專利名稱：耦合到地的采用標簽的射頻標識標簽系統(tǒng)的制作方法
相關申請的交叉引用這是Ted Geiszler等人1995年10月11日提交的前美國專利申請系列號08/540,813，名為遠端供電電子標簽及相關激勵器/讀取器及相關方法(“Remotely powered electronic tag and associatedexciter/reader and related method”)的專利的部分繼續(xù)申請，此處完全并入這項前專利的內(nèi)容，其效果與此處完整提出它一樣。
本申請涉及射頻標識標簽領域，包括但不限于耦合到地的采用標識標簽的射頻標識標簽系統(tǒng)。
射頻標識標簽和射頻標識標簽系統(tǒng)已是眾所周知，且發(fā)現(xiàn)了許多的用途。例如，射頻標識標簽頻繁用于保護安全建筑或區(qū)域的自動門護衛(wèi)應用中的個人識別。存儲在射頻標識標簽中的信息識別希望進入安全建筑的個人。較早的系統(tǒng)要求進入建筑物的人插入標識標簽或在讀卡器中刷標識標簽，以使系統(tǒng)能夠讀取標識標簽中的信息。射頻標識標簽系統(tǒng)在短距離內(nèi)利用射頻(RF)數(shù)據(jù)傳輸技術方便地從射頻標識標簽讀取信息，而不需要插入或刷卡操作。最典型的情況下，用戶只需持有射頻標識標簽或?qū)⑸漕l標識標簽放置在基站附近，該基站連接到保護該建筑物或區(qū)域的安全系統(tǒng)?；景l(fā)送激勵信號給射頻標識標簽，該信號激勵了射頻標識標簽上包含的電路。該電路響應于激勵信號，從射頻標識標簽向基站發(fā)送存儲的信息，基站接收并解碼這些信息。讀取的信息被送往安全系統(tǒng)，如果合適，則授予該人進入權限。
激勵和讀取射頻標識標簽的一般技術是電感耦合或組合電感能量耦合和電容數(shù)據(jù)耦合。電感耦合要求在射頻標識標簽中嵌入線圈元件。線圈元件由基站發(fā)出的激勵信號激勵(“激發(fā)”)，向射頻標識標簽電路提供能量。射頻標識標簽線圈，或者第二標簽線圈，可以用于在射頻標識標簽和基站之間收發(fā)信息。電感耦合技術的價格相對高些，尤其是在希望有一個可以任意使用的射頻標識標簽的應用，例如庫存管理應用中更是如此。依靠電感耦合的射頻標識標簽對射頻標識標簽相對于基站的方向也較為敏感，因為激勵信號所產(chǎn)生的場必須與線圈元件基本垂直相交才能有效耦合。此外，電導耦合設備的讀取范圍一般在幾厘米的量級。通常希望能有更長的讀取距離，對一些特定應用而言，例如電子動物識別、行李跟蹤、包裹跟蹤和庫存管理應用而言，更是必須有更長的讀取距離。
其它射頻標識標簽技術包括磁耦合、磁電耦合和偶極耦合靜電技術。雖然與電導耦合技術相比，性能上有所提高，在某些情況下成本也具優(yōu)勢，但其它這些技術的讀取范圍非常受限。例如，在書本、只讀光盤和其它相關媒介的物品監(jiān)視系統(tǒng)中，必須在它通過標準的入口—通常約90厘米(cm)時，讀取射頻標識標簽。類似地，因為行李和包裹大小相差很大，所以在足夠距離上讀取射頻標識標簽的能力是必不可少的。還應當理解的是，射頻標識標簽相對于基站的方向無法預定，所以不應當對讀取距離有重要影響。每一種前述技術對方向都過于敏感。
這樣，需要有一種改進的射頻標識標簽系統(tǒng)。
本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施例將結合


，在所有的附圖中，相同的參考數(shù)字代表了相同的部分。
圖1的框圖說明了按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的射頻標識標簽系統(tǒng)；圖2的框圖說明了按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的射頻標識標簽系統(tǒng)；圖3的框圖說明了用于射頻標識標簽系統(tǒng)，例如圖1所示系統(tǒng)，且按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的射頻標識標簽；圖4的框圖說明了用于射頻標識標簽系統(tǒng)，例如圖2所示系統(tǒng)，且按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的射頻標識標簽；圖5是圖1所示射頻標識標簽系統(tǒng)電路的概要說明；圖6是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的射頻標識標簽系統(tǒng)的優(yōu)選實現(xiàn)的概要說明；
圖7是圖6所示射頻標識標簽系統(tǒng)的正視圖；圖8是用于圖6所示系統(tǒng)的按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的射頻標識標簽的透視分解組合圖；圖9是圖8所示射頻標識標簽的側視圖；圖10是用于圖6所示系統(tǒng)的按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的射頻標識標簽的部分橫截面?zhèn)纫晥D。
按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的射頻標識標簽系統(tǒng)使用具有至少兩個電極的射頻標識標簽。兩個電極中的第一電極用作低阻抗公用電極，兩個電極中的第二電極形成了天線元件，通過大氣靜電耦合，接收激勵信號并發(fā)送數(shù)據(jù)信號。能量和數(shù)據(jù)都利用網(wǎng)絡的不平衡特性而電容耦合，前述不平衡特性使得耦合阻抗降低。
附1示出了按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的裝置。更具體地說，射頻標識標簽系統(tǒng)10包括1)位置接近的靜電激勵器12，2)位置接近的靜電讀取器14，以及3)位置接近的射頻標識標簽16。靜電激勵器12包括耦合到激勵器電路19的激勵器公用電極18和激勵器天線元件20。靜電讀取器14包括讀取器公用電極22和耦合到讀取器電路23的讀取器天線元件24。射頻標識標簽16包括標簽公用電極26和耦合到標簽電路15的標簽天線元件28，標簽電路15包含存儲的標簽信息。在一種優(yōu)選實現(xiàn)中，激勵器公用電極18、讀取器公用電極22和標簽公用電極26耦合到地面70。
靜電激勵器12提供激勵器信號30。如果射頻標識標簽16接近激勵器天線元件20，則激勵器信號30通過大氣從激勵器天線元件20靜電耦合到標簽天線元件28。射頻標識標簽16因激勵器信號30而激發(fā)。根據(jù)標簽電路15和存儲的標簽信息，射頻標識標簽16生成包含一些或所有存儲的標簽信息的讀信號32，將其從標簽電路15發(fā)送到標簽天線元件28。然后，讀信號32從標簽天線元件28靜電耦合到讀取器天線元件24。靜電讀取器14在讀取器天線元件24處靜電接收讀信號32，解調(diào)/解碼讀信號32，恢復其中存儲的標簽信息，并在適當?shù)臅r候，將存儲的標簽信息發(fā)送給其它系統(tǒng)元件(未示出)。在一種優(yōu)選實施例中，讀信號32是通過反射載荷調(diào)制經(jīng)存儲的標簽信息調(diào)制后的反射信號。應當理解，也可以使用其它形式的調(diào)制，例如振幅調(diào)制(AM)、頻率調(diào)制(FM)或者相位調(diào)制(PM)在讀信號32中傳送存儲的標簽信息。
靜電激勵器12最好由現(xiàn)有的標簽激勵電路，例如Motorola Indala的ASR-120基站(部件編號05200-006，可從Motorola Indala公司，3041 Orchard Parkway，San Jose，California 95134購買)構成。ASR-120設備生成適當?shù)募钇麟姌O，例如銅片電極，并將其耦合到雙電極連接中的一個電極，以生成激勵器天線元件20。雙電極連接中的另一電極耦合到地，形成激勵器公用電極18。因為ASR-120也從射頻標識標簽接收存儲的標簽信息，所以應當理解，它還可以包括耦合到讀取電極連接的讀取器天線元件。
現(xiàn)在參看圖3，在本發(fā)明的讀寫實施例中，射頻標識標簽16最好由TEMIC e5550電路芯片(可以從Temic North America公司，BaskingRidge，New Jersey購買)構造。在這方面，參看圖3，標簽電路15包括操作上耦合的1)整流器和標簽電源電路50，2)時鐘電路52，3)寫解碼器54，4)存儲器56，5)載波信號和調(diào)制器電路58，以及6)控制器60。更具體地說，標簽天線元件28耦合到整流器和標簽電源電路50，以及載波信號和調(diào)制器電路58，后兩者則分別耦合到標簽公用電極26。整流器和標簽電源電路50通過標簽天線元件28接收激勵器信號30，在激發(fā)之后，提供直流(dc)電源51。激勵器信號30還通過整流器和標簽電源電路50耦合到寫解碼器54和時鐘電路52。時鐘電路52為每個寫解碼器54、載波信號和調(diào)制器電路58和控制器60提供時鐘信號。存儲器56維護存儲的標簽信息，由控制器60和載波信號和調(diào)制器電路58訪問。在激發(fā)之后，載波信號和調(diào)制器電路58生成經(jīng)過適當調(diào)制的讀信號32，將其發(fā)送給標簽天線元件28。前面已描述過，讀信號32最好是通過載荷調(diào)制的反射信號。但是，應當理解，可以對讀信號32單獨或組合使用調(diào)制，例如振幅調(diào)制(AM)、頻率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制(PM)，以傳送存儲的標簽信息。在射頻標識標簽16的可選只讀實施例中，可以使用可從前面提過的Motorola Indala公司購買的Indala 1341芯片。但是，應當理解，在這種實施例中，沒有包括寫解碼器54。
更具體地說，結合圖5，在本發(fā)明的特定優(yōu)選實施例中，射頻標識標簽16耦合在人體或動物體，身體72，到地面70之間。換句話說，標簽公用電極26耦合到身體72，并進一步通過身體72耦合到地面70。在圖5中，射頻標識標簽16由固定負荷74(電路元件的電阻等價物)和通過調(diào)整開關78的行為調(diào)整的負荷76表示。射頻標識標簽16到地的耦合由總有效阻抗80表示?？傆行ё杩?0表示1)標簽公用電極26到身體72接觸面的電容82和電阻84，2)身體72的電阻86，以及3)身體72到地面70接觸面的電容88和電阻90。電阻84可能設計成，或者因標簽公用電極26到身體72的觸點的連接惡化(例如因為氧化和其它環(huán)境作用)而非常大，甚至無窮大。但如果電容82足夠大，它可以在標簽公用電極26和身體72之間提供有效的電流通路。類似地，電阻90可以非常大或者無窮。但是，如果電容88也足夠大，它可以提供到地面70的有效的電流通路。實際上，實驗測試已證實總有效阻抗80可以基本維持在分別低于電抗102、電抗104或電抗106之一，在1)激勵器天線元件20和標簽天線元件28，2)標簽天線元件28和讀取器天線元件24，以及3)讀取器天線元件24和標簽公用電極26，之間的大氣接口的電抗。這樣，激勵電流108的大部分將通過總有效阻抗80，返回靜電讀取器14，如返回電流114所示，而不是讀取器天線元件24到標簽天線元件28的電流110，或者讀取器天線元件24到標簽公用電極26的電流112。因此，將每個靜電激勵器12、靜電讀取器14和射頻標識標簽16以這種方式耦合到公共地，從而提供了通過射頻標識標簽16的改進的電流通路，并有利地增加了有效的讀取范圍。
在另一實施例(未示出)中，射頻標識標簽16耦合到物品，例如行李、包裹或者零售物品。在這種實施例中，標簽公用電極26耦合到物品，進一步通過物品耦合到地。
前面提過，本發(fā)明的特定實施例中希望發(fā)送寫信號給射頻標識標簽16，配置射頻標識標簽16針對發(fā)送的寫信號作出反應。在這方面，再次參看圖1，靜電激勵器12除了激勵器信號30之外，還提供發(fā)送的寫信號34。發(fā)送的寫信號34最好是激勵器信號30的調(diào)制，包含例如操作碼或者命令，以配置射頻標識標簽16或者指令它完成某個功能。在射頻標識標簽16中，寫解碼器54解碼，即解調(diào)發(fā)送的寫信號34，恢復寫信息，將寫信息發(fā)送給控制器60。控制器60啟動寫操作，在寫操作期間，將寫信息發(fā)送給存儲器56，并作為存儲的標簽信息的一部分保留在存儲器56中。前面提過，讀信號32基于存儲的標簽信息。
圖2示出了按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的裝置。更具體地說，射頻標識標簽系統(tǒng)40包括1)靜電激勵器12，2)靜電讀取器14，和3)位置接近的射頻標識標簽42。靜電激勵器12和靜電讀取器14與前面描述的相同。射頻標識標簽42包括標簽公用電極41、第一標簽天線元件43和耦合到標簽電路45的第二標簽天線元件44。類似于前面圖1討論的射頻標識標簽16，標簽公用電極41耦合到地面70。
具體參看圖4，在本發(fā)明的讀寫實施例中，射頻標識標簽42最好由前述TEMIC e5550電路芯片構造。在這方面，參看圖4，標簽電路45包括可操作地耦合1)整流器和標簽電源電路150，2)時鐘電路152，3)寫解碼器154，4)存儲器156，5)載波信號和調(diào)制器電路146，以及6)控制器160。第三標簽電極44耦合到載波信號和調(diào)制器電路146。類似于前面圖3所討論的標簽電路15，整流器和標簽電源電路150通過第一標簽天線元件43接收激勵器信號30，在激發(fā)之后，提供直流(dc)電源151。激勵器信號30還通過整流器和標簽電源電路150耦合到寫解碼器154和時鐘電路152。時鐘電路152為每個寫解碼器154、載波信號和調(diào)制器電路146和控制器160提供時鐘信號。存儲器156維護存儲的標簽信息，由控制器160和載波信號和調(diào)制器電路146訪問。載波信號和調(diào)制器電路146不與標簽公用電極41和第一標簽天線元件43耦合，它包括讀信號生成和調(diào)制電路。在激發(fā)之后，載波信號和調(diào)制器電路146生成發(fā)送讀信號47，通過第二標簽天線元件44靜電發(fā)送給讀取器天線元件24。發(fā)送讀信號47最好是經(jīng)過了AM、FM和/或PM調(diào)制，以傳送一些或全部存儲的標簽信息的發(fā)送信號。靜電讀取器14在讀取器天線元件24處靜電接收發(fā)送的讀信號47，解調(diào)發(fā)送的讀信號47以恢復發(fā)送的信息，包括從中恢復任何存儲的標簽信息。在射頻標識標簽42的一種可選只讀實施例中，可以使用前面提過的Indala 1341芯片。但是，應當理解，在這種實施例中，沒有包括寫解碼器154。
再次參看圖2，靜電激勵器12除了激勵器信號30之外，還提供發(fā)送的寫信號34。發(fā)送的寫信號34最好是激勵器信號30的調(diào)制，包含例如操作碼或者命令，以配置射頻標識標簽42或者指令它完成某個功能。在射頻標識標簽42中，寫解碼器154解碼，即解調(diào)發(fā)送的寫信號34，恢復寫信息，將寫信息發(fā)送給控制器60?？刂破?0啟動寫操作，在寫操作期間，將寫信息發(fā)送給存儲器156，并作為存儲的標簽信息的一部分保留在存儲器156中。發(fā)送的讀信號47基于存儲的標簽信息。
圖6到10以家畜管理系統(tǒng)200的形式說明了射頻標識標簽系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。具體參看圖6，家畜管理系統(tǒng)200包括安置多頭家畜的畜欄202，家畜之一以家畜204示出。畜欄202還包括從第一柵欄部分208開始的傳感槽206，第一柵欄部分208與第二柵欄部分210有一定間距且基本平行于后者。位置與傳感槽206相鄰的是執(zhí)行組合的激勵和讀取功能的激勵器/讀取器212。在一種優(yōu)選實施例中，安全地置入第一柵欄部分208的垂直部分的是激勵器天線元件214和讀取器天線元件216，它們每一個都耦合到激勵器/讀取器212。每個激勵器天線元件214和讀取器天線元件216都由適當?shù)碾妼Р牧?，例如銅，構成。此外，激勵器天線元件214的表面積比讀取器天線元件216要大得多。激勵器/讀取器212還適當?shù)伛詈系降孛?54。應當理解，在可選但同樣優(yōu)選的實施例中，柵欄部分208和柵欄部分210之一，或者兩者都可以配備有激勵器天線元件和/或讀取器天線元件。此外，可以使用多于一個激勵器/讀取器212。
繼續(xù)參看圖7，現(xiàn)在參看圖8，柵欄部分208和柵欄部分210的高度大于，但不是遠大于，預料的最高家畜。選擇柵欄部分208和柵欄部分210的高度，使得在家畜204經(jīng)過傳感槽206時，激勵器天線元件214和讀取器天線元件216裝置接近家畜204的頭部。柵欄部分208和柵欄部分210的空間定位還使得其寬度略寬于預料的最寬家畜，從而允許預料的最寬家畜通過，但使得較瘦的家畜接近于激勵器天線元件214和讀取器天線元件216。在一種優(yōu)選實施例中，每個家畜204配帶射頻標識標簽218。射頻標識標簽218最好安全地穿過家畜204的耳朵220，從而在家畜204經(jīng)過傳感槽206時，射頻標識標簽218將移近激勵器天線元件214和讀取器天線元件216。應當理解，標簽可以可靠地穿過家畜204的任一只耳朵，前面提過，激勵器天線元件214和讀取器天線元件216可以位于柵欄部分208和柵欄部分210之一，或者兩者都有。
參看圖8和9，每個射頻標識標簽218包括1)前板222，2)桿224，以及3)背板226。從圖8和9中可以看出，在射頻標識標簽218的第一實施例中，前板222包括底盤228，由電絕緣材料制成，其主表面230上形成了天線232。底盤228還具有孔244以接受桿224。
桿224與背板226形成一體，包括圓柱形外殼234。圓柱形外殼234中安全地放置了標簽電路236。標簽電路236的構造基本如圖3所示。標簽公用電極238耦合到圓柱形外殼234內(nèi)部的導體240，沿圓柱形外殼234軸向延伸到背板226對面的端部242。端部242接合孔244以連接前板222與桿224，并因而將導體240耦合到天線232。圓柱形外殼234的端部242由導電元件248構成，導電元件248與背板226上的導電元件250接合。標簽天線元件252耦合到導電元件248和導電元件250。每個標簽公用電極238和標簽天線元件252都耦合到標簽電路236。
通過圖8可以最好地看出，桿224可靠地通過家畜204的耳朵220，其背板226與頭部最為接近。導電元件248和導電元件250與耳朵220有緊密接觸。端部242通過耳朵220向外延伸，離開動物的頭部，前板222可靠地固定在那里。通過這種方式，天線232耦合到標簽公用電極238，基本上與家畜204隔離。第二電極252耦合到導電元件248和導電元件250，基本上電耦合(最好通過電阻和電容耦合，但至少應通過電容耦合)到家畜204。家畜204還與地254相連。
在操作中，當家畜204通過傳感槽206時，激勵信號258從激勵器天線元件214靜電耦合到射頻標識標簽218的天線232。射頻標識標簽218，以及標簽電路236，由激勵信號258激發(fā)，并對該信號作出響應。按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，射頻標識標簽218引發(fā)反射的讀信號259，載荷調(diào)制成包含存儲的標記信息，從天線232靜電耦合到讀取天線元件216。組合激勵器/讀取器212適當?shù)伛詈系綌?shù)據(jù)管理系統(tǒng)(未示出)，以統(tǒng)計、跟蹤或者管理家畜的移動。最好通過使用射頻標識標簽218的單極裝置，即電極218耦合到天線232，電極252通過家畜204耦合到地面254的裝置，提高激勵器/讀取器212的讀取范圍。
現(xiàn)在參看圖10，示出了射頻標識標簽260的一種可選實施例。射頻標識標簽260包括1)前板262，2)桿264，以及3)背板266。前板262包括底盤268，由絕緣材料制成，其中嵌有天線270。天線270耦合到標簽公用電極274，后者耦合到也嵌入底盤268的標簽電路272。標簽天線元件276耦合到標簽電路272，還耦合到導電o型環(huán)280，后者可靠地固定在底盤268的孔278的內(nèi)徑上。桿264的第一端282通過孔278接收，并電耦合到o型環(huán)280。桿264的第二端284在點285中生成，因而能夠穿過家畜204的耳朵220。一旦穿過耳朵220，端284可靠地通過背板266的孔287固定，將射頻標識標簽260可靠地固定在家畜204身上。背板266還可以包括蓋286，用于封閉端284，以免家畜204受傷。背板266最好由導電材料，例如導電塑料制成，以提高射頻標識標簽262到家畜204的電耦合。此外，底盤268基本上使家畜204與天線270隔離，因而也與標簽公用電極274隔離。射頻標識標簽260的操作基本上與前面針對射頻標識標簽218描述的相同。
按照本發(fā)明，可以通過將靜電激勵器、靜電讀取器和射頻標識標簽耦合到公共地來提高靜電耦合的射頻標識標簽的有效讀取范圍，其中射頻標識標簽和公共地之間的總阻抗可以足夠小。在一種優(yōu)選實施例中，將射頻標識標簽通過人體或動物體耦合到地，使得射頻標識標簽耦合到公共地的總阻抗較小。也會出現(xiàn)以下情況物體，例如行李、包裹、零售物品及類似物品可以提供足夠地的總阻抗，射頻標識標簽和射頻標識標簽系統(tǒng)的這種應用在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
總之，再次參看圖1-2，公開了一種射頻標識標簽系統(tǒng)(10或40)，包括靜電激勵器12、靜電讀取器14和至少一個射頻標識標簽(16或42)，靜電激勵器包括激勵器電路19、激勵器公用電極18和激勵器天線元件20。激勵器公用電極和激勵器天線元件耦合到激勵器電路，激勵器公用電極耦合到地70，激勵器電路生成激勵器信號30，并將激勵器信號耦合到激勵器天線元件，激勵器天線元件靜電發(fā)送激勵器信號給至少一個射頻標識標簽，靜電讀取器14包括讀取器電路23和讀取器天線元件24，讀取器天線元件耦合到讀取器電路，讀取器天線元件從至少一個射頻標識標簽靜電接收讀信號(32或47)，將讀信號耦合到讀取器電路，至少一個射頻標識標簽包括存儲的標簽信息，讀信號基于存儲的標簽信息，讀取器電路檢測存儲的標簽信息。
現(xiàn)在參看圖1描述的射頻標識標簽系統(tǒng)10，它公開了射頻標識標簽的第一實施例16，包括標簽電路15、標簽公用電極26和標簽天線元件28，標簽公用電極和標簽天線元件耦合到標簽電路，標簽公用電極耦合到地；標簽天線元件從激勵器天線元件靜電接收激勵器信號30，將激勵器信號耦合到標簽電路；標簽電路因激勵器信號而激發(fā)，生成讀信號，將讀信號耦合到標簽天線元件；標簽天線元件靜電發(fā)送讀信號32給讀取器天線元件；讀信號是一個反射信號。
現(xiàn)在參看圖2描述的射頻標識標簽系統(tǒng)40，它公開了射頻標識標簽的可選實施例42，包括標簽電路45、標簽公用電極41、第一標簽天線元件43和第二標簽天線元件44，標簽公用電極以及第一和第二標簽天線元件耦合到標簽電路，標簽公用電極耦合到地；第一標簽天線元件從激勵器天線元件靜電接收激勵器信號30，將激勵器信號耦合到標簽電路；標簽電路因激勵器信號而激發(fā)，生成讀信號，將讀信號耦合到第二標簽天線元件；第二標簽天線元件靜電發(fā)送讀信號47給讀取器天線元件；讀信號是一個發(fā)送信號。
下面討論與現(xiàn)有磁基標簽相比，按照本發(fā)明射頻標識標簽系統(tǒng)耦合到地的一些優(yōu)點。
首先，本發(fā)明的射頻標識標簽比現(xiàn)有磁基標簽便宜。這可以解釋如下。與現(xiàn)有磁基標簽不同，本發(fā)明的標簽不需要調(diào)諧回路電路。因為這種調(diào)諧回路電路的主要元件是調(diào)諧回路電導線圈和電容，所以，本發(fā)明的標簽沒有這些附加的調(diào)諧回路線圈和電容元件。因為元件較少，所以本發(fā)明的標簽比現(xiàn)有磁基標簽便宜。
其次，本發(fā)明的標簽更易于生產(chǎn)，因為這些標簽沒有調(diào)諧回路線圈。這樣，因為這些標簽不需要這種線圈，它們可以印刷制版在標簽電路或基片上。而現(xiàn)有磁基標簽使用離散的調(diào)諧回路線圈元件，后者需要單獨安裝在標簽電路或基片上。
第三，本發(fā)明的標簽更易于應用于給定的應用。這是因為這些標簽沒有往往較大且僵硬的調(diào)諧回路線圈。因此，本發(fā)明的標簽更薄且更靈活。
第四，本發(fā)明的標簽比現(xiàn)有磁基標簽輕。這是因為本發(fā)明的標簽沒有調(diào)諧回路電導線圈和電容，所以與現(xiàn)有磁基標簽相比，元件較少。
第五，本發(fā)明的標簽比現(xiàn)有磁基標簽更為可靠。這是因為如上所述，本發(fā)明的標簽元件較少。因此，這種標簽出現(xiàn)故障的元件較少。
第六，本發(fā)明的標簽對頻率要求不高，因為它們沒有調(diào)諧回路電路。相比而言，現(xiàn)有磁基標簽使用調(diào)諧回路電路，它們對頻率的要求比本發(fā)明的標簽高。
雖然以上描述了按照本發(fā)明耦合到地的采用標簽的射頻標識標簽系統(tǒng)的不同實施例，但是本發(fā)明的范圍由后續(xù)權利要求書定義。
權利要求
1.一種射頻標識標簽，包括標簽電路、標簽公用電極和標簽天線元件，標簽公用電極和標簽天線元件耦合到標簽電路，標簽公用電極耦合到地；標簽天線元件從位置接近的靜電激勵器靜電接收激勵器信號，將激勵器信號耦合到標簽電路；標簽電路因激勵器信號而激發(fā)，生成讀信號，將讀信號耦合到標簽天線元件；以及標簽天線元件靜電發(fā)送讀信號給位置接近的靜電讀取器。
2.根據(jù)權利要求1的射頻標識標簽，標簽電路包括存儲的標簽信息，以及基于該存儲的標簽信息的讀信號。
3.根據(jù)權利要求2的射頻標識標簽，標簽天線元件從位置接近的靜電激勵器接收發(fā)送的寫信號，將發(fā)送的寫信號耦合到標簽電路，發(fā)送的寫信號包括寫信息；標簽電路存儲該寫信息，作為存儲的標簽信息的一部分，以及利用基于該存儲的標簽信息的反射載荷調(diào)制，調(diào)制讀信號。
4.一種射頻標識標簽，包括標簽電路、標簽公用電極、第一標簽天線元件和第二標簽天線元件，標簽公用電極以及第一和第二標簽天線元件耦合到標簽電路，標簽公用電極耦合到地；第一標簽天線元件從位置接近的靜電激勵器靜電接收激勵器信號，將激勵器信號耦合到標簽電路；標簽電路因激勵器信號而激發(fā)，生成讀信號，將讀信號耦合到第二標簽天線元件；以及第二標簽天線元件靜電發(fā)送讀信號給位置接近的靜電讀取器。
5.根據(jù)權利要求4的射頻標識標簽，標簽電路包括存儲的標簽信息，以及基于該存儲的標簽信息的讀信號。
6.根據(jù)權利要求5的射頻標識標簽，第一標簽天線元件從位置接近的靜電激勵器接收發(fā)送的寫信號，將發(fā)送的寫信號耦合到標簽電路，發(fā)送的寫信號包括寫信息；標簽電路存儲該寫信息，作為存儲的標簽信息的一部分，以及基于該存儲的標簽信息調(diào)制讀信號。
7.一種靜電激勵器，包括激勵器電路、激勵器公用電極和激勵器天線元件，激勵器公用電極和激勵器天線元件耦合到激勵器電路，激勵器公用電極耦合到地，激勵器電路生成激勵器信號，并將激勵器信號耦合到激勵器天線元件，以及激勵器天線元件靜電發(fā)送激勵器信號給位置接近的射頻標識標簽。
8.一種靜電讀取器，包括讀取器電路和讀取器天線元件，讀取器天線元件耦合到讀取器電路，讀取器天線元件從位置接近的射頻標識標簽靜電接收讀信號，將讀信號耦合到讀取器電路，該讀信號基于位置接近的射頻標識標簽中存儲的標簽信息，以及讀取器電路檢測存儲的標簽信息。
9.一種裝置，包括靜電激勵器和靜電讀取器，靜電激勵器包括激勵器電路、激勵器公用電極和激勵器天線元件，激勵器公用電極和激勵器天線元件耦合到激勵器電路，激勵器公用電極耦合到地，激勵器電路生成激勵器信號，并將激勵器信號耦合到激勵器天線元件，激勵器天線元件靜電發(fā)送激勵器信號給位置接近的射頻標識標簽，位置接近的射頻標識標簽耦合到地，靜電讀取器包括讀取器電路和讀取器天線元件，讀取器天線元件耦合到讀取器電路，讀取器天線元件從位置接近的射頻標識標簽靜電接收讀信號，將讀信號耦合到讀取器電路，該讀信號基于位置接近的射頻標識標簽中存儲的標簽信息，以及讀取器電路檢測存儲的標簽信息。
10.根據(jù)權利要求8的裝置，激勵器電路生成發(fā)送的寫信號，將發(fā)送的寫信號耦合到激勵器天線元件，發(fā)送的寫信號包括寫信息，以及激勵器天線元件靜電發(fā)送該發(fā)送的寫信號給位置接近的射頻標識標簽。
11.一種射頻標識標簽系統(tǒng)，包括靜電激勵器、靜電讀取器和至少一個射頻標識標簽，靜電激勵器包括激勵器電路、激勵器公用電極和激勵器天線元件，激勵器公用電極和激勵器天線元件耦合到激勵器電路，激勵器公用電極耦合到地，激勵器電路生成激勵器信號，并將激勵器信號耦合到激勵器天線元件，激勵器天線元件靜電發(fā)送激勵器信號給至少一個射頻標識標簽，靜電讀取器包括讀取器電路和讀取器天線元件，讀取器天線元件耦合到讀取器電路，讀取器天線元件從至少一個射頻標識標簽靜電接收讀信號，將讀信號耦合到讀取器電路，至少一個射頻標識標簽包括存儲的標簽信息，讀信號基于存儲的標簽信息，以及讀取器電路檢測存儲的標簽信息。
12.根據(jù)權利要求11的射頻標識標簽系統(tǒng)，至少一個射頻標識標簽包括標簽電路、標簽公用電極和標簽天線元件，標簽公用電極和標簽天線元件耦合到標簽電路，標簽公用電極耦合到地；標簽天線元件從激勵器天線元件靜電接收激勵器信號，將激勵器信號耦合到標簽電路；標簽電路因激勵器信號而激發(fā)，生成讀信號，將讀信號耦合到標簽天線元件；標簽天線元件靜電發(fā)送讀信號給讀取器天線元件；以及讀信號是一個反射信號。
13.根據(jù)權利要求11的射頻標識標簽系統(tǒng)，至少一個射頻標識標簽包括標簽電路、標簽公用電極、第一標簽天線元件和第二標簽天線元件，標簽公用電極以及第一和第二標簽天線元件耦合到標簽電路，標簽公用電極耦合到地；第一標簽天線元件從激勵器天線元件靜電接收激勵器信號，將激勵器信號耦合到標簽電路；標簽電路因激勵器信號而激發(fā)，生成讀信號，將讀信號耦合到第二標簽天線元件；第二標簽天線元件靜電發(fā)送讀信號給讀取器天線元件；以及讀信號是一個發(fā)送信號。
全文摘要
一種射頻標識標簽系統(tǒng)(10)采用了包含存儲的信息的射頻標識標簽(16)。該標簽包括天線元件(28)和公用電極(26),公用電極耦合到地(70)。天線元件從位置接近的激勵器(12)靜電接收激勵器信號(30)。接收到激勵器信號之后,激發(fā)標簽,導致它根據(jù)存儲的信息生成讀信號(32)。然后,天線元件靜電發(fā)送讀信號給位置接近的讀取器(14),后者檢測存儲的信息。能量和數(shù)據(jù)都利用網(wǎng)絡的不平衡特性而電容耦合,使得耦合阻抗降低。
文檔編號B42D15/10GK1262760SQ99800394
公開日2000年8月9日 申請日期1999年2月19日 優(yōu)先權日1998年2月27日
發(fā)明者維克托·A·維加, 約翰·H·羅林, 理查德·弗萊徹, 塞巴斯蒂安·T·卡坎納德 申請人:摩托羅拉公司