專利名稱：變頻射頻識(shí)別(rfid)標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于物品管理的射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)，更具體地，涉及RFID標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)事實(shí)上已經(jīng)廣泛應(yīng)用于每個(gè)行業(yè)，包括運(yùn)輸業(yè)、制造業(yè)、廢物管理、郵政跟蹤、航空行李調(diào)節(jié)和公路通行費(fèi)管理。典型的RFID系統(tǒng)包括若干RFID標(biāo)簽，至少一個(gè)RFID閱讀器或檢測(cè)系統(tǒng)，其具有用于與RFID標(biāo)簽通信的天線，和控制該RFID閱讀器的計(jì)算設(shè)備。所述RFID閱讀器包括向標(biāo)簽提供能量或信息的發(fā)射器，以及從標(biāo)簽接收標(biāo)識(shí)和其他信息的接收器。該計(jì)算設(shè)備處理由該RFID閱讀器獲得的信息。
通常，從RFID標(biāo)簽接收的信息是特定設(shè)備專用的，但是經(jīng)常會(huì)提供關(guān)于固定了該標(biāo)簽的物品的標(biāo)識(shí)。示例性物品包括加工項(xiàng)目、書(shū)籍、檔案、動(dòng)物或個(gè)人，或者事實(shí)上任何其他實(shí)體物品。還可以提供關(guān)于該物品的附加信息。例如，在制造過(guò)程中，可以使用標(biāo)簽表示制造過(guò)程中汽車底盤(pán)的油漆顏色或其他有用信息。
RFID閱讀器的發(fā)射器通過(guò)天線輸出RF信號(hào)以形成電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)使標(biāo)簽?zāi)軌蚍祷財(cái)y帶信息的RF信號(hào)。發(fā)射器利用放大器通過(guò)調(diào)制過(guò)的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)天線。
傳統(tǒng)的標(biāo)簽可能是包括內(nèi)部電源的“有源”標(biāo)簽，或者是通過(guò)RFID閱讀器天線的場(chǎng)激活的“無(wú)源”標(biāo)簽。一旦被激活，標(biāo)簽使用預(yù)先確定的協(xié)議通信，該協(xié)議允許RFID接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽的信息。計(jì)算設(shè)備通過(guò)從RFID閱讀器接收信息并執(zhí)行一些動(dòng)作，例如更新數(shù)據(jù)庫(kù)，起到信息管理系統(tǒng)的作用。此外，計(jì)算設(shè)備還可用作通過(guò)發(fā)射器將數(shù)據(jù)編程到標(biāo)簽中的機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
通常，這樣描述射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，其自動(dòng)地或動(dòng)態(tài)地改變其諧振頻率，以降低或消除電磁“標(biāo)簽-標(biāo)簽”耦合的潛在影響。在某些環(huán)境中，物品之間的距離是受限制的，而且閱讀器天線產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中可能同時(shí)存在多個(gè)物品。結(jié)果，在附著到所述物品的一些RFID標(biāo)簽之間發(fā)生電磁“耦合”，這會(huì)導(dǎo)致一些標(biāo)簽的諧振頻率的偏移。該諧振頻率的偏移會(huì)損害RFID標(biāo)簽與RFID閱讀器通信的能力。
這里所描述的技術(shù)通過(guò)改變RFID標(biāo)簽反向散射射頻能量的諧振頻率，自動(dòng)地補(bǔ)償由于標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合而可能發(fā)生的諧振頻率的偏移。以這種方式，該技術(shù)允許即使經(jīng)受嚴(yán)重的標(biāo)簽-標(biāo)簽電磁耦合時(shí)，也允許RFID標(biāo)簽保持有效的RFID通信。
在一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽包括調(diào)諧到第一諧振頻率的主天線；和動(dòng)態(tài)地改變主天線的諧振頻率的開(kāi)關(guān)電路。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括以關(guān)聯(lián)的諧振頻率操作射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽的主天線以及動(dòng)態(tài)地改變主天線的諧振頻率。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一種RFID系統(tǒng)包括RFID詢問(wèn)設(shè)備，與物品關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽，其中詢問(wèn)設(shè)備詢問(wèn)該RFID標(biāo)簽以獲得關(guān)于該物品的信息，還包括處理從RFID詢問(wèn)設(shè)備檢索的信息的計(jì)算設(shè)備。該RFID標(biāo)簽包括調(diào)諧到第一諧振頻率的主天線，電耦合到該主天線并存儲(chǔ)了相關(guān)聯(lián)物品的信息的集成電路和選擇性地將一個(gè)或多個(gè)元件耦合到該主天線以調(diào)整主天線的諧振頻率的開(kāi)關(guān)電路。
在下面的附圖和描述中闡述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。從描述和附圖以及權(quán)利要求中，本發(fā)明的其他特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得明顯。


圖1是表示自動(dòng)地且動(dòng)態(tài)地改變其諧振頻率以降低或消除標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的潛在影響的RFID標(biāo)簽的方框圖；圖2是表示能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)整其諧振頻率的RFID標(biāo)簽的一個(gè)示范性實(shí)施例的電路圖；圖3是表示能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)整其諧振頻率的RFID標(biāo)簽的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖4是表示例如圖2所示的RFID標(biāo)簽等自動(dòng)調(diào)諧其諧振頻率以補(bǔ)償與鄰近標(biāo)簽的耦合的RFID標(biāo)簽的示范性操作的流程圖；圖5是表示例如圖3所示的RFID標(biāo)簽等包括電容開(kāi)關(guān)以動(dòng)態(tài)地改變其諧振頻率的RFID標(biāo)簽的示范性操作的流程圖；圖6是表示例如圖3所示的RFID標(biāo)簽等包括MEMS開(kāi)關(guān)以動(dòng)態(tài)地改變諧振頻率的RFID標(biāo)簽的示范性操作的流程圖；圖7是表示示范性RFID系統(tǒng)的方框圖，該系統(tǒng)利用能夠改變其諧振頻率的RFID標(biāo)簽以便在可能發(fā)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的環(huán)境中輔助通信。
具體實(shí)施例方式
在傳統(tǒng)射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)中，當(dāng)RFID標(biāo)簽相互位置非常接近時(shí)，RFID標(biāo)簽會(huì)相互干擾?，F(xiàn)在已經(jīng)確定上述標(biāo)簽之間的電磁耦合會(huì)導(dǎo)致標(biāo)簽的諧振頻率的偏移。該偏移的諧振頻率不會(huì)向RFID標(biāo)簽中一個(gè)給定的標(biāo)簽提供驅(qū)動(dòng)該標(biāo)簽的足夠的感應(yīng)電流，從而導(dǎo)致該RFID標(biāo)簽處于該詢問(wèn)設(shè)備的可檢測(cè)頻率范圍之外。
通常，所導(dǎo)致的頻率偏移的幅度取決于RFID標(biāo)簽之間的距離、標(biāo)簽的尺寸、標(biāo)簽之間發(fā)生的共面性重疊的數(shù)量，以及重疊的標(biāo)簽的總量。當(dāng)位于重疊位置中的多個(gè)標(biāo)簽相互非常接近時(shí)，由于標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合產(chǎn)生的頻率偏移的一些示范性測(cè)量規(guī)范如下面的表格1所示。在表格1中，A是標(biāo)簽的高度，B是標(biāo)簽的寬度，N是重疊標(biāo)簽的數(shù)量，X是連續(xù)的標(biāo)簽之間的距離，F(xiàn)是標(biāo)簽的合成諧振頻率。雖然表格1所示的示范性測(cè)量規(guī)范是向下的頻率偏移，但由標(biāo)簽耦合導(dǎo)致的頻率偏移也可以是向上的頻率偏移。如從表格1所能看到的，十個(gè)重疊標(biāo)簽之間的電磁耦合能夠?qū)?biāo)簽產(chǎn)生響應(yīng)的頻率偏移大約2MHz，這會(huì)導(dǎo)致閱讀器不能成功地與標(biāo)簽通信，或者會(huì)導(dǎo)致閱讀范圍的顯著減小。
表格1

圖1是表示自動(dòng)地且動(dòng)態(tài)地改變自身的諧振頻率以降低或消除標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的潛在影響的RFID標(biāo)簽12的方框圖。特別地，RFID標(biāo)簽12動(dòng)態(tài)地改變其諧振頻率以便在存在標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的環(huán)境中和沒(méi)有發(fā)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的環(huán)境中運(yùn)行。換句話說(shuō)，RFID標(biāo)簽12通過(guò)改變RFID標(biāo)簽12的諧振頻率，自動(dòng)地補(bǔ)償由于標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合而發(fā)生的諧振頻率的偏移，以便感應(yīng)足夠的電流水平來(lái)驅(qū)動(dòng)RFID標(biāo)簽12，從而保持有效的RFID通信。
在圖1所示的實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽12包括電耦合到集成電路16(通常被稱為“RFID芯片”)的主天線14。主天線14被調(diào)諧到特定頻率，該頻率可以是例如RFID系統(tǒng)的工作頻率，比工作頻率低的頻率，或者比RFID系統(tǒng)的工作頻率高的頻率。集成電路16常常包括內(nèi)部存儲(chǔ)器(未示出)，其中存儲(chǔ)了關(guān)于RFID標(biāo)簽12所附著的物品的相關(guān)信息。
在工作時(shí)，主天線14用本領(lǐng)域的公知方式從源接收RF能量，并且反向散射RF能量。例如RFID閱讀器或檢測(cè)系統(tǒng)等詢問(wèn)器正是通過(guò)反向散射的RF能量提供的信號(hào)獲取來(lái)自RFID標(biāo)簽12的信息，而且，更具體地，獲取與RFID標(biāo)簽12相關(guān)聯(lián)的物品的有關(guān)信息。RFID標(biāo)簽12包括開(kāi)關(guān)電路18，其自動(dòng)地改變主天線14的諧振頻率，以便補(bǔ)償由于標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合已經(jīng)改變的標(biāo)簽的相干諧振頻率的情況。例如，開(kāi)關(guān)電路18可以選擇性地將例如電容或電感元件等電路元件接通和關(guān)斷，從而調(diào)整主天線14的諧振頻率，以在兩個(gè)或更多諧振頻率之間改變。例如，主天線14開(kāi)始被調(diào)諧到的頻率高于周圍RFID系統(tǒng)的工作頻率，以便補(bǔ)償發(fā)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的情況。因此，在某些實(shí)例中，標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合降低主天線14的相干諧振頻率，導(dǎo)致主天線14感應(yīng)足夠的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)RFID標(biāo)簽12。當(dāng)沒(méi)有標(biāo)簽耦合或存在干擾時(shí)，開(kāi)關(guān)電路18自動(dòng)地接通與主天線14并聯(lián)的電容元件，以降低主天線14的諧振頻率，從而將相干諧振頻率降低至周圍系統(tǒng)的頻率。因此，如果存在標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，開(kāi)關(guān)電路18將該電容元件關(guān)斷，從而使主天線14的相干諧振頻率回升到RFID系統(tǒng)的工作頻率。
在一些實(shí)施例中，當(dāng)RFID標(biāo)簽12被斷開(kāi)時(shí)，即主天線14不再處于RF場(chǎng)中時(shí)，開(kāi)關(guān)電路18調(diào)整主天線14的諧振頻率。換句話說(shuō)，開(kāi)關(guān)電路18可以在每個(gè)加電周期調(diào)整主天線14的諧振頻率。例如，在第一加電周期過(guò)程中，開(kāi)關(guān)電路18自動(dòng)地接通或關(guān)斷一個(gè)或多個(gè)電路元件，以使主天線14在第一頻率諧振，而在第二加電周期過(guò)程中在第二頻率諧振。在該實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽12不需要機(jī)構(gòu)來(lái)檢測(cè)對(duì)于RFID標(biāo)簽12來(lái)說(shuō)哪個(gè)諧振頻率是最適合的?；蛘?，開(kāi)關(guān)電路18在單個(gè)信號(hào)加電周期過(guò)程中自動(dòng)地調(diào)整主天線14的諧振頻率。在該實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽12檢測(cè)主天線14是否在適合的頻率諧振，而且當(dāng)感應(yīng)電壓不足以驅(qū)動(dòng)RFID標(biāo)簽12時(shí)，調(diào)整主天線14的諧振頻率。
在一些實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽12包括感應(yīng)電路，例如感應(yīng)電路20，在確定開(kāi)關(guān)電路18是否應(yīng)當(dāng)改變主天線14的諧振頻率時(shí)使用。換句話說(shuō)，主天線14用于RFID通信，而感應(yīng)天線20用于確定開(kāi)關(guān)電路18是否應(yīng)當(dāng)改變主天線14的諧振頻率。開(kāi)關(guān)電路18根據(jù)主天線14和感應(yīng)天線20中的哪個(gè)正在以最佳頻率即接近系統(tǒng)頻率工作，自動(dòng)地調(diào)整主天線14的諧振頻率。如此，感應(yīng)天線20可以被看作判斷或感應(yīng)是否存在標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，而開(kāi)關(guān)電路18實(shí)質(zhì)上根據(jù)是否檢測(cè)到標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，調(diào)整主天線14的諧振頻率，從而允許主天線感應(yīng)足以驅(qū)動(dòng)RFID標(biāo)簽12的電流。結(jié)果，感應(yīng)天線20比主天線14小，而且不一定要有驅(qū)動(dòng)RFID標(biāo)簽12的足夠尺寸。
例如，感應(yīng)天線20被調(diào)諧到RFID系統(tǒng)的工作頻率，主天線14被調(diào)諧到比RFID系統(tǒng)的工作頻率較高的頻率。在工作頻率例如是大約13.56MHz的RFID系統(tǒng)中，感應(yīng)天線20被調(diào)諧到大約13.56MHz，而主天線14被調(diào)諧到大約20MHz。因此，當(dāng)(1)當(dāng)RFID標(biāo)簽12位于與感應(yīng)天線所調(diào)諧的頻率差不多相同的頻率的RF場(chǎng)中，而且(2)感應(yīng)天線感受到不充分的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，即，感應(yīng)天線接近系統(tǒng)頻率工作時(shí)，感應(yīng)天線20感應(yīng)足夠的電流。所感應(yīng)的電流促使開(kāi)關(guān)電路18接通與主天線14并聯(lián)的電容元件，導(dǎo)致主天線14的諧振頻率減小。如此，主天線14的諧振頻率自動(dòng)地從其起始的高頻率降低到周圍RFID系統(tǒng)的工作頻率。
當(dāng)其他標(biāo)簽非常接近RFID標(biāo)簽12時(shí)，感應(yīng)天線20感受到充分的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，以將其諧振頻率降低到RFID系統(tǒng)的工作頻率之下。結(jié)果，感應(yīng)天線20所感應(yīng)的電流降低到確定的閾值以下，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電路18將電容元件從主天線14關(guān)斷，或者如果RFID標(biāo)簽12不是在電容元件被接通的狀態(tài)中，則開(kāi)關(guān)電路18不工作。然而，由于標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，由電容元件的關(guān)斷所導(dǎo)致的主天線14的諧振頻率的增加被降低到RFID系統(tǒng)的工作頻率。如此，RFID標(biāo)簽12自動(dòng)地調(diào)整主天線14的諧振頻率，并且實(shí)現(xiàn)通信，不管是否存在其他RFID標(biāo)簽以及這些標(biāo)簽是否導(dǎo)致標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合。
雖然圖1的RFID標(biāo)簽12只包括一個(gè)感應(yīng)天線，RFID標(biāo)簽12可以包括多個(gè)感應(yīng)天線和更高階的開(kāi)關(guān)電路，以便提供給RFID標(biāo)簽12在兩個(gè)或更多頻率諧振的能力。例如，RFID標(biāo)簽12包括兩個(gè)調(diào)諧到不同頻率的感應(yīng)天線。在該實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路18可選地將多個(gè)電路組件接通和關(guān)斷，以調(diào)整主天線14的諧振頻率，從而允許RFID標(biāo)簽12根據(jù)感應(yīng)天線的諧振頻率和標(biāo)簽耦合量，而以三個(gè)不同的頻率諧振。還可以利用附加的感應(yīng)天線來(lái)增加粒度(granularity)，通過(guò)其開(kāi)關(guān)天線18考慮到標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，并控制主天線14以RFID系統(tǒng)的工作頻率或接近該頻率而諧振。
圖2是表示能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)整自身的諧振頻率的RFID標(biāo)簽22的一個(gè)示范性實(shí)施例的電路圖。在所示的實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽22包括主天線14、感應(yīng)天線20和開(kāi)關(guān)電路18。開(kāi)關(guān)電路18有選擇地將電容元件24與主天線14并聯(lián)地接通和關(guān)斷，以改變主天線14的諧振頻率，來(lái)補(bǔ)償與位置非常接近的RFID標(biāo)簽的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合。特別是，開(kāi)關(guān)電路18根據(jù)感應(yīng)天線20感應(yīng)的電流量，將電容元件24與主天線14并聯(lián)地接通和關(guān)斷。
結(jié)果，可以將開(kāi)關(guān)電路18看作其根據(jù)感應(yīng)天線20是否接近系統(tǒng)工作頻率工作，或者感應(yīng)天線20是否經(jīng)歷由于標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合造成的諧振頻率降低，而動(dòng)態(tài)地控制主天線14的諧振頻率。換句話說(shuō)，開(kāi)關(guān)電路18判斷主天線14和感應(yīng)天線20中哪一個(gè)在以最佳頻率即最接近RFID系統(tǒng)的工作頻率的頻率工作，并且根據(jù)判斷結(jié)果接通和關(guān)斷電容元件24。
如圖2中所示，主天線14表示為電容元件26和電感元件28。例如，電容元件26表示電耦合到主天線14的集成電路(未示出)的電容，也可以表示制造的形成主天線14的導(dǎo)電軌跡的電容性。電感元件28表示形成主天線14的導(dǎo)電軌跡的電感系數(shù)。感應(yīng)天線20還包括電容元件30和電感元件32，其可以表示制造的形成感應(yīng)天線20的導(dǎo)電軌跡的電容性和電感性。
開(kāi)關(guān)電路18包括二極管34、被排列形成分壓器的電阻36A和36B、晶體管40和電容元件24。二極管34保持由天線14、20感應(yīng)的電流所產(chǎn)生的電壓，由分壓器38應(yīng)用到晶體管40，從而控制開(kāi)關(guān)電路18的開(kāi)關(guān)功能。分壓器38控制電容元件24與主天線14并聯(lián)地接通和關(guān)斷。
能夠選擇分壓器38的電阻36A和36B以控制導(dǎo)通晶體管40的閾值。例如，當(dāng)電阻36A的阻值大于電阻36B的阻值時(shí)，來(lái)自感應(yīng)天線20的更多感應(yīng)電流會(huì)導(dǎo)通晶體管40。如上所述，通過(guò)分壓器38的電壓控制晶體管40，該電壓與感應(yīng)天線20感應(yīng)的電流成正比。因此晶體管40的作用是一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)激活晶體管40時(shí)，其將電容元件24與主天線14并聯(lián)地接通，當(dāng)去激勵(lì)時(shí)，其將電容元件24關(guān)斷。
具體地，當(dāng)RFID標(biāo)簽22位于RF場(chǎng)中時(shí)，即當(dāng)詢問(wèn)設(shè)備試圖查詢RFID標(biāo)簽22時(shí)，主天線14和感應(yīng)天線20各自感應(yīng)電流。當(dāng)鄰近的標(biāo)簽足夠遠(yuǎn)離RFID標(biāo)簽22以至產(chǎn)生不充分的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合時(shí)，由于感應(yīng)天線20被調(diào)諧到RFID系統(tǒng)的工作頻率的事實(shí)，即詢問(wèn)設(shè)備發(fā)射RF能量的頻率，感應(yīng)天線20中的感應(yīng)電流比主天線14中的感應(yīng)電流強(qiáng)度大。感應(yīng)天線20中的高電流會(huì)將通過(guò)分壓器38的電壓升高到足以導(dǎo)通晶體管40的高度，從而將電容元件24與主天線14并聯(lián)地接通。如此，晶體管40作用為一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)分壓器38的電壓升高到受控的閾值設(shè)定點(diǎn)時(shí)，晶體管40被激活。根據(jù)電容元件24的電容量，將電容元件24與電容元件26并聯(lián)地接通降低了主天線14的諧振頻率，例如，從20MHz下降到13.56MHz。電容元件24可以包括具有任何存儲(chǔ)電容的組件，例如電容、二極管、晶體管等等。
然而，當(dāng)鄰近的RFID標(biāo)簽非常接近RFID標(biāo)簽22時(shí)，引發(fā)的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合會(huì)降低主天線14和感應(yīng)天線20發(fā)生諧振的頻率。當(dāng)該標(biāo)簽耦合將主天線14的諧振頻率降低得足夠多時(shí)，主天線14將會(huì)在與感應(yīng)天線20相比更接近RFID系統(tǒng)的工作頻率(例如，13.56MHz)發(fā)生諧振。當(dāng)發(fā)生上述情況時(shí)，主天線14感應(yīng)的電流增加，導(dǎo)致分壓器38的壓降下降到閾值設(shè)定點(diǎn)以下。因此，晶體管40被去激勵(lì)，而且將與主天線14并聯(lián)的電容元件24關(guān)斷。如此，與鄰近的標(biāo)簽的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合會(huì)使主天線14的頻率失諧，這樣主天線14在接近RFID系統(tǒng)的工作頻率的頻率工作，從而允許RFID標(biāo)簽22在標(biāo)簽干擾可能以其他方式發(fā)生的環(huán)境中與RFID閱讀器通信。
雖然圖2所示的示范性標(biāo)簽22僅以兩種頻率工作，變頻標(biāo)簽可以被設(shè)計(jì)成以多于兩種頻率的方式工作。例如，標(biāo)簽22可以包括四個(gè)感應(yīng)天線和四通開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)選擇工作頻率與RFID系統(tǒng)的工作頻率最接近的天線。而且，雖然圖2的實(shí)例中開(kāi)關(guān)電路18開(kāi)關(guān)與主天線14并聯(lián)的電容元件，開(kāi)關(guān)電路還可以接通與主天線14串聯(lián)的電容元件，使電容元件短路，或者接通與主天線14串聯(lián)或并聯(lián)的電感元件，或者其組合，以改變主天線14的諧振頻率。例如，主天線14可以被調(diào)諧到13.56MHz，感應(yīng)天線20可以被調(diào)諧到20MHz，而且當(dāng)感應(yīng)天線20中感應(yīng)的電流超過(guò)期望的閾值時(shí)，感應(yīng)電路18可以使電容元件26短路，以便增加主天線14的諧振頻率。此外，在一些實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路18使用分流器或一些其他的電路響應(yīng)測(cè)量法測(cè)量天線14、20中的哪個(gè)正在以較佳頻率工作。圖2所示的實(shí)施例可以用集成電路16中的多個(gè)電路元件、單個(gè)電路元件或者其組合實(shí)現(xiàn)。
圖3是表示能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)整自身的諧振頻率的RFID標(biāo)簽44的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在所示的實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽44包括開(kāi)關(guān)46，該開(kāi)關(guān)在電感元件48A和48B之間開(kāi)關(guān)，以便有選擇地包括電感元件48A和48B作為天線42的附加回路。如此，開(kāi)關(guān)46能夠改變RFID標(biāo)簽44發(fā)生諧振的頻率。
電感元件48A和48B包括制造為形成天線42的附加回路的導(dǎo)電軌跡的部分。然而，電感元件48A和48B可以是具有電感系數(shù)的任何組件，或者是完全分離的天線。如圖3中的實(shí)例所示，電感元件48A在物理上短于電感元件48B。因此，當(dāng)開(kāi)關(guān)46與電感元件48A接觸時(shí)RFID標(biāo)簽44發(fā)生諧振的頻率高于當(dāng)開(kāi)關(guān)46與電感元件48B接觸時(shí)的RFID標(biāo)簽44發(fā)生諧振的頻率。
開(kāi)關(guān)46可包括低功率微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)開(kāi)關(guān)、電容開(kāi)關(guān)或其他開(kāi)關(guān)組件。開(kāi)關(guān)46被設(shè)計(jì)為在電感元件48A和電感元件48B之間自動(dòng)地開(kāi)關(guān)，例如在單個(gè)加電周期或交替的加電周期過(guò)程中。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，開(kāi)關(guān)46包括在交替加電周期改變RFID標(biāo)簽44的諧振頻率的低功率MEMS開(kāi)關(guān)。在該實(shí)施例中，MEMS開(kāi)關(guān)46切換位置所需的功率低于集成電路16正常工作所必需的功率。因此，當(dāng)RFID標(biāo)簽44接收到足以激活MEMS開(kāi)關(guān)46但是不足以激活集成電路16的功率時(shí)，該MEMS開(kāi)關(guān)改變位置以試圖從RF能量提取足夠的電流/電壓來(lái)電驅(qū)動(dòng)集成電路16。例如，每當(dāng)RFID標(biāo)簽44斷電之后，MEMS開(kāi)關(guān)46改變位置。如此，每隔一個(gè)加電周期，RFID標(biāo)簽44將會(huì)在例如13.56MHz和20MHz兩個(gè)不同頻率交替諧振。
因此，詢問(wèn)設(shè)備嘗試對(duì)某一位置的所有RFID標(biāo)簽的第一讀取。在第一讀取過(guò)程中，根據(jù)它們的電流狀態(tài)，RFID標(biāo)簽的第一子集將會(huì)配置為在系統(tǒng)的工作頻率諧振，例如13.56MHz，而其余的標(biāo)簽將會(huì)配置為在第二頻率諧振，例如20MHz。如果沒(méi)有發(fā)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，詢問(wèn)設(shè)備在第一讀取周期過(guò)程中與第一子集通信，隨后消除且再應(yīng)用該電磁場(chǎng)以促使該RFID標(biāo)簽改變其諧振頻率。結(jié)果，標(biāo)簽的第一子集將會(huì)配置為在第二頻率工作，而其余的標(biāo)簽將會(huì)配置為在系統(tǒng)頻率工作。因此，詢問(wèn)設(shè)備將能夠在不多于兩個(gè)詢問(wèn)周期內(nèi)與所述標(biāo)簽通信。
然而，如果存在標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，在第一詢問(wèn)周期過(guò)程中RFID標(biāo)簽的諧振頻率會(huì)降低。特別地，配置為以該系統(tǒng)工作頻率工作的一些或全部RFID標(biāo)簽將會(huì)降低在響應(yīng)該詢問(wèn)設(shè)備的頻率范圍以下。因此，正在與鄰近的標(biāo)簽產(chǎn)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的所述RFID標(biāo)簽不會(huì)成功地與該詢問(wèn)設(shè)備通信。然而，配置為在該系統(tǒng)工作頻率諧振且未發(fā)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的RFID標(biāo)簽將能夠成功地與查詢?cè)O(shè)備通信。此外，配置為在例如20MHz的第二頻率工作的一些或全部RFID標(biāo)簽的諧振頻率將會(huì)同樣降低到接近該工作頻率，并且能夠與該詢問(wèn)設(shè)備通信。
在第一讀取過(guò)程中讀取所有可檢測(cè)的標(biāo)簽之后，查詢?cè)O(shè)備自動(dòng)地移除該RF場(chǎng)并開(kāi)始第二詢問(wèn)周期，這導(dǎo)致RFID標(biāo)簽的MEMS開(kāi)關(guān)改變位置。在第二詢問(wèn)周期過(guò)程中，由于改變的電感系數(shù)，在第一次詢問(wèn)嘗試時(shí)不能與該詢問(wèn)設(shè)備通信的所有標(biāo)簽將能夠在第二次詢問(wèn)時(shí)被讀取。具體地，在第二詢問(wèn)周期過(guò)程中，起初被配置為以系統(tǒng)工作頻率諧振的標(biāo)簽的第一子集將會(huì)被配置為以第二工作頻率諧振，例如20MHz。在第一詢問(wèn)周期過(guò)程中由于標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合而不成功的用于該通信的所述標(biāo)簽的部分現(xiàn)在將會(huì)被該標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合從第二諧振頻率失諧到接近該系統(tǒng)工作頻率的頻率，并且將會(huì)成功地實(shí)現(xiàn)與該詢問(wèn)設(shè)備的通信。在第二讀取周期過(guò)程中，起初被配置為以第二頻率諧振的該RFID標(biāo)簽將會(huì)被配置成以該系統(tǒng)工作頻率諧振。在第一讀取周期過(guò)程中不能通信的所述標(biāo)簽，即沒(méi)有經(jīng)歷標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的所述標(biāo)簽現(xiàn)在將會(huì)實(shí)現(xiàn)與詢問(wèn)設(shè)備的成功通信。如此，在這種配置中，詢問(wèn)設(shè)備能夠在兩個(gè)或更少的讀取周期中閱讀所有RFID標(biāo)簽。對(duì)于使用多于兩個(gè)附加電感元件，例如三個(gè)或更多電感元件的RFID標(biāo)簽44的實(shí)施例，可以利用附加的詢問(wèn)周期不考慮標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合而保證所有RFID標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)成功的通信。通過(guò)詢問(wèn)設(shè)備，能夠合并而且記錄所述詢問(wèn)周期，以獲取同時(shí)在該位置出現(xiàn)的物品的精確記錄。
在可替換實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)46有選擇地將電容元件接通天線42或從天線42關(guān)斷，以改變?cè)撎炀€的諧振頻率。當(dāng)施加RF場(chǎng)時(shí)，RFID標(biāo)簽44以第一頻率，即RFID系統(tǒng)的工作頻率(13.56MHz)諧振，同時(shí)電容開(kāi)始收集電荷。一旦該電容收集到足夠的電荷，即當(dāng)其在RF場(chǎng)中存在了延長(zhǎng)的時(shí)間周期時(shí)，開(kāi)關(guān)46切換到“帶電”開(kāi)關(guān)位置。在圖3所示的該實(shí)例中，該帶電的開(kāi)關(guān)位置是接觸電感元件48B的位置。在該“帶電”開(kāi)關(guān)位置，RFID標(biāo)簽44以例如20MHz的第二頻率諧振，當(dāng)發(fā)生充分的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合時(shí)，其允許實(shí)現(xiàn)通信。在該電容器失去了足夠能量，而不能夠?qū)⒃撾娙萜鞅３衷凇皫щ姟遍_(kāi)關(guān)位置之后，即在詢問(wèn)周期結(jié)束之后，開(kāi)關(guān)46變回“不帶電”開(kāi)關(guān)位置。如此，開(kāi)關(guān)46具有默認(rèn)的開(kāi)關(guān)位置，即起初以13.56MHz諧振。如此，在單個(gè)加電周期過(guò)程中，RFID標(biāo)簽44自動(dòng)地改變其諧振頻率，以保證與RF閱讀器之間的成功通信。換句話說(shuō)，在該配置中，詢問(wèn)設(shè)備不需要應(yīng)用兩個(gè)單獨(dú)的詢問(wèn)周期。
雖然在圖3的實(shí)例中，RFID標(biāo)簽44的開(kāi)關(guān)46在不同長(zhǎng)度的兩個(gè)軌跡之間切換以改變天線22的電感，RFID標(biāo)簽44可以使用N個(gè)不同的軌跡長(zhǎng)度和1到N的開(kāi)關(guān)以允許N個(gè)不同的頻率變換。此外，開(kāi)關(guān)46可用于切換其它類型的組件，例如電容組件、電感組件或其組合，以便自動(dòng)地調(diào)整RFID標(biāo)簽44的諧振頻率。此外，RFID標(biāo)簽44包括參照?qǐng)D2所述的感應(yīng)電路，以允許RFID標(biāo)簽44根據(jù)哪個(gè)開(kāi)關(guān)位置促使天線42以最佳頻率工作而選擇該開(kāi)關(guān)位置，從而自動(dòng)調(diào)諧RFID標(biāo)簽44。圖3的實(shí)施例可以通過(guò)RFID芯片中的單個(gè)標(biāo)簽元件上的多個(gè)“標(biāo)簽元件”或者其組合而實(shí)現(xiàn)。
圖4是表示例如圖2的RFID標(biāo)簽22等RFID標(biāo)簽的示范性操作的流程圖，該RFID標(biāo)簽自動(dòng)地調(diào)諧其諧振頻率以補(bǔ)償與鄰近標(biāo)簽的耦合。起初，RFID標(biāo)簽22位于RF場(chǎng)(50)中。例如，RFID標(biāo)簽22從正在試圖從該RFID標(biāo)簽檢索信息的RFID檢測(cè)設(shè)備或閱讀器天線接收RF能量。RFID標(biāo)簽22所位于的RF場(chǎng)在主天線14和感應(yīng)天線20兩者中都感應(yīng)電流。
通常，開(kāi)關(guān)電路18判斷RFID標(biāo)簽22是否有充分的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，以便失諧主天線14，所述主天線14的諧振頻率設(shè)置為以高于RFID系統(tǒng)的工作頻率，以便以適合的頻率諧振，即，在響應(yīng)于詢問(wèn)設(shè)備(54)的頻率范圍內(nèi)。例如，開(kāi)關(guān)電路18判斷感應(yīng)天線20中的感應(yīng)電流是否大到足以使其高于一個(gè)閾值。當(dāng)開(kāi)關(guān)電路18判斷存在不充分的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合時(shí)，即當(dāng)感應(yīng)天線20中的感應(yīng)電流大于一個(gè)閾值時(shí)，晶體管40導(dǎo)通(56)并且將電容元件24與主天線14并聯(lián)接通(58)。如上所述，電容元件24增加主天線14的電容，從而使主天線14的諧振頻率從例如20MHz的較高頻率降低到系統(tǒng)工作頻率，例如，13.56MHz(62)。
當(dāng)開(kāi)關(guān)電路18判斷發(fā)生了充分的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，將主天線14從較高諧振頻率失諧到系統(tǒng)工作頻率時(shí)，開(kāi)關(guān)電路關(guān)閉晶體管40或晶體管40保持關(guān)閉(60)。結(jié)果，主天線14配置為在較高頻率諧振，但是被與非常接近的鄰近標(biāo)簽的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合失諧(62)。如此，RFID標(biāo)簽22自動(dòng)調(diào)諧自身以實(shí)現(xiàn)以系統(tǒng)工作頻率諧振，以便使用晶體管40補(bǔ)償標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，根據(jù)與主天線14感應(yīng)的電流相關(guān)的由感應(yīng)天線20所感應(yīng)的電流而控制晶體管40。在其他實(shí)施例中，可以使用其他類型的感應(yīng)和切換機(jī)制來(lái)自動(dòng)調(diào)諧RFID標(biāo)簽22。
圖5是表示RFID標(biāo)簽的示范性操作的流程圖，例如圖3的RFID標(biāo)簽44，該RFID標(biāo)簽包括開(kāi)關(guān)46(例如該實(shí)施例中的電容開(kāi)關(guān))以動(dòng)態(tài)地改變主天線14的諧振頻率而不感應(yīng)主天線14是否以最佳頻率諧振。開(kāi)始RFID標(biāo)簽44位于RF場(chǎng)中(64)，而且該標(biāo)簽被默認(rèn)配置為以第一頻率諧振，例如RFID系統(tǒng)的工作頻率，13.56MHz(66)。然而，如果存在標(biāo)簽耦合，將有可能將該諧振頻率降低到該標(biāo)簽?zāi)軌蚺c詢問(wèn)設(shè)備通信的頻率范圍以下。
作為電磁場(chǎng)的結(jié)果，電容開(kāi)關(guān)46開(kāi)始聚集電荷(68)。當(dāng)電容開(kāi)關(guān)46的電荷收集到足夠的電量時(shí)，該開(kāi)關(guān)切換到“帶電”開(kāi)關(guān)位置(70)，而且RFID標(biāo)簽44以第二頻率諧振(72)，例如20MHz。當(dāng)鄰近的標(biāo)簽之間存在標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合時(shí)，如上所述，天線42將會(huì)被從較高諧振頻率失諧到較低工作頻率。如此，在單個(gè)加電周期中改變RFID標(biāo)簽44的諧振頻率，以保證與詢問(wèn)設(shè)備之間成功的通信，而不需要兩個(gè)獨(dú)立的詢問(wèn)周期。在電容器失去足夠的電荷之后，例如，當(dāng)去除詢問(wèn)場(chǎng)時(shí)，電容開(kāi)關(guān)46不能保持“帶電”開(kāi)關(guān)位置，而且該電容開(kāi)關(guān)切換回“不帶電”開(kāi)關(guān)位置(74)。
圖6是表示例如圖3的RFID標(biāo)簽44等RFID標(biāo)簽的示范性操作的流程圖，該RFID標(biāo)簽包括MEMS開(kāi)關(guān)以動(dòng)態(tài)地改變主天線14的諧振頻率，而不需感應(yīng)主天線14是否以最佳頻率諧振。在該實(shí)例中，開(kāi)關(guān)46包括MEMS開(kāi)關(guān)，如上所述，該開(kāi)關(guān)在兩個(gè)加電周期之間動(dòng)態(tài)地改變主天線14的諧振頻率。
開(kāi)始，RFID標(biāo)簽44位于RF場(chǎng)中(76)，而RFID標(biāo)簽44配置為以第一頻率諧振，例如RFID系統(tǒng)的工作頻率，如13.56MHz(78)。然而，如果發(fā)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，RFID標(biāo)簽44的諧振頻率會(huì)降低到響應(yīng)于詢問(wèn)設(shè)備的頻率范圍以下，而且該RFID標(biāo)簽不能成功地與該詢問(wèn)設(shè)備通信。接下來(lái)移除該RF場(chǎng)(80)，例如，在詢問(wèn)設(shè)備讀取了所有響應(yīng)于第一詢問(wèn)周期的RFID標(biāo)簽之后，促使MEMS開(kāi)關(guān)46改變位置(82)。當(dāng)向RFID標(biāo)簽44施加后續(xù)的RF場(chǎng)時(shí)(84)，在接下來(lái)的查詢周期過(guò)程中，RFID標(biāo)簽配置為以更高的頻率諧振，例如20MHz(86)，當(dāng)存在與鄰近標(biāo)簽的標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合時(shí)，將會(huì)失諧該RFID標(biāo)簽。
圖7是表示示范性RFID系統(tǒng)88的方框圖，該RFID系統(tǒng)在可能發(fā)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合的環(huán)境中利用能夠改變其諧振頻率以幫助通信RFID標(biāo)簽。圖7所示的實(shí)例中，RFID系統(tǒng)88用作文檔和文件管理。例如，RFID系統(tǒng)88可以在配置在律師事務(wù)所、政府機(jī)構(gòu)或其他生成并存儲(chǔ)如商業(yè)、刑事和醫(yī)療等文檔和文件的機(jī)構(gòu)中。
實(shí)際上，上述文件可以位于許多存儲(chǔ)區(qū)域90中，例如圖7所示的開(kāi)口支架90A、櫥柜90B、立式文件隔板90C、推車90D、墊板90E或類似的位置。可以在與單個(gè)文檔室相對(duì)的組織內(nèi)的多個(gè)位置上提供存儲(chǔ)區(qū)域90。例如，存儲(chǔ)區(qū)域90可以與例如記錄支架等特定位置相關(guān)，因而可以被稱為或考慮為“專用”支架。如上所述，存儲(chǔ)區(qū)域90可以是位于單獨(dú)的辦公室附近或例如醫(yī)院、門(mén)診部、法律事務(wù)所、會(huì)計(jì)師事務(wù)所、經(jīng)紀(jì)行或銀行中的其他區(qū)域。
在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)區(qū)域90是“智能存儲(chǔ)區(qū)域”。術(shù)語(yǔ)“智能存儲(chǔ)區(qū)域”通常用于指用于裝配了RFID查詢能力的文檔或其他對(duì)象的存儲(chǔ)區(qū)域，該存儲(chǔ)區(qū)域能夠幫助跟蹤和定位系統(tǒng)88中的文檔或文件。具體地，智能存儲(chǔ)區(qū)域包括一個(gè)或多個(gè)天線，所述天線用于讀取與存儲(chǔ)在各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域中的項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽，并且將從該RFID標(biāo)簽讀取的信息傳送到物品管理系統(tǒng)92，該系統(tǒng)在例如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中提供聚集信息的中央數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。該信息包括例如表示文件或文檔位于哪里的位置信息。文件跟蹤系統(tǒng)92可以聯(lián)網(wǎng)或以其他方式連接到一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)，以便在不同位置的個(gè)人能夠訪問(wèn)與上述項(xiàng)目相關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，用戶利用文件跟蹤系統(tǒng)92從該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器檢索文件位置信息，并且將存儲(chǔ)區(qū)域之一中該項(xiàng)目所在的最后位置報(bào)告給用戶。
在圖7所示的環(huán)境中，文件或文檔之間的距離，更具體地，與上述物品相關(guān)的RFID標(biāo)簽通常不能固定到最小距離。根據(jù)這里所描述的技術(shù)，系統(tǒng)88的RFID標(biāo)簽動(dòng)態(tài)地且自動(dòng)地改變其諧振頻率，以協(xié)助與詢問(wèn)設(shè)備的通信，例如智能存儲(chǔ)區(qū)域。結(jié)果，發(fā)生標(biāo)簽-標(biāo)簽耦合，然而該RFID標(biāo)簽可以獲得改善的性能，以便可靠地與系統(tǒng)88的RFID詢問(wèn)設(shè)備通信。
RFID系統(tǒng)88在電磁波頻譜的頻率范圍內(nèi)工作，例如13.56MHz，頻率變動(dòng)是可容許的+/-7kHz，其通常應(yīng)用于工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療(ISM)設(shè)備。然而，RFID應(yīng)用還可使用其他頻率，本發(fā)明并不限于此。例如，例如倉(cāng)庫(kù)等大容量存儲(chǔ)區(qū)域中的一些RFID系統(tǒng)可以使用在大約900MHz工作的RFID系統(tǒng)。
前面描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例。上述和其他實(shí)施例均在后面的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，包括調(diào)諧到第一諧振頻率的主天線；以及動(dòng)態(tài)地改變主天線的諧振頻率的開(kāi)關(guān)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，還包括電容元件，其中所述開(kāi)關(guān)電路選擇性地將所述電容元件電耦合至所述主天線，以改變所述主天線的諧振頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述RFID標(biāo)簽，其中所述開(kāi)關(guān)電路將電容元件與主天線并聯(lián)耦合，以降低主天線的諧振頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的所述RFID標(biāo)簽，其中電容元件包括電容器、二極管和晶體管其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，還包括電感元件，其中所述開(kāi)關(guān)電路選擇性地將所述電感元件電耦合至所述主天線，以動(dòng)態(tài)地改變所述主天線的諧振頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，還包括第一長(zhǎng)度的第一導(dǎo)電軌跡；以及第二長(zhǎng)度的第二導(dǎo)電軌跡，其中所述第一長(zhǎng)度大于所述第二長(zhǎng)度，并且其中開(kāi)關(guān)電路選擇性地將第一導(dǎo)電軌跡或第二導(dǎo)電軌跡耦合到所述主天線，以改變所述主天線的諧振頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，其中所述開(kāi)關(guān)電路包括微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)選擇不同的電子元件以改變所述諧振頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，其中所述開(kāi)關(guān)電路包括根據(jù)所存儲(chǔ)的電荷改變主天線的諧振頻率的電容開(kāi)關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，還包括感應(yīng)與鄰近標(biāo)簽的電磁耦合量的感應(yīng)電路，其中所述開(kāi)關(guān)電路根據(jù)所感應(yīng)的電磁耦合量，選擇性地增加或降低主天線的諧振頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的所述RFID標(biāo)簽，其中所述開(kāi)關(guān)電路包括當(dāng)感應(yīng)電路中的電流超過(guò)閾值時(shí)導(dǎo)通的晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的所述RFID標(biāo)簽，其中所述開(kāi)關(guān)電路還包括第一電阻和第二電阻，排列所述電阻以實(shí)現(xiàn)分壓器，調(diào)節(jié)導(dǎo)通晶體管的閾值。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，還包括調(diào)諧到第二諧振頻率的感應(yīng)天線，其中所述開(kāi)關(guān)電路根據(jù)感應(yīng)天線中感應(yīng)的電流量改變主天線的諧振頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的所述RFID標(biāo)簽，其中所述主天線和所述感應(yīng)天線是共面的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的所述RFID標(biāo)簽，其中所述感應(yīng)天線調(diào)諧到大約13.56兆赫(MHz)而所述主天線調(diào)諧到大約20MHz。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，其中所述開(kāi)關(guān)電路根據(jù)應(yīng)用到所述RFID標(biāo)簽的射頻場(chǎng)或者從所述RFID標(biāo)簽移除的射頻場(chǎng)，自動(dòng)地改變所述主天線的諧振頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的所述RFID標(biāo)簽，還包括電耦合到所述主天線的RFID集成電路，該集成電路存儲(chǔ)相關(guān)聯(lián)物品的信息，并且通過(guò)所述主天線將信息傳送到RFID閱讀器。
17.一種方法，包括以相關(guān)諧振頻率操作射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽的主天線；以及動(dòng)態(tài)地改變所述主天線的諧振頻率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的所述方法，其中動(dòng)態(tài)地改變所述諧振頻率包括選擇性地將電容元件耦合到主天線，以便選擇性地增加或降低所述主天線的諧振頻率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的所述方法，其中電容元件包括電容、二極管、晶體管其中之一。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的所述方法，其中動(dòng)態(tài)地改變所述諧振頻率包括將電感元件選擇性地耦合到所述主天線，以改變所述主天線的諧振頻率。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的所述方法，其中動(dòng)態(tài)地改變所述諧振頻率包括選擇性地將第一長(zhǎng)度的第一導(dǎo)電軌跡或第二長(zhǎng)度的第二導(dǎo)電軌跡耦合到所述主天線，以改變所述主天線的諧振頻率。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的所述方法，還包括感應(yīng)所述RFID標(biāo)簽和鄰近的RFID標(biāo)簽之間的電磁耦合量；以及根據(jù)感應(yīng)的電磁耦合量，動(dòng)態(tài)地改變與所述主天線相關(guān)的諧振頻率。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的所述方法，其中所述RFID標(biāo)簽包括感應(yīng)天線，該感應(yīng)天線具有的諧振頻率不同于與所述主天線相關(guān)的諧振頻率，而且動(dòng)態(tài)地改變所述諧振頻率包括當(dāng)感應(yīng)天線中感應(yīng)的電流超過(guò)閾值時(shí)，動(dòng)態(tài)地改變與所述主天線相關(guān)的諧振頻率。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的所述方法，其中所述感應(yīng)天線的諧振頻率調(diào)諧到大約13.56兆赫(MHz)，而所述主天線的諧振頻率調(diào)諧到大約20MHz。
25.根據(jù)權(quán)利要求17的所述方法，其中動(dòng)態(tài)地改變所述諧振頻率包括當(dāng)向所述RFID標(biāo)簽應(yīng)用或者去除射頻場(chǎng)時(shí)，動(dòng)態(tài)地改變所述主天線的諧振頻率。
26.一種射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)，包括RFID詢問(wèn)設(shè)備；與物品相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽，其中所述詢問(wèn)設(shè)備查詢?cè)揜FID標(biāo)簽以獲取與該物品相關(guān)的信息；以及處理從RFID詢問(wèn)設(shè)備檢索的信息的計(jì)算設(shè)備，其中所述RFID標(biāo)簽包括調(diào)諧到第一諧振頻率的主天線，電耦合到所述主天線的集成電路，該集成電路存儲(chǔ)相關(guān)物品的信息，還包括開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路選擇性地將一個(gè)或多個(gè)元件耦合到所述主天線以調(diào)整所述主天線的諧振頻率。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的所述系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)元件包括電容元件，而且所述開(kāi)關(guān)電路選擇性地將該電容元件耦合到所述主天線。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的所述系統(tǒng)，其中所述開(kāi)關(guān)電路選擇性地將所述電容元件與所述主天線并聯(lián)耦合，以降低所述主天線的諧振頻率。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的所述系統(tǒng)，其中所述電容元件包括電容、二極管和晶體管之中的一個(gè)。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的所述系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)元件包括電感元件，而且所述開(kāi)關(guān)電路選擇性地將所述電感元件耦合到所述主天線。
31.根據(jù)權(quán)利要求26的所述系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)元件包括第一長(zhǎng)度的第一導(dǎo)電軌跡以及第二長(zhǎng)度的第二導(dǎo)電軌跡，而且所述開(kāi)關(guān)電路選擇性地將第一導(dǎo)電軌跡或第二導(dǎo)電軌跡連接到所述主天線。
32.根據(jù)權(quán)利要求26的所述系統(tǒng)，其中所述開(kāi)關(guān)電路包括微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)開(kāi)關(guān)和電容開(kāi)關(guān)之中的一個(gè)。
33.根據(jù)權(quán)利要求26的所述系統(tǒng)，還包括感應(yīng)與鄰近的RFID標(biāo)簽電磁耦合量的感應(yīng)電路，其中所述開(kāi)關(guān)電路根據(jù)感應(yīng)的電磁耦合量，選擇性地將一個(gè)或多個(gè)元件耦合到所述主天線，以選擇性地增加或降低所述主天線的諧振頻率。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的所述系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)電路包括調(diào)諧到不同于所述第一諧振頻率的第二諧振頻率的感應(yīng)天線，而且當(dāng)感應(yīng)天線中的電流超過(guò)閾值時(shí)，所述開(kāi)關(guān)電路選擇性地將所述一個(gè)或多個(gè)元件耦合到所述主天線。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的所述系統(tǒng)，其中開(kāi)關(guān)電路包括晶體管，當(dāng)感應(yīng)天線中的電流超過(guò)閾值時(shí)，所述晶體管導(dǎo)通。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的所述系統(tǒng)，其中所述開(kāi)關(guān)電路還包括第一電阻和第二電阻，排列所述電阻形成分壓器，以調(diào)節(jié)晶體管導(dǎo)通的閾值。
37.根據(jù)權(quán)利要求33的所述系統(tǒng)，其中主天線和感應(yīng)天線是共面的。
38.根據(jù)權(quán)利要求33的所述系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)天線調(diào)諧到大約13.56兆赫(MHz)而所述主天線調(diào)諧到大約20MHz。
39.根據(jù)權(quán)利要求26的所述系統(tǒng)，其中所述開(kāi)關(guān)電路在向所述RFID標(biāo)簽應(yīng)用或去除射頻場(chǎng)時(shí)，自動(dòng)地改變所述主天線的諧振頻率。
全文摘要
描述了各種射頻率識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，該標(biāo)簽動(dòng)態(tài)地改變其諧振頻率以降低或消除電磁“標(biāo)簽－標(biāo)簽”耦合的潛在影響。例如，RFID標(biāo)簽包括調(diào)諧到第一諧振頻率的主天線(14)和動(dòng)態(tài)地改變主天線的諧振頻率的開(kāi)關(guān)電路(18)。開(kāi)關(guān)電路可以選擇性地耦合電子元件，例如電容元件、電感元件或其組合，以改變RFID標(biāo)簽的諧振頻率。RFID標(biāo)簽可以包括感應(yīng)電路，該感應(yīng)電路判斷何時(shí)有選擇地將電子元件耦合至主天線，以便調(diào)整主天線的諧振頻率。
文檔編號(hào)G06K19/07GK1965324SQ200580018889
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月8日
發(fā)明者米凱萊·A·瓦爾德納, 大衛(wèi)·P·埃里克森 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司