[go: up one dir, main page]

RU42674U1 - DEVICE FOR PROTECTION AGAINST FORGING AND CONTROL OF THE AUTHENTICITY OF VALUABLE GOODS (OPTIONS) - Google Patents

DEVICE FOR PROTECTION AGAINST FORGING AND CONTROL OF THE AUTHENTICITY OF VALUABLE GOODS (OPTIONS) Download PDF

Info

Publication number
RU42674U1
RU42674U1 RU2004120177/22U RU2004120177U RU42674U1 RU 42674 U1 RU42674 U1 RU 42674U1 RU 2004120177/22 U RU2004120177/22 U RU 2004120177/22U RU 2004120177 U RU2004120177 U RU 2004120177U RU 42674 U1 RU42674 U1 RU 42674U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
frequency
parameters
strip line
resonant
Prior art date
Application number
RU2004120177/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Ю. Вязалов
А.В. Трачук
А.В. Чеглаков
А.В. Курочкин
В.В. Павлов
А.Г. Писарев
М.И. Гончаров
В.С. Солдатченков
А.В. Круликовский
А.Б. Курятников
В.Б. Стешенко
Г.Л. Павлов
К.П. Лиходеенко
Original Assignee
Объединение государственных предприятий и организаций по производству государственных знаков Минфина РФ (Объединение "ГОЗНАК")
Научно-исследовательский институт Гознака
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Объединение государственных предприятий и организаций по производству государственных знаков Минфина РФ (Объединение "ГОЗНАК"), Научно-исследовательский институт Гознака filed Critical Объединение государственных предприятий и организаций по производству государственных знаков Минфина РФ (Объединение "ГОЗНАК")
Priority to RU2004120177/22U priority Critical patent/RU42674U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU42674U1 publication Critical patent/RU42674U1/en

Links

Landscapes

  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к средствам защиты и контроля подлинности ценных бумаг от подделки и может быть, преимущественно, использовано для защиты от подделки, например, банкнот. Устройство включает пассивное защитное средство заданной структуры. Эта структура выполнена с возможностью обеспечения контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа по резонансным эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующим излучением заданной радиочастоты. А также с возможностью детектирования параметров определенных информативных признаков в резонансном отклике на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров информативных признаков с эталонными значениями. Защитное средство выполнено в виде металлизированной, по меньшей мере, трехслойной резонансной фильтровой структуры, которая включает полосковую линию 1, состоящую, по меньшей мере, из двух металлических микрополосок 2, длиной равной половине длины волны (λ/2) распространяющегося в полосковой линии излучения, индуцированного зондирующим излучением, которые расположены с взаимным перекрытием и разделены между собой диэлектриком, при этом величина зазора S между микрополосками в зоне перекрытия не превышает 20 мкм; сплошной металлический экран 3; а также разделяющий их диэлектрический слой 4. Причем радиоэлектрические и геометрические параметры плоскостной полосковой линии 1 выбраны таким образом, что при ее зондировании излучением радиочастотой СВЧ-диапазона обеспечивается возможность использовать в качестве детектируемых информативных признаков в отклике фильтровой структуры характерные пиковые значения частотной характеристики коэффициентов прямой передачи и обратного отражения этой структурой зондирующего излучения, используемые в процессе детектирования для сравнения с заданным диапазоном эталонных значений соответствующих параметров, заложенным в памяти средства детектирования. 2 н.п.ф-лы и 6 з.п.ф-лы, 5 ил.The utility model relates to means of protecting and controlling the authenticity of securities from counterfeiting and can be mainly used to protect against counterfeiting, for example, banknotes. The device includes a passive protective means of a given structure. This structure is made with the possibility of controlling the presence and authenticity of the aforementioned means by a physical analysis method for resonance effects during external exposure to it by probing radiation of a given radio frequency. And also with the possibility of detecting the parameters of certain informative features in a resonant response to the aforementioned external influence, followed by automatic comparison of the recorded parameters of informative features with reference values. The protective agent is made in the form of a metallized at least three-layer resonant filter structure, which includes a strip line 1, consisting of at least two metal microstrips 2, a length equal to half the wavelength (λ / 2) of the radiation propagating in the strip line, induced by probe radiation, which are located with mutual overlap and separated by a dielectric, while the gap S between the microstrips in the overlap zone does not exceed 20 μm; solid metal screen 3; as well as the dielectric layer separating them 4. Moreover, the radioelectric and geometric parameters of the planar strip line 1 are selected in such a way that when it is probed by radiation with a microwave frequency of the microwave range, it is possible to use the characteristic peak values of the frequency response of the direct transmission coefficients in the response of the filter structure and back reflection of the probe radiation by this structure, used in the detection process to compare nii with a given range of reference values of the corresponding parameters stored in the memory of the detection means. 2 n.p.-fs and 6 w.p.-fs, 5 ill.

Description

Полезная модель относится к средствам защиты и контроля подлинности ценных бумаг от подделки и может быть, преимущественно, использовано в массовом производстве для защиты от подделки, например, банкнот, кредитных документов, иных ценных бумаг и обеспечения возможности последующего определения их подлинности с высокой достоверностью.The utility model relates to means of protecting and controlling the authenticity of securities against counterfeiting and can be mainly used in mass production to protect against counterfeiting, for example, banknotes, credit documents, other securities and to enable the subsequent determination of their authenticity with high reliability.

В настоящее время прямые финансовые потери развитых государств, вследствие подделки (несанкционированного выпуска и введения в оборот в больших масштабах) банкнот, кредитных документов и иных ценных бумаг, составляют значительные суммы. Это связано с тем, что современный уровень развития вычислительной, аналитической и множительной техники позволяет воспроизвести с высокой степенью идентичности практически любую ценную бумагу в неограниченном количестве при сравнительно небольших материальных затратах.Currently, direct financial losses of developed countries, due to counterfeiting (unauthorized issuance and large-scale introduction into circulation) of banknotes, credit documents and other securities, amount to significant amounts. This is due to the fact that the current level of development of computing, analytical and multiplying technology allows reproducing with a high degree of identity almost any security in unlimited quantities at relatively low material costs.

Особенно остро эта проблема стоит в случаях массового выпуска изделий, например, банковских билетов (банкнот), когда затраты на их изготовление и защиту от подделки должны быть минимальны. Кроме того, в этом случае защитные элементы (метки) должны оперативно детектироваться посредством недорогих и доступных для широкого круга пользователей средств контроля.This problem is especially acute in cases of mass production of products, for example, bank notes (banknotes), when the costs of their manufacture and protection against counterfeiting should be minimal. In addition, in this case, the protective elements (tags) must be quickly detected by means of inexpensive and affordable for a wide range of users means of control.

В настоящее время существуют различные методы и средства защиты от подделки ценных изделий, в частности, банкнот, кредитных документов и иных ценных бумаг.Currently, there are various methods and means of protection against counterfeiting of valuable products, in particular, banknotes, credit documents and other securities.

Для выбранной группы защищаемых изделий, например, банкнот, ценных бумаг и т.п., применяемые защитные элементы (метки), как правило, делятся на три группы: допечатные, печатные и послепечатные.For the selected group of protected products, for example, banknotes, securities, etc., the applied security elements (tags) are usually divided into three groups: prepress, print and postpress.

Допечатными защитными элементами являются композиционный состав бумаги, водяные знаки, металлизированная нить, цветные и светящиеся в ультрафиолетовых лучах волокна, конфетти и др.Prepress protective elements are paper composition, watermarks, metallic thread, fibers colored and glowing in ultraviolet rays, confetti, etc.

К печатным защитным элементам относятся:Printed security features include:

элементы, обеспечивающие реализацию способов графического воспроизведения изображения, в том числе, микропечать, совмещенные и кодовые рисунки и др.;elements that ensure the implementation of methods for graphic image reproduction, including micro printing, combined and code drawings, etc .;

- элементы реализованные непосредственно способами печати, в том числе, посредством глубокой, высокой, плоской металлографической и др. способами печати;- elements sold directly by printing methods, including by means of deep, high, flat metallographic and other printing methods;

- элементы, обеспечивающие способы реализации (создания) оптических эффектов;- elements that provide methods for the implementation (creation) of optical effects;

- применяемые печатные краски.- used printing inks.

Совокупность послепечатных защитных элементов может включать тиснение, нанесение пленочных покрытий, меченых элементов и т.д.A set of post-print security elements may include embossing, film coating, labeled elements, etc.

Значительную часть известных методов и средств защиты от подделки составляют способы и средства защиты посредством металлических защитных меток. Причем метка может формироваться как непосредственным нанесением материала метки (например, в виде краски) на защищаемое изделие, так и нанесением на упомянутое изделие отдельно изготовленного средства защиты, например, в виде полоски.A significant part of the known methods and means of protection against counterfeiting are methods and means of protection by means of metal protective marks. Moreover, the label can be formed both by direct application of the label material (for example, in the form of paint) on the protected product, and by applying to the said product a separately manufactured protective equipment, for example, in the form of a strip.

В частности, известен способ и средство защиты банкнот от подделки, согласно которому на банкноту в качестве защитного элемента наносят специальное изображение посредством магнитной печатной краски. Регистрация этой метки осуществляется посредством магнитного детектора (GB, №2079506, кл. G 07 D 7/00, 1982).In particular, there is a known method and means of protecting banknotes from counterfeiting, according to which a special image is applied to the banknote as a security element by means of magnetic printing ink. Registration of this tag is carried out by means of a magnetic detector (GB, No. 2079506, class G 07 D 7/00, 1982).

К недостаткам этого известного из уровня техники средства защиты банкнот от подделки и метода его реализации можно отнести то, что они могут быть достаточно легко воспроизведены и иммитированы с высокой степенью идентичности оригиналу с помощью современных широко известных из уровня техники средств, доступных широкому кругу заинтересованных лиц. Кроме того, The disadvantages of this means of protecting banknotes from counterfeiting known from the prior art and the method for its implementation include the fact that they can be quite easily reproduced and imitated with a high degree of identity with the original using modern means widely known from the prior art that are available to a wide range of interested parties. Moreover,

печатная краска подвержена стиранию в процессе длительной эксплуатации банкнот, в связи с чем не исключена вероятность признания подлинной (оригинальной) банкноты в качестве фальшивой при детектировании защитной метки.printing ink is subject to erasure during the long-term operation of banknotes, and therefore the possibility of recognizing a genuine (original) banknote as false when detecting a security mark is not ruled out.

Известны индивидуальные средства защиты документов в виде перфорации, рисунок которой имеет узнаваемые нерегулярности. Перфорацию осуществляют с помощью лазерного луча, исходя из обычного рисунка, при этом управление лазером осуществляют посредством ЭВМ таким образом, что каждая перфорация имеет индивидуальную нерегулярность, зависящую от исходной величины (DE, заявка N03628353, кл. В 44 Р 1/12, 1988).Individual document protection means are known in the form of perforations, the pattern of which has recognizable irregularities. Perforation is carried out using a laser beam, based on the usual pattern, while the laser is controlled by a computer in such a way that each perforation has an individual irregularity depending on the initial value (DE, application N03628353, CL 44 P 1/12, 1988) .

К недостаткам данного известного из уровня техники средства защиты от подделки и способа его реализации следует отнести:The disadvantages of this well-known from the prior art means of protection against counterfeiting and the method of its implementation include:

- ограниченные функциональные возможности, вследствие того, что посредством такого защитного элемента целесообразно осуществлять защиту только малотиражного объема изделий, вследствие его низкой производительности (т.к. скорость поточечного лазерного выжигания значительно ниже методов формирования меток одновременно по всей площади носителя).- limited functionality, due to the fact that through such a protective element it is advisable to protect only a small-volume product, due to its low productivity (because the speed of point-by-point laser burning is much lower than the methods of forming marks simultaneously over the entire area of the carrier).

- необходимость использования дорогостоящего технологического оборудования для промышленной реализации защитного элемента на защищаемом изделии;- the need to use expensive technological equipment for the industrial sale of the protective element on the protected product;

Известен способ создания документа, защищенного от подделки, согласно которому средство защиты выполняют в виде нанесенного, по меньшей мере, на одну сторону листового носителя отражающего слоя на котором размещены группы крупинок, в результате чего поверхность отражающего слоя имеет изменяющуюся отражающую способность. Метки, образованные группами крупинок, могут считываться машинным способом (ЕП, патент ЕПВ N0155982, кл. G 07 К 19/05, 1985).A known method of creating a document protected from falsification, according to which the protective equipment is performed in the form of a layer of grains deposited on at least one side of the sheet carrier of the reflective layer, whereby the surface of the reflective layer has a varying reflectivity. Labels formed by groups of grains can be read out by machine (EP, EPO patent N0155982, CL G 07 K 19/05, 1985).

Данный известный из уровня техники вид защиты документов от подделки имеет ряд существенных ограничений в части его применения. В частности, значительные технические проблемы возникают при детектировании защитной This type of document protection known from the prior art from counterfeiting has a number of significant limitations in terms of its application. In particular, significant technical problems arise in the detection of protective

метки с обеспечением необходимой разрешающей способности вследствии агрегатирования крупинок в процессе их измельчения и нанесения. А при увеличении их дисперсности возрастает ширина спектра изображения в области низких пространственных частот.tags with the necessary resolution due to the aggregation of grains in the process of grinding and applying. And with an increase in their dispersion, the width of the image spectrum in the region of low spatial frequencies increases.

Известен способ изготовления двухстороннего носителя информации для защиты ценных изделий, согласно которому на лицевой и обратной сторонах носителя информации посредством нанесения магнитного состава формируют защитную метку в виде двух изображений, которые расположены на противоположных сторонах основы носителя и определенным образом ориентированны друг относительно друга. Детектирование сформированной таким способом защитной метки осуществляют посредством полупроводникового магнитного датчика, одновременно считывающего информацию с лицевой и обратной стороны носителя информации. При детектировании выходной сигнал полупроводникового датчика пропускают через сложную схему для формирования импульса на границах изображений магнитной метки. По этим импульсам осуществляют распознавание магнитной информации на носителе путем сравнения с заданной (эталонной) информацией (JP, заявка N057-177372, кл. G 07 D 7/00, 1984 г.).A known method of manufacturing a two-sided storage medium for the protection of valuable products, according to which on the front and back sides of the storage medium by applying a magnetic composition form a protective mark in the form of two images that are located on opposite sides of the base of the medium and in a certain way oriented relative to each other. Detection of the protective mark formed in this way is carried out by means of a semiconductor magnetic sensor that simultaneously reads information from the front and back sides of the information carrier. When detecting, the output signal of the semiconductor sensor is passed through a complex circuit to form a pulse at the boundaries of the images of the magnetic mark. These pulses recognize magnetic information on the medium by comparison with a given (reference) information (JP, application N057-177372, class G 07 D 7/00, 1984).

К недостаткам данного способа защиты и средства для его реализации следует отнести то, что для регистрации наличия такой защитной метки необходимо использовать специальные сложные и дорогостоящие средства ее контроля (детектирования), которыми не располагает массовый пользователь.The disadvantages of this method of protection and means for its implementation should include the fact that to register the presence of such a protective label, it is necessary to use special complex and expensive means of its control (detection), which are not available to the mass user.

Известен способ защиты ценных бумаг от подделки и устройство для его реализации согласно которому в бумажную основу ценной бумаги запресовывают полосу из магнитного материал. Определение подлинности ценной бумаги осуществляется посредством магнитного детектора, регистрирующего изменение (градиент) напряженности магнитного поля (ЕР, №005720, кл. G 07 D 7/00, 1982).A known method of protecting securities from counterfeiting and a device for its implementation according to which a strip of magnetic material is pressed into the paper base of a security. The authenticity of a security is determined by means of a magnetic detector detecting a change (gradient) in the magnetic field strength (EP, No. 005720, class G 07 D 7/00, 1982).

К недостаткам данных известных из уровня техники способа и средства защиты ценных бумаг от подделки следует отнести его недостаточную надежность, поскольку изготовление (подделка) полосы из доступного широкому кругу лиц магнитного материала не представляет для специалиста какой-либо The disadvantages of the data of the method and means of protecting securities against counterfeiting known from the prior art include its insufficient reliability, since the manufacture (fake) of a strip from a magnetic material accessible to a wide range of people does not represent any

технической сложности и не требует значительных материальных затрат. Следовательно, степень вероятности подделки ценных бумаг, защищенных в соответствии с рассматриваемым способом защиты достаточно высока.technical complexity and does not require significant material costs. Consequently, the degree of probability of counterfeiting securities protected in accordance with the considered method of protection is quite high.

Наиболее близким (по решаемой задаче и достигаемому результату) к заявленному объекту изобретения является известный из уровня техники способ защиты от подделки ценных изделий, в частности, банкнот, ценных бумаг и документов, а также средство для его реализации, согласно которым в качестве средства защиты используют изотопный индикатор на основе стабильного изотопа осмий-187 (187Os) или его (стабильного изотопа осмий-187) химического соединения, в котором (химическом соединении) обеспечивается постоянная стабилизация (во времени и пространстве) магнитной ориентации спинов (собственных моментов импульсов) системы элементарных частиц, входящих в состав атомов осмия-187.The closest (for the problem being solved and the achieved result) to the claimed object of the invention is a method known from the prior art for protecting against counterfeiting of valuable products, in particular banknotes, securities and documents, as well as a means for its implementation, according to which they use as a means of protection isotope indicator based on the stable isotope osmium-187 ( 187 Os) or its (stable isotope osmium-187) chemical compound in which (the chemical compound) provides constant stabilization (in time and space ve) the magnetic orientation of the spins (intrinsic angular momenta) of the system of elementary particles that make up the osmium-187 atoms.

Защитную метку формируют с возможностью контроля наличия этой метки (при детектировании) на защищаемом изделии физическим методом анализа по изотопным эффектам, в частности, по магнитным свойствам ядер осмия-187 методом ядерного магнитного резонанса /ЯМР/ (RU, патенты №2074420 и №2077072, кл. G 07 D 7/00, 1997).A protective tag is formed with the possibility of monitoring the presence of this tag (when detecting) on the protected product by the physical analysis method for isotopic effects, in particular, for the magnetic properties of osmium-187 nuclei by nuclear magnetic resonance / NMR / (RU, patents No. 2074420 and No. 2077072, C. G 07 D 7/00, 1997).

Применение (в рассматриваемом способе защиты изделий от подделки) стабильного изотопа осмия-187 в виде химического соединения осмия-187 с ферромагнитным веществом позволяет использовать (в процессе детектирования) внутренние магнитные поля атомов, достигающие 500 Тл и более, т.к. при взаимодействии с магнитными полями атомов ферромагнетика магнитные поля атомов осмия-187 упорядочение ориентируются в пространстве. Это позволяет получить сигнал ЯМР, т.е. эффект избирательного поглощения излучения определенной радиочастоты, без воздействия внешних магнитных полей большой мощности. Благоприятной (для рассматриваемого случая) характеристикой осмия-187 является также то, что его ядро имеет спин, равный 1/2, следовательно, отсутствует электрический квадрупольный момент, что позволяет исключить электрические возмущения в процессе детектирования защитной метки.The use (in the considered method of protecting products from counterfeiting) of the stable osmium-187 isotope in the form of a chemical compound of osmium-187 with a ferromagnetic substance allows the use (in the detection process) of the internal magnetic fields of atoms reaching 500 T or more, because when interacting with the magnetic fields of the atoms of a ferromagnet, the magnetic fields of osmium-187 atoms are ordered in space. This allows one to obtain an NMR signal, i.e. the effect of selective absorption of radiation of a certain radio frequency, without exposure to external magnetic fields of high power. A favorable (for the case under consideration) characteristic of osmium-187 is also that its core has a spin equal to 1/2, therefore, there is no electric quadrupole moment, which eliminates electrical disturbances in the process of detecting a protective mark.

Для детектирования известной и воспроизведенной согласно упомянутому уровню техники (см. RU, патенты №2074420 и №2077072) на защищаемом изделии защитной метки используется (также известный из уровня техники) ЯМР-спектрометр, в котором для ориентации магнитных полей атомных ядер исследуемого материала используются сверхпроводящие магниты, создающие магнитное поле до 20 Тл.To detect the well-known and reproduced according to the aforementioned prior art (see RU, patents No. 2074420 and No. 2077072) on the protected product of the security label is used (also known from the prior art) NMR spectrometer in which superconducting are used to orient the magnetic fields of the atomic nuclei of the material under study magnets creating a magnetic field up to 20 T.

Следует отметить, что вышеупомянутые сверхпроводящие магниты составляют доминирующую (основную) часть стоимости вышеупомянутого ЯМР-спектрометра.It should be noted that the aforementioned superconducting magnets constitute the dominant (main) part of the cost of the aforementioned NMR spectrometer.

Детектирование в случае использования в качестве защитной метки соединения осмия-187 с ферромагнитным веществом (материалом) производится также известными методами с помощью известных из уровня техники средств.Detection in the case of using a osmium-187 compound with a ferromagnetic substance (material) as a protective mark is also carried out by known methods using means known from the prior art.

В частности, при наложении генерируемого детекторным средством радиочастотного импульса π/2 (в противофазе с магнитными моментами атомных ядер осмия-187) спины атомных ядер осмия-187 «рассыпаются». При следующем импульсе π (этого же источника электромагнитного излучения в фазе с магнитными моментами атомных ядер осмия-187) спины атомных ядер осмия-187 одновременно возвращаются в свое основное ориентированное (стабилизированное посредством магнитного влияния спинов атомов веществ, являющихся ингредиентами рассматриваемого соединения) состояние. Это позволяет зарегистрировать посредством детекторного средства (включающего ЯМР-спектрометр) так называемое «спиновое эхо», создаваемое (генерируемое) системой элементарных частиц, образующих атомное ядро осмия-187. Детектирование осуществляется по срабатыванию прибора только на ядра осмия-187 с резонансной частотой 107,5 МГц.In particular, when an π / 2 pulse of radio frequency generated by the detector is superimposed (in antiphase with the magnetic moments of osmium-187 atomic nuclei), the spins of osmium-187 atomic nuclei are “scattered”. At the next pulse π (of the same source of electromagnetic radiation in phase with the magnetic moments of the osmium-187 atomic nuclei), the spins of the osmium-187 atomic nuclei simultaneously return to their main oriented (stabilized by the magnetic influence of the atomic spins of the substances that are the ingredients of the compound under consideration) state. This makes it possible to register by means of a detector (including an NMR spectrometer) the so-called "spin echo" created (generated) by a system of elementary particles that form the osmium-187 atomic nucleus. Detection is carried out by triggering the device only on the osmium-187 nuclei with a resonant frequency of 107.5 MHz.

К недостаткам вышеупомянутых, наиболее близких (по отношению к патентуемым объектам изобретения) технических решений целесообразно отнести нижеследующее. Надежная защита охраняемого от подделки изделия (в частности, банкноты, ценной бумаги или иного документа), согласно вышеописанным, известным из уровня техники способу и средству для его реализации, обеспечивается посредством использования в качестве защитной The disadvantages of the above, closest (in relation to patentable objects of the invention) technical solutions, it is advisable to include the following. Reliable protection of a product protected from falsification (in particular, banknotes, securities or other documents), according to the method and means for its implementation described above, known from the prior art, is provided by using as a protective

метки уникального материала, освоение производства которого требует такого уровня технических средств, материальных и трудовых затрат, который способно обеспечить только государство, обладающее современными ядерными технологиями (включающими методы сепарации изотопа осмий-187 из ренийсодержащих и ультрабедных руд или из бедных и ультрабедных сбросных технологических растворов).labels of unique material, the development of which requires a level of technical means, material and labor costs that can only be provided by a state that has modern nuclear technologies (including methods for the separation of the osmium-187 isotope from rhenium-containing and ultra-poor ores or from poor and ultra-poor waste technological solutions) .

Действительно, уникальность материала и технология его производства обеспечивает достаточно высокую степень защиты ценных изделий (включая банкноты, кредитные и иные документы, а также иные объекты, требующие, ввиду своей определенной ценности, индивидуальной или широкомасштабной защиты) от подделки. Однако именно уникальность и технологическая сложность производства осмия-187 ограничивает область его использования в части широкомасштабной защиты изделий (например, банкнот) от подделки, поскольку затраты на изготовление одной банкноты могут быть соизмеримы с номинальной стоимостью этой банкноты, а в ряде случаев могут быть и значительно выше ее номинальной стоимости, например, для мелких банкнот.Indeed, the uniqueness of the material and the technology of its production provides a sufficiently high degree of protection for valuable products (including banknotes, credit and other documents, as well as other objects that require, due to their certain value, individual or large-scale protection) from forgery. However, it is the uniqueness and technological complexity of the production of osmium-187 that limits its use in terms of the large-scale protection of products (for example, banknotes) from counterfeiting, since the cost of producing one banknote can be comparable with the nominal value of this banknote, and in some cases it can be significantly above its face value, for example, for small banknotes.

Если же принять во внимание то, что в современных условиях рыночных отношений данный уникальный материал (осмий-187) может быть приобретен заинтересованными лицами в чистом виде в нужном количестве путем его покупки (в том числе и нелегальным путем), а также то, что сам по себе технологический процесс формирования защитной метки на основе осмия-187 (согласно рассматриваемому изобретению) не представляет каких-либо трудностей и не имеет технологических НОУ-ХАУ, и то, что минимальное количество осмия-187, необходимое для обеспечения гарантированного детектирования защитной метки, составляет 5 мкг, можно прийти к выводу, что заинтересованное лицо может воспроизвести эту защитную метку, например, на банкнотах, неограниченное число раз, причем каждая нелегально воспроизведенная метка будет абсолютно идентична эталонной, поскольку физико-химические свойства осмия-187, даже полученного различными технологическимси способами и из разных источников, будут абсолютно идентичными.If we take into account the fact that in the current conditions of market relations this unique material (osmium-187) can be acquired by interested parties in pure form in the right amount by purchasing it (including illegally), as well as the fact that the technological process of forming a protective label based on osmium-187 (according to the invention under consideration) does not present any difficulties and does not have technological know-how, and that the minimum amount of osmium-187 necessary to ensure is guaranteed detection of a security label, is 5 μg, it can be concluded that an interested person can reproduce this security label, for example, on banknotes, an unlimited number of times, and each illegally reproduced label will be absolutely identical to the reference one, since the physicochemical properties of osmium-187 , even obtained by various technological methods and from different sources, will be absolutely identical.

В основу заявленного технического решения была положена задача создания такого устройства для защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий которое позволило бы при минимальных затратах на его промышленную реализацию осуществить высококачественную защиту за счет использования для его производства известных из уровня техники технологий, а также высокую скорость детектирования (контроля подлинности маркированных изделий, в частности, банкнот) за счет обеспечения возможности работы устройства в СВЧ-диапазоне радиочастот, реализующем высокую скорость радиообмена.The claimed technical solution was based on the task of creating such a device for protection against counterfeiting and authenticity control of valuable products that would allow for low-cost industrial implementation to provide high-quality protection by using technologies known from the prior art for its production, as well as high detection speed (authenticity control of marked products, in particular banknotes) by providing the device with the ability to operate in the microwave range of radio frequencies, p implements high speed radio.

Поставленная задача согласно первого варианта выполнения достигается посредством того, что в устройстве для защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий включающем пассивное защитное средство заданной структуры, которая выполнена с возможностью обеспечения контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа по резонансным эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующим электромагнитным излучением заданной радиочастоты и детектирования параметров определенных информативных признаков в резонансном отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров этих информативных признаков с эталонными значениями, заложенными в памяти средства детектирования, согласно изобретению, пассивное защитное средство выполнено в виде металлизированной, по меньшей мере, трехслойной резонансной фильтровой структуры, которая включает плоскостную полосковую линию, состоящую, по меньшей мере, из двух металлических микрополосок длиной равной половине длины волны распространяющегося в полосковой линии излучения, индуцированного зондирующим излучением, которые расположены с взаимным перекрытием и разделены между собой диэлектриком в зоне упомянутого перекрытия, при этом величина диэлектрического зазора между микрополосками в зоне перекрытия не превышает 20 мкм; сплошной металлический экран; а также разделяющий их диэлектрический слой; причем радиоэлектрические и геометрические параметры плоскостной полосковой линии The task according to the first embodiment is achieved by the fact that in the device for protection against counterfeiting and authenticity control of valuable products comprising a passive protective means of a given structure, which is configured to provide control of the presence and authenticity of the said means by the physical method of analysis of resonance effects during external exposure probing electromagnetic radiation of a given radio frequency and detecting the parameters of certain informative of signs in the resonant response of the protective agent to the aforementioned external influence followed by automatic comparison of the recorded parameters of these informative features with the reference values stored in the memory of the detection means according to the invention, the passive protective means is made in the form of a metallized at least three-layer resonant filter structure, which includes a planar strip line consisting of at least two metal microstrips with a floor length of fault wavelength propagating in line stripline radiation induced by the probe radiation, which are arranged with mutual overlap and are separated by a dielectric in said overlap area, wherein the magnitude of the dielectric gap between the microstrips do not exceed 20 microns in the overlap zone; solid metal screen; as well as the dielectric layer separating them; moreover, the radioelectric and geometric parameters of the planar strip line

выбраны таким образом, что при ее зондировании излучением радиочастотой СВЧ-диапазона обеспечивается возможность использовать в качестве детектируемых информативных признаков в резонансном отклике фильтровой структуры характерные пиковые значения частотной характеристики коэффициентов прямой передачи и обратного отражения этой структурой внешнего зондирующего излучения, используемые в процессе детектирования для сравнения с заданным диапазоном эталонных значений соответствующих параметров, заложенным в памяти средства детектирования.chosen in such a way that when it is probed by radiation with a microwave frequency of the microwave range, it is possible to use the characteristic peak values of the frequency response of the direct transmission and backward reflection coefficients of the external probe radiation used in the detection process for comparison with a predetermined range of reference values of the corresponding parameters embedded in the memory of the detector sirovany.

Целесообразно упомянутый разделяющий диэлектрический слой выполнять из лавсана.Advantageously, said separating dielectric layer is made of lavsan.

Оптимально трехслойную резонансную фильтровую структуру беззазорно размещать между двумя дополнительными слоями диэлектрика, выполненными, например, из лавсана.It is optimal to place the three-layer resonant filter structure between two additional dielectric layers made, for example, of lavsan.

Наиболее оптимально в качестве зондирующего излучения радиочастотой СВЧ-диапазона использовать излучение с частотой от 8 до 12 ГГц.It is most optimal to use radiation with a frequency from 8 to 12 GHz as probing radiation with a microwave frequency in the microwave range.

Поставленная задача согласно второго варианта выполнения достигается посредством того, что в устройстве для защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий включающем пассивное защитное средство заданной структуры, которая выполнена с возможностью обеспечения контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа по резонансным эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующим электромагнитным излучением заданной радиочастоты и детектирования параметров определенных информативных признаков в резонансном отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров этих информативных признаков с эталонными значениями, заложенными в памяти средства детектирования, согласно изобретению, пассивное защитное средство выполнено в виде металлизированной, по меньшей мере, пятислойной резонансной фильтровой структуры, которая включает плоскостную полосковую линию, состоящую, по меньшей мере, из двух металлических микрополосок длиной равной половине длины волны распространяющегося в полосковой линии The task according to the second embodiment is achieved by the fact that in the device for protection against counterfeiting and authenticity control of valuable products comprising a passive protective means of a given structure, which is configured to provide control of the presence and authenticity of the said means by the physical method of analysis of resonance effects during external exposure probing electromagnetic radiation of a given radio frequency and detecting the parameters of certain informative of signs in the resonant response of the protective agent to the aforementioned external influence followed by automatic comparison of the registered parameters of these informative features with the reference values stored in the memory of the detection means according to the invention, the passive protective means is made in the form of a metallized at least five-layer resonant filter structure, which includes a planar strip line consisting of at least two metal microstrips with a floor length of fault propagation in the wavelength stripline

излучения, индуцированного зондирующим излучением, которые расположены с взаимным перекрытием и разделены между собой диэлектриком в зоне упомянутого перекрытия, при этом величина диэлектрического зазора между микрополосками в зоне перекрытия не превышает 20 мкм; сплошной металлический экран; разделяющий полосковую линию и металлический экран диэлектрический слой; дополнительный диэлектрический слой и покрывающий его дополнительный сплошной металлический экран, которые последовательно расположены со стороны полосковой линии, причем радиоэлектрические и геометрические параметры плоскостной полосковой линии выбраны таким образом, что при ее зондировании излучением радиочастотой СВЧ-диапазона обеспечивается возможность использовать в качестве детектируемых информативных признаков в резонансном отклике фильтровой структуры характерные пиковые значения частотной характеристики коэффициентов прямой передачи и обратного отражения этой структурой внешнего зондирующего излучения, используемые в процессе детектирования для сравнения с заданным диапазоном эталонных значений соответствующих параметров, заложенным в памяти средства детектирования.radiation induced by probing radiation, which are located with mutual overlap and separated by a dielectric in the zone of said overlap, while the dielectric gap between the microstrips in the overlap zone does not exceed 20 μm; solid metal screen; a dielectric layer separating the strip line and the metal screen; an additional dielectric layer and an additional solid metal screen covering it, which are sequentially located on the side of the strip line, the radioelectric and geometric parameters of the plane strip line being selected in such a way that when it is probed with radiation from the microwave frequency, it is possible to use informative signs as resonant the response of the filter structure characteristic peak values of the frequency response coefficient s direct transmission and backscatter this structure, an external probe radiation used in the detecting process for comparison with a predetermined range of reference values corresponding to the parameters laid down in the memory of the detection means.

Целесообразно упомянутые диэлектрические слои выполнять из лавсана.Advantageously, said dielectric layers are made of lavsan.

В ряде случаев пятислойная резонансная фильтровая структура может быть беззазорно размещена между двумя дополнительными слоями диэлектрика, выполненными, например, из лавсана.In some cases, a five-layer resonant filter structure can be gaplessly placed between two additional dielectric layers made, for example, of lavsan.

Наиболее оптимально в качестве зондирующего излучения радиочастотой СВЧ-диапазона использовать излучение с частотой от 8 до 12 ГГц.It is most optimal to use radiation with a frequency from 8 to 12 GHz as probing radiation with a microwave frequency in the microwave range.

Полезная модель иллюстрируется графическими материалами.The utility model is illustrated with graphic materials.

Фиг.1- схема расположения металлических микрополосок в плоскостной полосковой линии.Figure 1 - arrangement of metal microstrip in a flat strip line.

Фиг.2 - вариант выполнения устройства согласно п.1 формулы изобретения.Figure 2 - embodiment of a device according to claim 1 of the claims.

Фиг.3 - вариант выполнения устройства согласно п.3 формулы изобретения.Figure 3 is an embodiment of a device according to claim 3 of the claims.

Фиг.4 -. вариант выполнения устройства согласно п.5 формулы изобретения.Figure 4 -. an embodiment of the device according to claim 5 of the claims.

Фиг.5 -. вариант выполнения устройства согласно п.7 формулы изобретения.Figure 5 -. an embodiment of the device according to claim 7 of the claims.

Устройство для защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий, согласно первого варианта выполнения, включает пассивное защитное средство заданной структуры. Эта структура выполнена с возможностью обеспечения контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа по резонансным эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующим электромагнитным излучением заданной радиочастоты. А также с возможностью детектирования параметров определенных информативных признаков в резонансном отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров этих информативных признаков с эталонными значениями, заложенными в памяти средства детектирования.The device for protection against counterfeiting and authenticity control of valuable products, according to the first embodiment, includes a passive protective means of a given structure. This structure is made with the possibility of monitoring the availability and authenticity of the said means by the physical method of analysis of resonance effects during external exposure to it by probing electromagnetic radiation of a given radio frequency. And also with the possibility of detecting the parameters of certain informative features in the resonant response of the protective agent to the mentioned external influence, followed by automatic comparison of the registered parameters of these informative features with the reference values stored in the memory of the detection means.

Пассивное защитное средство выполнено в виде металлизированной, по меньшей мере, трехслойной резонансной фильтровой структуры, которая включает плоскостную полосковую линию 1, состоящую, по меньшей мере, из двух металлических микрополосок 2 длиной равной половине длины волны (λ/2) распространяющегося в полосковой линии 1 излучения, индуцированного зондирующим излучением, которые расположены с взаимным перекрытием и разделены между собой диэлектриком в зоне упомянутого перекрытия. При этом величина диэлектрического зазора (S) между микрополосками 2 в зоне перекрытия не превышает 20 мкм. Кроме того, упомянутая резонансная фильтровая структура включает сплошной металлический экран 3; а также разделяющий микрополосковую линию 1 и упомянутый экран 3 диэлектрический слой 4. Радиоэлектрические и геометрические параметры плоскостной полосковой линии 1 выбраны таким образом, что при ее зондировании излучением радиочастотой СВЧ-диапазона, преимущественно, от 8 до 12 ГГц, обеспечивается возможность использовать в качестве детектируемых информативных признаков в резонансном отклике фильтровой структуры The passive protective device is made in the form of a metallized at least three-layer resonant filter structure, which includes a planar strip line 1, consisting of at least two metal microstrip 2 with a length equal to half the wavelength (λ / 2) propagating in the strip line 1 radiation induced by probing radiation, which are located with mutual overlap and are separated by a dielectric in the zone of the said overlap. The value of the dielectric gap (S) between the microstrips 2 in the overlap zone does not exceed 20 μm. In addition, said resonant filter structure includes a continuous metal screen 3; as well as the dielectric layer 4 separating the microstrip line 1 and the said screen 3. The radioelectric and geometric parameters of the planar strip line 1 are selected so that when it is probed by radiation with a microwave frequency of the microwave range, mainly from 8 to 12 GHz, it is possible to use as detectable informative features in the resonant response of the filter structure

характерные пиковые значения частотной характеристики коэффициентов прямой передачи и обратного отражения этой структурой внешнего зондирующего излучения. Эти информативные признаки (т.е. пиковые значения частотной характеристики коэффициентов пропускания и поглощения) используются в процессе детектирования для сравнения с заданным диапазоном (а не конкретным абсолютным значением) эталонных значений соответствующих параметров, заложенным в памяти средства детектирования.characteristic peak values of the frequency response of the direct transmission and backward reflection coefficients of the external probe radiation by this structure. These informative features (i.e., peak values of the frequency response of the transmittance and absorption coefficients) are used in the detection process to compare with the specified range (and not the specific absolute value) the reference values of the corresponding parameters stored in the memory of the detection means.

Целесообразно упомянутый разделяющий диэлектрический слой выполнять из лавсана.Advantageously, said separating dielectric layer is made of lavsan.

Оптимально трехслойную резонансную фильтровую структуру беззазорно размещать между двумя дополнительными слоями 5 и 6 диэлектрика, выполненными, например, из лавсана. Это исключает повреждение резонансной полосковой линии 1 и металлического экрана 3 в процессе эксплуатации защищаемых изделий, например, банкнот.It is optimal to place the three-layer resonant filter structure between two additional layers 5 and 6 of the dielectric, made, for example, of lavsan. This eliminates damage to the resonant strip line 1 and the metal screen 3 during operation of the protected products, such as banknotes.

Второй вариант исполнения устройства для защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий во многом аналогичен первому. Его отличия заключаются лишь в том, что пассивное защитное средство выполнено в виде металлизированной, по меньшей мере, пятислойной резонансной фильтровой структуры, которая, помимо ранее перечисленных элементов трехслойной резонансной фильтровой структуры (согласно первого варианта исполнения устройства), содержит дополнительный диэлектрический слой 7 и покрывающий его дополнительный сплошной металлический экран 8, которые последовательно расположены со стороны полосковой линии 1. Как и в первом варианте исполнения пятислойная резонансная фильтровая структура по второму варианту может быть беззазорно размещена между двумя дополнительными слоями 9 и 10 диэлектрика, выполненными, например, из лавсана.The second embodiment of the device for protection against counterfeiting and authenticity control of valuable products is largely similar to the first. Its differences are only in that the passive protective agent is made in the form of a metallized at least five-layer resonant filter structure, which, in addition to the previously listed elements of the three-layer resonant filter structure (according to the first embodiment of the device), contains an additional dielectric layer 7 and a coating its additional solid metal screen 8, which are sequentially located on the side of the strip line 1. As in the first embodiment, a five-layer cut According to the second embodiment, the on-off filter structure can be gaplessly placed between two additional dielectric layers 9 and 10, made, for example, from lavsan.

Физическая сущность принципа работы устройства для защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий по любому из вариантов исполнения практически идентична и заключается в следующем.The physical essence of the principle of operation of the device for protection against counterfeiting and authenticity control of valuable products according to any of the embodiments is almost identical and is as follows.

Целесообразно отметить, что при разработке радиочастотных защитных меток (защитных средств) большое значение имеет выбор частотного диапазона и It is advisable to note that in the development of radio frequency protective labels (protective equipment), the choice of the frequency range and

возможных видов модуляции зондирующего сигнала. С точки зрения радиотехники построение метки, обеспечивающей идентификацию какого-либо объекта, может быть реализовано практически во всем спектре радиочастот, освоенном на сегодняшний день - от единиц килогерц до сотен гигагерц. Однако, специфические требования, к меткам в защитной металлической полосе предъявляют особые требования к выбору диапазона частот и вида модуляции.possible types of modulation of the probe signal. From the point of view of radio engineering, the construction of a tag that provides identification of an object can be implemented in almost the entire spectrum of radio frequencies mastered to date - from a few kilohertz to hundreds of gigahertz. However, the specific requirements for the marks in the protective metal strip impose special requirements on the choice of frequency range and type of modulation.

Для лучшего понимания физической сущности заявленного изобретения целесообразно проанализировать существующие на данный момент принципы построения и подходы к использованию систем радиочастотной идентификации.For a better understanding of the physical nature of the claimed invention, it is advisable to analyze the currently existing construction principles and approaches to the use of radio frequency identification systems.

Системы радиочастотной идентификации и регистрации объектов (RFID-системы) получили широкое распространение с начала 90 годов. По сравнению с уже существующими общеизвестными методами идентификации (по штрих-коду или по магнитной полосе) RFID-системы обладают рядом существенных преимуществ. А именно: идентификация объекта производится по уникальному цифровому коду, излучаемому закрепленной на объекте электронной меткой-транспондером; опрос транспондеров производится автоматически с помощью приемо-передающего устройства (ридера).Radio frequency identification and registration systems (RFID systems) have been widely used since the beginning of the 90s. Compared to existing well-known identification methods (by barcode or magnetic stripe), RFID systems have a number of significant advantages. Namely: the object is identified by a unique digital code emitted by an electronic transponder tag attached to the object; transponders are polled automatically using a transceiver (reader).

Такие системы позволяют существенно ускорить процесс идентификации, не требуют специального расположения объекта относительно ридера (как, например, в системах со штрих кодом), являются более надежными, долговечными и защищенными, по отношению к системам с магнитной полосой.Such systems can significantly accelerate the identification process, do not require a special location of the object relative to the reader (as, for example, in systems with a bar code), are more reliable, durable and protected, in relation to systems with a magnetic strip.

В настоящее время, в зависимости от требований к системе, применяются как активные (с питанием от встроенной батареи), так и пассивные транспондеры. Энергию, необходимую для формирования ответного сигнала, пассивный транспондер получает по радиолинии от ридера.Currently, depending on the requirements of the system, both active (powered by a built-in battery) and passive transponders are used. The passive transponder receives the energy necessary for generating a response signal via a radio link from a reader.

Первой системой радиочастотной идентификации и регистрации объектов является система TIRIS (Texas Instruments Registration and Identification System). Разработанная первоначально для автоматизации складского хозяйства, TIRIS нашла применение в системах охраны доступа, автомобильных иммобилайзерах, системах автоматизированной торговли, на платных автомобильных парковках, бензоколонках и пр.The first radio frequency identification and registration system is TIRIS (Texas Instruments Registration and Identification System). Originally developed for warehouse automation, TIRIS has found application in access control systems, car immobilizers, automated trading systems, in paid car parks, gas stations, etc.

Существующие в настоящее время системы RFID различных производителей, как правило, различаются несущей частотой используемых сигналов, типом модуляции, протоколом радиообмена, объемом возвращаемой транспондером информации. В последнее время были предприняты попытки стандартизовать указанную продукцию. Это в первую очередь относится к несущей частоте сигналов.Existing RFID systems of various manufacturers, as a rule, differ in the carrier frequency of the signals used, the type of modulation, the radio protocol, and the amount of information returned by the transponder. Recently, attempts have been made to standardize these products. This primarily relates to the carrier frequency of the signals.

В настоящее время можно выделить три основных частотных диапазона, в которых работают системы RFID:Currently, there are three main frequency ranges in which RFID systems operate:

- низкочастотный диапазон (до 150 КГц);- low-frequency range (up to 150 KHz);

- среднечастотный диапазон (13,56 МГц);- mid-frequency range (13.56 MHz);

- высокочастотный диапазон (850...950 МГц и 2,4...5 ГГц). Среди широко распространенных на российском рынке систем RFID низкочастотного диапазона следует отметить транспондеры, работающие на частоте 125 Кгц (протокол швейцарской фирмы ЕМ Microelectronic Marin). Эти транспондеры используют амплитудно-модулированные сигналы и Манчестер код. Аналогичным протоколом обмена обладают транспондеры фирм Temic, Atmel, Microchip. Указанный стандарт существенно уступает системе Texas Instruments RFID по дальности действия (около 20 см) и помехозащищенности, однако низкая стоимость транспондеров ($1,2...$1,5) и ридеров ($20...$30) позволяет реализовать недорогие системы охраны доступа, системы учета и др.- high-frequency range (850 ... 950 MHz and 2.4 ... 5 GHz). Among the low-frequency range RFID systems widely used in the Russian market, transponders operating at a frequency of 125 kHz should be noted (protocol of the Swiss company EM Microelectronic Marin). These transponders use amplitude modulated signals and a Manchester code. The transponders of Temic, Atmel, and Microchip companies have a similar exchange protocol. The specified standard is significantly inferior to the Texas Instruments RFID system in range (about 20 cm) and noise immunity, however, the low cost of transponders ($ 1.2 ... $ 1.5) and readers ($ 20 ... $ 30) allows you to implement inexpensive access protection systems, accounting systems, etc.

К главным недостаткам низкочастотных систем RFID следует отнести в первую очередь низкую скорость радиообмена и технологическую сложность изготовления высокоиндуктивных антенн транспондеров. Низкая скорость радиобмена не позволяет ридеру различать несколько транспондеров, одновременно находящихся в поле его антенны. Это до определенной степени ограничивает применение низкочастотных RFID систем. Спиральные или магнитные антенны низкочастотных транспондеров, как правило, требуют сложного намоточного оборудования и плохо транспортируются. Это приводит к высоким затратам на корпусирование транспондеров и, в конечном итоге, к их высокой стоимости.The main disadvantages of low-frequency RFID systems include, first and foremost, the low speed of radio exchange and the technological complexity of manufacturing high-inductance transponder antennas. The low speed of the radio exchange does not allow the reader to distinguish between several transponders simultaneously located in the field of its antenna. This limits the use of low frequency RFID systems to a certain extent. Spiral or magnetic antennas of low-frequency transponders, as a rule, require complex winding equipment and are poorly transported. This leads to high costs for packaging transponders and, ultimately, to their high cost.

Переход в мегагерцевый диапазон частот позволил избавиться от указанных недостатков. Стандартным среднечастотным диапазоном для производства систем RFID является диапазон 13,56 МГц. Разработки транспондерных микросхем в этом диапазоне имеются у целого ряда известных производителей это Philips- технология MIFARE, Microchip и многие другие.The transition to the megahertz frequency range allowed us to get rid of these shortcomings. The standard mid-range for the manufacture of RFID systems is the 13.56 MHz band. The development of transponder microcircuits in this range is available from a number of well-known manufacturers: Philips- MIFARE technology, Microchip, and many others.

Транспондеры, производимые Texas Instruments по технологии Tag-It™, представляют собой законченную конструкцию, состоящую из тонкой (0,03 мм) пластиковой подложки, микросхемы и нанесенной методом напыления рамочной антенны. Толщина транспондера в месте расположения чипа 0,3 мм. Транспондер содержит уникальный, записанный на заводе изготовителе, 32-разрядный код и пользовательскую память 256 бит (8 страниц по 32 разряда). Сигнал транспондера амплитудно-модулированный, для кодирования используется манчестер-код.The transponders manufactured by Texas Instruments using Tag-It ™ technology are a complete construction consisting of a thin (0.03 mm) plastic substrate, a microcircuit, and a sputter-coated frame antenna. The thickness of the transponder at the location of the chip is 0.3 mm. The transponder contains a unique 32-bit code recorded at the factory and 256-bit user memory (8 pages of 32 bits). The transponder signal is amplitude-modulated, a Manchester code is used for encoding.

Ориентировочная стоимость транспондера в России составляет менее одного доллара США. Главным достоинством транспондеров Tag-It™ является простота их корпусирования. В простейшем случае применения транспондер может быть просто вклеен между двумя листами бумаги или картона.The estimated cost of a transponder in Russia is less than one US dollar. The main advantage of Tag-It ™ transponders is the simplicity of their packaging. In the simplest application, the transponder can simply be glued between two sheets of paper or cardboard.

Высокочастотные транспондерные устройства на современном рынке RFID представлены в первую очередь продукцией Amtech и Micro Design ASA. Высокочастотные активные Транспондеры Texas Instruments разработаны в соответствии со стандартами США и Канады и не поставляются на Европейский рынок. Транспондер содержит внутри себя высокочастотный приемопередатчик. Все это приводит к достаточно высоким ценам на компоненты таких систем, в частности, стоимость ридерного оборудования составляет $2000...5000, стоимость высокочастотного транспондера колеблется от $30 до 100$.High-frequency transponder devices in the modern RFID market are represented primarily by Amtech and Micro Design ASA products. Texas Instruments High Frequency Active Transponders are designed to US and Canadian standards and are not available on the European market. The transponder contains a high-frequency transceiver inside. All this leads to rather high prices for components of such systems, in particular, the cost of reader equipment is $ 2000 ... 5000, the cost of a high-frequency transponder ranges from $ 30 to $ 100.

Следует заметить, что длинноволновые диапазоны предполагают значительные габариты приемных и передающих структур, микроволновые диапазоны достаточно дороги в плане элементной базы и изготовления направляющих структур с предельно жесткими допусками.It should be noted that the long-wavelength ranges imply significant dimensions of the receiving and transmitting structures, the microwave ranges are quite expensive in terms of the element base and the manufacture of guide structures with extremely tight tolerances.

Таким образом, необходим разумный компромисс при выборе рабочего диапазона частот. Кроме того, необходимо учитывать, что резонансные эффекты, которые используются в качестве основных информативных признаков в Thus, a reasonable compromise is required when choosing an operating frequency range. In addition, it must be borne in mind that resonance effects, which are used as the main informative features in

заявленном техническом решении, наблюдаются при характерных размерах, кратных половине длины волны. Поэтому, в теоретических исследованиях (предшествующих практической разработке заявленного технического решения) выбран достаточно широкий диапазон частот - от 2 до 15 ГГц (с различными видами модуляции). Руководствовались при этом следующими требованиями:The claimed technical solution is observed at characteristic sizes that are multiples of half the wavelength. Therefore, in theoretical studies (preceding the practical development of the claimed technical solution), a rather wide frequency range was selected - from 2 to 15 GHz (with various types of modulation). We were guided by the following requirements:

- метка должна быть пассивной, не содержать активных элементов и нелинейностей в виде полупроводящих структур;- the label must be passive, not contain active elements and nonlinearities in the form of semiconducting structures;

- технология изготовления метки должна быть достаточно простой и на сегодняшний день хорошо отработанной;- the label manufacturing technology should be quite simple and well-developed today;

- используемые приборы для генерации и приема радиосигналов на сегодняшний день должны выпускаться серийно;- used devices for generating and receiving radio signals today should be produced in series;

- на сегодняшний день должна иметься серийная измерительная аппаратура контроля и идентификации.- today there should be serial measuring equipment for monitoring and identification.

В качестве законов модуляции зондирующих сигналов, на данном этапе работы, были выбраны следующие. Короткий радиоимпульс, частотная модуляция непрерывного сигнала по линейному закону, непрерывный сигнал. Возможно, на последующих этапах работы перечень модулирующих законов будет расширен. Вместе с этим взятый за основу перечень практически исчерпывает возможные варианты, поскольку в частных случаях речь может идти лишь об уточнении тех, или иных параметров модуляции, например, девиации частоты, периода повторения и т.д.As the laws of modulation of the probing signals, at this stage of the work, the following were chosen. Short radio pulse, linear frequency modulation of a continuous signal, continuous signal. Perhaps, at the next stages of the work, the list of modulating laws will be expanded. At the same time, the list taken as a basis practically exhausts the possible options, since in particular cases it can only be a refinement of certain modulation parameters, for example, frequency deviation, repetition period, etc.

При построении системы обнаружения и идентификации СВЧ-меток, т.е., защитных средств (в частности, на таких объектах, как денежные знаки и иные ценные бумаги) большое значение имеет выбор и обоснование информативных признаков. В ходе разработки заявленного изобретения было принято решение разделить задачи обнаружения и идентификации СВЧ-метки (защитного средства) на две самостоятельные задачи. Это обусловлено следующим:When constructing a system for detecting and identifying microwave tags, i.e., protective equipment (in particular, at such objects as banknotes and other securities), the choice and justification of informative features is of great importance. During the development of the claimed invention, it was decided to divide the detection and identification of the microwave tag (protective means) into two independent tasks. This is due to the following:

- во-первых, необходимо четко фиксировать наличие металлизированной структуры (и это само по себе информативный параметр);- firstly, it is necessary to clearly fix the presence of a metallized structure (and this in itself is an informative parameter);

- во-вторых, для различных по номиналу объектов (в частности, денежных знаков) сигнал метки (защитного средства или резонансной фильтровой структуры) должен различаться.- secondly, for objects of different nominal values (in particular, banknotes), the signal of the label (protective equipment or resonant filter structure) should be different.

Поэтому предлагаются две методики построения меток. Одна основана на спектральных различиях прошедшего и отраженного сигналов. Другая предполагает бинарное квантование меток по их геометрическому расположению.Therefore, two tagging techniques are proposed. One is based on spectral differences between transmitted and reflected signals. Another involves binary quantization of labels according to their geometric location.

В процессе разработки заявленного технического решения было проведено моделирование процесса прохождения радиоимпульса через линейные фильтры разного порядка, разработаны математические модели резонансных фильтровых структур СВЧ-меток на связанных плоскостных полосковых линиях, исследовано влияние геометрических размеров и поляризации поля на развязку приемного и передающего трактов и на обнаружение метки.In the process of developing the claimed technical solution, the process of transmitting a radio pulse through linear filters of various orders was simulated, mathematical models of resonant filter structures of microwave tags on coupled flat strip lines were developed, the influence of geometric dimensions and field polarization on the isolation of the receiving and transmitting paths and on the detection of the label was studied .

Параметры зондирующего сигнала, принятые при моделировании, следующие: несущая частота - 10 ГГц (длина волны 3 см), длительность импульса 50 нс. Соответственно выбраны параметры моделирования и частоты дискретизации. Представляется разумным выполнять фильтр метки невысокого порядка, поскольку он имеет малое число звеньев и может быть компактным, что является очень важным при использовании СВЧ-меток для защиты банкнот от подделки. Кроме того, реализация фильтров высокого порядка может оказаться нереализуемой в микрополосковом варианте исполнения.The parameters of the probe signal adopted during the simulation are as follows: carrier frequency - 10 GHz (wavelength 3 cm), pulse duration 50 ns. Accordingly, the selected simulation parameters and sampling rates. It seems reasonable to perform a low-order tag filter, since it has a small number of links and can be compact, which is very important when using microwave tags to protect banknotes from counterfeiting. In addition, the implementation of high-order filters may not be feasible in the microstrip embodiment.

Проведенные исследования показывают, что имеется принципиальная возможность выявления информативного признака (по импульсной характеристике) при реализации метки в виде резонансного микрополоскового фильтра. Основной сложностью при таком построении являются практические ограничения по достижению высокой добротности структуры метки.The studies show that there is a fundamental possibility of identifying an informative feature (by impulse response) when implementing a label in the form of a resonant microstrip filter. The main difficulty in this construction is the practical limitations of achieving a high quality factor of the label structure.

В ходе моделирования оценивался коэффициент отражения от исследуемой структуры (т.е., метки в виде резонансного микрополоскового фильтра) и коэффициент передачи. Такой набор обусловлен тем, что реально и с высокой степенью достоверности в регистрирующей аппаратуре могут измеряться (оцениваться) и сравниваться с эталонными значениями соответствующих параметров именно эти параметры.During the simulation, the reflection coefficient from the studied structure (i.e., labels in the form of a resonant microstrip filter) and the transmission coefficient were evaluated. This set is due to the fact that it is these parameters that can be measured (evaluated) and compared with the reference values of the corresponding parameters in real and with a high degree of reliability in the recording equipment.

Исследования показывают, что изменение параметров цепей структур существенно влияет и на коэффициент отражения и на коэффициент передачи. Однако следует заметить, что такой эффект наблюдается при существенных значениях девиации частоты (ширине спектра зондирующего сигнала). Это обусловлено, во-первых, малым порядком фильтра, а во вторых, низкой добротностью (большим затуханием) микрополосковой линии из-за очень малой толщины диэлектрика (лавсана). В пределах одной октавы возможна идентификация не более б различных структур СВЧ-метки. При увеличении частотного диапазона до величин, превышающих октаву, появляются резонансы на кратных гармониках, что существенно затрудняет идентификацию.Studies show that changing the parameters of the structure chains significantly affects both the reflection coefficient and the transmission coefficient. However, it should be noted that such an effect is observed at significant values of the frequency deviation (the width of the spectrum of the probing signal). This is due, firstly, to the small order of the filter, and secondly, to the low quality factor (large attenuation) of the microstrip line due to the very small thickness of the dielectric (lavsan). Within one octave, no more than 6 different microwave tag structures can be identified. As the frequency range increases to values exceeding an octave, resonances at multiple harmonics appear, which makes identification difficult.

Наращивание порядка фильтра приведет к увеличению габаритов и невыполнению требования размещения 3 меток на ленте. Кроме того, вследствие габаритных ограничений (в частности, при использовании рассматриваемых СВЧ-меток на денежных знаках) нет возможности и существенного увеличения толщины диэлектрического основания.Increasing the order of the filter will lead to an increase in size and failure to comply with the requirement to place 3 marks on the tape. In addition, due to overall limitations (in particular, when using the considered microwave tags on banknotes), there is no possibility of a significant increase in the thickness of the dielectric base.

Целесообразно рассмотреть развязку между излучателем и приемником зондирующего электромагнитного излучения при их расположении на одной стенке. В качестве излучателя и приемника в данном случае представляется наиболее рациональным использовать щель в проводящем экране.It is advisable to consider the isolation between the emitter and the receiver of the probe electromagnetic radiation when they are located on the same wall. In this case, it seems most rational to use a slot in the conductive screen as the emitter and receiver.

Развязка между щелевыми излучателями, как и все последующие расчеты, выполнялась в среде электромагнитного моделирования Microwave Office. Достигаемый уровень развязки при выбранных размерах составил - минус 55 дБ.The isolation between the slot emitters, like all subsequent calculations, was carried out in the electromagnetic simulation environment of the Microwave Office. The achieved level of isolation at the selected sizes was minus 55 dB.

При прохождении мимо щелей защитной полосы (защитного средства) между щелями возникает электромагнитная связь и величина развязки уменьшается до минус 19 дБ. То есть перепад сигналов в отсутствии защитной полосы и при ее наличии составляет 36 дБ, что является уверенным признаком наличия простейшей метки (бинарное обнаружение).When passing the slots of the protective strip (protective equipment) between the slots, electromagnetic coupling occurs and the decoupling value decreases to minus 19 dB. That is, the signal difference in the absence of a protective band and in its presence is 36 dB, which is a sure sign of the presence of the simplest label (binary detection).

Структура из двух полос с электромагнитной связью моделирует возбуждающую структуру фильтра. В этом случае достигается развязка между излучающей и приемной щелью минус 14 - минус 15 дБ. Выигрыш в этом случае составляет 40 дБ.A two-band structure with electromagnetic coupling simulates an exciting filter structure. In this case, the isolation between the emitting and receiving slit is minus 14 - minus 15 dB. The gain in this case is 40 dB.

Перейдем к рассмотрению структур, расположенных в двух параллельных плоскостях напротив друг друга. Воздушный зазор между плоскостями моделирует конструктивный зазор, в котором перемещается защищаемый метализированной полосой объект.We proceed to consider structures located in two parallel planes opposite each other. The air gap between the planes simulates a structural gap in which an object protected by a metal strip moves.

При расположении щелей напротив друг друга сонаправленно возникает сильная электромагнитная связь между передатчиком и приемником. Информативным признаком в этом случае может служить ее нарушение при прохождении метки в зазоре и возрастание отраженного сигнала в передатчике.When the slots are located opposite each other, a strong electromagnetic coupling arises between the transmitter and receiver. An informative sign in this case may be its violation during the passage of the mark in the gap and an increase in the reflected signal in the transmitter.

Ортогональное расположение щелей позволяет ослабить связь между щелями до величины минус 60 дБ. При прохождении металлизированной полосы, ориентированной так же, как и одна из щелей электромагнитная связь не возникает и развязка по прежнему не превышает минус 60 дБ.The orthogonal arrangement of the slots allows you to weaken the connection between the slots to minus 60 dB. When passing through a metallized strip oriented in the same way as one of the slots, electromagnetic coupling does not occur and the isolation still does not exceed minus 60 dB.

При расположении защитной полосы под углом 45° относительно излучающей и принимающей щелей возникает сильная связь приемного и передающего канала и развязка снижается до минус 7 - минус 8 дБ. При соответствующем подборе геометрических параметров (размеров) металлизации полосы связь достигает величины минус 4 дБ.When the protective strip is positioned at an angle of 45 ° relative to the emitting and receiving slots, a strong coupling of the receiving and transmitting channels occurs and the isolation is reduced to minus 7 - minus 8 dB. With an appropriate selection of the geometric parameters (sizes) of the metallization of the strip, the coupling reaches a value of minus 4 dB.

Далее анализировалсяся характер электромагнитной связи при прохождении металлизированной полосы относительно приемной и излучающей щелей.Next, the nature of the electromagnetic coupling during the passage of the metallized strip relative to the receiving and radiating slots was analyzed.

Результаты моделирования показывают, что максимальная электромагнитная связь возникает только при прохождении металлизированной полосы симметрично через центр пересечения излучающей и приемной щелей. Это обстоятельство позволяет сделать вывод, что при соответствующем позиционном расположении простой по структуре метки и соответствующем расположении приемника и передатчика в системе считывания достигается уверенное обнаружение метки (полосы). При использовании нескольких меток (наклонных полос) возможно решение задачи распознавания.The simulation results show that the maximum electromagnetic coupling occurs only when the metallized strip passes symmetrically through the center of intersection of the emitting and receiving slits. This circumstance allows us to conclude that with an appropriate positional location of a label simple in structure and an appropriate location of the receiver and transmitter in the reading system, reliable detection of the label (strip) is achieved. When using several marks (inclined stripes), it is possible to solve the recognition problem.

Проведение экспериментов по выявлению информативных параметров меток и выбору схем их считывания выполнялись с использованием стандартных измерительных приборов, в частности измерителя КСВн и ослабления Р2-59.The experiments on identifying informative parameters of tags and selecting their reading schemes were performed using standard measuring instruments, in particular, an SWR meter and attenuation P2-59.

Прибор использовался по схеме измерения ослабления. То есть производилась экспериментальная проверка модуля коэффициента пропускания, как наиболее информативного параметра для фильтровой структуры.The device was used according to the attenuation measurement scheme. That is, an experimental check was made of the transmittance module as the most informative parameter for the filter structure.

В отличие от штатного комплекта принадлежностей в схему измерений были включены два коаксиально-волноводных перехода и две микрополосковые щелевые антенны. Коаксиально-волноводные переходы обеспечивают соединение с узлом питания микрополосковой линии, возбуждающей щель. В качестве узлов питания использовались переходы Э2-116/1 непосредственно соединенные с антенной и разъемы СР-50-270С с отрезками коаксиального кабеля РК50-4-21. Микрополосковые щелевые антенны были рассчитаны на максимум полосы пропускания в диапазоне работы прибора и изготовлены на материале FR4.In contrast to the standard set of accessories, two coaxial-waveguide transitions and two microstrip slot antennas were included in the measurement scheme. Coaxial waveguide transitions provide a connection to the power node microstrip line, exciting the gap. As power units, transitions E2-116 / 1 directly connected to the antenna and connectors SR-50-270C with pieces of coaxial cable PK50-4-21 were used. The microstrip slot antennas were designed for maximum bandwidth in the instrument operating range and were fabricated on FR4 material.

Калибровка прибора выполнялась в несколько этапов. Вначале калибровался только волноводный тракт. То есть из схемы исключались все нештатные устройства. Устанавливался уровень мощности генератора СВЧ, при котором детектор падающей волны работает на квадратичном участке вольтамперной характеристики. Этот режим обеспечивает получение характеристик пропорциональных мощностям и, следовательно, параметрам коэффициентов пропускания-отражения. При калибровке детектора отраженной волны (в данной схеме измерений он фактически детектор прошедшей волны) добивались равенства мощностей и максимально плоской частотной характеристики на экране прибора.Calibration of the device was carried out in several stages. Initially, only the waveguide path was calibrated. That is, all non-standard devices were excluded from the circuit. The microwave generator power level was set at which the incident wave detector operates on a quadratic portion of the current-voltage characteristic. This mode provides the characteristics proportional to the power and, therefore, the parameters of the transmission-reflection coefficients. When calibrating the reflected wave detector (in this measurement scheme, it is actually a transmitted wave detector), we achieved the equality of powers and the most flat frequency response on the device screen.

На следующем этапе подключались коаксиально-волноводные переходы и соединялись специальным широкополосным кабелем. Этот этап обеспечивает учет частотных характеристик коаксиально-волноводных переходов с кабелем. Уровень падающей волны не менялся, а уровень прошедшей корректировался. Калибровка проводилась в диапазоне частот 8,3...12,0 ГГц.At the next stage, coaxial-waveguide transitions were connected and connected with a special broadband cable. This stage takes into account the frequency characteristics of the coaxial waveguide transitions with cable. The level of the incident wave did not change, but the level of the transmitted wave was corrected. Calibration was carried out in the frequency range 8.3 ... 12.0 GHz.

Неравномерность частотной характеристики обусловлена совокупностью частотных характеристик коаксиально-волноводных переходов и кабеля. Ее неравномерность не превышает 2,5 дБ. Это вполне удовлетворительно не только для качественных оценок параметров цепей, но и для количественных оценок.The unevenness of the frequency response is due to the combination of frequency characteristics of the coaxial waveguide junctions and cable. Its unevenness does not exceed 2.5 dB. This is quite satisfactory not only for qualitative estimates of circuit parameters, but also for quantitative estimates.

Далее рассматривается методика проведения экспериментов по выявлению информативных признаков метки. В качестве основы информативного признака служит модуль коэффициента пропускания и используется одна и та же измерительная аппаратура.Next, we consider the methodology for conducting experiments to identify informative signs of the label. The transmittance module is used as the basis of the informative feature and the same measuring equipment is used.

Для резонансной фильтровой структуры (защитной метки) методика калибровки прибора аналогична, изложенной выше. В данной конструкции метки невозможно контактное возбуждение, возможно только электромагнитное. При проведении эксперимента не предполагалось получение количественных значений частотной характеристики. Более важно определить наличие характерных отличий резонансной фильтровой метки от ее подделки.For a resonant filter structure (protective label), the procedure for calibrating the device is similar to that described above. In this design of the label contact excitation is impossible, only electromagnetic is possible. During the experiment, it was not intended to obtain quantitative values of the frequency response. It is more important to determine the presence of characteristic differences between a resonant filter tag and its counterfeit.

После калибровки прибора и подключения щелевых излучателей необходимо убедится в отсутствии электромагнитной связи между щелями. По крайней мере величина развязки должна составлять не менее минус 40 дБ.After calibrating the device and connecting the slot emitters, you need to make sure that there is no electromagnetic coupling between the slots. At least the isolation should be at least minus 40 dB.

Убедившись в наличии развязки необходимо создать гарантированный зазор (толщина листа бумаги) между щелями и исследуемым объектом.After making sure that there is a junction, it is necessary to create a guaranteed gap (thickness of a sheet of paper) between the slots and the object under study.

Далее поместить исследуемый объект таким образом, чтобы края исследуемого объекта находились над излучающей и принимающей щелью соответственно.Next, place the object under investigation in such a way that the edges of the object under study are above the emitting and receiving slits, respectively.

Не меняя положения ручки «калибровка», используя только переключатель «ослабление», добиться устойчивой картины и нужного масштаба изображения частотной характеристики исследуемого объекта на экране прибора.Without changing the position of the “calibration” knob, using only the “attenuation” switch, achieve a stable picture and the desired image scale of the frequency response of the object under study on the device screen.

Зафиксировать полученную частотную характеристику.Fix the obtained frequency response.

Удалить один исследуемый объект и наблюдать отсутствие отклика.Delete one investigated object and observe the lack of response.

Не изменяя положения регулировок прибора поместить второй исследуемый объект аналогично первому объекту.Without changing the position of the device adjustments, place the second object under investigation similarly to the first object.

Наблюдать частотную характеристику исследуемого объекта. При необходимости переключателем «ослабление» добиться нужного масштаба изображения частотной характеристики исследуемого объекта на экране прибора.Observe the frequency response of the object under study. If necessary, switch the "attenuation" to achieve the desired image scale of the frequency response of the investigated object on the screen of the device.

Зафиксировать полученную частотную характеристику.Fix the obtained frequency response.

Удалить исследуемый объект и вновь убедится в наличии развязки.Remove the object under investigation and again verify the presence of isolation.

Еще раз подчеркнем, что целью эксперементов не являлось получение количественных характеристик, речь идет о характерных физических явлениях, способных стать информативными признаками.We emphasize once again that the purpose of the experiments was not to obtain quantitative characteristics, we are talking about characteristic physical phenomena that can become informative signs.

В качестве ложного объекта использовалась размещенная на стенде полосковая линия (проводник шириной 1 мм на материале FR4 толщиной 0,7 мм) с заданной частотной характеристикой.A strip line (a conductor 1 mm wide on 0.7 mm thick FR4 material) with a given frequency response was used as a false object.

Следует отметить, что здесь характеристика резко отличается. Во-первых, отклики совершенно на других частотах. Во-вторых в силу большей добротности структуры пик частотной характеристики существенно уже.It should be noted that here the characteristic is very different. Firstly, responses at completely different frequencies. Secondly, due to the higher quality factor of the structure, the peak of the frequency response is substantially narrower.

Перейдем к рассмотрению другого способа возбуждения резонансной фильтровой структуры.We proceed to consider another method for exciting a resonant filter structure.

Так же, как и в первом случае частотная характеристика имеет характерные резонансные пики в области частот 8,3...9,6 ГГц. Однако амплитуда отклика несколько ниже. В качестве тестового (ложного) образца использовался аналогичный первому, но с другим типом питания. И в этом случае ложный образец аналогично первому не дает резонансных откликов, а формирует выброс на частоте 9,2 ГГц большей амплитуды чем фильтровая метка.As in the first case, the frequency response has characteristic resonant peaks in the frequency range 8.3 ... 9.6 GHz. However, the response amplitude is somewhat lower. As a test (false) sample, a similar one was used, but with a different type of food. And in this case, a false sample, like the first one, does not give resonant responses, but forms an outlier at a frequency of 9.2 GHz with a larger amplitude than the filter tag.

Таким образом и при втором типе питания наблюдается устойчивое различие между резонансной фильтровой структурой (меткой) и ложным образцом.Thus, with the second type of supply, there is a steady difference between the resonant filter structure (label) and the false sample.

Фильтровая метка имеет достаточно сложную технологию изготовления, требует двухслойного алюминиевого покрытия лавсана и сложную аппаратуру идентификации. Однако выполненные эксперименты подтвердили эффективность этого типа СВЧ-меток и их устойчивость к подделке. Таким образом, наиболее перспективной для промышленного применения можно считать метку фильтрового типа.The filter tag has a rather complicated manufacturing technology, requires a two-layer aluminum coating of the lavsan and sophisticated identification equipment. However, the performed experiments confirmed the effectiveness of this type of microwave tags and their resistance to counterfeiting. Thus, a filter type label can be considered the most promising for industrial applications.

Рассмотрим варианты построения аппаратуры считывания меток подобного вида. Основным информативным признаком, как показали эксперименты, является формируемая меткой частотная характеристика модуля коэффициента прямой передачи (пропускания). Необходимо отметить, что эта информация не является исчерпывающей. Целесообразно получать частотную Consider the options for constructing equipment for reading tags of this kind. The main informative feature, as experiments have shown, is the frequency response of the direct transmission (transmittance) coefficient module formed by the label. It should be noted that this information is not exhaustive. It is advisable to obtain a frequency

зависимость коэффициента отражения в дополнение к коэффициенту прямой передачи (пропускания).dependence of the reflection coefficient in addition to the direct transmission coefficient (transmittance).

Для получения частотных характеристик в качестве тестовых сигналов использовался «белый» шум и частотная модуляция по линейному, или близкому к линейному закону.To obtain frequency characteristics, “white” noise and frequency modulation were used as test signals according to a linear or close to linear law.

Рассмотрим структурные схемы считывающего или идентифицирующего устройства на обоих принципах действия.Consider the structural diagrams of a reader or identifying device on both principles of action.

Схема с использованием «белого» шума, по своей сути, это рефлектометр с каналом прошедшей и отраженной волны. Рассмотрим работу этой схемы. Генератор полосового шума (ГШ) работает в полосе частот метки, т.е. от 8 до 11 ГГц. Он может быть выполнен на лавинно-пролетном диоде (ЛПД) и иметь достаточно малую спектральную плотность мощности шума (СПМШ), порядка 33 ДБ.The scheme using "white" noise, in essence, is an OTDR with a channel of transmitted and reflected waves. Consider the operation of this circuit. The band noise generator (GS) operates in the frequency band of the label, i.e. from 8 to 11 GHz. It can be performed on an avalanche-span diode (LPD) and have a sufficiently low spectral noise power density (SPMSh), of the order of 33 dB.

Формируемый шум модулируется по амплитуде синусоидальным сигналом с частотой порядка 100 кГц. С выхода амплитудного модулятора сигнал поступает на направленный ответвитель отраженной волны. Этот ответвитель формирует сигнал пропорциональный модулю коэффициента отражения от первой антенны. Эта антенна излучает промодулированный шумовой сигнал в рабочий зазор, через который перемещается метка. При отсутствии метки сигнал принимается второй антенной, проходит набор полосовых фильтров, детектируется детектором. С выхода детектора сигнал усиливается в узкополосном усилителе промежуточной частоты (УПЧ), который настроен на частоту модуляции 100 кГц. Детектор огибающей, выделяет медленно меняющуюся амплитуду сигнала промежуточной частоты (ПЧ), пропорциональную, прошедшей через рабочий зазор и полосовые фильтры мощности. Этот канал служит для калибровки и формирования опорных уровней сигнала.The generated noise is modulated in amplitude by a sinusoidal signal with a frequency of the order of 100 kHz. From the output of the amplitude modulator, the signal enters the directional coupler of the reflected wave. This coupler generates a signal proportional to the modulus of the reflection coefficient from the first antenna. This antenna emits a modulated noise signal into the working gap through which the tag moves. If there is no label, the signal is received by the second antenna, a set of bandpass filters passes, and is detected by the detector. From the detector output, the signal is amplified in a narrow-band amplifier of intermediate frequency (IF), which is tuned to a modulation frequency of 100 kHz. The envelope detector emits a slowly varying amplitude of the intermediate frequency (IF) signal, which is proportional to that passed through the working gap and bandpass power filters. This channel serves for calibration and formation of reference signal levels.

При наличии в рабочем зазоре метки сигнал, распространяясь в ней как в фильтре, поступает на вход третьей антенны и далее, как и в канале калибровки детектируется и усиливается. Сигнал с выхода детектора огибающей и фильтра нижних частот (ФНЧ) пропорционален модулю коэффициента прямой передачи (пропускания).If there is a mark in the working gap, the signal, propagating in it as in a filter, enters the input of the third antenna and then, as in the calibration channel, is detected and amplified. The signal from the output of the envelope detector and low-pass filter (LPF) is proportional to the direct transmission (transmission) coefficient module.

С выхода направленного ответвителя сигнал также поступает на схему детектирования и усиления. На выходе этого канала формируется напряжение, пропорциональное модулю коэффициента отражения.From the output of the directional coupler, the signal also goes to the detection and amplification circuit. A voltage proportional to the modulus of the reflection coefficient is formed at the output of this channel.

С выходов ФНЧ сигнал поступает на АЦП и обрабатывается ЭВМ. В ЭВМ производится сравнение сигналов трех измерительных каналов и принимается решение о подлинности метки.From the outputs of the low-pass filter, the signal is fed to the ADC and processed by the computer. The computer compares the signals of the three measuring channels and decides on the authenticity of the label.

Наибольшую сложность в рассматриваемом устройстве представляет набор полосовых фильтров, который собственно и является чувствительным устройством. Количество фильтров и полосы их пропускания определяют качество измерений. Выбор того или иного фильтра осуществляет ЭВМ.The greatest difficulty in this device is a set of bandpass filters, which in fact is a sensitive device. The number of filters and their passband determine the quality of measurements. The choice of this or that filter is carried out by a computer.

По результатам экспериментов достаточно пяти полос в наборе, которые будут переключаться с помощью p-i-n диодных ключей.According to the results of the experiments, five bands in the set are enough, which will be switched using p-i-n diode keys.

Схема с использованием частотной модуляции следующая. Исходный сигнал формируется генератором качающейся частоты (ГКЧ). Генератор может быть выполнен на СВЧ диодах или транзисторах. Диапазон перестройки частоты от 8 до 12 ГГц. Такой широкий диапазон перестройки (практически половина октавы) существенно усложняет конструкцию генератора.The scheme using frequency modulation is as follows. The original signal is generated by the oscillating frequency generator (GKCh). The generator can be performed on microwave diodes or transistors. The frequency tuning range is from 8 to 12 GHz. Such a wide tuning range (almost half an octave) significantly complicates the design of the generator.

При выполнения НИОКР в процессе создания заявленных технических решений были получены следующие результаты и сделаны следующие выводы.When performing R&D in the process of creating the claimed technical solutions, the following results were obtained and the following conclusions were made.

Имеется принципиальная возможность выявления информативного признака (по импульсной характеристике или частотной) при реализации метки в виде резонансного микрополоскового фильтра (основной сложностью при таком построении являются практические ограничения по достижению высокой добротности структуры защитной метки из-за малой толщины лавсанового диэлектрика).There is a fundamental possibility of identifying an informative sign (by impulse response or frequency) when implementing a tag in the form of a resonant microstrip filter (the main difficulty in this construction is the practical limitations of achieving a high quality factor in the structure of the protective tag due to the small thickness of the polyester dielectric).

Параметры цепей фильтровых структур существенно влияют на коэффициенты отражения и передачи при большой ширине спектра зондирующего сигнала. Это обусловлено, малым порядком фильтра и низкой добротностью (большим затуханием) микрополосковой линии. В пределах одной октавы возможна идентификация не более 6 различных структур защитной метки.The parameters of the filter structure circuits significantly affect the reflection and transmission coefficients with a large spectral width of the probe signal. This is due to the small order of the filter and low quality factor (large attenuation) of the microstrip line. Within one octave, identification of no more than 6 different security label structures is possible.

Максимальная электромагнитная связь в системе с перекрестной Maximum electromagnetic coupling in a cross-talk system

поляризацией антенн приемного и передающего трактов возникает при прохождении металлизированной полосы симметрично через центр пересечения излучающей и приемной щелей. При соответствующем позиционном расположении защитной полосы относительно приемника и передатчика в системе считывания достигается уверенное обнаружение метки. При использовании нескольких меток возможно решение задачи распознавания.polarization of the antennas of the receiving and transmitting paths occurs when a metallized band passes symmetrically through the center of intersection of the radiating and receiving slots. With the appropriate positional location of the protective strip relative to the receiver and transmitter in the reading system, reliable detection of the mark is achieved. When using multiple labels, it is possible to solve the recognition problem.

Проведенное математическое и имитационное моделирование позволило разработать топологию элементов приемного и передающего трактов идентификатора и структуру СВЧ метки.The mathematical and simulation modeling allowed us to develop a topology of the elements of the receiving and transmitting identifier paths and the structure of the microwave tag.

Фильтровая метка имеет достаточно сложную технологию изготовления, требует двухслойного алюминиевого покрытия лавсана и сложную аппаратуру идентификации. Однако, выполненные эксперименты подтвердили эффективность этого типа меток и их устойчивость к подделке.The filter tag has a rather complicated manufacturing technology, requires a two-layer aluminum coating of the lavsan and sophisticated identification equipment. However, the performed experiments confirmed the effectiveness of this type of tags and their resistance to fake.

В настоящее время разработаны математические модели различных структур защитных фильтровых СВЧ-меток. Проведено математическое моделирование процесса обнаружения и идентификации. Разработана схема проведения экспериментальных исследований с идентификационной меткой. Разработаны топологические чертежи приемо-передающих трактов макета изделия. Разработан и изготовлен лабораторный макет устройства идентификации. Разработана топология и изготовлены образцы защитных фильтровых СВЧ-меток. Проведены лабораторные исследования.Currently, mathematical models of various structures of protective microwave filter tags have been developed. Mathematical modeling of the detection and identification process has been carried out. A scheme for conducting experimental studies with an identification mark has been developed. Topological drawings of the transceiver paths of the product model have been developed. Designed and manufactured laboratory model of identification device. A topology was developed and samples of protective microwave filter tags were made. Laboratory studies have been carried out.

Таким образом, заявленное изобретение может быть широко использовано для производства и одновременной защиты от несанкционированого воспроизводства (подделки) ценных изделий и его применение наиболее целесообразно для промышленного использования, преимущественно, при крупномасштабном производстве и санкционированном воспроизводстве защищаемых изделий (например, таких, как банкноты и иные ценные бумаги, а также различного вида кредитные документы) ввиду обеспечения возможности оперативного контроля подлинности защищаемых изделий широким кругом пользователей доступными средствами контроля и идентификации.Thus, the claimed invention can be widely used for the production and simultaneous protection against unauthorized reproduction (fake) of valuable products and its use is most suitable for industrial use, mainly in large-scale production and authorized reproduction of protected products (for example, such as banknotes and other securities, as well as various types of credit documents) in view of the possibility of operational control of the authenticity of protected products a wide range of users accessible means of control and identification.

Claims (8)

1. Устройство для защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий, включающее пассивное защитное средство заданной структуры, которая выполнена с возможностью обеспечения контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа по резонансным эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующим электромагнитным излучением заданной радиочастоты и детектирования параметров определенных информативных признаков в резонансном отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров этих информативных признаков с эталонными значениями, заложенными в памяти средства детектирования, отличающееся тем, что пассивное защитное средство выполнено в виде металлизированной, по меньшей мере, трехслойной резонансной фильтровой структуры, которая включает плоскостную полосковую линию, состоящую, по меньшей мере, из двух металлических микрополосок длиной, равной половине длины волны распространяющегося в полосковой линии излучения, индуцированного зондирующим излучением, которые расположены с взаимным перекрытием и разделены между собой диэлектриком в зоне упомянутого перекрытия, при этом величина диэлектрического зазора между микрополосками в зоне перекрытия не превышает 20 мкм; сплошной металлический экран; а также разделяющий их диэлектрический слой; причем радиоэлектрические и геометрические параметры плоскостной полосковой линии выбраны таким образом, что при ее зондировании излучением радиочастотой СВЧ-диапазона обеспечивается возможность использовать в качестве детектируемых информативных признаков в резонансном отклике фильтровой структуры характерные пиковые значения частотной характеристики коэффициентов прямой передачи и обратного отражения этой структурой внешнего зондирующего излучения, используемые в процессе детектирования для сравнения с заданным диапазоном эталонных значений соответствующих параметров, заложенным в памяти средства детектирования.1. A device for protecting against counterfeiting and authenticity control of valuable products, including a passive protective agent of a given structure, which is configured to provide control of the presence and authenticity of said agent by a physical analysis method for resonance effects during external exposure to it by probing electromagnetic radiation of a given radio frequency and detection parameters of certain informative features in the resonant response of the protective agent to the mentioned external influence with after automatic comparison of the recorded parameters of these informative features with the reference values stored in the memory of the detection means, characterized in that the passive protective means is made in the form of a metallized at least three-layer resonant filter structure, which includes a planar strip line consisting of at least of two metal microstrip lengths equal to half the wavelength of the radiation propagating in the strip line of the probe yuschim radiation, which are arranged with mutual overlap and are separated by a dielectric in said overlap area, wherein the magnitude of the dielectric gap between the microstrips do not exceed 20 microns in the overlap zone; solid metal screen; as well as the dielectric layer separating them; moreover, the radioelectric and geometric parameters of the planar strip line are selected in such a way that when it is probed by radiation with a microwave frequency of the microwave range, it is possible to use the characteristic peak values of the frequency response of the direct transmission and backward reflection coefficients of the external probe radiation as the informative features in the resonant response of the filter structure used in the detection process for comparison with a given range reference values of the corresponding parameters stored in the memory of the detection means. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый разделяющий диэлектрический слой выполнен из лавсана.2. The device according to claim 1, characterized in that the said separating dielectric layer is made of lavsan. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трехслойная резонансная фильтровая структура беззазорно размещена между двумя дополнительными слоями диэлектрика, выполненными, например, из лавсана.3. The device according to claim 1, characterized in that the three-layer resonant filter structure is gaplessly placed between two additional dielectric layers made, for example, of lavsan. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве зондирующего излучения радиочастотой СВЧ-диапазона используется излучение с частотой от 8 до 12 ГГц.4. The device according to claim 1, characterized in that the radiation with a frequency of from 8 to 12 GHz is used as sounding radiation with a microwave frequency of the microwave range. 5. Устройство для защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий, включающее пассивное защитное средство заданной структуры, которая выполнена с возможностью обеспечения контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа по резонансным эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующим электромагнитным излучением заданной радиочастоты и детектирования параметров определенных информативных признаков в резонансном отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров этих информативных признаков с эталонными значениями, заложенными в памяти средства детектирования, отличающееся тем, что пассивное защитное средство выполнено в виде металлизированной, по меньшей мере, пятислойной резонансной фильтровой структуры, которая включает плоскостную полосковую линию, состоящую, по меньшей мере, из двух металлических микрополосок длиной, равной половине длины волны распространяющегося в полосковой линии излучения, индуцированного зондирующим излучением, которые расположены с взаимным перекрытием и разделены между собой диэлектриком в зоне упомянутого перекрытия, при этом величина диэлектрического зазора между микрополосками в зоне перекрытия не превышает 20 мкм; сплошной металлический экран; разделяющий полосковую линию и металлический экран диэлектрический слой; дополнительный диэлектрический слой и покрывающий его дополнительный сплошной металлический экран, которые последовательно расположены со стороны полосковой линии, причем радиоэлектрические и геометрические параметры плоскостной полосковой линии выбраны таким образом, что при ее зондировании излучением радиочастотой СВЧ-диапазона обеспечивается возможность использовать в качестве детектируемых информативных признаков в резонансном отклике фильтровой структуры характерные пиковые значения частотной характеристики коэффициентов прямой передачи и обратного отражения этой структурой внешнего зондирующего излучения, используемые в процессе детектирования для сравнения с заданным диапазоном эталонных значений соответствующих параметров, заложенным в памяти средства детектирования.5. A device for protecting against counterfeiting and authenticity control of valuable products, including a passive protective agent of a given structure, which is configured to provide control of the presence and authenticity of the said agent by a physical method for analyzing resonance effects during external exposure to it by probing electromagnetic radiation of a given radio frequency and detection parameters of certain informative features in the resonant response of the protective agent to the mentioned external influence with after automatic comparison of the recorded parameters of these informative features with the reference values stored in the memory of the detection means, characterized in that the passive protective means is made in the form of a metallized at least five-layer resonant filter structure, which includes a planar strip line consisting of at least of two metal microstrip lengths equal to half the wavelength of the radiation propagating in the strip line of the probe yuschim radiation, which are arranged with mutual overlap and are separated by a dielectric in said overlap area, wherein the magnitude of the dielectric gap between the microstrips do not exceed 20 microns in the overlap zone; solid metal screen; a dielectric layer separating the strip line and the metal screen; an additional dielectric layer and an additional solid metal screen covering it, which are sequentially located on the side of the strip line, the radioelectric and geometric parameters of the plane strip line being selected in such a way that when it is probed with radiation from the microwave frequency, it is possible to use informative signs as resonant the response of the filter structure characteristic peak values of the frequency response coefficient s direct transmission and backscatter this structure, an external probe radiation used in the detecting process for comparison with a predetermined range of reference values corresponding to the parameters laid down in the memory of the detection means. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что упомянутые диэлектрические слои выполнены из лавсана.6. The device according to claim 5, characterized in that the said dielectric layers are made of lavsan. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что пятислойная резонансная фильтровая структура беззазорно размещена между двумя дополнительными слоями диэлектрика, выполненными, например, из лавсана.7. The device according to claim 5, characterized in that the five-layer resonant filter structure is gaplessly placed between two additional dielectric layers made, for example, of lavsan. 8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в качестве зондирующего излучения радиочастотой СВЧ-диапазона используется излучение с частотой от 8 до 12 ГГц.8. The device according to claim 5, characterized in that the radiation with a frequency of from 8 to 12 GHz is used as probing radiation by the microwave frequency of the microwave range.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004120177/22U 2004-07-08 2004-07-08 DEVICE FOR PROTECTION AGAINST FORGING AND CONTROL OF THE AUTHENTICITY OF VALUABLE GOODS (OPTIONS) RU42674U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120177/22U RU42674U1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 DEVICE FOR PROTECTION AGAINST FORGING AND CONTROL OF THE AUTHENTICITY OF VALUABLE GOODS (OPTIONS)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004120177/22U RU42674U1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 DEVICE FOR PROTECTION AGAINST FORGING AND CONTROL OF THE AUTHENTICITY OF VALUABLE GOODS (OPTIONS)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU42674U1 true RU42674U1 (en) 2004-12-10

Family

ID=37774859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004120177/22U RU42674U1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 DEVICE FOR PROTECTION AGAINST FORGING AND CONTROL OF THE AUTHENTICITY OF VALUABLE GOODS (OPTIONS)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU42674U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417898C2 (en) * 2009-01-26 2011-05-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого Method of documents protection by magnetic nanoparticles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417898C2 (en) * 2009-01-26 2011-05-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого Method of documents protection by magnetic nanoparticles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2276409C2 (en) Method for protection from forgery and authenticity control of valuable products
Rance et al. Toward RCS magnitude level coding for chipless RFID
US5757521A (en) Pattern metallized optical varying security devices
US8708241B2 (en) Radio frequency certificates of authenticity and related scanners
Karmakar et al. Chipless RFID sensors
AU2015314424B2 (en) Banknotes having interrelated features
EP1295263B1 (en) Use of communication equipment and method for authenticating an item, unit and system for authenticating items, and authenticating device
US9697446B2 (en) Item comprising a barcode with an electromagnetic signature
AU2001270586A1 (en) Use of communication equipment and method for authenticating an item, unit and system for authenticating items, and authenticating device
RU2293372C1 (en) System for controlling authenticity of detected product with resonance protective means
Kracek et al. Scalar method for reading of chipless RFID tags based on limited ground plane backed dipole resonator array
US8766853B2 (en) Method for adding RF powder and RF powder-added base sheet
JP2922474B2 (en) Target and system for verifying truthfulness of object
RU42674U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION AGAINST FORGING AND CONTROL OF THE AUTHENTICITY OF VALUABLE GOODS (OPTIONS)
Ali et al. Chipless RFID Authentication: Design, Realization and Characterization
US10922503B2 (en) Multi frequency signatures using nano/microscale three dimensional printed structures
JP4844869B2 (en) Information recording patch, printed sheet, and authenticity determination method thereof
US10347104B2 (en) Coded tags encoded using different magnetic materials and systems and methods of detecting coded tags
JP2016091157A (en) Information recording medium
DE69733615T2 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A RADIO TARGET
de Amorim Junior Millimeter-wave chipless RFID tags for secure applications
US20250356715A1 (en) Sensor element, test device, and method for testing a data carrier having a spin resonance feature
Requena Design of robust RFID chipless tags for sensor application
DeJean et al. RFDNA: Making RFIDs Physically Unique

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20070709