Бесконтактная смарт-карта

Полезная модель относится к конструктивным элементам, используемым для монтажа схем на носителе цифровой информации, предназначенном для ее переноса, в частности к конструкции бесконтактных смарт-карт.
Бесконтактные смарт-карты снабжены антенной, встроенной в карту, и электронным модулем - микросхемой-чипом, соединенным с антенной. Эти карты позволяют осуществлять обмен информацией при помощи бесконтактной электромагнитной связи между картой и считывающим устройством, посредством передачи цифровых сигналов между антенной карты и антенной, расположенной в считывающем устройстве. Бесконтактные смарт-карты часто используются как средство доступа к транспортной сети в качестве средства платежа, а также в качестве средства идентификации персонала.
Известна бесконтактная или комбинированная контактная-бесконтактная чип-карта [RU 2251742, С2, G06K 19/077, 10.05.2005], содержащая антенну на подложке, при этом антенна содержит, по меньшей мере, один виток, выполненный на подложке трафаретным способом печати при помощи электропроводящей краски, два корпуса карты с каждой стороны подложки, каждый из которых состоит по меньшей мере из одного слоя пластика, и один микрочип или один модуль, соединенный с антенной, причем подложка выполнена из бумаги и содержит вырезы в каждом углу, на уровне которых припаиваются друг к другу два корпуса карты, при этом карта при сгибе получает возможность расслаиваться в месте воздействия усилий сгиба, что позволяет впоследствии обнаружить преднамеренное повреждение, так как карта сохраняет следы сгиба.
Недостатком этого устройства является относительно низкая стойкость к воздействиям внешней среды.
Известна также бесконтактная смарт-карта [RU 92558, U1, G06K 19/077, 10.03.2010], выполненная в виде подложки с расположенной на ней антенной, содержащей несколько витков и два слоя карты с каждой стороны подложки, и один микрочип или один модуль, соединенный с антенной, причем антенна дополнительно включает токопроводящее соединение, замыкающее часть витков антенны, при этом токопроводящее соединение расположено на отделяемом участке смарт-карты.
Недостатком этого технического решения является относительно низкая стойкость к внешней воздействиям, обусловленная относительно низкой защищенностью устройства от воздействия вредных факторов, что обусловливает относительно низкую эксплуатационную надежность.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является бесконтактная смарт-карта [RU 167898, U1, G06K 19/077, 11.01.2017], содержащая микрочип, размещенный на подложке, рамочную антенну, выводы которой соединены с выводами микрочипа, конденсатор, подключенный параллельно рамочной антенне и образующий с ней антенну бесконтактной смарт-карты в виде резонансного контура, при этом подложка выполнена в виде кольца, по внешней поверхности которого размещены витки токопроводящего материала, образующие рамочную антенну и покрытые незамкнутой экранирующей фольгой с размещенным поверх нее защитным покрытием, образующим герметичный корпус.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая сложность, вызванная необходимостью использования незамкнутой экранирующей фольги. Кроме того, использование в качестве защитного покрытия корпуса из неэлектропроводного материала сужает арсенал технических средств, которые могут быть использованы в качестве бесконтактных смарт-карт, выполненных в виде кольца, поскольку сужает возможность использования смарт-карт, условия применения которых требуют использования дополнительных свойств, связанных с необходимостью использования корпусов из металла, а также применения различных дизайнерских решений для подобных смарт-карт.
Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего расширить арсенал технических средств, которые могут быть использованы в качестве бесконтактных смарт-карт, выполненных в виде кольца, с одновременным упрощением устройства.
Технический результат полезной модели заключается в расширении арсенала технических средств, которые могут быть использованы в качестве бесконтактных смарт-карт, выполненных в виде кольца, с одновременным упрощением устройства.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в бесконтактной смарт-карте, содержащей размещенные в выполненном в форме кольца защитном корпусе микрочип на диэлектрической подложке, рамочную антенну, выводы которой соединены с выводами микрочипа, конденсатор, размещенный на диэлектрической подложке, подключенный параллельно рамочной антенне и образующий с ней антенну бесконтактной смарт-карты в виде резонансного контура, при этом диэлектрическая подложка выполнена в виде кольца с витками токопроводящего материала, образующих рамочную антенну, согласно полезной модели, защитный корпус, выполненный в форме кольца, изготовлен из токопроводящего материала и имеет поперечный технологический разрез, заполненный диэлектрическим материалом, а также внутреннюю кольцевую выемку, в которой закреплены диэлектрическая подложка с микрочипом, рамочной антенной, конденсатором и витками токопроводящего материала.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что витки токопроводящего материала размещают на диэлектрической подложке.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что размещенные внутри кольцевой выемки витки токопроводящего материала, микрочип, рамочная антенна и конденсатором герметично покрыты слоем защитного материала.
На чертеже представлена конструкция бесконтактной смарт-карты:
на фиг. 1 - бесконтактная смарт-карта с выделением участка в области технологического разреза;
на фиг. 2 - элементы, размещенные во внутренней кольцевой выемке защитного корпуса.
Бесконтактная смарт-карта содержит защитный корпус 1, выполненный из токопроводящего материала в форме кольца, в частности из металла, и имеющий поперечный технологический разрез 2, заполненный диэлектрическим материалом, а также внутреннюю кольцевую выемку 3, в которой закреплены диэлектрическая подложка, выполненная в форме кольца с размещенными на ней микрочипом 4 с рамочной антенной 5 из витков токопроводящего материала, конденсатором 6, подключенным параллельно рамочной антенне 5 с образованием антенны бесконтактной смарт-карты в виде резонансного контура.
Витки токопроводящего материала могут быть размещены на диэлектрической подложке или внутри нее.
Размещенные внутри кольцевой выемки 3 диэлектрическая подложка с размещенными на ней микрочипом 4, рамочной антенной 5 из витков токопроводящего материала, конденсатором 6, подключенным параллельно рамочной антенне 5 могут быть герметично покрыты слоем защитного материала. В качестве токопроводящих материалов для защитного корпуса 1 в форме кольца могут использоваться сталь, титан, специальные сплавы, типа карбид вольфрама, сплавы благородных металлов и т.п. В качестве диэлектрических материалов для заполнения технологического разреза 2 в защитном корпусе могут быть использованы керамика, полимер, драгоценные и полудрагоценные камни и т.п., а сам технологический разрез 2 в защитном корпусе 1 выполнен, преимущественно, шириной от нескольких микрон и больше в зависимости, в основном, от требуемого дизайна.
Предложенная конструкция бесконтактной смарт-карты смещает частоту резонансного контура относительно ее конструкции без токопроводящего корпуса, что учитывается при выборе параметров емкости и индуктивности в зависимости от геометрии и материала токопроводящего корпуса.
Бесконтактная смарт-карта устроена следующим образом.
Бесконтактная смарт-карта, включающая микрочип 4 с технологией коммуникации ближнего поля NFC, выполнена преимущественно в виде кольца. Диаметр защитного корпуса 1 кольца может соответствовать диаметру ювелирного изделия, носимого на пальце, или диаметру ювелирного браслета, носимого на запястье. Защитный корпус 1 может быть использован в качестве ювелирного изделия в виде кольца, носимого на пальце, обеспечивающий прочное хранение электронных элементов устройства.
Микрочип 4 обеспечивает взаимодействие со считывателем, передавая ему кодированную информацию посредством радиосигнала. Рамочная антенна 5 совместно с конденсатором 6 образуют резонансный контур, являющийся антенной бесконтактной смарт-карты. Защитный корпус 1 имеет поперечный технологический разрез 2 и не препятствует работе смарт-карты, но выполняет функцию защиты от посторонних электрических и магнитных полей. Витки токопроводящего материала рамочной антенны 5 могут быть размещены внутри диэлектрической подложки 7 или на ее внешней поверхности с защитным покрытием витков.
Размещенные внутри кольцевой выемки 3 на диэлектрической подложке 7 витки токопроводящего материала рамочной антенны 5, микрочип 4 и конденсатор 6 могут быть герметично покрыты слоем защитного материала, что повышает эксплуатационную надежность устройства.
Таким образом, в предложенной полезной модели достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении арсенала технических средств, которые могут быть использованы в качестве бесконтактных смарт-карт, выполненных в виде кольца, с одновременным упрощением устройства. Упрощение достигается путем исключения из конструкции устройства экранирующей фольги и связанных с ней технологических элементов.
В качестве токопроводящих материалов для выполненного в форме кольца защитного корпуса могут быть использованы благородные металлы или их сплавы, что расширяет дизайнерские возможности изготовления из промышленных образцов.