БЕСКОНТАКТНЫЙ НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ Российский патент 2005 года по МПК G06K19/77 

Изобретение относится к носителю данных, который предназначен для бесконтактной передачи данных.

В области бесконтактной передачи энергии и данных имеются различные системные требования, которые различаются прежде всего дальностью действия, средой передачи, мульти-TAG способностью, т.е. способностью различать многие TAG в зоне ввода устройства записи/считывания, и значениями времени транзакции. К системным требованиям следует также отнести специфические для различных стран нормы регулирования, которые принудительно предписывают применение определенных частот.

Товары часто снабжаются бесконтактными носителями данных, чтобы иметь возможность электронным образом идентифицировать товары. В сортировочной установке для пакетов (посылок), например в вычислителе, запоминаются место назначения, а также иные данные, такие как размеры и вес пакетов. На пакет наклеивается бесконтактный носитель данных с записанным на нем идентификационным номером, так что в любой момент времени с помощью идентификационного номера во взаимосвязи с сохраненными в вычислителе данными можно, например, установить, что является местом назначения (адресатом) пакета. Тем самым автоматическая сортировка пакетов (посылок) сильно упрощается. Проблемы, однако, возникают в случае, когда товары отсылаются за границу, где действуют иные нормы регулирования, и поэтому сортировочная установка за границей не сможет считывать и применяться, так как рабочая частота теперь имеет другое значение.

В других применениях продукт (изделие) проходит, например, в процессе производства множество рабочих станций. Каждый раз имеют место отличающиеся краевые условия для распознавания бесконтактного носителя, так, например, на одной рабочей станции требуется особенно низкая напряженность поля, чтобы не создавать помехи другим установкам, а на другой рабочей станции, в противоположность этому, требуется особенно большая дальность действия. Зачастую это невозможно осуществить на одной и той же рабочей частоте. Также в конкретных условиях должны применяться различные типы полей, так как электрические и индуктивные поля имеют различные свойства, которые отличаются от соответствующих свойств электромагнитных волн. Применительно к способности приема данных определенной частоты посредством определенного типа поля в последующем применяется понятие «диапазон передачи». Естественно, в это понятие включена и способность передавать данные в этом диапазоне.

В качестве возможности изменения параметров приема из патента США 5572226 известно, например, применение нескольких антенн, причем за счет последовательного переключения между антеннами и измерения уровня принимаемого сигнала можно установить, в какой группе антенн должна осуществляться связь с устройством записи/считывания. Это, однако, требует значительных затрат.

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать носитель данных, который может использоваться в различных диапазонах передачи и при этом может изготавливаться экономичным способом. Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством носителя данных с блоком обработки данных и по меньшей мере двумя антеннами, предназначенными для приема соответственно в различных диапазонах передачи, причем по меньшей мере две из антенн образуют блок. Поэтому в одном из вариантов выполнения изобретения не требуется переключение между антеннами.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения блок обработки данных имеет средство для распознавания диапазона передачи с самым мощным принимаемым сигналом, и блок подготовки (предварительной обработки) принимаемого сигнала может устанавливаться на этот диапазон передачи.

Частоты для носителя данных являются весьма различными. В так называемом диапазоне очень высоких частот (ОВЧ) применяемая частота имеет значение 13,56 МГц. В так называемом диапазоне ультравысоких частот (УВЧ) могут применяться частоты 868 МГц, 915 МГц и 2,45 ГГц. Не представляется возможным перекрыть этот диапазон частот единственной антенной, так как в диапазоне 13,56 МГц передача данных и энергии осуществляется посредством индуктивного поля, в то время как на частотах в УВЧ-диапазоне речь идет об электромагнитных волнах.

Блок обработки данных без особых проблем может быть выполнен таким образом, чтобы иметь возможность обрабатывать различные частоты, в то время как для антенны это невозможно. Поэтому в соответствии с изобретением используются по меньшей мере две антенны, которые соответственно предназначены для различающихся диапазонов передачи. Для УВЧ-диапазона может быть использована дипольная антенна, а для ОВЧ-диапазона - петлевая антенна. Блоку обработки данных необходимо только распознать, в какой антенне имеет место более мощный принятый сигнал, за счет чего можно распознать, по какому стандарту работает устройство записи/считывания.

Кроме того, предпочтительным является, если носитель данных имеет дополнительную емкостную антенну. Тем самым обеспечивается третий возможный путь передачи от соответствующего изобретению носителя данных. Для каждого используемого диапазона можно, таким образом, применить оптимальную частоту и тип поля, без учета качества бесконтактного носителя данных.

Дополнительные преимущества возникают, если антенна, не используемая для передачи данных, применяется для передачи энергии для питания бесконтактного носителя данных.

Для изготовления различных антенн благоприятным является, если они образуют единый блок, однако изготавливаются на различных технологических этапах, а затем объединяются в единый составной блок.

Изобретение поясняется ниже на примерах осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых представлено следующее:

Фиг.1 - первый пример выполнения носителя данных, соответствующего изобретению, с тремя раздельным антеннами,

Фиг.2 - обычная петлевая антенна,

Фиг.3 - дипольная антенна и

Фиг.4 - комбинация антенн по фиг.2 и по фиг.3 в носителе данных в качестве второго примера выполнения.

В примере выполнения по фиг.1 на бесконтактном носителе 7 данных предусмотрены три различные антенны, а именно петлевая антенна 1, дипольная антенна 2 и емкостная антенна 6, которые соответственно связаны с блоком 3 обработки данных. Блок 3 обработки данных имеет средство 4 для распознавания диапазона передачи с самым мощным принимаемым сигналом. При этом контролируются сигналы, принимаемые тремя антеннами 1, 2 и 6. Когда носитель данных находится в области устройства записи/считывания, которое работает в УВЧ-диапазоне, то на выходе дипольной антенны 2 будет иметься более мощный сигнал, чем в антенне 1, предназначенной для работы в ОВЧ-диапазоне, и емкостной антенне 6 для передачи посредством емкостного поля. Соответствующее справедливо, когда сигналы передаются в других частотных диапазонах, например, посредством емкостного поля. В этом примере осуществления, таким образом, распознавание диапазона передачи с наиболее мощным принимаемым сигналом имеет то же самое значение, что и выбор антенны 1, 2 или 6 с самым мощным принимаемым сигналом. На основе обнаруженного диапазона передачи блок 5 подготовки (предварительной обработки) принимаемого сигнала устанавливается таким образом, что обработка частот обнаруженного частотного диапазона становится возможной с применением соответствующих предназначенных для этого антенн. Антенны 1 и 2 согласованы друг с другом таким образом, что разделение антенных выводов не требуется, однако антенны 1 и 2 не создают взаимных помех друг другу.

Во втором примере выполнения по фиг.2-4 петлевая антенна 11 и дипольная антенна совместно включены таким образом, что равным образом возможен прием в различных частотных диапазонах. Выводы 14 катушки петлевой антенны 11 по фиг.2 включены совместно с концами 15 дипольной антенны 12 по фиг.3. Тем самым образуется последовательное соединение из дипольной антенны 12 и петлевой антенны 11. Выводы 16 дипольной антенны 12 образуют совместный вывод для совместно включенных антенн 11 и 12. Дипольная антенна 12 в ОВЧ-диапазоне по существу не действует, но является электрически проводящей. Поэтому при приеме сигнала ОВЧ-диапазона этот сигнал прикладывается к выводам 16 дипольной антенны 12, что не приводит к отрицательному воздействию на сигнал ОВЧ-диапазона.

При приеме сигнала УВЧ-петлевая антенна 11 не оказывает отрицательного воздействия на сигнал УВЧ-диапазона. Последний также может сниматься с выводов 16 дипольной антенны. Как в примере выполнения по фиг.1, имеется средство 17 для распознавания диапазона передачи с наиболее мощным принимаемым сигналом. Это средство 17 не должно, однако, управлять блоком 13 обработки данных таким образом, чтобы осуществлять переключение на различные антенны 11 и 12, вместо этого достаточно установить блок 18 предварительной обработки принимаемого сигнала на этот диапазон передачи.

В варианте осуществления носителя данных согласно первому примеру выполнения по фиг.1 вторая или третья антенна может применяться для того, чтобы осуществлять передачу энергии раздельно от данных на вторую «свободную» антенну. Тем самым данные и энергия могут передаваться на различных частотах, что обеспечивает преимущества в аспекте надежности распознавания.

Емкостная антенна отличается тем, что она на очень малых расстояниях действует как конденсатор, и как данные, так и энергия могут передаваться посредством емкостного поля. Емкостная антенна может выполняться, как показано на фиг.1, в качестве третьей антенны, либо как интегральная часть двух других антенн 1 или 2.

Изобретение относится к бесконтактному носителю данных. Носитель данных содержит по меньшей мере две антенны соответственно для различных диапазонов передачи. Тем самым носитель данных может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечивать возможность работы с устройствами записи/считывания, функционирующими в соответствии с различными стандартами. По меньшей мере две из антенн образуют единый блок, за счет чего такое устройство может изготавливаться экономичным способом, что и является достигаемым техническим результатом. 3 з.п. ф-лы. 4 ил.

1. Бесконтактный носитель данных, содержащий блок (3, 13) обработки данных и по меньшей мере две антенны (1, 2, 6; 11, 12), причем одна антенна является дипольной антенной (2; 12), а другая антенна является петлевой антенной (1; 11), отличающийся тем, что по меньшей мере одна дипольная антенна (2; 12) и одна петлевая антенна (1; 11) для соответственно различных диапазонов передачи непосредственно связаны друг с другом, блок (3; 13) обработки данных содержит средство (4; 17) для распознавания диапазона передачи с наиболее мощным принимаемым сигналом и блок (5; 18) предварительной обработки принимаемого сигнала имеет возможность настройки на этот диапазон передачи.2. Бесконтактный носитель данных по п.1, отличающийся тем, что носитель данных имеет дополнительную емкостную антенну (6).3. Бесконтактный носитель данных по п.1, отличающийся тем, что посредством одной антенны передаются данные, а посредством другой антенны передается энергия для электропитания носителя (7) данных.4. Бесконтактный носитель данных по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере две антенны (11; 12) представляют собой два изготавливаемых по отдельности компонента, которые связаны между собой электропроводным способом.