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Die Erfindung betrifft eine Klebefolie zum Anbringen an einem Trägerelement mit einem eine Antenne aufweisenden passiven RFID-Transponder. Die erfindungsgemäße Klebefolie dient insbesondere zur Deaktivierung von passiven RFID-Transpondern mit einer Frequenz bzw. Betriebsfrequenz im Frequenzbereich von 30 kHz bis 950 MHz und insbesondere im Frequenzbereich von 125 kHz bis 13,56 MHz.
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RFID-Systeme (RFID: Radio Frequency IDentification) sind seit längerem bekannt und umfassen einen Transponder, der beispielsweise an einem einen Chip aufweisenden Trägerelement angebracht ist und von einer Person mitgeführt wird, sowie ein Lesegerät zum Auslesen einer Transponderkennung. RFID-Systeme werden beispielsweise für eine Zugangskontrolle zu sicherheitsrelevanten Bereichen in Gebäuden eingesetzt. Für eine Kommunikation erzeugt das Lesegerät ein hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld, welches die Antenne des RFID-Transponders bestrahlt. In der Antennenspule wird durch das elektromagnetische Feld eine Spannung induziert. Diese Spannung wird gleichgerichtet und damit ein Kondensator des Transponders als Kurzzeitspeicher aufgeladen, welcher für den Lesevorgang die Spannungsversorgung des Chips besorgt. Ein derartiger Transponder, der keine eigene Energieversorgung aufweist, wird auch als passiver RFID-Transponder bezeichnet.
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Der mittels des elektromagnetischen Feldes des Lesegeräts aktivierte RFID-Transponder decodiert die vom Lesegerät gesendeten Befehle und sendet eine codierte und modulierte Antwort beispielsweise durch gegenphasige Reflexion des vom Lesegerät ausgesendeten Feldes. Der RFID-Transponder sendet also selbst kein Feld aus, sondern verändert nur das elektromagnetische Sendefeld des Lesegeräts. Damit werden von dem RFID-Transponder seine eigene unveränderliche Seriennummer, weitere Nummern eines gekennzeichneten Objekts oder andere vom Lesegerät abgefragte Daten an das Lesegerät übermittelt. Dabei handelt es sich zumeist um sicherheitsrelevante Daten, auf die bei Entschlüsselung der Codierung zugegriffen werden kann. Nachteilig ist, dass das von dem RFID-Transponder veränderte elektromagnetische Sendefeld von Dritten mit einem entsprechenden Lesegerät empfangen werden kann, sobald der RFID-Transponder in einen Sendebereich des Lesegeräts gelangt und die Kommunikation zwischen Transponder und Lesegerät selbsttätig startet. Dadurch wird es für nicht berechtigte Dritte möglich, Zugang zu sicherheitsrelevanten Bereichen zu erhalten. Derartige Systeme stellen eine Sicherheitslücke dar.
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Aus der
EP 0 946 926 B1 ist eine Chipkarte mit Transponderspule und einem Schalter derart bekannt, dass der Transponder durch Betätigen des Schalters aktivierbar ist. Derartige Chipkarten sind aufwändiger in der Herstellung und daher in vielen RFID-Systemen nicht im Einsatz. Ein aus Sicherheitsgründen notwendiger Austausch eines herkömmlichen Trägerelements ohne Aktivierungsschalter durch eine Chipkarte gemäß der
EP 0 946 926 B1 ist kostenintensiv.
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Aus der
DE 10 2005 050 099 A1 ist eine Schreib- und Leseschutzvorrichtung für Transponder-Kommunikationseinrichtungen bekannt. Die Schreib- und Leseschutzvorrichtung verhindert eine unerwünschte drahtlose Kommunikation über die Nahfeldantenne des Transponders durch eine weitere Nahfeldantenne, indem diese gegenüber der Nahfeldantenne des zu schützenden Transponders aus einer ersten Position mit geringer magnetischer Kopplung in eine zweite Position mit starker magnetischer Kopplung gebracht werden kann und so eine ausreichende Versorgung des Transponders verhindert. Zur Überführung der Nahfeldantenne von der ersten Position in die zweite Position ist diese in einer faltbaren Seite eines Dokuments oder in einem Einlege- bzw. Schiebeelement angeordnet. Nachteilig bei dieser Schreib- und Leseschutzvorrichtung ist, dass diese umständlich in der Handhabung ist.
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Aus der
DE 195 42 900 A1 ist ein kontaktloser Datenträger mit einer spulenförmigen Antenne zur elektromagnetischen Daten- und Energieübertragung bekannt, der eine Zusatzspule mit einem Schalter aufweist. Durch das Öffnen und Schließen der Zusatzspule kann die Reichweite des Datenträgers verändert werden. Die Antennenspule und die Zusatzspule sind in verschiedenen Ebenen des Datenträgers fest angeordnet und durch isolierende Abstandsschichten getrennt. Bestehende Datenträger ohne Zusatzspule können durch diesen Datenträger nur vollständig ersetzt werden, was kostenintensiv ist.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein bestehendes RFID-System derart weiterzubilden, dass ein Auslesen sicherheitsrelevanter Daten durch nicht berechtigte Dritte auf einfache Weise vermieden wird.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Klebefolie zum Anbringen an einem Trägerelement mit einem eine Antenne aufweisenden passiven RFID-Transponder mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch das Anbringen einer Klebefolie an einem bestehenden Trägerelement mit einem eine Antenne aufweisenden passiven RFID-Transponder dieser deaktiviert werden kann. Dazu weist die Klebefolie einen elektromagnetischen Schwingkreis mit einer elektrischen Spule und einem Kondensator auf. Weiterhin ist auf der Klebefolie ein mechanischer Schalter zum Schließen und Unterbrechen des Schwingkreises vorgesehen, wobei der Schalter in einer nicht betätigten Ausgangsstellung zur Deaktivierung des RFID-Transponders geschlossen ist. Wird das mit der Klebefolie versehene Trägerelement in den Sendebereich eines Lesegeräts eines RFID-Systems gebracht, so wird die Sendeleistung des elektromagnetischen Feldes des Lesegeräts von der Spule des Schwingkreises der Klebefolie aufgenommen und von dem Kondensator bzw. Schwingkreis als Energie gespeichert. Gleichzeitig wird das elektromagnetische Feld des Lesegeräts gegenüber dem RFID-Transponder derart gedampft, dass der passive RFID-Transponder nicht ausreichend mit Energie versorgt wird. Das bedeutet, dass bei nicht erfolgter Betätigung des mechanischen Schalters der Klebefolie der RFID-Transponder deaktiviert ist und nicht mit dem Lesegerät kommuniziert, da er von dem Schwingkreis der Klebefolie abgeschirmt ist. Erst durch Betätigung des Schalters wird der Schwingkreis der Klebefolie unterbrochen, sodass eine standardmäßige Kommunikation zwischen dem RFID-Transponder und dem Lesegerät erfolgen kann, vergleichbar einem Trägerelement ohne Klebefolie. Somit ist es einem Benutzer ermöglicht, die Kommunikation zwischen dem RFID-Transponder und dem Lesegerät durch Betätigung des Schalters gezielt zu erlauben. Dadurch kann die Gefahr reduziert werden, dass unberechtigte Dritte sicherheitsrelevante Daten der RFID-Kommunikation zwischen Transponder und Lesegerät auslesen. Die Sicherheit des RFID-Systems ist dadurch erhöht. Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch Betätigung des Schalters nicht nur der RFID-Transponder aktiviert wird, sondern zusätzlich eine Verbesserung der Sendeleistung des RFID-Transponders erfolgt. Dadurch wird insbesondere die Reichweite der Sendeleistung des RFID-Transponders verbessert. Dadurch, dass die Klebefolie nachträglich, insbesondere durch Aufkleben, an dem Trägerelement anbringbar ist, kann ein bestehendes RFID-System kostengünstig nachgerüstet werden, sodass ein Auslesen sicherheitsrelevanter Daten durch nicht berechtigte Dritte vermieden ist. Die erfindungsgemäße Klebefolie dient insbesondere zur Deaktivierung von passiven RFID-Transponder mit einer Frequenz bzw. Betriebsfrequenz im Frequenzbereich von 30 kHz bis 950 MHz und insbesondere im Frequenzbereich von 125 kHz bis 13,56 MHz.
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Eine Spule nach Anspruch 2 kann platzsparend angeordnet werden und damit in einer Klebefolie geringer Dicke vorgesehen sein.
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Eine Gestaltung der Klebefolie nach Anspruch 3 ermöglicht eine Ausnutzung einer maximalen Spulenfläche für die elektrische Spule des elektromagnetischen Schwingkreises.
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Bei einer Gestaltung der Spule nach Anspruch 4 kann diese beispielsweise an bereits existierenden Trägerelementen in Form von Identifikationskarten und/oder Schlüsselanhängern angebracht werden.
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Eine Spule nach Anspruch 5 ist geeignet zur Anbringung auf einem kartenförmigen Trägerelement gemäß dem Format ID-1 für Identitätsdokumente gemäß der ISO/IEC 7810.
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Die Verwendung eines Tastschalters nach Anspruch 6 garantiert, dass die Aktivierung des RFID-Transponders nur während der Betätigung des Schalters erfolgt. Dadurch kann eine unbeabsichtigte Aktivierung des RFID-Transponders, die ein unberechtigtes Auslesen der Daten des RFID-Transponders ermöglichen würde, vermieden werden.
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Ein Schwingkreis nach Anspruch 7 weist eine Charakteristik auf, die zur Deaktivierung des RFID-Transponders besonders geeignet ist.
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Eine Anordnung nach Anspruch 8 dient der bestimmungsgemäßen Verwendung eines passiven RFID-Transponders im Umfeld eines entsprechenden Lesegeräts.
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Bei einer Gestaltung der Geometrien der Spule der Klebefolie und der Antenne des RFID-Transponders gemäß Anspruch 9 ist die Abschirmung des RFID-Transponders sowie die Dämpfung des elektromagnetischen Feldes des Lesegeräts verbessert.
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Bei einer Anordnung der Spule und der Antenne gemäß Anspruch 10 ist die Dämpfung des elektromagnetischen Feldes des Lesegeräts und die Abschirmung des RFID-Transponders gewährleistet.
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Bei einer Auslegung des Schwingkreises nach Anspruch 11 durch entsprechende Wahl der Spule und/oder des Kondensators weist der Schwingkreis eine Schwingkreisfrequenz auf, die zur Deaktivierung des RFID-Transponders geeignet ist. Insbesondere ist die Schwingkreisfrequenz identisch mit einer Frequenz des von dem Lesegerät emittierten elektromagnetischen Feldes. Die Schwingkreisfrequenz kann auch in einem zulässigen Bereich von bis zu +/–5% und insbesondere von bis zu +/–10% von der Frequenz des vom Lesegerät emittierten Feld abweichen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Klebefolie,
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2 eine schematische Anordnung der Klebefolie an einem Trägerelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
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3 eine 2 entsprechende Darstellung eines Trägerelements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Eine in 1 schematisch dargestellte Klebefolie 1 weist einen elektromagnetischen Schwingkreis 2 mit einer elektrischen Spule 3 und einem Kondensator 4 auf, die in Reihe geschaltet sind. Weiterhin ist an der Klebefolie 1 ein mechanischer Schalter in Form eines Tastschalters 5 zum Schließen und Unterbrechen des Schwingkreises 2 vorgesehen. Der Tastschalter 5 ist in einer nicht betätigten Ausgangsstellung zur Deaktivierung eines RFID-Transponders geschlossen. Dadurch, dass der Schalter als Tastschalter 5 ausgebildet ist, nimmt er nach einer Betätigung selbsttätig die Ausgangsstellung wieder an.
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Die Spule 3 weist mehrere Windungen auf, die eben und spiralförmig zueinander gewickelt sind. Dadurch begrenzt die Spule 3 eine Innenfläche 6, innerhalb derer der Kondensator 4 und der Tastschalter 5 platzsparend angeordnet sind. Die Spule 3, der Kondensator 4 und der Tastschalter 5 sind von einem transparenten oder bedruckbaren Trägermaterial 7 der Klebefolie 1 miteinander verbunden. Ein transparentes Trägermaterial 7 der Klebefolie 1 dient einer ansprechenden Erscheinungsform und erfüllt damit gehobene ästhetische Anforderungen eines Anwenders. Bei einer bedruckbaren Gestaltung des Trägermaterials 7 können zusätzliche Informationen auf der Klebefolie 1 vorgesehen werden.
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Insbesondere sind die Spule 3, der Kondensator 4 und der Tastschalter 5 mit dem Trägermaterial 7 vergossen. Die Klebefolie 1 ist einstückig ausgebildet. Die Spule 3 ist im Wesentlichen entlang einer äußeren Kontur der Klebefolie 1 angeordnet. Damit wird eine von der Klebefolie 1 zur Verfügung gestellte Fläche durch die Spule 3 bestmöglich genutzt.
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In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung der Klebefolie 1 an einem Trägerelement 8 schematisch dargestellt. Das Trägerelement 8 ist rechteckig gestaltet und weist eine Breite B von 53,98 mm und eine Länge L von 85,6 mm auf. Diese Abmessungen entsprechen dem Format für Identitätsdokumente ID-1 der internationalen Norm ISO/IEC 7810 und sind damit ein international sehr weit verbreitetes Format für Identifikationskarten, Bankkarten, Kreditkarten, Führerscheine usw. Gemäß der Darstellung in 1 weist die Klebefolie 1 eine maximale Länge Lmax Von 85,6 mm eine maximale Breite Bmax von 53,98 mm auf. Damit ist die Klebefolie 1 auf einem Trägerelement 8 entsprechend dem Format ID-1 für Identitätsdokumente verwendbar. Die Darstellung gemäß 2 zeigt eine Draufsicht der auf das Trägerelement 8 aufgeklebten Klebefolie 1. Ein transparentes Trägermaterial 7 ermöglicht, dass das darunter angeordnete Trägerelement 8 durch die Klebefolie 1 sichtbar ist. Somit sind beispielsweise grafische Informationen auf dem Trägerelement 8 auch nach der Anbringung der Klebefolie 1 noch erkennbar.
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Das Trägerelement 8 weist einen passiven RFID-Transponder mit einem passiven RFID-Chip 9 und einer Antenne 10 auf. Obwohl die Antenne 10 in dem Trägerelement 8 fest eingebunden und im Allgemeinen nicht sichtbar ist, ist sie zur Verdeutlichung in 2 schematisch dargestellt. Die Antenne 10 ist mit dem RFID-Chip 9 verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Spule und der Kondensator der Klebefolie 1 in 2 nicht dargestellt.
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Wie aus 1 hervorgeht, ist die Spule 3 im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Dies gilt entsprechend für die Antenne 10 des RFID-Transponders in dem Trägerelement 8. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 2 decken sich eine von der Spule 3 begrenzte Fläche und eine von der Antenne 10 begrenzte Fläche um mindestens 85%. Es ist auch möglich, dass sich die beiden Flächen der Spule 3 und der Antenne 10 um mehr als 85% decken, insbesondere mindestens 90% und insbesondere mindestens 95%.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel in 2 ist die Klebefolie 1 direkt auf dem Trägerelement 8 aufgeklebt. Es ist auch möglich, die Klebefolie 1 derart an dem Trägerelement 8 anzuordnen, dass die Spule 3 und die Antenne 10 in einem senkrechten Abstand von höchstens 2 mm und insbesondere von höchstens 3 mm zueinander beabstandet sind. Dadurch ist es möglich, die Klebefolie 1 beispielsweise auf einer Schutzhülle des Trägerelements 8 aufzukleben, wobei die Schutzfunktion zur Deaktivierung des RFID-Transponders durch die Klebefolie 1 gewährleistet bleibt.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der Klebefolie 1 an dem Trägerelement 8 näher erläutert. In einem nicht betätigten Zustand des Tastschalters 5 ist dieser und damit der Schwingkreis 2 geschlossen. Bei einer Annäherung des Trägerelements 8 an den Sendebereich eines elektromagnetischen Feldes eines Lesegeräts wird das von dem Lesegerät mit einer Frequenz fL ausgesendete elektromagnetische Feld von der Spule 3 des Schwingkreises 2 absorbiert und somit gedämpft. Hierzu wird durch das elektromagnetische Feld in der Spule 3 eine Spannung induziert und in dem Kondensator 4 gespeichert. Der Schwingkreis 2 ist derart gestaltet, dass er eine Schwingkreisfrequenz f1 aufweist, die zur Deaktivierung des RFID-Transponders geeignet ist. Das bedeutet, dass die Schwingkreisfrequenz f1 mit einer Frequenz fL zumindest in einem Abweichungsbereich von bis zu +/–10% übereinstimmt und somit das mit der Frequenz fL von dem Lesegerät abgestrahlte elektromagnetische Feld über die Spule 3 aufnehmen kann. In diesem Zustand, d. h. bei nicht betätigtem Schalter 5, ist der RFID-Transponder deaktiviert. Durch Betätigung des Schalters 5 wird der Schwingkreis 2 unterbrochen, sodass das von dem Lesegerät ausgesendete elektromagnetische Feld nicht mehr von dem Schwingkreis 2 aufgenommen wird und direkt über die Antenne 10 zu dem RFID-Transponder gelangt. In der betätigten Stellung des Schalters 5 funktioniert die Anordnung gemäß 2 analog einem passiven RFID-Transponder ohne Klebefolie 1. Sobald ein Bediener die Betätigung des Schalters 5 beendet, nimmt der Schalter 5 selbsttätig seine Ausgangsstellung an, sodass der Schwingkreis 2 wieder geschlossen ist und damit eine Deaktivierung des RFID-Transponders gewährleistet ist.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Das Trägerelement 8a ist im Wesentlichen rund gestaltet mit einer an der runden Grundform tangential angeordneten, dreieckförmigen Befestigungsöse 11. Das Trägerelement 8a kann beispielsweise als Schlüsselanhänger verwendet werden.
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Auf dem Trägerelement 8a ist die Klebefolie 1a angeordnet, die dem Trägerelement 8a entsprechend rund gestaltet ist. In diesem Fall sind sowohl die Spule 3a der Klebefolie 1a als auch die nicht dargestellte Antenne des RFID-Transponders rund ausgebildet, sodass beide im Wesentlichen gleiche Geometrien aufweisen. Der Kondensator 4a ist entsprechend innerhalb der von der Spule 3a begrenzten Innenfläche 6a angeordnet.
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Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels ist identisch zu der des ersten Ausführungsbeispiels, auf das hiermit verwiesen wird.
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Die Klebefolien 1, 1a dienen zur Deaktivierung von passiven RFID-Transpondern mit einer Frequenz bzw. Betriebsfrequenz im Frequenzbereich von 30 kHz bis 950 MHz und insbesondere im Frequenzbereich von 125 kHz bis 13,56 MHz. Die Kondensatoren 4, 4a sind vorzugsweise als Keramikkondensatoren ausgebildet. Die Kondensatoren 4, 4a weisen vorzugsweise eine Abweichung von einer Soll-Kapazität C von höchstens +/–15% auf. Vorzugsweise haben die Kondensatoren 4, 4a die Güte X7R.
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Die Kondensatoren 4, 4a sind vorzugsweise als SMD-Kondensatoren ausgeführt. Ferner sind die Windungen der spiralförmigen Spulen 3, 3a vorzugsweise um den Schalter 5 und/oder unterhalb des Schalters 5 geführt. Hierdurch können Durchkontaktierungen vermieden werden.
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Nachfolgend sind Dimensionierungsbeispiele für die Klebefolie
1 gemäß den
1 und
2 angegeben. Dimensionierungsbeispiel 1:
| Frequenz f des passiven Transponders | f = fL = 13,56 MHz |
| Anzahl n der Windungen der Spule 3 | n = 7 |
| Länge L1 und Breite B1 der äußersten Windung der Spule 3 | L1 = 84,00 mm |
| | B1 = 52,60 mm |
| Länge L2 und Breite B2 der innersten Windung der Spule 3 | L2 = 59,50 mm |
| | B2 = 28,20 mm |
| Ohmscher Widerstand R der Spule 3 | R = 0,7 Ω |
| Kapazität C des Kondensators 4 | C = 153 pF |
Dimensionierungsbeispiel 2:
| Frequenz f des passiven Transponders | f = fL = 125 kHz |
| Kapazität C des Kondensators 4 | C = 910 nF |
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Ansonsten sind die Werte wie bei dem ersten Dimensionierungsbeispiel.
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Nachfolgend ist ein Dimensionierungsbeispiel für die Klebefolie
1a gemäß
3 angegeben. Dimensionierungsbeispiel 3:
| Frequenz f des passiven Transponders | f = fL = 13,56 MHz |
| Anzahl n der Windungen der Spule 3a | n = 12 |
| Durchmesser D1 der äußersten Windung der Spule 3a | D1 = 26,55 mm |
| Durchmesser D2 der inneren Windung der Spule 3a | D2 = 18,50 mm |
| Ohmscher Widerstand R der Spule 3a | R = 4,5 Ω |
| Kapazität C des Kondensators 4a | C = 53 pF |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0946926 B1 [0004, 0004]
- DE 102005050099 A1 [0005]
- DE 19542900 A1 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ISO/IEC 7810 [0013]
- ISO/IEC 7810 [0027]
