УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОСТОРОННЕГО ОБЪЕКТА, УСТАНОВЛЕННОГО ВБЛИЗИ СРЕДСТВА ВВОДА, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ И/ИЛИ АВТОРИЗАЦИИ, СРЕДСТВО ВВОДА И ОБСЛУЖИВАЮЩАЯ МАШИНА Российский патент 2015 года по МПК G06K7/08 G07F7/10 G07F19/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Область техники изобретения касается обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для авторизации, в частности для обнаружения постороннего объекта, вставленного внутрь или прикрепленного снаружи к обслуживающей машине для снятия информации, используемой для идентификации и авторизации, или для злонамеренного вмешательства в работу обслуживающей машины или устройств, взаимодействующих с обслуживающей машиной, таких как карты с магнитной полосой.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Подобная атака для скимминга или злонамеренного вмешательства в работу обслуживающей машины или устройства, взаимодействующего с обслуживающей машиной, с целью незаконного получения авторизирующей информации также называется атакой для скимминга.

Например, в атаке для скимминга, нацеленной на обслуживающую машину, такую как банкомат, банкомат может быть подстроен посторонними путем установки третьей стороной неавторизированного или постороннего считывающего устройства в области окна вставки карты банкомата, которое трудно или вообще невозможно распознать как таковое пользователями банкомата. Посредством считывающего устройства данные, хранящиеся на карте или карте с магнитной полосой, в частности данные магнитной полосы, считываются незаметно при обычном использовании машины и посылаются в устройство, которое связано со считывающим устройством, или накапливаются в считывающем устройстве для последующего считывания с него позже после извлечения считывающего устройства из машины. Кроме того, персональный идентификационный код (пин-код) карты может быть снят. Для этого используется камера для снятия ввода пин-кода через клавиатуру. Атакующий может затем использовать снятую информацию для изготовления и использования копии карты и, таким образом, получать неавторизированный доступ к счетам или к секретным зонам.

Устройство для скимминга может быть расположено, например, в передней части банкомата, в дополнительном считывателе магнитных карт, в окне вставки карты или в устройстве считывания карт. Примеры таких посторонних объектов или устройств для скимминга - магнитные головки, катушки или микрофоны. Более того, клавиатуры для ввода пин-кода могут накрываться поддельными клавиатурами, которые не распознаваемы как таковые и обнаруживают или записывают ввод пользовательского пин-кода незаметно и незаконно.

Публикация EP 0 015 920 B1 описывает способ для распознавания присутствия или отсутствия отражающего микроволновые электромагнитные волны компонента объекта, с помощью которого образуются волны предопределенной частоты. В этом случае точка приема микроволн определена. Кроме того, расстояние до точки приема задано, при этом оно превышает длину волны стоячей волны микроволновой энергии заранее заданной частоты, и в пределах этого расстояния вводится отражающий микроволны компонент в процессе распознавания. Микроволны, отраженные компонентом, принимаются, и определяется их амплитуда. Принимаются микроволны, отраженные компонентом, и их амплитуда принимается. Стоячая волна микроволновой энергии деформирована от ее обычной цикличной синусоидальной характеристической кривой от точки приема в кривую, у которой максимальная величина в точке приема и первая минимальная величина, которая лежит на внешнем конце, относительно точки приема, в пределах дальности работы, при этом первая минимальная величина является пороговым значением, так что в пределах указанного диапазона эта минимальная величина не может привести к отраженным величинам, которые больше, чем сама минимальная величина, и вне указанного диапазона нет величин, которые превышают пороговое значение.

Публикация US 5459405 A раскрывает способ и устройство для обнаружения присутствия объекта, используя эффекты ближнего поля.

Публикация EP 0 561 124 B1 описывает устройство и способ для определения попыток обмана путем подсоединения электрического провода к точке контакта чип-карты в устройстве для чтения или записи из/в память чип-карты. Устройство содержит измерительное устройство и резонансный блок, имеющий резонатор, который связан с точкой контакта, при этом электрические характеристики резонатора меняются при установке неавторизированного провода, при этом эти электрические характеристики будут обнаружимы измерительным устройством.

Пример для оценки сигнала датчика в терминале самообслуживания описан в публикации EP 1 844 454 A1.

Публикация US 7 479 921 B2 описывает измеритель расстояния. Измеритель расстояния содержит источник посылки, содержащий управляемый напряжением генератор (VCO), передающий блок, блок детектирования и блок обработки сигнала.

Здесь измеритель расстояния снабжен двунаправленным ответвителем между передающим блоком и источником посылки или устройством детектирования. Выходной сигнал VCO подается в передающий блок, так же как и в устройство обнаружения. Кроме того, двунаправленный ответвитель обнаруживает отраженную волну R, которая была принята антенной передающего блока, и подает обнаруженную отраженную волну R в умножитель и устройство обнаружения.

Кроме того, детектирование фазы производится умножением отраженной волны R на сигнал, синхронизированный с сигналом передачи.

US 6 367 695 B1 описывает терминал самообслуживания с системой излучатель/детектор, где излучатель и детектор расположены так, что нелегально внесенный объект нарушает излучение между излучателем и детектором, и поэтому нелегально внесенный объект может быть обнаружен. Для этого используются, например, микроволны.

Публикация US 2004/026507 A1 описывает банкомат с детектором для обнаружения нелегально внесенных посторонних объектов. Такой нелегально внесенный посторонний объект может быть, например, магнитной головкой. Например, микроволновый датчик используется в качестве детектора.

Еще один обычный терминал самообслуживания раскрыт в US 6390367 A. Еще один банкомат с возможностью предотвращения мошенничества раскрыт в публикации US 7240827 B2.

РАСКРЫТИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предметом настоящего изобретения является решение для обнаружения постороннего объекта, который нелегально закреплен вблизи средства ввода, используемого для идентификации и/или авторизации.

В частности, предметом настоящего изобретения является решение для обнаружения посторонних объектов или устройств для скимминга, которые нелегально смонтированы в обслуживающей машине и которые расположены вблизи средства ввода для ввода идентифицирующей и/или авторизующей информации.

Упомянутый выше предмет реализуется посредством устройства для обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, применяемого для идентификации и/или авторизации, с признаками по пункту 1 формулы изобретения, посредством средства ввода с признаками по пункту 13, посредством обслуживающей машины с признаками по пункту 14 формулы изобретения и посредством способа обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, применяемого для идентификации и/или авторизации, с признаками по пункту 15 формулы изобретения.

Соответственно, предложено устройство для обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для идентификации и/или авторизации, при этом устройство содержит, по меньшей мере, ответвитель. Ответвитель расположен, чтобы подавать осциллирующий сигнал на два входных контакта антенны для получения стоячей волны, чтобы подавать осциллирующий сигнал со сдвигом фазы и с предопределенным уровнем на устройство обнаружения и чтобы ответвлять в устройство обнаружения отраженный сигнал, принятый антенной. Кроме того, ответвитель расположен так, чтобы обнаружить разность фаз между поданным осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем и ответвленным сигналом, отраженным, чтобы обнаружить посторонний объект.

Антенна сконфигурирована как патч-антенна круговой поляризации с характеристиками излучения, которые, в пределах допуска, в частности по существу, постоянны или гомогенны в пределах области наблюдения устройства. Для достижения постоянных характеристик излучения угол апертуры антенны может быть расположен так, чтобы он покрывал всю область обнаружения устройства.

При конфигурации антенны как антенны круговой поляризации достигается высокая, независимая от направления чувствительность в пределах всей области обнаружения устройства. Кроме того, антенна предпочтительно конфигурируется так, чтобы быть прозрачной для всего применимого частотного диапазона полосы ISM.

Устройство можно также называть противоскимминговым устройством, устройством с датчиком стоячей волны или просто датчиком стоячей волны.

Устройство подходит для средств ввода, которые предназначены для идентификации и авторизации пользователей. Тем не менее, прибор также подходит для средств ввода, предназначенных для идентификации или для авторизации пользователей.

Устройство особенно подходит для наблюдения за средствами ввода систем авторизации и/или систем на предмет злонамеренного вмешательства в работу. Средства ввода могут быть расположены так, что пользователь может осуществить ввод для идентификации или авторизации пользователя. Примерами средств ввода являются клавиатуры, в частности клавиатуры для ввода пин-кода, сканеры радужной оболочки глаза, сканеры отпечатка пальца и т.п. Более того, такая система идентификации может быть частью обслуживающей машины.

К тому же, предложены средства ввода, которые содержат по меньшей мере одно структурно интегрированное устройство для обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода системы идентификации или системы авторизации, как описано выше.

Более того, предлагается обслуживающая машина, которая содержит по меньшей мере одно устройство для обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода обслуживающей машины, как описано выше.

Далее, предложен способ обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для идентификации и/или авторизации, включающий следующие этапы:

- подачи осциллирующего сигнала на два входных контакта антенны для получения стоячей волны, при этом антенна сконфигурирована как патч-антенна круговой поляризации, с характеристиками излучения, которые постоянны в пределах допуска в зоне наблюдения устройства,

- подачи осциллирующего сигнала с предопределенным уровнем на устройство обнаружения,

- ответвление к устройству обнаружения отраженного сигнала, принятого антенной, и

- детектирование устройством обнаружения разности фаз между поданным осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем и отраженным сигналом, ответвленным для того, чтобы обнаружить посторонний объект.

Кроме того, предлагается компьютерный программный продукт, который вызывает на программно-управляемом устройстве выполнение, по меньшей мере, части описанного выше способа для обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для идентификации и/или авторизации. По меньшей мере одна часть, которая осуществлена как компьютерный программный продукт, включает, в частности, этап определения разности фаз между поданным осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем и отраженным сигналом, который ответвлен.

Компьютерный программный продукт, такой как компьютерное программное средство, может быть обеспечен или предоставлен в виде носителя, таком как карта памяти, USB-накопитель, гибкий диск, CD-ROM, DVD, а также в виде файла, загружаемого с сервера в сети. Так может получиться, например, в беспроводной сети связи передачей соответствующего файла с компьютерным программным продуктом или компьютерным программным средством.

Устройство может быть приспособлено для получения электромагнитного поля посредством стоячей волны вблизи устройства и для обнаружения изменения полученного электромагнитного поля из-за отражения от взаимодействующего с электромагнитным полем материала постороннего объекта, в частности устройства для скимминга, который нелегально установлен внутри или на части обслуживающей машины.

Таким образом, дополнительно установленное устройство считывания или сканирования может быть распознано. Эти устройства считывания или сканирования не обязательно должны быть помещены в машину, а могут также быть смонтированы или расположены снаружи.

Путем применения стоячей волны устройство способно обнаружить посторонние или другие объекты вблизи антенны устройства. Прибор может работать, в частности, в микроволновой области. Могут быть использованы рабочие частоты, например 5,8 ГГц в полосе ISM (полоса ISM - полоса частот, отведенная для промышленной, научной и медицинской радиослужбы).

При введении и извлечении взаимодействующих с электромагнитным полем материалов в ближнее поле антенны устройства параметры антенны меняются, и ее импеданс на установленной частоте передачи меняется. Это изменяет отраженную долю сигнала, в частности его амплитуду или уровень, на соответствующем выходе ответвителя. В частности, посторонние объекты, установленные дополнительно с мошенническими намерениями, такие как устройства для злонамеренного вмешательства в работу или устройства для скимминга, могут таким образом быть определены.

В соответствии с настоящим изобретением частью обслуживающей машины, подлежащей наблюдению, является любая часть обслуживающей машины, которая является потенциальной мишенью для атаки путем злонамеренного вмешательства в работу с целью нелегального снятия секретных данных, в частности данных авторизации. Такими частями или частями машины являются, в частности, область считывателя карты для направления магнитной карты или клавиатура для ввода пин-кода.

В зависимости от предопределенной разности фаз результирующий сигнал для обнаружения постороннего объекта, внесенного в обслуживающую машину, может быть получен. Этот результирующий сигнал может быть оцифрован, в частности аналого-цифровым преобразователем, и подан на анализирующий блок, расположенный следом.

Анализирующий блок может производить, в частности, анализ и проверку логичности результирующего сигнала или результирующих сигналов, фильтрацию и коррекцию, чтобы скомпенсировать изменения, которые не вызваны злонамеренным вмешательством в работу машины, в частности разности фаз из-за изменений изменяющихся условий среды, в частности температуры и влажности. Более того, анализирующий блок отфильтровывает кратковременные изменения сигнала во время допустимых действий и операций на обслуживающей машине, таких как изъятие наличных средств и т.п.

Анализирующий блок может быть, например, сконфигурирован как самостоятельный модуль со своим собственным процессорным блоком. Но анализирующий блок может также быть интегрированным как программный модуль в управляющую систему обслуживающей машины.

Преимущественные варианты осуществления и модификации изобретения видны из зависимых пунктов формулы изобретения, а также из описания со ссылками на графические материалы.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления ответвитель сконфигурирован как направленный ответвитель.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления устройство обнаружения сконфигурировано как демодулятор, в частности как демодулятор огибающей. В этом случае на устройство обнаружения подается суммарный сигнал, и оно обнаруживает его амплитуду или изменение амплитуды. Влияние разности фаз уже появляется в ответвителе, когда получается суммарный сигнал.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления предложен генератор для обеспечения осциллирующего сигнала, при этом генератор связан с ответвителем.

Например, генератор может генерировать немодулированный сигнал несущей частоты в качестве осциллирующего сигнала, который имеет постоянный уровень в пределах используемой частотной области. Предпочтительно, сгенерированный немодулированный сигнал несущей частоты подвергается только малым изменениям из-за изменений температуры. Генератор предпочтительно частотно-стабилизирован в пределах используемой частотной области.

Кроме того, предпочтительно, чтобы генератор имел возможность подстройки и/или калибровки. Таким образом, можно будет производить индивидуальную подстройку для компенсации индивидуальных отклонений печатных плат или используемых компонентов с целью достижения оптимальной чувствительности устройства.

Более того, предпочтительно использовать приемо-передающее устройство. Такое приемо-передающее устройство может быть частотно-стабилизировано, в частности кварцевым резонатором и внутренней петлей фазовой автоподстройки (PLL), и давать постоянный уровень выходного сигнала, например до+21 дБм. Выходной уровень изменяется с частотой и температурой максимум на 3 дБ. Выходной уровень может быть подстраиваемым. Как отмечено выше, приемопередатчик работает предпочтительно в ISM-диапазоне 5,8 ГГц (5,725 ГГц - 5,875 ГГц). В этом частотном диапазоне предпочтительно несколько различных частот могут быть установлены, в частности при помощи внутренних регистров.

Рабочая область устройства зависит, в частности, от используемой частоты f и расстояния объектов.

Длина волны на частоте 5,8 ГГц будет 51,72 мм в воздухе (см. следующее уравнение):

$$\text{λ}=\frac{\text{c}}{\text{f}}=\frac{\text{3}\cdot {\text{10}}^{\text{8}}\frac{\text{m}}{\text{s}}}{\text{5}\text{.8}\cdot {\text{10}}^{\text{9}}\text{Hz}}=\text{51}\text{.72mm}$$

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления ответвитель приспособлен сдвигать фазу осциллирующего сигнала, который подается на первый входной контакт и/или второй входной контакт антенны на предопределенный фазовый угол, в частности на фазовый угол 90°.

В частности, осциллирующий сигнал может быть разделен одинаково на два входных контакта антенны со сдвигом фаз 0° и 90°, чтобы получить стоячую волну. Например, осциллирующий сигнал, который подан на входной контакт направленного ответвителя, может быть получен на двух выходных контактах для питания антенны, При этом два сигнала, питающих антенну, оказываются сдвинутыми по фазе электрически на фазовый угол 90°.

Назначение питания с электрическим сдвигом фазы и геометрически повернутого питания в частности в том, что получается круговая поляризация антенны или сгенерированное электромагнитное поле, с которым достигается более высокая чувствительность обнаружения независимо от ориентации постороннего объекта.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления ответвитель приспособлен подстраивать ослабление осциллирующего сигнала для устройства обнаружения таким образом, что уровень осциллирующего сигнала, поданного на устройство обнаружения, соответствует в пределах допуска и, в частности, соответствует по существу уровню отраженного сигнала, принятого антенной. Преимущество этого варианта осуществления лежит в максимизации чувствительности.

С учетом высокой чувствительности устройства особенно предпочтительно, если осциллирующий сигнал и отраженный сигнал, то есть сигнал, отраженный на постороннем объекте, имеют примерно одинаковый уровень или амплитуду на входе устройства обнаружения, в частности в пределах всего частотного диапазона используемой полосы ISM. Это может быть достигнуто, в частности, соответствующей конструкцией ответвителя, в частности направленного ответвителя, а также сведениями об отражающих свойствах постороннего объекта, подлежащего обнаружению. Если конфигурации посторонних объектов, используемых в качестве устройств для скимминга или устройств для злонамеренного вмешательства в работу машины, известны, то также их отражающие свойства, по крайней мере, известны заранее.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления ответвитель приспособлен устанавливать уровень осциллирующего сигнала для устройства обнаружения в зависимости от ожидаемых размеров постороннего объекта, в частности устройства для скимминга.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления ответвитель приспособлен для установки ослабления осциллирующего сигнала устройства обнаружения на величину от 2 дБ до 8 дБ. В частности, ответвитель может устанавливать ослабление осциллирующего сигнала для устройства обнаружения на 5 дБ.

Таким образом, ослабление ответвителем, в частности направленным ответвителем, осциллирующего сигнала, который подается на устройство обнаружения, значительно ниже, чем в обычных направленных ответвителях.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления ответвитель имеет импеданс, согласованный на его входных контактах, подключенных к генератору, антенне и устройству обнаружения, для того чтобы уменьшить отражения.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления патч-антенна сформирована на подложке с высокой относительной диэлектрической проницаемостью. В частности, относительная диэлектрическая проницаемость подложки может быть больше 6 (ε_r>6). Подложка может быть, например, керамической подложкой.

Чтобы получить особо компактные размеры, для изготовления патч-антенны предпочтителен материал печатной платы с высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Резонансная частота антенны предпочтительно настроена на рабочую частоту, так что максимальное излучение достигается на этой частоте. Желательно подстроить полное сопротивление входных контактов антенны на рабочей частоте под направленный ответвитель так, чтобы отражение сигнала было мало или минимально.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления устройство обнаружения приспособлено умножать наложение между подаваемым осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем и отраженным сигналом, который ответвлен, с характерной кривой нелинейного элемента. Разность фаз между предоставленным осциллирующим сигналом с предопределенным сигналом и отраженным сигналом, который ответвлен, может быть обнаружена благодаря этому.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления нелинейный элемент является диодом детектора. Детектирование разности фаз или демодуляция происходит преимущественно на диоде детектора, который преобразует принимаемый сигнал в основной диапазон.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления фильтр низких частот предусмотрен после устройства обнаружения.

Фильтр низких частот, предусмотренный следом, служит для устранения результатов смешивания, в частности удвоенной частоты. С целью минимизации влияния температуры на демодуляцию изменения характеристик диода детектора желательно компенсировать диодом, который идентично сконфигурирован и термально достаточно связан, и вычитанием на инструментальном усилителе.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления ответвитель приспособлен так, чтобы обнаруживать посторонние объекты, в частности устройства для скимминга, которые малы в отношении размеров подлежащей наблюдению части обслуживающей машины.

Устройства для скимминга, такие как аудиоголовки или антенные катушки, малы в отношении подлежащей наблюдению области обслуживающей машины, такой как, например, окно вставки карты.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления частота осциллирующего сигнала и геометрия антенны выбраны так, что область наблюдения устройства находится в области, где чувствительность приема антенны высока.

Если частота генератора, а значит и длина волны, изменяется во времени в предопределенной области, то, по сути, присутствующие зоны с низкой чувствительностью обнаружения могут быть пространственно смещены. Таким образом, общая достижимая вероятность обнаружения может быть увеличена.

Настоящее изобретение разъясняется далее более подробно со ссылками на рабочие примеры, изображенные схематически на фигурах.

На фиг. 1 изображена схематическая структурная схема первого рабочего примера устройства для наблюдения за, по меньшей мере, частью обслуживающей машины;

На фиг. 2 изображена схематическая структурная схема второго рабочего примера устройства для наблюдения за, по меньшей мере, частью обслуживающей машины;

На фиг. 3 изображен график, показывающий вероятность обнаружения, то есть чувствительность обнаружения, устройства как функцию расстояния от устройства скимминга до устройства на определенной рабочей частоте;

На фиг. 4 изображен график амплитуды передаточной функции рабочего примера гибридного ответвителя от входного контакта генератора к демодулятору с подсоединенной антенной.

На фиг. 5 изображен схематический вид рабочего примера касательно геометрии направленного ответвителя и патч-антенны устройства; и

На фиг. 6 изображена схематическая блок-схема рабочего примера способа обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для авторизации.

На всех фигурах одни и те же или функционально одни и те же средства и устройства обозначены одними и теми же ссылочными позициями, если не указано иное.

На фиг. 1 изображена структурная схема первого рабочего примера устройства 1 для наблюдения за, по меньшей мере, частью обслуживающей машины. Устройство 1 может быть размещено, например, в окне вставки карты обслуживающей машины.

Устройство 1 содержит ответвитель 2, который расположен так, чтобы направлять осциллирующий сигнал 3 к входным контактам 4 и 5 антенны 6, чтобы получить стоячую волну круговой поляризацией. Таким образом, посторонний объект F, расположенный или введенный без разрешения в обслуживающую машину, обнаружен. На фиг. 1, расстояние между антенной 6 устройства 1 и посторонним объектом F обозначено как χ.

Ответвитель 2 может быть сконфигурирован, в частности, как направленный ответвитель. Направленный ответвитель 2 сконфигурирован на сдвиг фазы осциллирующего сигнала 3, который подается на первый входной контакт 4 и/или второй входной контакт 5 антенны 6 на предопределенный фазовый угол, например 90°. Осциллирующий сигнал делится поровну на два входных контакта 4, 5 антенны 6 со сдвигом фазы 0° и 90°, для того чтобы получить стоячую волну с круговой поляризацией.

Кроме того, направленный ответвитель 2 дает осциллирующий сигнал 7 с предопределенным уровнем на демодулятор 8. Направленный ответвитель 2 подстраивает ослабление осциллирующего сигнала 7 для демодулятора 8, так что уровень осциллирующего сигнала 7, подаваемого на демодулятор 8, соответствует, в пределах допуска, уровню отраженного сигнала 9, принятого через антенну 6. Уровень осциллирующего сигнала 7 для демодулятора 8 подстраивается, в частности, ввиду предполагаемых размеров постороннего объекта F. Например, ослабление осциллирующего сигнала 7 для демодулятора 8 может быть настроено на величину от 2 дБ то 8 дБ, предпочтительно 5 дБ.

Направленный ответвитель 2 приспособлен так, чтобы обнаружить разность фаз между подаваемым осциллирующим сигналом 7 с предопределенным уровнем и отраженным сигналом 9, ответвленным, чтобы обнаружить посторонний объект F. Более того, демодулятор 8 может быть приспособлен, в частности, так чтобы перемножать наложение предоставленного осциллирующего сигнала 7 с предопределенным уровнем и отраженного сигнала 9, ответвленного с характерной кривой нелинейного элемента, и давать на выходе сигнал, показывающий разность фаз 10 в результате этого. Кроме того, сигнал для указания разности фаз 10 подходит для того, чтобы дать результирующий сигнал для обнаружения постороннего объекта в следующий далее анализирующий блок.

Антенна 6 может быть сконфигурирована, например, как патч-антенна циркулярной поляризации. Патч-антенна 6 может быть напечатана, например, на керамической подложке 13, имеющей высокую относительную диэлектрическую проницаемость или высокую константу диэлектрической проницаемости (см. фиг. 5). Для относительной диэлектрической проницаемости керамической подложки 13 предпочтительное значение больше 6 (ε_r>6).

Частота осциллирующего сигнала 3 и геометрия антенны 6 могут быть выбраны, в частности, так, что область наблюдения устройства 1 находится в области высокой чувствительности приема антенны 6. Касательно этого, на фиг. 3 изображен график, показывающий вероятность обнаружения устройства 1 как функцию расстояния от скиммера до устройства 1.

На фиг. 2 изображена структурная схема второго рабочего примера устройства 1 для наблюдения, по меньшей мере, за частью обслуживающей машины. Устройство 1 на фиг. 2 содержит все детали устройства 1 на фиг. 1. Чтобы не повторяться, эти общие детали не разъясняются повторно. Кроме того, устройство 1 содержит генератор 11 и фильтр 12 низких частот. Генератор 11 связан с направленным ответвителем 2 и дает осциллирующий сигнал 3. Фильтр 12 низких частот расположен после демодулятора 8.

Ссылаясь на фиг. 2, фиг. 4 показывает график амплитуды передаточной функции рабочего примера с гибридным направленным ответвителем 2 от входного сигнала генератора 11 к выходу демодулятора 8 с антенной 6. Ось x на фиг. 4 соответствует частоте f, а ось y соответствует амплитуде передаточной функции T. Соответственно, направленный ответвитель 2 реализован как 90°-гибридный ответвитель, который немного не в резонансе в частотной области, для того чтобы достичь передаточной функции, показанной на фиг. 4 от входного контакта к генератору 11 до выхода подключенного к выходному контакту демодулятора 8 гибридного ответвителя. Электрическая длина каждой ветви гибридного ответвителя составляет λ/4. Минимум на графике амплитуды передаточной функции расположен ниже фактической рабочей области, расположенной, например, от 5,725 ГГц до 5,875 ГГц. В примере на фиг. 4 минимум составляет около 5,6 ГГц. Для высокой чувствительности выгодно, в частности, если уровень сигнала на выходном контакте демодулятора гибридного ответвителя поддерживается постоянным насколько возможно в пределах используемой частотной области и имеет более высокий уровень на выходном контакте демодулятора, чем у обычного 90°-гибридного ответвителя.

На фиг. 5 схематически изображен вид рабочего примера касательно геометрии направленного ответвителя 2 и патч-антенны 6. Направленный ответвитель 2 и патч-антенна 6 напечатаны на керамической подложке 13 с относительно высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Высокая относительная диэлектрическая проницаемость обеспечивает, в частности, соответственно малые размеры патч-антенны 6 и, таким образом, компактный общий размер. Круговая поляризация патч-антенны 6 достигается путем подачи сигнала, сдвинутого по фазе на 90°, на обе стороны патча (ср. фиг. 1 и 2, ссылочные позиции 4 и 5).

На фиг. 6 изображена схематическая блок-схема рабочего примера способа обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для авторизации.

На этапе S1 осциллирующий сигнал подают на два входных контакта антенны для получения стоячей волны круговой поляризации.

На этапе S2 осциллирующий сигнал подают с предопределенным уровнем, в частности с ослабленным уровнем, на устройство обнаружения.

На этапе S3 отраженный сигнал, принятый антенной, ответвляют к устройству обнаружения. Отраженный сигнал происходит преимущественно от отражения стоячей волны на постороннем объекте.

На этапе S4 разность фаз между поданным осциллирующим сигналом, имеющим предопределенный уровень, и отраженным сигналом, который ответвлен, определяется, для того чтобы обнаружить посторонний объект.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на предпочтительные рабочие примеры, оно не ограничено этим и может быть модифицировано множеством способов.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 устройство 2 ответвитель, в частности направленный ответвитель 3 осциллирующий сигнал, в частности сигнал генератора 4 входной контакт 5 входной контакт 6 антенна 7 осциллирующий сигнал с предопределенным уровнем 8 устройство обнаружения, в частности демодулятор 9 отраженный сигнал 10 сигнал, показывающий разность фаз 11 генератор 12 фильтр низких частот 13 керамическая подложка F посторонний объект S1-S4 этап способа χ расстояние

Изобретение относится к устройствам для обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для идентификации и/или авторизации. Технический результат - повышение надежности. Устройство содержит, по меньшей мере, ответвитель. Ответвитель приспособлен для того, чтобы подавать осциллирующий сигнал на два входных контакта антенны для получения стоячей волны, для подачи осциллирующего сигнала с предопределенным уровнем на устройство обнаружения и для того, чтобы ответвлять в устройство обнаружения отраженный сигнал, принятый антенной. Кроме того, ответвитель приспособлен определять разность фаз между поданным осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем и отраженным сигналом, который ответвлен, чтобы обнаружить посторонний объект. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство (1) для обнаружения постороннего объекта (F), установленного вблизи средства ввода, используемого для идентификации и/или авторизации, содержащее:
ответвитель (2), приспособленный для подачи осциллирующего сигнала (3) на два входных контакта (4, 5) антенны (6) для получения стоячей волны, для подачи осциллирующего сигнала с предопределенным уровнем (7) на устройство (8) обнаружения и для ответвления для устройства (8) обнаружения отраженного сигнала (9), принятого антенной (6), и для обнаружения разности фаз между поданным осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем (7) и отраженным сигналом (9), который ответвлен, для обнаружения постороннего объекта (F),
при этом антенна (6) сконфигурирована как патч-антенна круговой поляризации с характеристиками излучения, которые постоянны, в пределах допуска, в диапазоне наблюдения устройства (1).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что предусмотрен генератор (11), обеспечивающий осциллирующий сигнал (3), при этом генератор (11) связан с ответвителем (2).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что генератор (11) является подстраиваемым.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ответвитель (2) адаптирован сдвигать фазу осциллирующего сигнала (3), поданного на первый входной контакт (4) и/или на второй входной контакт (5) антенны (6), на предопределенный фазовый угол, в частности на фазовый угол 90°.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ответвитель (2) приспособлен для подстраивания ослабления осциллирующего сигнала (7) для устройства (8) обнаружения таким образом, что уровень осциллирующего сигнала (7), поданного на устройство (8) обнаружения, соответствует, в пределах допуска, уровню отраженного сигнала (9), принятого антенной (6).

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что ответвитель (2) приспособлен устанавливать уровень осциллирующего сигнала (7) для устройства (8) обнаружения в зависимости от ожидаемых размеров постороннего объекта (F), в частности устройства для скимминга.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ответвитель (2) приспособлен устанавливать ослабление осциллирующего сигнала (7) для устройства (8) обнаружения на величину от 2 дБ до 8 дБ, предпочтительно на 5 дБ.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для уменьшения отражений ответвитель (2) согласован по полному сопротивлению на своих входных контактах, подключенных к генератору (11), антенне (6) и устройству (8) обнаружения.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что патч-антенна (6) сформирована на подложке (13) с относительной диэлектрической проницаемостью, большей 6 (ε_r>6).

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство (8) обнаружения приспособлено перемножать наложение между поданным осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем (7) и отраженным сигналом (9), который ответвлен, с характеристической кривой нелинейного элемента и определять разность в зависимости от этого.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ответвитель (2) приспособлен обнаруживать посторонние объекты, в частности устройства для скимминга, которые малы в отношении размеров части обслуживающей машины, подлежащей наблюдению.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что частота осциллирующего сигнала (3) и геометрия антенны (6) приспособлены так, что область наблюдения устройства (1) находится в области, где чувствительность приема антенны (6) велика.

13. Средство ввода, содержащее по меньшей мере одно структурно интегрированное устройство (1) по п. 1 для обнаружения постороннего объекта (F), установленного вблизи средства ввода системы идентификации или системы авторизации.

14. Обслуживающая машина, содержащая по меньшей мере одно устройство (1) по п. 1 для обнаружения постороннего объекта (F), установленного вблизи средства ввода обслуживающей машины.

15. Способ обнаружения постороннего объекта, установленного вблизи средства ввода, используемого для идентификации и/или авторизации, включающий в себя этапы, на которых:
подают (S1) осциллирующий сигнал на два входных контакта антенны для получения стоячей волны, при этом антенна сконфигурирована как патч-антенна круговой поляризации с характеристиками излучения, которые постоянны, в пределах допуска, в области наблюдения устройства (1);
подают (S2) осциллирующий сигнал с предопределенным уровнем на устройство (8) обнаружения,
ответвляют (S3) на устройство обнаружения отраженный сигнал, принятый антенной, и
обнаруживают (S4) посредством устройства обнаружения разность фаз между поданным осциллирующим сигналом с предопределенным уровнем и отраженным сигналом, который ответвлен, для обнаружения постороннего объекта.