Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lesegerät welches zur Übertragung von Daten und/ oder Energie zwischen dem Lesegerät und einer Transpon- dereinheit dient. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein System zur Übertragung von Daten und/ oder Energie zwischen dem Lesegerät und der Transpondereinheit

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird als Transponder- einheit eine Anordnung aus einer Antenne und einer elektronischen Schaltung verstanden, wobei die Antenne in Form einer Antennenspule ausgebildet ist und die Schaltung in Form eines Chips ausgebildet sein kann. Derartige Transpondereinheiten werden in kontaktlosen Chipkarten _/ in auf Waren angebrachten Etiketten, in Schlüsseln insbesondere Autoschlüsseln als Weg- fahrsperre, aber auch bei Tieren zur Identifikation verwendet.

Um kontaktlos Daten aus einer Transpondereinheit auszulesen und/ oder Daten an eine Transpondereinheit zu senden werden Lesegeräte eingesetzt, deren Aufbau prinzipiell bekannt ist. Zusätzlich können solche Lesegeräte die Transpondereinheit innerhalb einer bestimmten Entfernung kontaktlos mit Energie versorgen, so dass die Transpondereinheit keine eigene Energieversorgung benötigt. Solche kontaktlosen Daten- und Energieübertragungssysteme werden herkömmlich als RFID-Systeme (Radio Frequency Identification) bezeichnet. Sie besitzen eine bestimmte Energiereichweite und einen bestimmten Ansprechbereich.

Unter der Energiereichweite versteht man die Entfernung der Transpondereinheit zum Lesegerät, in der gerade noch ausreichend Energie vom Lesege- . rät zum Betrieb der Transpondereinheit zur Verfügung steht. Der maximale Ansprechbereich definiert den Bereich, innerhalb dessen Daten zwischen dem Lesegerät und dem Transponder gerade noch ausgetauscht werden können. Dabei ist die Energiereichweite kleiner als der maximale Ansprechbereich. Daher können vom Lesegerät gesendete Daten in größerer Entfernung durch die Transpondereinheit nur detektiert werden, wenn die Trans-

pondereinheit eine eigene Energieversorgung besitzt, beispielsweise in Form einer Batterie. Solche Transpondereinheiten werden als aktive Transponder bezeichnet, im übrigen als passive Transponder.

Ein herkömmliches RFID-Lesegerät strahlt über eine Antennenspule ein hochfrequentes Magnetfeld von z.B. 13,56 MHz ab, wobei passive Transpondereinheiten innerhalb der Energiereichweite des Lesegeräts durch Gegenkopplung zwischen der Antennenspule des Lesegeräts und der Antennenspule der Transpondereinheit diesem Magnetfeld Energie entnehmen. Die für die Transpondereinheit verfügbare elektrische Leistung ist dabei proportional zu der magnetischen Feldstärke an der Antennenspule der Transpondereinheit. Typische Energiereichweiten solcher Systeme sind etwa 10 cm für ISO 14443 und bis zu 1 m für ISO 15693 kompatible Systeme. Die Datenübertragung vom Lesegerät zum Transponder kann beispielsweise durch Mo- dulation des vom Lesegerät erzeugten Feldes erfolgen. Zur Datenübertragung von der Transpondereinheit zum Lesegerät ist das mit Abstand am häufigsten eingesetzte Verfahren die sogenannte Lastmodulation. Unterschiedliche Modulationsarten und deren technische Realisierung werden im "RFID-Handbuch" von Klaus Finkenzeller (ISBN 3-446-22071-2) beschrieben.

Da die zwischen Lesegerät und Transpondereinheit übertragenen Daten auch noch in größeren Entfernungen detektierbar sind, können sie mittels eines herkömmlichen Kurzwellen-Empfängers relativ einfach abgehört und demoduliert werden, wodurch ein Angriff auf ein RFID-System möglich ist. Beispielsweise ist es bei ISO 14443 bereits durch das Abhören der vom Lesegerät zur Transpondereinheit gesendeten Daten möglich, die eindeutige Se- riennummer einer an der Datenübertragung beteiligten Transpondereinheit zu ermitteln. Ebenso können binäre Applikationsdaten mitgelesen werden, sofern diese nicht verschlüsselt übertragen werden. Besteht darüber hinaus eine Möglichkeit, Daten aus großer Entfernung an ein Lesegerät zurück zu senden, so kann auch aus großer Entfernung, z.B. über mehrere Meter, ver-

sucht werden, mit dem Lesegerät zu kommunizieren und ein RFID-System anzugreifen.

Das Dokument US 6,429,768 Bl beschreibt ein Sicherheitssystem für Fahr- zeuge. Teil des Systems ist der Fahrzeugschlüssel, der mit einem passiven Transponder ausgestattet ist. Befindet sich der Transponder innerhalb der Energiereichweite und des Ansprechbereichs einer Leseeinrichtung des Fahrzeugs, welche hier ausschließlich zum Empfang von Daten des Trans- ponders eingerichtet ist, so findet eine unidirektionale Datenübertragung vom Transponder zur Leseeinrichtung statt. Wenn der Transponder von der Leseeinrichtung als gültiger Transponder identifiziert wird, kann das Fahrzeug in Betrieb genommen werden. Die Datenübertragung kann durch einen im Fahrzeug angebrachten Störsender verhindert werden, wobei der Störsender erst dann ein Störsignal aussendet, wenn er durch eine Alarmsteue- rung des Fahrzeugs aktiviert wird. Problematisch ist dabei, dass die Datenübertragung vom Transponder zur Leseeinrichtung mit einem herkömmlichen RFID-Lesegerät im gesamten Ansprechbereich, also auch außerhalb der Energiereichweite des Lesegeräts, "mitgehört" werden kann, so dass beispielsweise Autodiebe die transponderspezif ischen Daten, welche für das in Betrieb nehmen des Fahrzeugs entscheidend sind, problemlos erlangen können.

Dagegen beschreibt das Dokument EP 0833 169 Al ein Verfahren, um unerwünschte Antworten eines "falschen" Transponders zu blockieren, der sich im Ansprechbereich eines Lesegeräts befindet. Dieses Verfahren wird im Zusammenhang mit einer automatischen Fahrzeugidentifikation auf Mautstraßen beschrieben, wo immer nur ein Fahrzeug mit einem Transponder überprüft werden soll, bevor es eine Schranke passieren darf. Der Transponder wird als gültig erkannt, wenn die Maut bezahlt ist. Die Aufgabe des Lesege- räts besteht darin, den Transponder zu aktivieren, den Transponder abzufragen und nach einer gültigen Antwort des Transponders ein Bestätigungs-

signal an den Transponder zu senden. Dabei berechnet der Transponder mittels des Abfragesignals des Lesegeräts eine Prüfsumme und sendet nur bei einer gültigen Prüfsumme eine Antwort an das Lesegerät. In bestimmten Teilen des Ansprechbereichs des Lesegeräts wird mindestens ein vom Lese- gerät lokal getrennter Störsender angebracht, der ein im Vergleich zum Lesegerät sehr leistungsstarkes Signal aussendet, damit alle "falschen" Transponder in diesem Teilbereich eine falsche Prüfsumme berechnen und dadurch keine Antwort aussenden. Die Realisierung eines solchen Systems ist sehr aufwendig, da für jeden Ansprechteilbereich des Lesegeräts, in dem die Kommunikation mit "falschen" Transpondern unmöglich gemacht werden soll, ein vom Lesegerät lokal getrennter Störsender angebracht werden muss.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein RFID-System auf einfache Weise vor Angriffen zu schützen und das Abhören einer Datenübertragung zwischen einem Lesegerät und einer Transpondereinheit weitgehend zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Lesegerät und ein System gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Das erfindungsgemäße Lesegerät besitzt zwei Antennenspulen zur Erzeugung eines ersten und zweiten Magnetfelds, wobei die Magnetfelder mittels einer Regelschaltung des Lesegeräts so angepasst werden, dass sie außerhalb eines Nahbereichs des Lesegeräts den gleichen Betrag und umgekehrte Vorzeichen besitzen. Dadurch löschen sich das erste und das zweite Magnetfeld außerhalb des Nahbereichs des Lesegeräts gegenseitig aus. Innerhalb des Nahbereichs kann das Lesegerät dagegen über die Antennenspule, die im Nahbereich das stärkere Magnetfeld erzeugt, mit Transpondern komrnuni- zieren. Dabei dient diese Antennenspule zur Spannungsversorgung der

Transpondereinheit, wenn mit passiven Transpondern kommuniziert wird,

und/oder zur Datenübertragung zwischen Lesegerät und Transponderein- heit.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen RFID-System an den Transpondem keinerlei Anpassungen vorzunehmen sind. Innerhalb des Nahbereichs des Lesegeräts können herkömmliche Transponder problemlos gelesen werden. Außerhalb des Nahbereichs, also im Bereich der Feldauslöschung, kann eine Kommunikation nicht abgehört werden. Im Zusammenhang mit der Erfindung wird der Nahbereich auch als Kommunikationsbereich bezeichnet, da außerhalb dieses Bereichs keine Datenkommunikation zwischen Lesegerät und Transpon- dern möglich ist bzw. passive Transponder nicht mit Energie versorgt werden können.

Um die beiden Magnetfelder zu erzeugen, werden die Antennenspulen jeweils mit einem definierten Strom gespeist. Mit zunehmender Entfernung (x) von der Spule nimmt die Stärke des magnetischen Feldes ab, wobei die Feldstärke bis zu einer vom Spulenradius (r) abhängigen Entfernung nahezu konstant bleibt und danach stark abfällt. Je größer der Strom durch die je- weilige Antennenspule ist, desto größer ist auch die Feldstärke des erzeugten magnetischen Wechselfeldes. Dadurch können der Ansprechbereich und die Energiereichweite jeder Spule vergrößert oder verkleinert werden. Es ist bekannt, dass der Verlauf der Feldstärken zweier Antennenspulen bei gleichem Stromdurchfluss verschieden ist, wenn die Antennenspulen unter- schiedliche Spulendurchmesser (r) besitzen, die Leiterschleifen also unterschiedliche Flächen umschließen. Je kleiner der Spulenradius ist, desto größer ist zwar die Feldstärke in Spulennähe, desto eher fällt aber die Feldstärke mit zunehmendem Abstand ab.

Vorzugsweise besitzen die beiden Antennenspulen des Lesegeräts daher unterschiedliche Spulendurchmesser. Dabei werden die Antennenspulen erfin-

dungsgemäß mit Strömen gespeist, welche in unterschiedliche Richtungen zeigen, um so zwei entgegengesetzte Magnetfelder zu erzeugen. Das erfindungsgemäße Lesegerät ist so eingerichtet, dass die beiden Magnetfelder gleichzeitig erzeugt werden und das erste Magnetfeld der ersten Antennen- spule im Nahbereich des Lesegeräts größer ist als das zweite Magnetfeld der zweiten Antennenspule, so dass die beiden Magnetfelder erst in einem bestimmten Abstand vom Lesegerät näherungsweise die gleiche Feldstärke besitzen. In einem Diagramm betrachtet, in dem die Feldstärke im Verhältnis zum Abstand (x) vom Lesegerät dargestellt ist, fallen ab diesem Abstand die Kurven der beiden Feldstärken in etwa zusammen. Durch Änderung der Spulendurchmesser lässt sich das Lesegerät an unterschiedliche Kommunikationsbereiche anpassen.

Während das erste, von der kleinen Antennenspule erzeugte Magnetfeld zur Kommunikation, also zur Daten- und/ oder Energieübertragung, zwischen dem Lesegerät und dem Transponder dient, wird das zweite, von der großen Spule erzeugte Magnetfeld vorzugsweise nur dazu verwendet, eine Feldauslöschung der beiden Magnetfelder außerhalb des Nahbereichs des Lesegeräts zu erreichen. Da die Feldstärke des ersten Magnetfelds im Kommuni- kationsbereich größer als die Feldstärke des zweiten Magnetfelds ist, kann das Lesegerät im Kommunikationsbereich über die erste Antennenspule trotz des von der zweiten Antennenspule erzeugten zweiten Magnetfelds mit der mindestens einen Transpondereinheit kommunizieren. Dazu sind die Durchmesser der beiden Antennenspulen vorzugsweise so ausgelegt, dass im Kommunikationsbereich des Lesegeräts die Feldstärke der ersten, kleineren Antennenspule deutlich größer ist als die Feldstärke der zweiten, größeren Antennenspule. Wird die Transpondereinheit aus dem Kommunikationsbereich heraus bewegt, ist keine Kommunikation mehr möglich, da in diesem entfernten Bereich das zweite Magnetfeld den gleichen Betrag und ein umgekehrtes Vorzeichen besitzt, wodurch sich die Magnetfelder gegenseitig auslöschen. Ein Abhören der Kommunikation zwischen Lesegerät und

Transpondereinheit aus größeren Entfernungen wird verhindert, da außerhalb des Kommunikationsbereichs des Lesegeräts kein magnetisches Feld mehr detektierbar ist. Dieser entfernte Bereich kann daher auch als abhörsicherer Bereich bezeichnet werden.

Zu beachten ist dabei jedoch folgende Wechselwirkung. Wird ein Transpon- der in den Kommunikationsbereich, d.h. den Nahbereich, des Lesegeräts gebracht, so wird durch die magnetische Gegeninduktivität zwischen den Antennen des Lesegeräts und dem eingebrachten Transponder in den An- tennenspulen des Lesegeräts eine Impedanz transformiert. Der Betrag der eingekoppelten Impedanz ist dabei abhängig von der Güte des Transpon- ders, der Leistungsaufnahme des Transponders und dem Koppelfaktor zwischen den Spulen, also vom Abstand und der Antennengröße des Transponders. Dadurch wird ein abgestimmtes Verhältnis zwischen den Strömen für die beiden Antennenspulen des Lesegeräts aus dem Gleichgewicht gebracht, wodurch die Feldauslöschung außerhalb des Nahbereichs nicht mehr sichergestellt ist, da ein Ungleichgewicht des Verhältnisses der Ströme zu einer mehr oder weniger starken Feldstärke im eigentlich abhörsicheren Bereich führt. Dann kann auch außerhalb des eigentlichen Kommunikationsbereichs eine Kommunikation zwischen Transponder und Lesegerät möglicherweise mitgehört werden.

Die Regelschaltung des Lesegeräts umf asst gemäß einer ersten Variante eine stromgesteuerte Stromquelle, welche als Stromspiegel bezeichnet wird, wenn eine Vorzeichenumkehr des Ausgangsstroms erfolgt. Der Stromspiegel ist eine Schaltung, deren Ausgangsstrom (idealerweise) den gleichen Verlauf aufweist, wie der Eingangsstrom. Die Amplitude ist jedoch im Allgemeinen größer oder kleiner. In der vorliegenden Erfindung wird der Stromspiegel dazu eingesetzt, den Strom für die zweite, größere Antennenspule von dem Strom für die erste, kleinere Antennenspule abzuleiten. Dabei wird der

Strom für die zweite Antennenspule so angepasst, dass er in der zweiten An-

tennenspule ein Magnetfeld mit umgekehrten Vorzeichen erzeugt, welches außerhalb des Kommunikationsbereichs des Lesegeräts die gleiche Feldstärke aufweist wie das erste Magnetfeld. Der Strom für die erste Antennenspule ist somit der vom Lesegerät bereitgestellte Strom und dient als Referenz- ström. Der Vorteil des Stromspiegels besteht darin, dass sich der Strom für die zweite Antennenspule genau vom Strom für die erste Antennenspule ableiten lässt, um so zuverlässig eine Feldauslöschung außerhalb des Kommunikationsbereichs des Lesegeräts zu erreichen.

Gemäß einer zweiten Variante dient als Eingangsgröße für die Regelschaltung die außerhalb des Kommunikationsbereichs festzustellende magnetische Feldstärke. Denn bereits kleine Abweichungen in der Phase oder Amplitude des Stromes einer der beiden Spulen vom optimalen Wert führen zu einem signifikanten Anstieg der messbaren Feldstärke im Bereich x»r, wo- durch ein Mithören der Kommunikation zwischen Lesegerät und Transpon- der möglich ist. Daher wird gemäß der zweiten Variante die Feldstärke im Bereich x»r erfasst, beispielsweise mittels einer dritten Leiterschleife im Lesegerät. Anhand des gemessenen Wertes können das erste und zweite Magnetfeld, bzw. das Verhältnis der Ströme i2/ il, mittels der Regelschal- tung angepasst werden, um eine Feldauslöschung im abhörsicheren Bereich näherungsweise zu erreichen, so dass die in der Entfernung x»r gemessene magnetische Feldstärke einen Minimalwert annimmt.

Soll das Lesegerät mit passiven Transpondern kommunizieren, so muss die Feldstärke der ersten, kleineren Antennenspule ausreichend groß sein, damit die Transpondereinheit mit ausreichend Energie versorgt wird. Dementsprechend sollte der Spulendurchmesser der ersten Antennenspule relativ klein gewählt werden. Die Energieversorgung passiver Transponder ist in RFID- Sy stemen dennoch nur bei geringem Abstand (ca. 10 cm) zwischen Lesegerät und Transpondereinheit möglich. Da die Feldstärke einer kleinen Spule mit

zunehmendem Abstand vergleichsweise früh abfällt, ist der Ansprechbereich des Lesegeräts relativ klein.

Erfolgt die Datenübertragung dagegen zwischen dem erfindungsgemäßen Lesegerät und einem aktiven Transponder, so muss bei der Anpassung des Lesegeräts nicht auf die Energiereichweite des Lesegeräts geachtet werden. Vielmehr kann der Kommunikationsbereich des Lesegeräts entsprechend größer gewählt werden, indem der Durchmesser der kleineren, ersten Spule entsprechend groß gewählt wird. Dementsprechend ist in diesem Fall das Nutzsignal auch noch in relativ großer Entfernung vom aktiven Transponder detektierbar. Vorteilhaft ist es auch in diesem Fall, wenn die Differenz zwischen den beiden Spulenradien der kleinen und großen Antennenspulen groß ist. Dann ist das Nutzsignal im Kommunikationsbereich besonders leicht zu detektieren, da die Feldstärke des zweiten Magnetfelds vergleichs- weise gering ist. Dagegen ist der Betrag der ersten und zweiten Feldstärke im abhörsicheren Bereich gleich, so dass sich die Magnetfelder bei entgegengesetzten Ausrichtungen auslöschen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der f olgen- den Beschreibung verschiedener, erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele und Ausführungsalternativen im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen. Darin zeigen:

Figur 1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Lesegeräts;

Figur 2 den Feldstärkeverlauf in der Nähe zweier Antennenspulen mit unterschiedlichen Spulendurchmessern und erfindungsgemäß angepassten Strömen in den Spulen;

Figur 3 einen Stromspiegel zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Lesegerät; und

Figur 4 einen Vergleich zwischen dem Feldstärkeverlauf eines herkömmlichen Lesegeräts und dem eines erfindungsgemäßen Lesegeräts.

Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Lesegeräts. Prinzipiell umfasst das Lesegerät einen ersten Sender 1, der gleichzeitig Empfänger ist, einen Modulator/ Demodulator 2, einen zweiten Sender 3 und einen Oszillator 4 zur Erzeugung einer Sendefrequenz der beiden Sender 1, 3. Der erste Sender 1 ist mit einer ersten Sendeantenne 5 und der zwei- te Sender 3 mit einer zweiten Sendeantenne 6 verbunden. Der Radius der ersten Sendeantenne 5 wird dabei kleiner gewählt als der Radius der zweiten Sendeantenne 6. Durch die erste Sendeantenne 5 fließt der Strom il und durch die zweite Sendeantenne 6 fließt der Strom i2, um an den Sendeantennen 5, 6, welche als Leiterschleifen ausgebildet sind, jeweils ein Magnetfeld mit einer entsprechenden Feldstärke zu erzeugen. Der zweite Sender 3 speist den Strom i2 in die zweite Leiterschleife 6, welcher proportional zum Strom il in der ersten Leiterschleife 5 ist: il = Vi*i2. Die Richtung der Ströme il, i2 wird so gewählt, dass die entstehenden Magnetfelder in entgegengesetzte Richtungen zeigen.

Die Leiterschleifen 5, 6 sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Außerdem sind die beiden Leiterschleifen 5, 6, wie in Figur 1 gezeigt, vorzugsweise koaxial angeordnet. Bei dieser Anordnung der Leiterschleifen 5, 6 können deren Magnetfelder und Ansprechbereiche genau auf- einander abgestimmt werden.

Des weiteren verfügt das Lesegerät über eine Steuerung 7, z.B. einen programmierbaren Mikroprozessor. Mittels der Steuerung 7 werden im Sendebetrieb des Lesegeräts an eine Transpondereinheit (nicht gezeigt) zu über- tragende Daten 8 an den ersten Modulator/ Demodulator 2 geleitet, um ein Trägersignal des Lesegeräts entsprechend zu modulieren. Im Empf angsbe-

trieb des Lesegeräts werden von der Transpondereinheit empfangene Daten 9 vom Modulator/ Demodulator 2 demoduliert und an die Steuerung 7 geleitet.

Der erste Sender 1 mit dem ersten Modulator/ Demodulator 2 ist in herkömmlicher Weise aufgebaut. Dadurch kann mit einer Transpondereinheit im Ansprechbereich des Lesegeräts in beide Richtungen kommuniziert werden, also Daten an den Transponder gesendet oder vom Transponder empfangen werden. Der zweite Sender 3 ist nicht zum Empfangen von Daten vorgesehen. Der zweite Sender 3 wird idealerweise durch einen Stromspiegel realisiert, es sind jedoch auch andere Schaltungen denkbar.

Figur 2 zeigt den Verlauf der magnetischen Feldstärke H(x, L r) der beiden Leiterschleifen 5, 6 mit unterschiedlichen Radien rl und r2 im Abstand x, wobei unterschiedliche Ströme il, i2 durch die Leiterschleifen 5, 6 fließen. Die Feldstärken 10 (kleine Leiterschleife 5), 11 (große Leiterschleife 6) der beiden Magnetfelder verlaufen bis zu einer bestimmten, vom Spulenradius abhängigen Entfernung x nahezu konstant, fallen dann jedoch ab. Dies bedeutet, dass es für jede gewünschte Lesereichweite eines RFID-Systems einen optimalen Antennenradius r gibt. Die Ströme sind dabei so angepasst, dass die kleinere Leiterschleife 5 mit dem Radius rl bei geringem Abstand x zur Antenne ein deutlich stärkeres Magnetfeld H als die größere Leiterschleife 6 mit dem Radius r2 aufweist. Etwa bei einem Abstand x=rl beginnt die Feldstärke H der Leiterschleife 5 mit 60 dB/ Dekade abzufallen. Ebenso fällt die Feldstärke der Leiterschleife 6 bei einem bestimmten Abstand mit 60 dB/ Dekade kontinuierlich ab.

Die Radien rl, r2 der beiden Leiterschleifen 5, 6 sowie die Sendeleistung des ersten Senders 1 und des zweiten Senders 3 sind nun so ausgelegt, dass in- nerhalb eines Kommunikationsbereichs 12 das Daten enthaltende erste Magnetfeld der Leiterschleife 5 deutlich stärker ist als das zweite Magnetfeld

der Leiterschleife 6. Erfindungsgemäß wird die von den Leiterschleifen 5, 6 erzeugte Feldstärke H(x, I, r) so eingestellt, dass die beiden Feldstärken 10, 11 im Bereich des mit 60 dB/ Dekade abfallenden Feldes, also außerhalb des Kommunikationsbereichs 12, den gleichen Betrag annehmen. Durch eine gleichzeitige, gegenphasige Abstrahlung der Felder wird eine Auslöschung in diesem Bereich erreicht (Hl=-H2). Deshalb kann dieser Bereich außerhalb des Kommunikationsbereichs 12 als abhörsicherer Bereich 13 bezeichnet werden, da in diesem keine Feldstärken detektierbar sind.

Die in Figur 2 dargestellte Messung wurde mit folgenden Werten durchgeführt:

- Leiterschleif e 5: il = 0,5 A ; rl = 0,07 cm

- Leiterschleife 6: i2 = 0,15 A , r2 = 0,13 cm

Die Feldstärke einer Leiterschleife im Nahbereich berechnet sich wie folgt:

N: Windungszahl der Leiterschleife

Folgender Zusammenhang ergibt sich für die Einstellung der Ströme il, i2 der Leiterschleifen 5, 6, wenn die Magnetfelder im Abstand x ausgelöscht werden sollen, also den gleichen Betrag haben sollen:

V: Verhältnis der Spulenradien (V=r2/rl), N=I

In dem für die erfindungsgemäße Anordnung interessanten Entfernungsbereich des mit 60 dB/Dekade abfallenden Feldes, d.h. x»r, nähert sich das Stromverhälmis il/i2 dem Wert V ² :

Um die Feldauslöschung außerhalb des Kommunikationsbereichs 12 des Lesegeräts sicherzustellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Ströme il, i2 in den beiden Leiterschleifen 5, 6 über einen Stromspiegel in Betrag und Phase miteinander zu verknüpfen. Eine an das erfindungsgemäße Lesegerät ange- passte Schaltungsanordnung ist in Figur 3 dargestellt.

Fig. 3 zeigt eine erste Leiterschleife 5 und eine zweite Leiterschleife 6. Über zwei Dämpf ungs widerstände Rl, R2, die jeweils zwischen den beiden Leiterschleifen 5, 6 und Masse angeordnet sind, fließt ein erster Strom il respektive ein zweiter Strom i2. Ein erster Eingang eines Differenzverstärkers 15 ist mit der Verbindungsleitung zwischen der ersten Leiterschleife 5 und dem ersten Widerstand Rl verbunden. Analog ist ein zweiter Eingang des Differenzver- stärkers 15 ist mit der Verbindungsleitung zwischen der zweiten Leiterschleife 6 und dem zweiten Widerstand R2 verbunden. Der Ausgang des Differenzverstärkers 15 ist über einen Kondensator 14 mit der zweiten Leiterschleife 6 verbunden. Ferner ist die erste Leiterschleife 5 über ein die Impedanz anpassendes Anpassnetzwerk 16 mit einem Signale übertragenden Koaxialkabel 17 verbunden.

Als Widerstand Rl wird ein üblicherweise in Reihe zur Leiterschleife 5 geschalteter Dämpfungswiderstand eingesetzt werden. Für die Ströme il, i2 in der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich dann folgender Zusammen- hang:

^Iι ■ = V ² = .^ ² [4]

/, R,

Der Kondensator 14 bildet mit der Leiterschleife 6 einen Schwingkreis auf der Sendefrequenz des Lesegeräts, beispielsweise 13,56 MHz. Ein Differenzverstärker 15 wird an einer symmetrischen Versorgungsspannung (+ Vcc, - Vcc) betrieben, so dass auch das Ausgangssignal ein zum Nullpunkt symme- irisches Sinussignal sein kann. Des weiteren ist der Differenzverstärker 15 als Leistungsverstärker ausgebildet, um den benötigten Strom i2 für die zweite Leiterschleife 6 bereitzustellen. Optional kann eine abgleichbare Impedanz Z2 parallel zum Widerstand R2 vorgesehen sein, um systematische Fehler des Stroms ϊl in Betrag und/ oder Phase zu korrigieren.

Weiterhin kann optional vorgesehen sein, den Widerstand R2 und/ oder die Impedanz Z2 regelbar auszugestalten. Als Stellsignal für deren Regelung kann eine außerhalb des Kommunikationsbereiches (x»r) festgestellte magnetische Feldstärke verwendet werden. Somit kann die in diesem Bereich (x»r) festgestellte (Rest-) Feldstärke auf ein Minimum geregelt werden. Die Regelschaltung 3 kann also ein Stellsignal von einem Detektor erhalten, der außerhalb des gewünschten Kommunikationsbereiches angeordnet ist. Der Detektor umfaßt zumindest einen Magnetfeldsensor, beispielsweise in Form einer Leiterschleife bzw. Antenne, und eine Schaltung zur Umsetzung des Sensorsignals in das Stellsignal, beispielsweise in Form eines Empfängers.

Im HF-Bereich kann die Anschaltung einer Antenne im Lesegerät unerwünschte Effekte wie Leistungsreflexionen, Impedanztransformation und parasitäre Leistungsabstrahlung hervorrufen. Um dies zu vermeiden, wer- den in RFID-Systemen Stecker und Kabel verwendet, welche einheitlich für eine Leitungsimpedanz von 50 Ohm ausgelegt und als Massenprodukte entsprechend preisgünstig sind. Die Leiterschleife 5 stellt im Arbeitsfrequenzbereich des RFID-Systems eine Impedanz dar. Daher erfolgt der Anschluss der Leiterschleife 5 zur Leistungsanpassung an ein 50 Ohm System beispielswei- se über das Anpassnetzwerk 16, welches die Impedanz der Leiterschleife 1 auf einen Wert von 50 Ohm real transformiert (anpasst). Die Leistungsüber-

tragung von einer Leserendstufe (nicht gezeigt) kann dann beispielsweise durch das Koaxialkabel 17 (nahezu) frei von Verlusten und unerwünschter Abstrahlung durchgeführt werden.

Figur 4 zeigt einen Vergleich zwischen dem Feldstärke verlauf 18 eines herkömmlichen Lesegeräts und dem Feldstärkeverlauf 19 eines erfindungsgemäßen Lesegeräts. Der Figur 4 ist zu entnehmen, dass bereits bei einem Abstand von ca. 75 cm zum Lesegerät das Signal des Lesegeräts so schwach ist, dass selbst das Abhören des Signals vom Lesegerät zum Transponder un- möglich ist.