更特別地，涉及電磁場并且該電磁場包括連接到電容器的線圏并且在其中可以找到集成電路或任何其它電 子元件。
更特別地，應(yīng)答器包括諸如連接到天線的集成電路芯片之類的電子 元件。它們可以被插入到任何類型的支承體中，或與任何類型的支承體 相關(guān)聯(lián)。例如，它們可以具有黏性的電子標簽、無接觸卡的形狀；它們 可以被隱藏在封裝、證件的封面、薄片或任何其它東西等之中。
應(yīng)答器被用于各種經(jīng)濟領(lǐng)域中，例如銀行(電子錢包)、通信、運
輸、身份(電子護照、ID卡)。關(guān)于身份更特別地，已知通過與RFID 類型的無接觸便攜式電子對象的射頻通信來識別人。
一般地，閱讀器意味著發(fā)射機/接收機設(shè)備在下面的描述的范圍內(nèi) 配備有一個在給定頻率處產(chǎn)生電磁場的天線。所述設(shè)備的天線還使得可 以調(diào)制電磁場并且測量電磁場中的變化。閱讀器天線通常由一個或多個 線圈組成。
閱讀器應(yīng)答器系統(tǒng)根據(jù)所使用的應(yīng)答器的類型以或多或少復(fù)雜的 方式被操作。通用的操作原理在于以給定頻率發(fā)射電磁場。當(dāng)一個應(yīng)答 器在電磁場中運行時，其被提供電磁場并且作出反應(yīng)。所述應(yīng)答器的反 應(yīng)引起閱讀器所檢測的電磁場的變化。
對于最簡單的系統(tǒng)，例如所述應(yīng)答器由一個線圈和一個電容器組 成，組件是被調(diào)諧到電磁場的頻率的振蕩電路。應(yīng)答器在該場中的存在 使振蕩電路諧振并且弓1起能夠被閱讀器檢測到的該場的改變。這種非常 簡單的系統(tǒng)目前被用作百貨公司的防盜裝置。
關(guān)于更復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)答器例如包括連接到線圈的集成電路，該線 圈和該集成電路此外形成調(diào)諧的諧振電路。應(yīng)答器在電磁場中的存在提 供調(diào)制電磁場的集成電路以使閱讀器檢測其存在。然后，通過電磁場的 調(diào)制，可以在應(yīng)答器和閱讀器之間進行對話。
在圖4和圖5中，讀取系統(tǒng)通過在讀取期間實施應(yīng)答器與無源諧振 電路17的磁耦合來允許對多個應(yīng)答器13-16的讀取的改進。
讀取系統(tǒng)12包括被隱藏在支承體19中的發(fā)射-接收天線18以及 在例如紙張的平面支承體20上運行的無源諧振電路17,所述無源諧振 電路17包括開式天線21,其末端被連接到電容器的板片22、 23。所述 天線實際上是由印制有導(dǎo)電墨水的絲網(wǎng)制成的雙面設(shè)備，電容器板片24 的內(nèi)表面相對于連接到螺線圈的兩個終端板片22、 23。無源電路被定位在閱讀器天線的上述實例中，例如被放置或粘合在 靠近閱讀器的射頻天線的支承體平面上。
根據(jù)一個實施方式，至少在讀取期間諧振電路的無源天線與至少一
個應(yīng)答器天線相關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)意味著將它們的位置物理連接在一起，以便
獲得具有或不具有共同支承體的其間的磁耦合。
根據(jù)本方法的一個步驟，無源諧振電路被調(diào)諧到諧振頻率，以便由
與至少一個應(yīng)答器天線的關(guān)聯(lián)而產(chǎn)生的諧振頻率對應(yīng)于要被讀取的應(yīng) 答器的發(fā)射邊帶的頻率之一。
優(yōu)點在于當(dāng)所述應(yīng)答器響應(yīng)時有利于所述閱讀器檢測由應(yīng)答器引 起的場的變化。
優(yōu)選地，應(yīng)答器^皮設(shè)計或配置，以便更特別地通過吸取更少的；茲場
的關(guān)聯(lián)中可忽略。為了這個目的，與無源諧振電^^的天線相比，應(yīng)答器 具有縮減的大小尺寸。在該實例中，應(yīng)答器是要^L讀取的與天線相比具
有小尺寸的一個或多個應(yīng)答器13-16。例如，應(yīng)答器的縮減的大小尺寸 小于無源諧振電路天線的大小尺寸的1/10° ,甚至1/5° 。
優(yōu)點在于允許以相同場密度提供盡可能多的應(yīng)答器。
因此，在上面的實例中，由于只要在由關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的諧振頻率上沒有 對小的應(yīng)答器的顯著影響，這個關(guān)聯(lián)就可以被忽略，使諧振電路調(diào)諧到 對應(yīng)于要被讀取的應(yīng)答器的發(fā)射邊帶的頻率之一的頻率。
發(fā)射邊帶由受到詢問磁場作用的任何其它應(yīng)答器產(chǎn)生，在應(yīng)答器的 響應(yīng)期間，所述應(yīng)答器更特別地在幅度上調(diào)制所述詢問磁場。
對于閱讀器和應(yīng)答器之間的通信的其它調(diào)制原則、更特別地相位調(diào) 制和頻率調(diào)制，邊帶存在。
在該實例中，從波譜角度來看，通過對應(yīng)于由所述應(yīng)答器產(chǎn)生的副 載波的847Khz調(diào)制信號對具有13. 56MHz頻率的正弦波信號的幅度調(diào)制 產(chǎn)生具有位于13. 56MHz +/-847KHz或分別位于12.71 MHz和14.4MHz 的兩個邊帶的信號。
除了上面的那些邊帶之外，其它的邊帶也被產(chǎn)生但是具有較少的能量。
為了盡可能地有利于所述閱讀器的檢測并達到由ISO/IEC 14443標 準定義的逆向調(diào)制(retro-modulated)場的最小等級，無源諧振電路的
ii諧振頻率凈皮選擇在14.4MHz處，即13. 56MHz + 847KHz處。 隨后將說明其它關(guān)聯(lián)實例。
根據(jù)另一個實施方式，應(yīng)答器天線的至少一種大小尺寸F以及具有 對應(yīng)于這種大小尺寸的性能或特征的一個應(yīng)答器響應(yīng)被確定，并且隨后 以獲得對應(yīng)于每個應(yīng)答器的這種大小尺寸的性能或特征的方式來配置 無源諧振電路。
因此，無源天線已被自動地限定在彼此定中心的兩個矩形25、 26 之間的區(qū)域Z (圖6 )中，并且以ISO/IEC 14443標準中描述的ID1大小 尺寸^lP艮定，這兩個頭巨開j分另)J為81mm x 49ram禾口 64mm x 34mm。
優(yōu)點在于在允許以恒定詢問場讀取多個應(yīng)答器的同時，能夠從小的 應(yīng)答器獲得響應(yīng)，所述小的應(yīng)答器具有與大的應(yīng)答器相同的特征。
這使得可以滿足ICA0的規(guī)范，以便允許對更多數(shù)目的應(yīng)答器的讀 取，并且電子護照或電子簽證的旅行證件27 (圖7)被制造，旅行證件 27包括更特別地在護照的封面中的無源天線(或由一個或多個導(dǎo)電通道 組成的無源諧振電路17)。
如此制成的旅行證件可以接受一個或多個應(yīng)答器13-16,每個應(yīng)答
器占用由受到閱讀器的場作用的無源諧振電路感生的局部場的一部分 加上在一個或多個天線模塊13-16的表面附近由所述閱讀器的天線放射 出的場的部分。
圖8和9示出用于讀取3艮4亍證件的系統(tǒng)。如上所述，該系統(tǒng)包括讀 取支承體19,其包含連接到用于處理以及操作所接收的信號的裝置28 的發(fā)射和接收天線18。
在此，諧振電路17被固定在讀取支承體下面。優(yōu)點是在閱讀器的 水平面上具有用于所有護照的公用電路，而在圖7的實例中，每個證件 都包括這種諧振電路，所以在讀取水平面上完全沒有必要有諧振電路。
在該實例中，符合ICA0的規(guī)定，閱讀器的磁場H的幅度被確定為 高于或等于1. 5A/m的值，并且應(yīng)答器的響應(yīng)幅度高于或等于30/H1'2的 值。
旅行證件包括例如ID1的大尺寸的應(yīng)答器3以及諸如電子簽證之類 的較小尺寸的多個應(yīng)答器13-16。
天線模塊13-16不一定被定位在與無源天線所定位的平面相同的平 面上。
12在圖8中，無源諧振電路17被定位在旅行i正件之外。通過^皮固定
在讀取支承體下面來與讀取系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。
然而，無源諧振電路可被定位成接近讀取支承體，更特別地接近所 述讀取支承體或粘貼到所述讀取支承體上。
無源諧振電路可以具有更特別地利用粘合劑粘貼在證件上的標簽 的形狀。它可以被集成在所述證件中，更特別地被集成在其頁面或封面 之一中。
要被讀取的應(yīng)答器(13-16、 3)在旅行證件27B中。在這種證件中， 可以發(fā)現(xiàn)縮減尺寸的應(yīng)答器(所謂的次應(yīng)答器)和大尺寸的應(yīng)答器(所 謂的主應(yīng)答器)。在這種情況下，如在參考下迷圖10時所指示的，推 薦在考慮與主電路的關(guān)聯(lián)時調(diào)諧無源諧振電路。
這種解決方案的能量和耦合平衡不能與通過符合ISO/IEC 14443的 ID1尺寸應(yīng)答器所獲得的平衡相比較。每個天線模塊分別被閱讀器認為 是具有某一大小尺寸，并且因此對相應(yīng)于所述無源天線的該閱讀器的磁 場的作用本身符合用于旅行證件的ID1標準。
一方面是無源諧振電路的和另 一方面是天線^t塊的幾何特征和電 特征都優(yōu)選地對應(yīng)于下面的描述。
關(guān)于閱讀器以及還有諸如在用于無接觸產(chǎn)品ISO/IEC 10373-6的測 試方法中描述的那些設(shè)備之類的測試設(shè)備，包括多個電子簽證的旅行證 件必須被認為僅是一 個無接觸產(chǎn)品。
下面優(yōu)選的目的在于使無源諧振電路被包括在電子護照類型的旅 行證件中的原則是其結(jié)果。
無源諧振電路必須是這樣的，以便其與閱讀器的耦合引起遵循裝備 有ID1大小尺寸天線的無接觸卡的效應(yīng)。
它必然在由閱讀器產(chǎn)生的電磁場上引起低負載。這種負載必須對應(yīng) 于由ISO/IEC 10373-6標準的參考PICC 、附錄D引起的針對Hmin被調(diào) 節(jié)到6V的負載。由應(yīng)答器感應(yīng)的負載對應(yīng)于被調(diào)諧到13. 56匪z并且包 括1. 8kQ的電阻部分的ID1天線，以及其連續(xù)電壓是在負載終端處小于 6V的詢問場的結(jié)果。
這導(dǎo)致諧振電路具有下面的幾何特征。
如上所述，無源天線因而已被自動地限定在彼此定中心的兩個矩形 25、 26之間的區(qū)域Z中，并且以ISO/IEC 14443標準中描述的ID1大小尺寸澤皮卩艮定，這兩個失巨形分另'J為81mm x 49mm和64mm x 34mm (圖6 )。
為了不過多地限制由無接觸閱讀器產(chǎn)生的場，無源諧振電路的品質(zhì) 因數(shù)被自動地限制為小于30的值。
這種用于滿足上述條件的諧振電路的最佳品質(zhì)系數(shù)在10到20之 間。無源諧振電路的品質(zhì)因數(shù)的最佳值是20。這允許諸如使用銀墨或碳 墨的絲網(wǎng)印刷之類的用于具有強電阻的天線的繪制技術(shù)。由于對過壓因 數(shù)的需要，無源諧振電路必須由天線組成，所述天線由多個項組成并連 接到電容器。
無源諧振電路必須為電磁耦合的天線模塊提供附加的能量，因為所 述電磁耦合的天線模塊與閱讀器的耦合面小，所以它們需要附加的能 量。無源諧振電路必須產(chǎn)生作為對供應(yīng)天線模塊的閱讀器所遞送的局部 場的補充的附加局部場。
另一方面(圖11 )，應(yīng)答器13可以以符合芯片卡技術(shù)的天線模塊 的形式來制作。其包括在平面中的絕緣支承體30 (介電薄膜)上的扁平 天線29并且該扁平天線29被連接到集成電路芯片31。該芯片可以包括 或不包括保護涂層樹脂32。該組件可以具有小于l,的整體厚度。
天線29優(yōu)選地由金屬線或銅蝕刻制成，以便具有優(yōu)良的品質(zhì)因數(shù)。
應(yīng)答器將有利地具有例如長25隨寬15,的合理大小，并且包括有 例如在13個螺線圏和18個螺線圏之間的大約15個螺線圈的天線。螺 線圈的數(shù)目將輕微地取決于所選擇的芯片。
例如由銅制成的每個螺線圈都具有例如大約50到300pm的寬度， 并且兩個連續(xù)的螺線圏之間的間^_為大約50到200pin。
仍需要進行表面比率之間的折衷或優(yōu)化。模塊天線具有太小的、例 如小于IO隨乘以10mm的表面，相對于無源諧振電路，才莫塊天線將需要 非常精確的定位，以便允許正確操作，該正確操作可預(yù)先排除基于在芯 片的表面上直接制成的天線的設(shè)備。
相反，具有大于30誦乘以30nmi的尺寸的才莫塊天線將消耗太多的磁 場并且也將與具有天線的其它;jt塊相互耦合，以允許多個集成電路芯片 或電子簽證的操作。
理想的解決方案是應(yīng)答器的諧振頻率等于17匪z。
考慮到應(yīng)答器的幾何結(jié)構(gòu)、諧振頻率和螺線圏的數(shù)目，無源諧振電 路螺線圈的最優(yōu)數(shù)目為4個。如上所述，電容器板片的表面也被計算以
14便進行上述的頻率調(diào)諧。
在圖10中，無源諧振電路17與具有天線的應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)，該天線 的尺寸可以與無源電路的尺寸相比較。其重要性在于，這必須在無源諧 振電路的頻率調(diào)諧中被考慮。
實際上，兩個電路的合成諧振頻率由下面的關(guān)系式定義
其中k是應(yīng)答器之間的耦合系數(shù)(如果耦合是最大耦合，則k等于 1) ; fres,2是由具有相同諧振頻率"fres"的兩個應(yīng)答器的關(guān)聯(lián)而產(chǎn) 生的諧振頻率。
例如，這可以是諸如現(xiàn)在被定位在現(xiàn)有技術(shù)的電子護照的封面中的 ID1大小尺寸的應(yīng)答器或如圖2中示出的ID1大小尺寸的電子簽證之一。
無源諧振電路被調(diào)諧，以便由關(guān)聯(lián)M產(chǎn)生的諧振頻率對應(yīng)于要被讀 取的應(yīng)答器的發(fā)射邊帶的頻率之一。
這兩個相關(guān)聯(lián)的元件可以被一起分組在相同的支承體、例如旅行證 件的封面6A中。
由于該原理的擴展，所述關(guān)聯(lián)可以涉及多個應(yīng)答器，只要應(yīng)答器的 數(shù)目賦予其不可忽略的重要性。
根據(jù)在圖12和13中示出的有益安排，每個電子簽證被定位在支承 體33、 34、例如基本上與證件的大小尺寸相同或比證件的大小尺寸稍微 小的薄片中。在護照的應(yīng)用中，支承體的大小尺寸是ID1大小尺寸或稍 微小點的大小尺寸。重要的事情是當(dāng)將其被應(yīng)用于證件中時不將選擇留 給用戶。
該應(yīng)答器支承體33必須被塞進證件中，或更特別地使用自粘的涂 層被粘貼到頁面上。
在更特別地通過分層來制作簽證時，將應(yīng)答器13定位在支承體中 的任意位置中。在圖12中該應(yīng)答器13沿著左邊的邊緣35來定位，而 在圖13中它沿著右邊的邊緣36來定位。因此，當(dāng)兩個薄片被疊加時， 應(yīng)答器一起相互耦合較少。
為了這個目的，應(yīng)答器的實施例必須包括用于例如在夾住應(yīng)答器的 薄片層壓期間將所述應(yīng)答器的任意地或變化地定位在應(yīng)答器支承體薄片的表面上的步驟和裝置。
因此，當(dāng)應(yīng)答器被復(fù)制在旅行證件中時，相對于其它應(yīng)答器而言其 也以任意的方式分布。結(jié)果是，從磁的觀點來看，標簽都不同，并且即 使它們被疊加，它們也可以更容易地被操作。
因此，由于本發(fā)明，可以實現(xiàn)具有更多數(shù)目的電子簽證的電子簽證 應(yīng)用。如上所述，優(yōu)選的特征是使得可以讀取高達15個符合ICA0規(guī)范 的應(yīng)答器。
所述讀取方法可以實現(xiàn)尤其在該標準中描述的已知類型的防沖突 機制或協(xié)議。該機制可以由閱讀器處理裝置來觸發(fā)。 '
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明使得可以制造電子旅行證件。該證件被假
定包括多個應(yīng)答器，所述應(yīng)答器符合更特別地由標準(ICA0)產(chǎn)生的限 制或規(guī)范，該標準(ICA0)要求應(yīng)答器天線的至少一個ID1大小尺寸、 用于讀取的磁場H的最小幅度和來自應(yīng)答器的響應(yīng)的最小幅度。
根據(jù)該另一個方面，應(yīng)答器被制成為具有小于ID1大小尺寸的天線 大小尺寸，并且所述應(yīng)答器被布置為具有無源諧振電路和電容器以及 ID1大小尺寸的無源天線，以便閱讀器將所述應(yīng)答器看作ID1大小尺寸 的應(yīng)答器。
才艮據(jù)本發(fā)明的旅行證件可以包括多個頁面以及這些頁面之間的多 個應(yīng)答器，其中每個應(yīng)答器被包含在與頁面分離的平面支承體中，但是 基本上具有所述證件的頁面的大小尺寸。
該證件可以由所有應(yīng)答器容易地讀取，只要這些應(yīng)答器被定位在所 述支承體中的各種不同位置中。
因此，本發(fā)明的特征也在于一個組件或一組應(yīng)答器，更特別地用于 電子簽證，每個應(yīng)答器被定位在具有比所述大小尺寸更大的大小尺寸的 薄片(33、 34)中，并且所述應(yīng)答器被定位在薄片(33、 M)中從一個 薄片到另 一 個薄片不同的位置中。
盡管本發(fā)明主要結(jié)合電子證件來描述，但它可以被應(yīng)用于支持與至 少一個應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的無源諧振電路的任何對象，例如電子標簽、包括 與無源諧振電路相關(guān)聯(lián)的模塊天線的芯片卡，所述無源諧振電路的天線 具有無接觸芯片ID1的尺寸。
這種對象優(yōu)選地為諸如芯片卡或移動電話之類的便攜式設(shè)備。
無源天線可以被包括在芯片卡的體內(nèi)，更特別地在被插入到芯片卡
16的標準腔中的模塊天線的附近。也可以將無源天線連同諧振電路一起集 成在閱讀器中。
權(quán)利要求
1、一種用于讀取被布置在同一個磁詢問場中的射頻應(yīng)答器的方法，其中在讀取期間用無源諧振電路(17)來確保所述應(yīng)答器的磁耦合，其特征在于，所述諧振電路的無源天線(21)與至少一個應(yīng)答器天線(3、13-16)相關(guān)聯(lián)，并且以由關(guān)聯(lián)M產(chǎn)生的諧振頻率對應(yīng)于要被讀取的應(yīng)答器(3、13-16)的發(fā)射邊帶的頻率之一的方式來調(diào)諧所述無源諧振電路。
2、 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的方法，其中使所述無源諧振電路的無 源天線(21)與至少一個應(yīng)答器天線(3)的關(guān)聯(lián)是可忽略的，并且所 述無源諧振電路(17)被調(diào)諧到對應(yīng)于要被讀取的應(yīng)答器的發(fā)射邊帶的 頻率之一的諧振頻率。
3、 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的讀取方法，其特征在于該方法還包括 步驟按照該步驟，所述應(yīng)答器(13-16 )被配置為在與無源諧振電路(17 ) 的關(guān)聯(lián)中可忽略，同時每個應(yīng)答器吸取更少的磁場和/或更少千擾應(yīng)答 器的其它天線。
4、 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的讀取方法，-其中至少一個天線的大小尺寸F以及來自具有對應(yīng)于這種大小尺 寸的特性的應(yīng)答器的響應(yīng)被確定；-所述無源諧振電路被配置以便獲得對應(yīng)于每個應(yīng)答器的這種大 小尺寸的特性。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的讀取方法，其特征在于，所述無源天線被 P艮定在分另J為81mm x 49irmi和64mm x 34mm的兩個頭巨開j之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的讀取方法，其特征在于，所述邊 帶#:分別選擇為大約在13. 56MHz士847Khz處或分別在12. 71 MHz和 14.德z處,詢問頻率是^f皮額定為847Khz的13. 56MHz。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀取方法，其特征在于，所述無源諧振電 路(17)的天線包括數(shù)目在3和6之間的螺線圈。
8、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的讀取方法，其特征在于，所述無 源諧振電路(17)具有數(shù)值小于30的品質(zhì)因數(shù)。
9、 根據(jù)在前權(quán)利要求之一所述的讀取方法，其特征在于，所述應(yīng) 答器具有縮減的大小尺寸并且具有天線，該天線的外部螺線圈內(nèi)的表面大于15 x 15mm的表面并小于約30 x 30mm的表面。
10.<image>image see original document page 3</image>
11、 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的讀取方法，其特征在于，所述應(yīng)答器 天線包括13到18個螺線圈。
12、 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的讀取方法，其特征在于，所述調(diào)諧頻 率在15 MHz和18MHz之間。
13、 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的讀取方法，其特征在于，所述應(yīng)答器 具有高于30的品質(zhì)因數(shù)。
14、 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的讀取方法，其特征在于，每個應(yīng)答器 (13、 14)被定位在支承體中的任意位置中，其中所述支承體允許所述 應(yīng)答器的多個位置，這些位置彼此相對錯開。
15、 一種具有至少一個射頻應(yīng)答器的讀取系統(tǒng)(12),所述系統(tǒng)包括..-一個閱讀器(18、 19、 28),其能夠向至少一個應(yīng)答器(13、 14) 上發(fā)射詢問場，并且收集來自所述應(yīng)答器的響應(yīng)；-無源諧振電路U7)，用于在讀取期間執(zhí)行與至少一個應(yīng)答器的 磁耦合；其特征在于，以由所述諧振電路與至少一個應(yīng)答器(3、 13)的關(guān) 聯(lián)(M)而產(chǎn)生的諧振頻率對應(yīng)于要被讀取的應(yīng)答器的發(fā)射邊帶的頻率 之一的方式來調(diào)諧所述無源諧振電路(17)。
16、 一種包含至少一個主應(yīng)答器、 一個次應(yīng)答器以及與所述至少一 個主應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的無源諧振電路的支承載體，其特征在于，以由所述諧振電路與所述至少一個主應(yīng)答器(3)的 關(guān)聯(lián)(M)而產(chǎn)生的諧振頻率對應(yīng)于次應(yīng)答器(13)的發(fā)射邊帶的頻率 之一的方式來調(diào)諧所述無源諧振電路(17 )。
17、 一種包含至少一個應(yīng)答器和與所述至少一個應(yīng)答器相關(guān)聯(lián)的一 個無源諧振電路的支承載體，其特征在于，所迷無源諧振電路(17 )被調(diào)諧到對應(yīng)于所述應(yīng)答器的發(fā)射邊帶的頻率之 一 的諧振頻率。
18、 一種包括限定外部螺線圈的支承體上扁平天線的應(yīng)答器，其特 征在于，-所述外部螺線圈內(nèi)的表面大于15xl5畫的表面并小于或等于約 30 x 30mm的表面；-所述天線包括約13到18個螺線圈； -調(diào)諧頻率在15MHz到18MHz之間; -品質(zhì)因數(shù)高于30。
19、 一種包括在兩個封面之間的多個頁面以及在所述頁面之間的多 個應(yīng)答器(13-16)的旅行證件(27),每個應(yīng)答器被包含在與所述頁 面或封面分離的平面支承體(33、 34)中，但是基本上具有頁面的大小 尺寸，其特征在于，所述應(yīng)答器都符合前一權(quán)利要求。
20、 根據(jù)前一權(quán)利要求所述的旅行證件，其特征在于，所述應(yīng)答器 被定位在所述支承體(33、 34)中的各種不同位置中。
21、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的應(yīng)答器的組件，其中每個應(yīng)答器被定位 在具有比所述大小尺寸更大的大小尺寸的薄片(33、 34)中，其特征在 于，所述應(yīng)答器被定位在所述支承體(33、 34)中的從一個薄片到另一 個薄片不同的位置中。
全文摘要
借助于無源諧振電路的射頻通信應(yīng)答器的優(yōu)化讀取方法和系統(tǒng)。本發(fā)明涉及一種用于讀取被布置在同一個磁詢問場中的射頻應(yīng)答器的方法，其中在讀取期間用無源諧振電路(17)來確保所述應(yīng)答器的磁耦合。該方法的不同之處在于所述諧振電路的無源天線(21)與至少一個應(yīng)答器天線(3、13-16)相關(guān)聯(lián)，并且以由關(guān)聯(lián)M產(chǎn)生的諧振頻率對應(yīng)于要被讀取的應(yīng)答器(3、13-16)的發(fā)射邊帶的頻率之一的方式來調(diào)諧所述無源諧振電路。本發(fā)明還涉及對應(yīng)于該方法的系統(tǒng)、應(yīng)答器結(jié)構(gòu)以及包含所述應(yīng)答器的通信對象，尤其是旅行證件。
文檔編號G06K19/077GK101542499SQ200680056344
公開日2009年9月23日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
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