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Patent Searching and Data


Title:
TRANSPONDER WITH A MICROWAVE RECEIVE ANTENNA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/027440
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a transponder characterized by a reflection factor modulator (8,10) used to modulate the reflection factor of the microwave receiver (4b,5). This means that the usual transmit antenna can be dispensed with, thereby considerably simplifying the structure of the transponder and the systems contained therein.

Inventors:
SCHRAUD GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE1997/002890
Publication Date:
June 25, 1998
Filing Date:
December 11, 1997
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
SCHRAUD GERHARD (DE)
International Classes:
G01S13/75; G06K19/077; H01Q1/22; H01Q3/44; H01Q9/04; (IPC1-7): G01S13/02; H01Q1/22; H01Q3/44; H01Q9/04
Domestic Patent References:
WO1997016865A11997-05-09
Foreign References:
EP0480413A21992-04-15
DE4017625A11990-12-06
EP0733914A11996-09-25
EP0473981A21992-03-11
EP0324564A21989-07-19
EP0254954A11988-02-03
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Claims:
Patentansprüche
1. Transponder mit einer MikrowellenEmpfangsantenne (4b, 5) g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen zur Modulation des Reflexionsfaktors der Mikrowellen Empfangsantenne vorgesehenen Reflexionsfaktormodulator (8, 10).
2. Transponder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Reflexionsfaktormodulator (8,10) einen Schalter (8) enthält, über welchen ein entsprechend der vorzunehmenden Modulation erfolgendes Kurzschließen der Mikrowellen Empfangsantenne (4b, 5) bewerkstelligbar ist.
3. Transponder nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die MikrowellenEmpfangsantenne (4b, 5) eine planare Mikrostreifenantenne ist, die durch Anordnung von mindestens einer im wesentlichen rechteckförmigen Strahlungsfläche (5) über einer nach allen Seiten überstehenden elektrisch leiten den Grundfläche (4b) gebildet wird.
4. Transponder nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die mindestens eine Strahlungsfläche (5) eine Länge von k/2 aufweist.
5. Transponder nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die von der Strahlungsfläche (5) aufgenommene und in elektrische Energie umgesetzte Strahlungsenergie hochohmig an einem leerlaufenden Längsende ausgekoppelt wird.
6. Transponder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Strahlungsflächen (5) paarweise vorgesehen sind, wobei jedes Strahlungsflächenpaar aus zwei im Abstand nebeneinander liegenden Strahlungsflächen (5) besteht, deren Längsenden über eine Speiseleitung (3a) verbunden sind.
7. Transponder nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine kapazitive Kopplung der Strahlungsfläche (n) (5) und der Speiseleitung (3a) vorgesehen ist.
8. Transponder nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die über die Speiseleitung (3a) geführte Antennenspannung in der Mitte derselben abgegriffen wird.
9. Transponder nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die von der Speiseleitung (3a) abgegriffene Antennen spannung zur Versorgung einer nachgeordneten Schaltung (10) mit der zu deren Betrieb erforderlichen Energie verwendet und zugleich einer Verarbeitung zur Erfassung und Auswertung der darin enthaltenen Information unterzogen wird.
10. Transponder nach einem der Ansprüche 6 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere, jeweils um X beabstandete Strahlungsflächenpaare vorgesehen sind, deren Speiseleitungen (3a) aber Verbindungs leitungen (3c) miteinander verbunden sind.
11. Transponder nach einem der Ansprüche 6 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Speiseleitung (3a) mit einer leerlaufenden /4Lei tung (3b) verbindbar ist.
12. Transponder nach der Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Herstellen und das Auftrennen der Verbindung zwischen der Speiseleitung (3a) und der leerlaufenden k/4Leitung (3b) durch Betätigen des Schalters (8) bewerkstelligbar ist.
13. Transponder nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die leerlaufende /4Leitung (3b) im wesentlichen durch eine offene Streifenleitung gebildet wird.
14. Transponder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Transponder bis auf die elektrisch leitende Grund fläche (4b) der Mikrostreifenantenne vollständig in ein Chip kartenmodul (2) einer Chipkarte integriert wird.
15. Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Transponder bis auf die elektrisch leitende Grund fläche (4b) der Mikrostreifenantenne vollständig in ein Chip karteninlett (12) einer Chipkarte integriert wird.
Description:
Beschreibung Transponder mit einer Mikrowellen-Empfangsantenne Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transponder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, d. h. einen Transponder mit einer Mikrowellen-Empfangsantenne.

Transponder sind elektrische Einrichtungen, die in der Lage sind, selbständig mit einer Sende/Empfangsstation auf deren Veranlassung hin zu kommunizieren.

Insbesondere für relativ kurze Entfernungen (bis zu einigen Metern) zwischen Transponder und Sende/Empfangsstation ausge- legte Transponder können ohne eigene Stromversorgung auskom- men ; die für den ordnungsgemäßen Betrieb benötigte Energie kann von der Sende/Empfangsstation erhalten werden.

Sowohl die Energieübertragung von der Sende/Empfangsstation zum Transponder als auch die Kommunikation, d. h. der Infor- mationsaustausch zwischen der Sende/Empfangsstation und dem Transponder erfolgen in der Regel drahtlos.

Hierzu können je nach Anwendung des Transponders verschieden- artige technische Effekte ausgenutzt werden : Bei geringen Entfernungen zwischen der Sende/Empfangsstation und dem Transponder (Entfernungen bis zu mehreren zehn Zenti- metern) können die Energieübertragung und der Informations- austausch aber stationäre Felder, genauer gesagt aber eine induktive/transformatorische Nahfeld-Kopplung im Kurzwellen- bereich erfolgen.

Bei größeren Entfernungen zwischen der Sende/Empfangsstation und dem Transponder (Entfernungen ab ungefähr 70 cm) können die Energieübertragung und der Informationsaustausch aber

elektromagnetische Wellen erfolgen. Ein Transponder dieser Art ist beispielsweise aus der EP 0 070 047 bekannt.

Der aus der genannten Druckschrift bekannte Transponder ist ein in einer kontaktlosen Chipkarte integrierter, zum Empfan- gen und Versenden von Mikrowellen ausgelegter Transponder und besteht im wesentlichen aus einem Halbleiter-Chip, einer Energiegewinnungseinheit, einer Empfangsantenne und einer Sendeantenne. Da der beschriebene Transponder aber keine eigene Stromversorgung verfügt, ist er inaktiv, wenn und solange keine sendende Sende/Empfangsstation in der Nahe ist.

Kommt der Transponder in die Nähe einer sendenden Sende/ Empfangsstation oder beginnt eine in der Nähe des Transpon- ders befindliche Sende/Empfangsstation zu senden, so kann die Energiegewinnungseinheit aus den von der Sende/Empfangs- station versandten und über die Empfangsantenne des Trans- ponders empfangenen Mikrowellen die zum Betrieb des Trans- ponders benötigte Energie extrahieren, wodurch der Trans- ponder, genauer gesagt der Halbleiter-Chip desselben akti- viert wird. Im aktivierten Zustand ist der Transponder in der Lage, in vorbestimmter Weise mit der Sende/Empfangsstation zu kommunizieren. Hierzu werden (parallel zur Energiegewinnung) die vom Transponder empfangenen Mikrowellen hinsichtlich der darin enthaltenen Nutzinformation ausgewertet. Ergibt sich dabei, daß von dem betreffenden Transponder eine Rückantwort erwartet wird, so versendet er diese aber die Sendeantenne zur anfordernden Sende/Empfangsstation.

Der vorstehend beschriebene, aus der EP 0 079 047 A2 bekannte Transponder ist ein Transponder gemäS dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Transponder enthaltende Chipkarten oder sonstige Gegenstände und Systeme sind mannigfaltig einsetzbar und wer- den vermutlich schon in naher Zukunft eine weite Verbreitung erlangen.

Nachteilig an derartigen Transpondern ist jedoch deren rela- tiv komplizierter Aufbau. Insbesondere die praktische Reali- sierung der Sende-und Empfangsantennen erfordert einen er- heblichen technischen Aufwand.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Transponder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß dieser einen vereinfachten, aber dennoch äußerst zuverlässig funktionierenden Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kennzeichnen- den Teil des Patentanspruchs 1 beanspruchte Merkmal gelöst.

Demnach weist der Transponder einen zur Modulation des Re- flexionsfaktors der Mikrowellen-Empfangsantenne vorgesehenen Reflexionsfaktormodulator auf.

Bei Einstellung eines geringen Reflexionsfaktors wirkt die Mikrowellen-Empfangsantenne normal als Empfangsantenne, wo- hingegen die Einstellung eines hohen Reflexionsfaktors die mehr oder weniger vollständige Reflexion der an der Empfangs- antenne ankommenden Mikrowellen verursacht, wodurch die Empfangsantenne im Ergebnis wie eine Sendeantenne wirkt.

Das Vorsehen des Reflexionsfaktormodulators ermöglicht mithin einen Verzicht auf eine separate Sendeantenne und die zur Generierung der zu versendenden Signale erforderlichen Schal- tungsteile wie HF-Generatoren und dergleichen.

Der mögliche Verzicht der genannten Komponenten ermöglicht einen vereinfachten, aber nichtsdestotrotz hervorragend funk- tionierenden Transponderaufbau.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeipie- len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Draufsicht auf eine ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Transponders enthaltende Chipkarte, Figur 2 eine Querschnittsansicht durch ein in der Chipkarte gemäß Figur 1 integriertes Chipkartenmodul entlang einer in der Figur 1 gestrichelt eingezeichneten Linie, Figur 3 eine Querschnittsansicht des in der Figur 2 gezeigten Chipkartenmoduls im in einen Chipkartenkörper ein- gesetzten Zustand, Figur 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Verschaltung und der Reflexionsfaktormodulation einer Antenne des Transponders, Figur 5 eine alternative Ausführungsform des Chipkarten- moduls, Figur 6 eine alternative Ausführungsform der Antenne des Transponders, und Figur 7 eine Querschnittsansicht einer die Antenne gemäß Fi- gur 6 enthaltenden Chipkarte.

Der im folgenden näher beschriebene Transponder ist ein in einer kontaktlosen Chipkarte vorgesehener Transponder.

Es sei jedoch bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß der beschriebene Transponder nicht nur in Chipkarten, sondern-gegebenenfalls unter entsprechender Anpassung an

die jeweiligen Verhältnisse-grundsätzlich auch in beliebige andere Gegenstände und Systeme einbaubar ist.

Die Chipkarte, in welcher der beschriebene Transponder inte- griert ist, möge keine eigene Stromversorgung zum Betrieb der darauf bzw. darin vorgesehenen Schaltungen aufweisen. Die zum Betrieb der besagten Schaltungen erforderliche Energie möge der elektromagnetischen Strahlung entnommen werden, die von einer Sende/Empfangsstation ausgesandt wird, um in der Nähe befindliche Chipkarten anzusprechen.

Auch hierauf besteht jedoch keine Einschränkung. Der be- schriebene Transponder ist grundsätzlich auch in Gegenständen und Systemen einsetzbar, die aber eine eigene Stromversorgung für die dort enthaltenen Schaltungen verfügen.

Die elektromagnetische Strahlung, auf die der Transponder an- sprechen soll oder anspricht, sind im betrachteten Beispiel Mikrowellen, vorzugsweise Millimeterwellen, und zwar insbe- sondere im Frequenzbereich zwischen 2,45 GHz und 5,8 GHz. Der genannte Frequenzbereich wird im betrachteten Ausführungsbei- spiel bevorzugt, weil die hierfür vorzusehenden Antennen von deren Abmessungen her relativ gut in Chipkarten unterbringbar sind und weil für die Verwendung dieser Frequenzen für Fern- wirk-Funkanlagen kleiner Leistung, zu denen auch mit kontakt- losen Chipkarten arbeitende Systeme zählen, behördliche Ge- nehmigungen vorliegen.

Nichtsdestotrotz besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, mit außerhalb des genannten Frequenzbereichs liegenden Fre- quenzen zu arbeiten. Bei den im folgenden näher beschriebenen Chipkarten können beispielsweise auch noch im MHz-Bereich liegende Frequenzen zum Einsatz kommen.

Der beschriebene Transponder und die Sende/Empfangsstationen, über welche dieser ansprechbar ist, mögen für sogenannte Long-Range-Systeme mit Reichweiten von mehr als 70 cm

(handsfree systems) ausgelegt sein ; die hierfür erforderli- chen Rahmenbedingungen sind durch die Verwendung von elektro- magnetischen Wellen als Energie-und Informationsträger er- füllt.

Prinzipiell können der Transponder und die Sende/Empfangs- station jedoch auch für jede beliebige andere Reichweite ausgelegt sein.

Wie insbesondere aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich ist, be- steht die den Transponder enthaltende Chipkarte aus einem Chipkartenkörper 4 und einem in eine entsprechende Ausnehmung desselben eingesetzten Chipkartenmodul 2.

Der Chipkartenkörper 4 ist mehrlagig aufgebaut ; er besteht, wie insbesondere aus der Figur 3 ersichtlich ist, aus einem plattenförmigen Unterteil 4a, einem ebenfalls plattenförmigen Oberteil 4c einer zwischen diesen angeordneten elektrisch leitenden Schicht 4b.

Das Unterteil 4a und das Oberteil 4c bestehen aus Kunststoff, vorzugsweise aus PVC oder dergleichen. Die elektrisch lei- tende Schicht 4b ist eine auf dem Unterteil 4a im wesentlich ganzflächig aufgebrachte Metallschicht. Das mit der elek- trisch leitenden Schicht 4b versehene Unterteil 4a und das Oberteil 4c sind beispielsweise durch Laminieren miteinander verbunden.

Die elektrisch leitende Schicht 4b bildet die leitende Grund- ebene einer in der Chipkarte integrierten Mikrostreifen- antenne.

Das Oberteil 4c weist eine Ausstanzung oder Ausfräsung auf, welche die zuvor bereits erwähnte Ausnehmung des Chipkarten- körpers 4 zum Einsetzen des Chipkartenmoduls 2 bildet.

Das Chipkartenmodul 2 besteht, wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, im wesentlichen aus einem teilweise mit einer elektrisch leitenden Schicht versehenen, folienartig ausgebildeten Modulträger aus Kunststoff, einem auf der Beschichtungsseite aufgebrachten Halbleiter-Chip 1 und einer diesen bedeckenden Chipabdeckung 6.

Die elektrisch leitende Schicht ist wie in Figur 1 gezeigt strukturiert ; durch sie werden zwei Strahlungsflächen 5, eine diese verbindende Speiseleitung 3a und eine Streifenleitung 3b gebildet.

Die Strahlungsflächen 5 sind planare Rechteckstrukturen, die im Zusammenwirken mit der elektrisch leitenden Schicht 4b des Chipkartenkörpers 4 je eine planare Mikrostreifenantenne bil- den.

Mikrostreifenantennen eignen sich aufgrund deren Konstruktion und Größe hervorragend für den Einsatz in Chipkarten. Die Größe bzw. die geometrischen Abmessungen können bei in Chip- karten integrierten Mikrostreifenantennen besonders gering gehalten werden, weil die zwischen den Strahlungsflächen 5 und der elektrisch leitenden Schicht 4b befindlichen Ab- schnitte des Chipkartenkörpers 4 und des Chipkartenmoduls 2 als ein einen Wellenlängenverkürzungsfaktor bedingendes Di- elektrikum wirken.

Die Strahlungsflächen 5 und die diese verbindende Speiselei- tung 3a bilden in der Darstellung gemäß Figur 1 ein auf dem Kopf stehendes U. Die der Länge der U-Schenkel entsprechende Länge der Strahlungsflächen 5 beträgt k/2, wobei, wie vorste- hend bereits angedeutet wurde, X nicht etwa die Wellenlänge ko der elektromagnetischen Wellen, für die die Antenne aus- gelegt ist, sondern die Materialwellenlänge repräsentiert und sich nach der Gleichung

berechnet. Der seitliche Abstand der beiden Strahlungsflächen 5, genauer gesagt der Abstand der Zentren derselben beträgt für eine gleichphasige Anregung durch die empfangbare elek- tromagnetische Strahlung (Mikrowellen mit der Wellenlänge B0) vorzugsweise X, kann aber auch anders gewählt werden.

Die aber die Strahlungsflächen 5 empfangene Strahlungsenergie wird durch diese in elektrische Energie umgesetzt und als solche aber die Speiseleitung 3a ausgekoppelt und dem Halb- leiter-Chip 1 und/oder anderen Schaltungen zugeführt. Die Auskopplung erfolgt im betrachteten Beispiel hochohmig an den leerlaufenden Längsenden der Strahlungsflächen 5 ; die Aus- kopplung kann aber auch niederohmig am Strombauch in der Mitte der Strahlungsflächen 5 erfolgen.

Durch die wie beschrieben und in den Figuren gezeigt angeord- nete Speiseleitung 3a werden die jeweils auch einzeln als Antennen funktionierenden Strahlungsflächen 5 parallel zu- einander geschaltet, wodurch sich die entnehmbare elektrische Energie entsprechend erhöht.

Wie insbesondere aus der Figur 4 ersichtlich ist, werden die aus den Strahlungsflächen 5 ausgekoppelten, sich auf der Speiseleitung 3a überlagernden Antennenspannungen ungefähr in der Mitte der Speiseleitung 3a an einer Anschlußstelle 7 ab- gegriffen und einer Schaltung zugeführt, in welcher sie hin- sichtlich der darin enthaltenen Energie und Information ver- wertet bzw. ausgewertet werden.

Die dabei ablaufenden Vorgänge hängen unter anderem von der Stellung eines in der Figur 4 gezeigten Schalters 8 ab. Die Stellung des Schalters 8 wird durch eine Auswerteschaltung 10 gesteuert, welche die von der Antenne empfangenen Signale in-

haltlich auswertet ; im spannungslosen, also nicht betriebenen Zustand der Auswerteschaltung 10 ist der Schalter 8 geöffnet.

Wenn und so lange der Schalter 8 geöffnet ist, ist die der Speiseleitung 3a nachgeordnete Schaltung, welche übrigens vollständig im Chipkartenmodul 2 untergebracht ist und zumin- dest teilweise Bestandteil des Halbleiter-Chips 1 sein kann, elektrisch an die dann als Empfangsantenne wirkenden Strah- lungsflächen 5 und die diese verbindende Speiseleitung 3a an- gepaßt ; dadurch kann der Antenne maximal viel Energie ent- nommen werden. Die durch ein geeignetes Strahlungsfeld in den Strahlungsflächen 5 erzeugte und von diesen aber die Speise- leitung 3a abgegriffene Spannung wird durch einen Gleichrich- ter 9 gleichgerichtet und als Versorgungsspannung für die Schaltung gemäß Figur 4 verwendet. Mit der Bereitstellung der Versorgungsspannung kann die Schaltung ihren Betrieb aufneh- men. Dadurch wird unter anderem auch die vorstehend bereits erwähnte Auswerteschaltung 10 aktiviert.

Mit der Aktivierung der Auswerteschaltung 10 beginnt diese mit der Überwachung und Auswertung der aber die Antenne empfangenen Signale. Dabei wird insbesondere festgestellt, ob die betreffende Chipkarte durch die empfangenen Signale ange- sprochen ist und ob es einer Rückmeldung an die sendende Sende/Empfangsstation bedarf.

Wird durch die Auswerteschaltung 10 festgestellt, daß es einer Reaktion auf die von der Sende/Empfangsstation ver- sandten Signale bedarf, so wird diese durch ein Schließen des Schalters 8 oder eine bestimmte Folge von Öffnungs-und Schließvorgängen veranlaßt.

Durch das Schließen des Schalters 8 wird eine Verbindung von der Anschlußstelle 7 der Speiseleitung 3a zur Streifenleitung 3b, genauer gesagt einer Anschlußstelle 7 derselben herge- stellt. Die Länge der Streifenleitung 3b ist so bemessen, daß sie im Zusammenwirken mit der Verbindung zur Speiseleitung 3a

als X/4-Leitung wirkt. Die Streifenleitung 3b und die Verbin- dung zur Speiseleitung 3a sind leerlaufend. D. h., es werden aber diese im geschlossenen Zustand des Schalters 8 keine wie auch immer gearteten elektrischen Verbraucher mit Energie versorgt ; sie wirken insbesondere aufgrund deren Abmessungen auch nicht als Strahler.

Der leerlaufende (offene) Abschluß der X/4-Leitung wird (infolge der am Leitungsende der /4-Leitung stattfindenden Reflexion) in einen Kurzschluß am Leitungsanfang (an der An- schlußstelle 7 der Speiseleitung 3a) transformiert. Der Kurz- schluß am Leitungsanfang der X/4-Leitung wirkt zugleich als Kurzschluß der durch die Strahlungsflächen 5 und die elek- trisch leitende Schicht 4b gebildeten Antenne, wodurch im Er- gebnis an den Strahlungsflächen 5 ankommende elektromagneti- sche Wellen im wesentlichen vollständig zur Sende/Empfangsstation zurückreflektiert werden.

Die von der Transponderantenne zur Sende/Empfangsstation zurückreflektierten Wellen können von dieser empfangen und ausgewertet werden.

Der Schalter 8 und die diesen ansteuernde Auswerteschaltung 10 bilden im Ergebnis einen Reflexionsfaktormodulator, durch welchen der Reflexionsfaktor der Transponderantenne verändert und moduliert werden kann.

Durch ein gezieltes Hin-und Herschalten des Schalters 8 kön- nen vom Transponder beliebige Informationen beliebig codiert zur Sende/Empfangsstation übertragen werden.

Zu Zeiten, während derer der Schalter 8 geschlossen (die Transponderantenne kurzgeschlossen) ist, kann durch den Gleichrichter nicht die zum Betrieb des Halbleiter-Chips 1 und/oder sonstiger Schaltungen erforderliche Energie gewonnen werden ; der Gleichrichter 9 sperrt in diesem Zustand sogar.

Der Transponder enthält zur Überbrückung dieser Zeiten einen

Energiespeicher wie beispielsweise einen parallel zum Gleich- richter 9 geschalteten Kondensator oder dergleichen, mit des- sen Hilfe ein bestimmungsgemäßer Betrieb des Halbleiter-Chips 1 bzw. der sonstigen Schaltung aufrechterhalten werden kann.

Die Kapazität des Kondensators kann relativ gering sein, weil aufgrund der hohen Trägerfrequenz (MHz oder GHz) nur sehr kurze Unterbrechungen erforderlich sind, um eindeutig identi- fizierbare Informationen zu versenden.

Durch das Vorsehen einer Reflexionsfaktormodulation kann auf eine separate Sendeantenne zum aktiven Versenden von Informa- tionen vom Transponder zur Sende/Empfangsstation verzichtet werden.

Die beschriebene Art und Weise des Kurzschließens der Trans- ponderantenne macht es überflüssig, eine elektrische Verbin- dung zur elektrisch leitenden Schicht 4b herzustellen. Dies ist insofern vorteilhaft, als eine mittelbare oder unmittel- bare Verbindung der im Chipkartenkörper 4 untergebrachten elektrisch leitenden Schicht 4b mit einer oder mehreren der im Chipkartenmodul 2 untergebrachten Strahlungsflächen 5 mit einem nicht unerheblichen Aufwand verbunden sein kann.

Bei der beschriebenen Chipkarte sind insbesondere aufgrund der eleganten Lösung des Antennenproblems fast alle Transpon- derbestandteile im Chipkartenmodul 2 unterbringbar ; nur die elektrisch leitende Schicht 4b befindet sich noch im Chipkar- tenkörper 4. Da zur elektrisch leitenden Schicht 4b kein elektrischer Kontakt hergestellt werden muß, müssen zwischen dem Chipkartenmodul 2 und dem Chipkartenkörper 4 keinerlei elektrische Verbindungen vorgesehen werden. Das Chipkarten- modul 2 muß daher lediglich in die dafür vorgesehene Aus- sparung des Chipkartenkörpers 4 eingesetzt und in der ein- gesetzten Stellung mit diesem (beispielsweise durch einen Kleber 11) verbunden werden. Auch die Herstellung des Chip- kartenmoduls 2 selbst ist relativ einfach, denn die zuvor er- wähnten Schaltungskomponenten desselben (Schalter 8, Gleich-

richter 9, Auswerteschaltung 10) können (müssen aber nicht) in den Halbleiter-Chip 1 integriert werden ; der Schalter 8 und der Gleichrichter 9 werden in diesem Fall entweder durch einen CMOS-FET bzw. Schottky-Dioden oder als bipolare Bau- elemente in BiCMOS-Technologie realisiert. Die gesamte Chip- kartenherstellung gestaltet sich dadurch denkbar einfach und kann weitestgehend oder sogar vollständig durch herkömmliche Chipkarten-Herstellungsprozesse erfolgen.

Obgleich sich die vorstehend beschriebene Art und Weise des Kurzschließens der Transponderantenne als sehr vorteilhaft erweist, besteht hierauf keine Einschränkung. Grundsätzlich ist es auch denkbar eine oder mehrere der Strahlungsflächen 5 über steuerbare Schalter mit der elektrisch leitenden Schicht 4b zu verbinden oder den angestrebten Kurzschluß auf belie- bige andere Art und Weise zu bewirken. Der mögliche Verzicht auf das Vorsehen einer separaten Sendeantenne im Transponder ist unabhängig von der Art und Weise, auf die der Kurzschluß der Transponderantenne erfolgt.

Die vorstehend beschriebene Reflexionsfaktormodulation er- laubt es, selektiv einen von zwei verschiedenen Reflexions- faktoren auszuwählen. Wenngleich dies vorliegend nicht im Detail beschrieben wird, wäre es jedoch auch denkbar, Zwischenstufen vorzusehen. Dadurch ließe sich im Ergebnis eine Amplitudenmodulation der vom Transponder zur Sende/ Empfangsstation reflektierten Wellen realisieren.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Strahlungsflächen 5 und die Speiseleitung 3a unmittelbar mit- einander verbunden ; sie werden durch eine entsprechende me- tallische Beschichtung der den Halbleiter-Chip 1 tragenden Seite des Modulträgers gebildet.

Statt dessen kann jedoch auch vorgesehen werden, nur die Speiseleitung 3a und die Streifenleitung 3b auf der den Halb- leiter-Chip tragenden Seite des Modulträgers 2 vorzusehen,

wohingegen die Strahlungsflächen 5 auf der gegenüberliegenden Seite des Modulträgers angeordnet werden. Ein derartiger Chipkartenmodul-Aufbau, bei welchem die Strahlungsflächen 5 und die Speiseleitung 3a"nur"kapazitiv miteinander gekop- pelt sind, ist in Figur 5 dargestellt.

Das kapazitive Ankoppelverhältnis wird durch die Dicke des Modulträgers und die Überlappungsfläche zwischen den jeweili- gen Strahlungsflächen 5 und der Speiseleitung 3a bestimmt.

Das Chipkartenmodul gemäß Figur 5 weist gegenüber dem Chip- kartenmodul gemäß Figur 2 den Vorteil auf, da$ die Strah- lungsflächen 5 aufgrund deren exponierter Lage (an oder nahe der Chipkartenoberfläche) ein besseres Empfangs-und Ab- strahlverhalten aufweisen.

Die einfache Herstellbarkeit der Chipkarte, welche insbeson- dere darauf beruht, daß es keiner elektrischer Verbindungen zwischen dem Chipkartenmodul 2 und dem Chipkartenkörper 4 be- darf, wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Die Transponderantenne ist weiterhin hinsichtlich der Anzahl der Strahlungsflächen 5 abwandelbar. Wie vorstehend bereits angedeutet wurde, wirkt jede der Strahlungsflächen 5 im Zu- sammenwirken mit der elektrisch leitenden Schicht 4b als eine (auch einzeln betreibbare) Antenne. Bei den bisher betrachte- ten Beispielen sind jeweils zwei solche Antennen parallel ge- schaltet (zu einem sich wirkungsmäßig summierenden Antennen- paar zusammengeschaltet). Es können jedoch auch noch mehrere Antennen miteinander verschaltet werden.

Eine mögliche Anordnung und Verschaltung von sechs Antennen ist in der Figur 6 gezeigt. Die gezeigte Anordnung besteht aus drei identisch ausgebildeten Antennenpaaren, die, genauer gesagt deren Speiseleitungen 3a über Verbindungsleitungen 3c miteinander verbunden sind.

Zur Erzielung einer gleichphasigen Anregung der jeweiligen Antennenpaare sind diese, genauer gesagt deren Mittelpunkte jeweils um X voneinander beabstandet. Der maximale Antennen- gewinn läßt sich erzielen, wenn auch die Verbindungsleitungen 3c jeweils X lang sind.

Auch eine derartige oder anders konstruierte Antennengruppe kann durch Verbinden mit der nach wie vor vorhandenen offenen Streifenleitung 3b einer Reflexionsfaktormodulation unterzo- gen werden.

Eine derartige, aus einer Vielzahl von Strahlungsflächen 5 bestehende Mikrowellenantennengruppe ist einer nur eine oder zwei Strahlungsflächen 5 aufweisenden Antenne in mehrfacher Hinsicht deutlich überlegen. Sie besitzt einen höheren An- tennengewinn und eine bessere Richtcharakteristik, wodurch sie im Ergebnis empfindlicher und für größere Reichweiten ge- eignet ist.

Eine derartige Antennengruppe wird vorzugsweise auf einem eine eigene Chipkartenlage bildenden Chipkarteninlett unter- gebracht.

Ein Querschnitt durch eine ein Chipkarteninlett 12 enthal- tende Chipkarte ist in der Figur 7 veranschaulicht.

In Übereinstimmung mit der Chipkarte gemäß Figur 3 weist die Chipkarte gemäß Figur 7 ein plattenartiges Unterteil 4a mit einer darauf aufgebrachten elektrisch leitenden Schicht 4b auf. Darüber sind nun jedoch ein Mittelteil 4d, das Chip- karteninlett 12 und ein gegenüber dem Oberteil 4c modifizier- tes Oberteil 4e angeordnet.

Das Chipkarteninlett 12 besteht aus einem folienartig ausge- bildeten Inlettträger, einer die Strahlungsflächen 5, die Speiseleitungen 3a, die Streifenleitung 3b und die Verbin- dungsleitungen 3c bildenden, elektrisch leitenden Beschich-

tung, dem Halbleiter-Chip 1 und der Chipabdeckung 6, die wie in der Figur 7 gezeigt, also im wesentlichen in der selben Relativlage wie beim Chipkartenmodul 2 angeordnet sind.

Im Unterschied zum Modulträger weist der Inlettträger jedoch eine der Chipkartenfläche entsprechende Fläche auf.

Das Mittelteil 4d weist eine Ausstanzung oder Ausfräsung auf, welche derart bemessen und positioniert ist, daß in dieser der Halbleiter-Chip 1 und die Chipabdeckung 6 zu liegen kom- men können, wenn das Chipkarteninlett 12 darauf aufgesetzt wird.

Das über das Chipkarteninlett 12 aufzusetzende Oberteil 4e weist anders als das Oberteil 4c gemäß der Figur 3 keine Aus- sparung auf und dient rein zur Abdeckung der darunter liegen- den Chipkarten-Bestandteile.

Das Unterteil 4a mit der darauf vorgesehenen elektrisch lei- tenden Grundfläche 4b, das Mittelteil 4d, das Chipkarten- inlett 12 und das Oberteil 4e können beispielsweise durch Laminieren miteinander verbunden werden.

Bei der in der Figur 7 gezeigten Chipkarte sind fast alle Transponderbestandteile im Chipkarteninlett 12 ; nur die elektrisch leitende Schicht 4b befindet sich noch im Chipkartenkörper 4. Da zur elektrisch leitenden Schicht 4b kein elektrischer Kontakt hergestellt werden muß, müssen zwi- schen dem Chipkarteninlett 12 und dem Chipkartenkörper 4 kei- nerlei elektrische Verbindungen vorgesehen werden. Das Chip- karteninlett 12 muß daher lediglich mechanisch (beispielsweise durch Kleben und/oder Laminieren) mit den restlichen Chipkarten-Bestandteilen verbunden werden. Auch die Herstellung der Chipkarte gemäß der Figur 7 gestaltet sich dadurch denkbar einfach und kann weitestgehend oder sogar vollständig durch herkömmliche Chipkarten-Herstellungs- prozesse erfolgen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die beschriebe- nen Transponder einen derart einfachen Aufbau aufweisen, daß nicht nur deren Konstruktion selbst, sondern auch deren Inte- gration in eine Chipkarte oder andere Gegenstände und Systeme mit erheblich weniger Aufwand als bisher durchführbar sind.

Die als Sende-und Empfangsantenne wirkende Transponder- antenne ist trotz deren einfachen Aufbaus qualitativ hervor- ragend (guter Wirkungsgrad, hoher Antennengewinn, wirkungs- volle Reflexion), so daß die Sendeleistung einer den Trans- ponder ansprechenden Sende/Empfangsstation sehr gering gehal- ten werden kann und auch bei größeren Reichweiten keine Ge- fahr für sich im Strahlungsfeld aufhaltende Personen dar- stellt.