專利名稱：具有多重?zé)o源工作模式的rfid器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識(shí)別(RFID)器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)牌和標(biāo)簽(本文通稱為“器件”)被廣泛地用于將物體與識(shí)別 碼或其它信息相關(guān)聯(lián)。RFID器件一般具有天線以及模擬電路和/或數(shù)字電路的組合，其可 以包含例如通信電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和控制邏輯。例如，RFID標(biāo)牌被用于在汽車中和安全鎖 聯(lián)合使用、用于建筑物的進(jìn)入控制以及用于跟蹤存貨和包裹。如上所述，RFID器件一般被分為標(biāo)簽(label)或標(biāo)牌(tag)。RFID標(biāo)簽是被膠著 地貼在物體上或具有直接貼在物體上的表面的RFID器件。相反，RFID標(biāo)牌通過其它手段 被固連到物體上，例如通過使用塑料扣件、鏈條或者其它緊固手段。RFID器件包括有源標(biāo)牌和標(biāo)簽(其包括電源以便播送信號(hào))以及無源標(biāo)牌和標(biāo)簽 (其不含電源)。對(duì)于無源器件，為了從芯片上取回信息，“基站”或者“讀取器(reader)”發(fā) 送激勵(lì)信號(hào)到RFID標(biāo)牌或標(biāo)簽。該激勵(lì)信號(hào)為該標(biāo)牌或標(biāo)簽供給能量，并且將RFID電路 存儲(chǔ)的信息傳輸回讀取器。RFID讀取器接收和解碼來自RFID標(biāo)牌的信息。一般地，RFID 標(biāo)牌可以保留和傳輸足夠的信息來唯一地識(shí)別個(gè)體、包裹、存貨等。RFID標(biāo)牌和標(biāo)簽也能夠 被特性化為信息僅被寫入一次(盡管該信息可能被重復(fù)地讀取)，以及被特性化為在使用 中信息可能被重復(fù)地寫入。例如，RFID標(biāo)牌可能存儲(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)(其可能由相關(guān)聯(lián)的傳感器 所探測(cè))、后勤歷史、狀態(tài)數(shù)據(jù)等。RFID器件還可以被特性化為無源RFID器件、半無源RFID器件和有源RFID器件。 無源RFID器件沒有內(nèi)部電源。無源RFID器件工作所需的電力由器件所收到的輸入射頻信 號(hào)中的能量提供。大部分無源RFID器件通過反向散射來自RF讀取器的載波來發(fā)送信號(hào)。 無源RFID器件具有簡(jiǎn)單和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，然而它們的性能可能會(huì)受限制。有源RFID器件具有其自身的內(nèi)置電源，用于為器件中的集成電路或芯片供電，并 播送獨(dú)立的信號(hào)。有源RFID器件可能比無源RFID器件更加可靠。在有源標(biāo)牌與讀取器的 通信過程中錯(cuò)誤會(huì)更少。相比無源RFID器件，有源標(biāo)牌還可以在更高的功率水平上進(jìn)行傳 送。但是，有源RFID器件的缺點(diǎn)是需要電源來進(jìn)行通信。半無源RFID器件也有電源，但是與有源器件不同，該電源只用于提供器件內(nèi)部工 作所需的能量。換句話說，半無源RFID器件不像有源RFID器件那樣播送它們自身的信號(hào)。 半無源RFID器件通常以一種類似于無源RFID器件的方式進(jìn)行通信，即反向散射輸入的RF 載波信號(hào)。因而半無源器件具有與有源RFID器件同樣的缺點(diǎn)，即需要電源，同時(shí)僅僅部分 改善了無源RFID器件通信的缺點(diǎn)。承前所述，RFID器件領(lǐng)域的改進(jìn)是期望的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，RFID器件能夠選擇性地在多重?zé)o源工作模式下工作。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，RFID器件能夠選擇性地在無源模式或者增強(qiáng)無源模式下工作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，RFID器件具有選擇性地放大輸入信號(hào)的能量增強(qiáng)器，以 使得器件的無源RFID芯片能夠在低能量水平下工作。該器件還可以在全無源模式下工作， 此時(shí)能量增強(qiáng)器不提供輸入信號(hào)的放大或增益。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種射頻識(shí)別(RFID)器件包含無源RFID芯片，其被配 置為通過反向散射調(diào)制與讀取器進(jìn)行通信而不發(fā)射其自身信號(hào)；可操作地與無源RFID芯 片耦合的天線；可操作地與芯片和天線耦合的能量增強(qiáng)器，其中該能量增強(qiáng)器被配置為選 擇性地放大由天線接收并發(fā)送到無源RFID芯片的輸入能量。當(dāng)能量增強(qiáng)器沒有放大輸入 能量時(shí)，RFID器件在全無源模式下工作，通過反向散射調(diào)制進(jìn)行通信并依賴于來自天線的 入射輸入能量來充分地提供芯片工作所需的全部電力。當(dāng)能量增強(qiáng)器放大輸入能量時(shí)， RFID器件在增強(qiáng)無源模式下工作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種利用射頻識(shí)別(RFID)器件進(jìn)行通信的方法包括以 下步驟在RFID器件的天線上接收能量；使用RFID器件的能量增強(qiáng)器增強(qiáng)從天線接收的 能量；將被增強(qiáng)的能量轉(zhuǎn)送至RFID器件的RFID芯片；以及隨著RFID芯片由增強(qiáng)的能量供 電，使用RFID芯片通過反向散射進(jìn)行通信。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種射頻識(shí)別(RFID)器件包括RFID芯片，其被配置為 通過反向散射調(diào)制與讀取器通信而不發(fā)射其自身信號(hào)；可操作地與RFID芯片耦合的天線； 可操作地與天線及芯片耦合的能量增強(qiáng)器，其中該能量增強(qiáng)器被配置為選擇性地放大由天 線接收被發(fā)送到RFID芯片的輸入能量。該能量增強(qiáng)器使得RFID器件能夠在多重?zé)o源通信 模式下進(jìn)行通信。為了實(shí)現(xiàn)前述的和相關(guān)的目標(biāo)，本發(fā)明包括下面充分描述的特征和在權(quán)利要求中 特別地指出的特征。下面的描述和附圖詳細(xì)地闡明本發(fā)明的某些說明性實(shí)施例。但是這些 實(shí)施例僅示出可以使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些。通過以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述 并結(jié)合附圖進(jìn)行考慮，本發(fā)明的其它目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和新穎性特征將變得明顯。


在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RFID器件的示意圖；圖2是圖示說明產(chǎn)生用在圖1所示的RFID器件中的負(fù)電阻器的反饋配置的電路 圖；圖3是圖示說明產(chǎn)生用在圖1所示的RFID器件中的負(fù)電阻器的另一反饋配置的 電路圖；圖4是圖示說明圖1所示RFID器件的充電器的第一實(shí)施例的電路圖；圖5是圖示說明圖1所示RFID器件的充電器的第二實(shí)施例的電路圖；圖6是圖示說明圖1所示RFID器件的充電器的第三實(shí)施例的示意圖；圖7是圖示說明圖1所示RFID器件的充電器的第四實(shí)施例的示意圖；以及圖8是RF讀取器與圖1所示RFID器件之間的通信的示意圖。
具體實(shí)施例方式射頻識(shí)別(RFID)器件能夠在多重?zé)o源模式下工作，所述無源模式可以是全無源 模式或增強(qiáng)無源模式。該器件包含適用于無源RFID器件工作的RFID芯片。天線與該芯片 耦合以接收諸如由讀取器/檢測(cè)器器件發(fā)出的射頻信號(hào)。此外，RFID器件具有可以用于增 強(qiáng)由該器件接收的信號(hào)能量的能量增強(qiáng)器，以便使得能夠在降低水平的RF信號(hào)下工作?？?以選擇性地施加能量增強(qiáng)以便將無源RFID器件轉(zhuǎn)換為在增強(qiáng)無源模式下工作。能量增強(qiáng) 器可以包含由晶體管制成的單端口放大器和用于為晶體管供電的能量源。該能量源可以是 可充電的能量源，其能夠被RFID器件的充電器充電。盡管能量增強(qiáng)器的工作可以使得器件 在其增強(qiáng)無源模式下具有更好的性能，但該器件在能量增強(qiáng)器不工作時(shí)作為無源RFID器 件仍具有全部功能。該RFID器件比傳統(tǒng)的全無源器件具有更好的性能，同時(shí)仍然能夠作為全無源器 件工作。在增強(qiáng)無源工作模式下的增強(qiáng)性能可以被利用直到能量源耗盡，但仍然能夠在沒 有能量增強(qiáng)的情況下在全無源模式下進(jìn)行后續(xù)工作。此外，可以僅在特定情況下選擇性地 使用增強(qiáng)無源模式，比如當(dāng)滿足特定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以延長(zhǎng)能量源的使用壽命。參見圖1，射頻識(shí)別(RFID)器件10包含了無源RFID芯片12和天線14。天線14 包含分別耦合到無源RFID芯片12的相應(yīng)輸入觸點(diǎn)(contact) 20和22的一對(duì)天線單元16 和18。本文中無源RFID芯片被定義為配置成通過反向散射調(diào)制與讀取器進(jìn)行通信而不傳 輸或播送其自身信號(hào)的芯片。無源RFID芯片12具有電阻器26和電容器28。電阻器26和 電容器28可用作RFID芯片的輸入阻抗的簡(jiǎn)化模型，并共同表示無源RFID芯片12的復(fù)內(nèi) 阻抗30，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到實(shí)際的輸入阻抗會(huì)隨著芯片設(shè)計(jì)而變化并且是輸入功率的非線性 函數(shù)。天線14被顯示為偶極子天線，其具有一對(duì)獨(dú)立的天線單元16和18。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到 天線14可以具有各種其它替代配置方案，根據(jù)器件的預(yù)期應(yīng)用，包括線圈天線、縫隙天線、 環(huán)形天線或貼片天線。在美國(guó)專利7，298，343中描述了其它天線配置，該專利的說明書和 附圖通過參考合并于此。RFID器件10還包括用于增強(qiáng)或放大在天線單元16中的一個(gè)上接收到的入射能量 的能量增強(qiáng)器40。該能量增強(qiáng)器40包含單端口放大器42和能量源44。單端口放大器42 被置于天線單元16和輸入觸點(diǎn)20之間，并可用于選擇性地放大或增強(qiáng)天線單元16上的入 射能量。放大器42可以是各種適合的單端口放大器中的任何一種，例如包括被偏置作為負(fù) 電阻的晶體管或Gurm 二極管/體效應(yīng)二極管。放大器42被用于選擇性地放大或增強(qiáng)來自 天線單元16的輸入能量。這種能量可以是作為詢問無源或半無源器件的過程的一部分，或 者更一般地作為與RFID器件通信的過程的一部分由RF讀取器產(chǎn)生的。用作放大器42的負(fù)電阻器可以這樣配置，即采用三端有源器件并在公共端口施 加正確的反饋量，從而輸入反射系數(shù)的量值變得大于1。在低頻下，通過簡(jiǎn)單的雙極性晶體 管，將集電極鉗位于規(guī)定電壓下，在集電極和基極之間通過電容實(shí)現(xiàn)的反饋可以將從基極 看進(jìn)去的阻性元件變換成負(fù)電阻器。這種結(jié)構(gòu)通常用于制作振蕩器，特別是Colpitts振蕩 器。在更高頻下，通過給器件的一個(gè)終端提供正確的負(fù)載來實(shí)現(xiàn)反饋，此時(shí)該反饋經(jīng)由作為 器件本身一部分的固有電容而產(chǎn)生。例如，在砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)管(FET)的源極加上負(fù)載，經(jīng)由 源/柵電容，導(dǎo)致器件在特定頻率下在柵極終端表現(xiàn)出負(fù)阻抗。圖2和圖3圖示說明常用于制作振蕩器的普通反饋的兩種形式，但是它們也適于合成負(fù)阻抗。用于為放大器42供電的能量源44可以是各種適合的緊湊能量源中的任一種。示 例包括可充電和不可充電的電池、電容和超級(jí)電容。充電器48可以用來為可充電能量源44 充電。不同類型的充電器的示例包括由運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的壓電式發(fā)電機(jī)、熱電發(fā)電機(jī)或者光伏元 件。此外，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到超額的輸入能量可以用來為能量源44充電。當(dāng)放大器42增強(qiáng)或放大入射到RF器件10上的輸入RF能量時(shí)，RFID器件10在 增強(qiáng)無源模式下工作。增強(qiáng)無源工作在這里被定義為RFID器件的工作使用的能量來源于 由器件接收到的RF信號(hào)，并被來自其它源如作為器件一部分的能量源的能量所補(bǔ)充。增強(qiáng) 無源工作相對(duì)于半無源工作的不同之處在于，增強(qiáng)無源工作涉及對(duì)入射到器件上的能量的 放大和增強(qiáng)，而半無源工作涉及使用電池來對(duì)芯片上的電路維持恒定的電力。半無源器件 因而能夠執(zhí)行持續(xù)的功能，例如監(jiān)測(cè)環(huán)境情況。并且，半無源器件的天線可以被配置為不用 考慮能量收集。除增強(qiáng)無源模式之外，RFID器件10還能夠在全無源模式或純無源模式下工作。這 里用到的全無源模式或純無源模式(有時(shí)簡(jiǎn)稱為“無源”)指的是RFID器件的工作依賴于 器件接收到的RF信號(hào)中的工作能量，而沒有任何來自其它能量源的實(shí)質(zhì)補(bǔ)充。全無源器件 通過反向散射調(diào)制來通信，而不發(fā)射或播送它自身的信號(hào)。放大器42選擇性地受控以允許 RFID器件10在無源模式或增強(qiáng)無源模式下工作。放大器42所提供的增強(qiáng)或放大的程度根 據(jù)情況需要有所不同。對(duì)放大器42的控制可由邏輯電路49來完成。邏輯電路49可通過 不同途徑來實(shí)現(xiàn)，比如在電路板上或者作為RFID器件10的一部分的集成電路上實(shí)現(xiàn)。盡 管圖示邏輯電路49是與無源RFID芯片12分離的，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，作為替代，邏輯電路49 也可以嵌在RFID芯片12之內(nèi)或者作為其一部分。邏輯電路49可以采取任何不同的物理 形式，比如包含各種門和濾波器之類的元件以及各種存儲(chǔ)器，以完成這里描述的處理工作。 邏輯電路49可以配置成僅當(dāng)天線單元16上的輸入信號(hào)為至少一些預(yù)定閾值能量時(shí)才提供 放大。這可以防止沒有接收到信號(hào)或接收到非常微弱的信號(hào)時(shí)放大過程中的能量浪費(fèi)。當(dāng) 超過輸入RF能量的閾值水平以后，邏輯電路49可以指令放大器42提供不同水平的增益以 將信號(hào)強(qiáng)度提高到足以為操作RFID芯片12提供充足能量的水平。因而超過能量閾值的弱 信號(hào)可以具有由放大器42提供的相對(duì)高的增益以向它們提供相對(duì)大的增益，而初始較強(qiáng) 的信號(hào)可以在較低的增益水平上被放大或增強(qiáng)。對(duì)于自身提供足夠能量以操作RFID芯片 12的信號(hào)，邏輯電路49可以控制放大器42給出小的增益或無增益。如在其它處所建議的，在能量源44是可充電的能量源時(shí)，強(qiáng)信號(hào)確實(shí)可用于為能 量源44充電。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，邏輯電路49也可以配置成通過其它途徑限制使用來自放大器 42的增益。例如，邏輯電路49可以配置成僅在接收到特定類型的RF信號(hào)時(shí)才開啟放大器 42的增益，例如具有特定頻率或其中具有特定編碼的信號(hào)。作為另一種選擇，邏輯電路49 可以配置成當(dāng)另一個(gè)RFID器件在與RFID器件10收到的相同RF信號(hào)上通信時(shí)保持放大器 42關(guān)閉。當(dāng)器件在增強(qiáng)無源模式下工作時(shí)，能量增強(qiáng)器40使得RFID器件10能夠以較低輸 入能量工作，改善性能并有效增加RFID器件10的讀取范圍。除了使RFID器件10能夠以較 低輸入能量工作外，放大器42還可以增強(qiáng)由無源RFID芯片12產(chǎn)生的反向散射反射信號(hào)。 可以選擇負(fù)電阻器或其它放大器42的阻抗以增強(qiáng)RFID器件10的反射。通常，在RFID器件中，來自器件的經(jīng)調(diào)制的反射信號(hào)不能超過輸入RF信號(hào)的幅值。在使用負(fù)電阻器的情況 下，該信號(hào)可以被放大，因此在調(diào)制開或關(guān)狀態(tài)下，被器件再輻射的信號(hào)的幅值大于進(jìn)入器 件的信號(hào)。無論在無源或是增強(qiáng)無源模式下，RFID器件都通過反向散射調(diào)制來通信。在這一 過程中，RFID標(biāo)牌10反射從RF讀取器接收到的信號(hào)，并選擇性地避開與天線單元14和16 的接觸。這改變了組合的讀取器信號(hào)和反向散射反射的幅值。這種幅值上的改變被RF讀 取器檢測(cè)以保護(hù)鄰近的RFID器件的存在。通過控制反向散射信號(hào)的的變化時(shí)刻和變化持 續(xù)時(shí)間，可以使用各種已知的編碼方法來使得RFID器件與RF讀取器交換數(shù)據(jù)。圖4-7圖示說明充電器48的一些可能的配置。在所有這些圖示中，都為清晰起見 省略了 RF匹配組件。在圖4中，放大器/充電器50被耦合到RFID芯片12，既作為放大器 又作為充電器而工作。放大器/充電器50包含被偏置并被連接用作負(fù)電阻器的雙極晶體 管51。晶體管51連接到偏置電阻器52、53和54以及反饋電容器55上。放大器/充電器 50所需的電力由能量源44(比如電容器或電池)提供。在進(jìn)入天線14的高信號(hào)水平下， 晶體管51的基極56被施加大的RF電壓。在基極56和集電極58之間形成一個(gè)晶體管結(jié) 57，并且在集電極58處產(chǎn)生一個(gè)電壓，其對(duì)能量源44充電。圖5示出耦合到RFID芯片12、天線14和能量源44的放大器/充電器60。放大器 /充電器60包含晶體管61、偏置電阻器62、63和64以及反饋電容器65。RF阻滯(block) 66 和二極管67被耦合到RFID芯片12的輸入68。來自天線14的RF信號(hào)的校正電壓出現(xiàn)在 芯片輸入68處。RF阻滯66可以是大容量電感器，用于將二極管67與RFID芯片12隔離 開。這阻止RFID 二極管67對(duì)RFID信號(hào)自身進(jìn)行整流，避免敏感度的下降。當(dāng)直流電壓超 過預(yù)定限值時(shí)，額外的電力通過二極管67轉(zhuǎn)移去對(duì)能量源44充電。在一個(gè)替代配置中(未顯示)，RFID芯片12可以具有用于為外部傳感器或需要電 力的其它器件提供偏置的額外端口。放大器/充電器60可用于收集和提供額外的電力以 便為這種額外器件供電。在另一種可選替代中，可以省略RF阻滯66，而二極管67具有進(jìn)行整流的閾值，通 過調(diào)整其阻抗匹配來改變?cè)撻撝?，從而二極管67僅在信號(hào)輸入大時(shí)有效。這使得二極管67 執(zhí)行與RF阻滯66相同的功能。圖6示出直接耦合到能量源44的太陽能電池陣列70。由太陽能電池陣列70產(chǎn)生 的電力直接用于對(duì)能量源44充電。在圖7中，一個(gè)壓電器件80被耦合到能量源44，以便為能量源44充電。壓電器件 80可以是雙壓電晶片結(jié)構(gòu)，壓電材料梁82上有重量負(fù)載84使得梁82在器件80移動(dòng)時(shí)偏 轉(zhuǎn)。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，RFID鑲嵌底層包含了聚偏二氟乙烯，這是一種在特定溫度下 暴露在極化場(chǎng)中時(shí)可以發(fā)生壓電效應(yīng)的塑料。發(fā)電器件80可被制成該鑲嵌底層的一部分。從上述實(shí)施例中可以看出充電器48傳輸能量的途徑依據(jù)方案而不同。例如，對(duì)于 從太陽能電池或振動(dòng)中收集能量的方法，連接很大程度上獨(dú)立于RFID電路。當(dāng)該方法涉及 RF充電方案時(shí)，可采用各種不同的構(gòu)造/配置，比如帶有獨(dú)立整流器以便充電的獨(dú)立天線， 而充電天線可以被設(shè)計(jì)成工作在不同的頻率(例如，在13. 56MHz的低頻，其具有良好的產(chǎn) 品穿透性)。同一天線上不同的阻抗點(diǎn)處可以制做獨(dú)立的連接，從而只有在非常高的信號(hào)強(qiáng) 度下才實(shí)現(xiàn)使得整流器工作的RF電壓。
圖8圖示說明使用RFID器件10的通信過程。RF讀取器100發(fā)出RF信號(hào)102。該 信號(hào)102被RFID器件10接收，RFID器件10反射回信號(hào)，如反射信號(hào)104所示。RFID器件10可以被配置成在任何不同的適當(dāng)頻率下工作，例如頻率可以是 2. 45GHzU25kHz和13. 56MHz。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到器件10可以被配置成在任何一個(gè)寬的頻率范圍 內(nèi)工作，例如包含標(biāo)準(zhǔn)的UHF波段，比如在800MHz與1000MHz之間。RFID器件10相對(duì)現(xiàn)有器件提供了很多優(yōu)點(diǎn)。它允許增強(qiáng)無源工作被選擇作為其 他無源RFID器件進(jìn)入的一個(gè)選擇項(xiàng)。如上所述，這種增強(qiáng)無源工作可以改善RFID器件的 范圍和其它性能特征。但是，器件仍然具有在其全無源模式下起作用的能力。甚至在器件 不再能夠進(jìn)入增強(qiáng)無源模式時(shí)(諸如電池或其它能量源耗盡時(shí))也是如此。這種全無源模 式允許RFID器件10即使在增強(qiáng)的操作性能不再可用時(shí)也仍具有一定的操作性能。盡管針對(duì)特定的優(yōu)選實(shí)施例或多個(gè)實(shí)施例已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明，但通過對(duì)該 說明書和附圖的閱讀和理解，很明顯本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到等價(jià)的變化和修改。特別是 對(duì)于由上述元件(部件、配件、器件、合成物等)執(zhí)行的各種功能，除非另外指出，用來描述 這些元件的術(shù)語(含“手段”)，意在對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所述元件的特定功能的任何元件(即功能 等價(jià))，即使結(jié)構(gòu)上并不等價(jià)于本發(fā)明的示例性實(shí)施例或多個(gè)實(shí)施例中所公開的執(zhí)行該功 能的結(jié)構(gòu)。此外，雖然已通過幾個(gè)示例性實(shí)施例中的一個(gè)或多于一個(gè)描述了本發(fā)明的具體 特征，但這種特性可與其它實(shí)施例的一個(gè)或多于一個(gè)其它特性相結(jié)合，這對(duì)于任何給定的 或特定的應(yīng)用可能是需要和有利的。
權(quán)利要求
一種射頻識(shí)別即RFID器件，其包括無源RFID芯片，其被配置成通過反向散射調(diào)制與讀取器進(jìn)行通信而不發(fā)射其自身信號(hào)；可操作地與所述無源RFID芯片耦合的天線；以及可操作地與所述天線和所述芯片耦合的能量增強(qiáng)器，其中所述能量增強(qiáng)器被配置成選擇性地放大被所述天線接收并被發(fā)送到所述無源RFID芯片的輸入能量；其中當(dāng)所述能量增強(qiáng)器不放大所述輸入能量時(shí)，所述RFID器件在全無源模式下工作，通過反向散射調(diào)制進(jìn)行通信并依賴于來自所述天線的入射輸入能量以充分提供所述芯片工作的所有電力；并且其中當(dāng)所述能量增強(qiáng)器增強(qiáng)所述輸入能量時(shí)，所述RFID器件在增強(qiáng)無源模式下工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID器件，其中所述能量增強(qiáng)器包括單端口放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的RFID器件，其中所述能量增強(qiáng)器還包括與所述放大器耦合的 能量源，以便為所述放大器供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID器件，其中所述能量源包括電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的RFID器件，其中所述電池是可充電電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID器件，其中所述能量源包括電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID器件，其中所述能量源包括超級(jí)電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的RFID器件，其中所述能量源是可充電能量源；并且其中所述 增強(qiáng)器包括用于對(duì)所述可充電能量源進(jìn)行再充電的充電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID器件，其還包括用于控制所述能量增強(qiáng)器的邏輯電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的RFID器件，其中所述邏輯電路包括僅當(dāng)所述輸入能量超過 增強(qiáng)閾值時(shí)才放大所述輸入能量的邏輯電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的RFID器件，其中所述邏輯電路包括選擇作為所述輸入能量 的能量水平的函數(shù)的增益程度的邏輯電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID器件，其中所述能量增強(qiáng)器包括被偏置作為負(fù)電阻器 的晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RFID器件，其中所述能量增強(qiáng)器包括Gurm二極管。
14.一種使用射頻識(shí)別即RFID器件進(jìn)行通信的方法，所述方法包括 在所述RFID器件的天線上接收能量；使用所述RFID器件的能量增強(qiáng)器增強(qiáng)從所述天線接收的能量； 將被增強(qiáng)的能量轉(zhuǎn)送到所述RFID器件的RFID芯片上；以及隨著所述RFID芯片由所述增強(qiáng)的能量供電，使用所述RFID芯片通過反向散射進(jìn)行通fn °
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述增強(qiáng)是可變的增強(qiáng)，且所述RFID器件的邏 輯電路控制所述增強(qiáng)的增益。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述邏輯電路僅當(dāng)所接收到的能量的能量水平 超過閾值時(shí)才執(zhí)行所述增強(qiáng)。
17.一種射頻識(shí)別即RFID器件，其包括RFID芯片，其被配置成通過反向散射調(diào)制與讀取器進(jìn)行通信而不發(fā)射其自身信號(hào)；可操作地與所述RFID芯片耦合的天線；以及可操作地與所述天線和所述芯片耦合的能量增強(qiáng)器，其中所述能量增強(qiáng)器被配置成選 擇性地放大被所述天線接收并被發(fā)送到所述RFID芯片的輸入能量；其中所述能量增強(qiáng)器使得所述RFID器件能夠在多重?zé)o源通信模式下進(jìn)行通信。
全文摘要
射頻識(shí)別(RFID)器件(10)能夠在多重?zé)o源模式下工作，所述無源模式可以是全無源模式或增強(qiáng)無源模式。該器件包含適用于無源RFID器件工作的RFID芯片(12)。天線(14)與該芯片耦合以接收諸如由讀取器/檢測(cè)器器件發(fā)出的射頻信號(hào)。此外，RFID器件具有可以用于增強(qiáng)由該器件接收的信號(hào)能量的能量增強(qiáng)器(40)，以便使得能夠在降低水平的RF信號(hào)下工作。可以選擇性地施加能量增強(qiáng)以便將無源RFID器件轉(zhuǎn)換為在增強(qiáng)無源模式下工作。能量增強(qiáng)器可以包含單端口晶體管(42)和用于為晶體管供電的能量源(44)。該能量源可以是可充電的能量源。
文檔編號(hào)G06K19/07GK101939757SQ200880126501
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者I·J·福斯特 申請(qǐng)人:艾利丹尼森公司