專利名稱：諧振反射器組件及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諧振雷達反射器和使用諧振雷達反射器的方法。本發(fā)明具體涉及使用 雷達反射器對資產(chǎn)進行識別，但不排除其它。
背景技術(shù)：
確定被掩埋資產(chǎn)的位置和身份會是有挑戰(zhàn)性的任務。在一些情況下，通過在地面 上系統(tǒng)地挖洞直到找到資產(chǎn)，以實現(xiàn)位置的確定。在一些情況下，使用探地雷達(GPR)，通過 資產(chǎn)反射的信號來識別該資產(chǎn)。(所指的GPR包括具有在約200MHz到約IGHz的范圍內(nèi)的 頻率的雷達。其它頻率也是有用的。)這種用于定位被掩埋資產(chǎn)的技術(shù)有許多缺點，輻射會被地下多個特征所反射，這 些特征包括水分變化、固體組分、野生動物的存在以及例如由挖隧道的野生動物形成的孔 隙。因此，將難以可靠地確定掩埋資產(chǎn)的位置。已經(jīng)使用了聲學技術(shù)來確定掩埋資產(chǎn)，且發(fā)現(xiàn)存在與GPR技術(shù)相似的缺點。還已知將射頻識別標簽(RFID標簽)附連到諸如商店中的待售物品之類的未被掩 埋資產(chǎn)，以使用合適的RFID標簽讀取器來確定該資產(chǎn)。通常，將RFID標簽放置于感應性RF 磁場中以在該標簽中感生電流。該電流用于通過該標簽向讀取器產(chǎn)生RF發(fā)射。然而，感應磁場范圍相對短，而且使用此類RFID標簽系統(tǒng)來定位和確定離該讀取 器一米以上的資產(chǎn)一般是不實際的。在掩埋資產(chǎn)的情況下，該問題更糟糕，因為感應RF磁場受土壤衰減比受空氣衰減
更嚴重。最近，已開發(fā)出遠場RFID技術(shù)。然而，RFID讀取器不能產(chǎn)生足夠大的激發(fā)信號來 檢測表面下方的所需距離處的RFID標簽。US3769623公開了一種用于使特定頻帶內(nèi)的輻射通過并將輻射反射出該頻帶的分 色板。該分色板中設置有狹縫，這些狹縫的尺寸被設計成使選定頻率的輻射通過。US5837926公開了具有用于增強雷達檢測的經(jīng)調(diào)諧的無源電磁反射器的地雷。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種包括第一和第二反射器構(gòu)件的諧振雷達反射 器組件，該第一和第二反射器構(gòu)件分別被配置成當它們被相應頻率的射頻(RF)輻射照射 時，以相應的諧振頻率諧振，其中第一構(gòu)件具有響應于與該第一構(gòu)件的電極化軸平行地施加的電場的部分，第 二構(gòu)件具有響應于與該第二構(gòu)件的相應電極化軸平行地施加的電場的相應部分，第一構(gòu)件還具有響應于與該第一構(gòu)件的磁極化軸平行地施加的磁場的部分，第二 構(gòu)件具有響應于與該第二構(gòu)件的相應磁極化軸平行地施加的磁場的相應部分，第一和第二構(gòu)件被安排成使第一構(gòu)件的至少一個電或磁極化軸基本不平行于第 二構(gòu)件相應的電或磁極化軸。
本發(fā)明的一些實施例具有的優(yōu)勢在于，可設置無源識別標簽，相比于依賴于借助 RF感應場的詢問的RFID標簽，能從更遠距離詢問這些無源識別標簽?？赏ㄟ^諸如用于雷達 系統(tǒng)的遠場RF信號來詢問本發(fā)明的實施例。因為相應的電極化軸基本不平行或相應的磁極化軸基本不平行，所以可增強該組 件對諸如探地雷達(GPR)之類的極化RF輻射的可見性。這是因為在平面組件(即第一和第 二反射器構(gòu)件基本共面)被垂直于反射器構(gòu)件平面和平行于兩個構(gòu)件的磁極化軸的GI^R輻 射束輻射的情況下，如果(假定)GPR信號的電極化軸垂直于一個反射器構(gòu)件相應的電極化 軸，則另一反射器構(gòu)件的電極化軸將具有與該GPR信號相應的電極化軸不平行的分量。因 此，該另一反射器構(gòu)件至少會反射該GPR信號的一部分，從而增強該組件的可見性。第一構(gòu)件的電或磁極化軸可能基本垂直于第二構(gòu)件相應的電或磁極化軸。因此，例如在一些實施例中，相應的電極化軸可相互垂直，且相應的磁極化軸可相 互平行或相互不平行。組件的反射器構(gòu)件可具有一個以上電極化軸和/或一個以上磁極化軸。第一構(gòu)件的諧振頻率可能與第二構(gòu)件的諧振頻率不同，這些構(gòu)件被安排成反射各 自不同的指定頻率的RF信號。該特征具有的優(yōu)勢在于，單個組件可反射多個不同波長的RF信號，從而允許通過 測量兩個構(gòu)件的諧振頻率之差來識別組件。這與其中兩個反射器構(gòu)件具有相同諧振頻率的 一些實施例形成對比。在這種情況下，在不存在具有不同諧振頻率的反射器構(gòu)件的另一反 射器組件的一些實施例中，可通過測量該組件的反射器構(gòu)件的絕對諧振頻率來實現(xiàn)對反射 器組件的識別，或通過測量該組件的反射器構(gòu)件的諧振頻率與基準諧振頻率之差來實現(xiàn)對 反射器組件的識別。在一些實施例中，這需要校準詢問裝置以測量該詢問裝置所檢測到的 反射信號的絕對值。兩個反射器構(gòu)件具有各自不同的諧振頻率的特征的另一優(yōu)勢在于，通過參照該組 件所反射的RF輻射的特定頻率能確定反射器組件的身份，從而允許開發(fā)更多數(shù)量的組件 標識器。例如，一個組件可被安排成兩個構(gòu)件以頻率fl諧振，另一組件可被配置成兩個構(gòu) 件以不同的頻率f2諧振，另一組件可被配置成一個構(gòu)件以頻率fl諧振而另一構(gòu)件以頻率 f2諧振。將理解，給定組件可具有兩個以上反射器構(gòu)件，因此在一些此類實施例中，給定組 件可具有三個或三個以上具有各自不同諧振頻率的構(gòu)件。第一和第二反射器構(gòu)件中的每一個的諧振頻率可基本上彼此相同，藉此這些構(gòu)件 被安排成反射基本相同的指定頻率的RF信號。優(yōu)選地，第一或第二構(gòu)件中的至少一個構(gòu)件響應于電場的那部分包括雙極部分。該特征具有的優(yōu)勢在于，可提供具有增大的雷達橫截面(RCS)的諧振構(gòu)件。該雙極部分可包括具有以下之一的導電部分基本直線部分、基本弧形部分、蜿蜒 圖案形狀的部分以及基本錐形部分。優(yōu)選至少一個反射器構(gòu)件響應于與該構(gòu)件的磁極化軸平行地施加的磁場的那部 分包括環(huán)形部分。優(yōu)選該環(huán)形部分是不連續(xù)的環(huán)形，以使該環(huán)形不會限定基本封閉的路徑。優(yōu)選至少一個反射器構(gòu)件包括環(huán)形部分和雙極部分。
優(yōu)選第一和第二反射器構(gòu)件分別包括環(huán)形部分和雙極部分。優(yōu)選具有雙極部分和環(huán)形部分的至少一個反射器構(gòu)件具有一對雙極部分，該對雙 極部分分別耦合至環(huán)形部分的兩端。優(yōu)選每個反射器構(gòu)件包括電容性部分。優(yōu)選該電容性部分包括一對基本平行的導電元件。優(yōu)選該環(huán)形部分借助該電容性部分耦合至該雙極部分。該電容性部分的元件可定 向成大致垂直于該雙極部分。優(yōu)選反射器構(gòu)件在工作時被安排成離開導電表面。該特征具有的優(yōu)勢在于，該導電表面可提供“拾波(pick-up) ”，藉此提高該構(gòu)件所 反射的信號的強度。優(yōu)選該組件的反射器構(gòu)件被安排成以基本共面配置來設置。這些構(gòu)件可被安排成 以基本平行于該導電表面的平面的方式設置。優(yōu)選這些反射器構(gòu)件被安排成借助電介質(zhì)與該導電表面分開。該電介質(zhì)可按照材料層的形式來設置，這些反射器構(gòu)件附連至該材料層。該組件可包括該導電表面?；蛘呋虼送?，該導電表面可由與該組件相關(guān)聯(lián)的資產(chǎn)提供。該組件可被安排成耦合至該資產(chǎn)。優(yōu)選第一和第二構(gòu)件響應于電場的那些部分和第一和第二構(gòu)件響應于磁場的那 些部分包括導電部分。優(yōu)選第一和第二構(gòu)件響應于電場的那些部分和第一和第二構(gòu)件響應于磁場的那 些部分包括形成于基板上的基本平坦的導電跡線。優(yōu)選第一和第二構(gòu)件的所述部分在公共基板上形成?；蛘?，第一和第二構(gòu)件的所述部分可在各自不同的基板上形成。在本發(fā)明的第二方面中，提供了一種包括第一和第二諧振雷達反射器構(gòu)件串的結(jié) 構(gòu)，該第一串具有右手螺旋形狀，第二串具有左手螺旋形狀，第一和第二串在該結(jié)構(gòu)的至少 一個相交位置處彼此相交，該結(jié)構(gòu)在所述至少一個相交位置之一處提供根據(jù)本發(fā)明的第一 方面的反射器組件。因此，位于靠近第一串與第二串的交點處的第一串的反射器構(gòu)件和第二串的反射 器構(gòu)件可被安排成具有相互大致不平行的相應的電極化軸和相應的磁極化軸。該特征具有的優(yōu)勢在于，可在制造該資產(chǎn)和/或?qū)⒎瓷淦鳂?gòu)件應用到該資產(chǎn)上的 過程期間以方便的方式形成一組件。形成反射器構(gòu)件的組件的其他方法也是有用的。可在諸如管道或任何其他合適的資產(chǎn)周圍形成此類結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可由該資產(chǎn)支 承。例如，該結(jié)構(gòu)的反射器構(gòu)件可通過例如粘合劑單獨耦合至該資產(chǎn)?；蛘?，該組件的反射 器構(gòu)件可借助例如諸如帶之類的載體材料相互耦合，這些反射器構(gòu)件附連至該帶。位于靠近第一串與第二串的交點處的第一串的反射器構(gòu)件和第二串的反射器構(gòu) 件可具有相互基本垂直的相應的電極化軸和相應的磁極化軸。該特征具有的優(yōu)勢在于，可與用于詢問反射器組件的電磁輻射(諸如Gra或任何 其他有用形式的電磁輻射)的極化平面無關(guān)地檢測該交點處的反射器構(gòu)件。優(yōu)選給定串的反射器構(gòu)件具有相應的電極化軸或相應的磁極化軸，這些電極化軸和磁極化軸相對于該結(jié)構(gòu)的縱軸具有大致固定的角度，這些反射器構(gòu)件被安排在沿該縱軸 的各自不同的角位置處。優(yōu)選第一串的反射器構(gòu)件的諧振頻率與第二串的反射器構(gòu)件的諧振頻率不同。該特征具有的優(yōu)勢在于，在一些實施例中，通過詢問裝置更容易獲得與組件的相 對取向有關(guān)、因而與該組件附連的資產(chǎn)有關(guān)的信息。在本發(fā)明的一些實施例中，詢問裝置被設置和安排成改變面極化詢問輻射束的極 化平面的取向，并通過測量因變于極化平面取向的一個或多個反射器組件反射的信號強度 來確定組件的取向。優(yōu)選該第一串包括多個反射器構(gòu)件，每個反射器構(gòu)件具有第一諧振頻率值，且第 二串包括多個反射器構(gòu)件，每個反射器構(gòu)件具有與第一值不同的第二諧振頻率值。這些反射器構(gòu)件可按照一種空間配置被安排，藉此可基于所述空間配置確定與該 結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的資產(chǎn)的標識器。該結(jié)構(gòu)的第一反射器組件的一個反射器構(gòu)件的諧振頻率與該結(jié)構(gòu)的第二反射器 組件的一個反射器構(gòu)件的諧振頻率可不同，從而提供一資產(chǎn)的標識器的至少一部分?；蛘呋虼送猓摻Y(jié)構(gòu)的各個反射器組件之間的距離可被配置成提供該資產(chǎn)的標識 器的至少一部分。在一些實施例中，詢問裝置被安排成以圓極化輻射來輻射該組件。在一些實施例 中，詢問裝置被安排成以無極化輻射來輻射該組件。在本發(fā)明的第三方面中，提供了一種資產(chǎn)，在該資產(chǎn)上設置了根據(jù)本發(fā)明的第一 方面的組件。在本發(fā)明的第四方面中，提供了一種資產(chǎn)，該資產(chǎn)包括根據(jù)本發(fā)明的第二方面的 結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的第五方面中，提供了一種包括管道的根據(jù)本發(fā)明的第三方面或第五方 面的資產(chǎn)。該資產(chǎn)可被掩埋在地下。在本發(fā)明的第六方面中，提供了一種車輛，在該車輛上設置了根據(jù)第一方面的組 件。在本發(fā)明的第七方面中，提供了一種包括第一和第二諧振雷達反射器構(gòu)件串的結(jié) 構(gòu)，該第一串具有右手螺旋形狀，第二串具有左手螺旋形狀，第一和第二串被安排成在至少 一個相交位置處彼此相交，這些串在至少一個相交位置處提供根據(jù)本發(fā)明的第一方面的反 射器組件。在本發(fā)明的第八方面中，提供了一種識別物品的方法，該方法包括以下步驟提供一種包括第一和第二反射器構(gòu)件的諧振雷達反射器組件，該第一和第二反射 器構(gòu)件分別被配置成當它們被相應頻率的射頻(RF)輻射照射時，以相應的諧振頻率諧 振，其中第一構(gòu)件具有響應于與該第一構(gòu)件的電極化軸平行地施加的電場的部分，第 二構(gòu)件具有響應于與該第二構(gòu)件的相應電極化軸平行地施加的電場的相應部分，第一構(gòu)件還具有響應于與該第一構(gòu)件的磁極化軸平行地施加的磁場的部分，第二 構(gòu)件具有響應于與該第二構(gòu)件的相應磁極化軸平行地施加的磁場的相應部分，
第一和第二構(gòu)件被安排成使第一構(gòu)件的至少一個電或磁極化軸基本不平行于第 二構(gòu)件相應的電或磁極化軸；用一 RF輻射來輻射該組件，該RF輻射包括與第一和第二反射器構(gòu)件中的至少一 個的諧振頻率相對應的頻率的輻射；以及檢測該組件所反射的輻射。第一反射器構(gòu)件的諧振頻率與第二反射器構(gòu)件的諧振頻率可不同，該方法進一步 包括測量該第一和第二反射器構(gòu)件的諧振頻率?；蛘呋虼送猓谝环瓷淦鳂?gòu)件的諧振頻率與第二反射器構(gòu)件的諧振頻率不同，且 該方法進一步包括測量第一反射器構(gòu)件的諧振頻率與第二反射器構(gòu)件的諧振頻率之差。用RF輻射照射該組件的步驟可包括用平面極化的RF輻射照射該組件。該方法可包括通過改變平面極化的RF輻射的極化平面并檢測所述反射器構(gòu)件所 反射的信號來確定反射器構(gòu)件的取向的步驟。或者或此外，該方法可包括用從圓極化RF輻射和未極化RF輻射中選擇的至少一 種輻射來照射該組件的步驟。在一些實施例中，通過參照從一個或多個反射器構(gòu)件反射的信號的相對或絕對強 度來確定對組件和/或資產(chǎn)的識別。在本發(fā)明的第九方面中，提供了一種識別物品的方法，該方法包括以下步驟提供一種包括第一和第二反射器構(gòu)件的諧振雷達反射器組件，該第一和第二反射 器構(gòu)件被配置成當它們被相應頻率的射頻(RF)輻射照射時以一諧振頻率諧振，該第一和 第二反射器構(gòu)件各具有雙極部分，至少一個構(gòu)件進一步具有環(huán)形部分，每個構(gòu)件具有極化 軸，這些構(gòu)件被安排成使第一構(gòu)件的極化軸基本不平行于第二構(gòu)件的極化軸；用一 RF輻射來照射該組件，該RF輻射包括與第一和第二反射器構(gòu)件中的至少一 個的諧振頻率相對應的頻率的輻射；以及檢測該組件所反射的輻射。


現(xiàn)將參照附圖描述本發(fā)明的實施例，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的諧振雷達反射器組件；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的反射器構(gòu)件的各種設計；圖3示出其上設置了根據(jù)本發(fā)明的諧振雷達反射器組件的管道；圖4(a)和(b)示出其上設置了多個反射器組件的管道；圖5示出其上設置了兩個螺旋反射器構(gòu)件串的管道；以及圖6示出根據(jù)本發(fā)明的具有諧振雷達反射器組件的道路安全系統(tǒng)。
具體實施例方式在本發(fā)明的一些實施例中，提供了如圖1所示的諧振雷達反射器組件100。該組 件具有設置在基板102上的一對諧振雷達反射器構(gòu)件110A、110B。在本發(fā)明的一些實施例 中，反射器構(gòu)件110A、110B被安排成反射GI5R頻率范圍內(nèi)(即小于約IGHz頻率)的輻射。 其它頻率范圍也是有用的。
城市區(qū)域中的土壤對于電磁波傳播而言是相對復雜的環(huán)境。土壤通常具有不均勻 的傳播常數(shù)，但可在理論上近似為導電介質(zhì)。根據(jù)特定土壤組分，它可能具有范圍很大的介 電常數(shù)和電導率。這些參數(shù)影響在其中傳播的輻射的衰減以及埋入該介質(zhì)中的設備和結(jié)構(gòu) 的電磁諧振特性。對于某些地下應用而言，好的諧振器應當理想地具有良好的輻射效率、高Q因子 以及可識別的反射諧振，該反射諧振對土壤狀況尤其是土壤含水量不敏感。在圖1的實施例中，反射器構(gòu)件110A、1 IOB大致相互垂直地排列。其它配置也是 有用的。反射器構(gòu)件110A、1 IOB分別包括環(huán)形部分112A、112B以及雙極部分114A、114B。 反射器構(gòu)件110A、110B被安排成響應于指定頻率的入射RF輻射以諧振頻率進行諧振。該 諧振頻率至少部分地由反射器構(gòu)件110A、110B的尺寸來確定。感興趣的尺寸包括環(huán)形部分 112AU12B的直徑和雙極部分114A、114B的長度。反射器構(gòu)件110A、1IOB中的每一個構(gòu)件具有大致平行于雙極部分114A、114B的縱 軸的電極化軸。應當理解，具有大致垂直于反射器構(gòu)件110A、110B之一的電極化軸而極化 的電場分量的極化電磁輻射一般不會使反射器構(gòu)件諧振的振幅像電場分量大致平行于該 反射器構(gòu)件的電極化軸而極化時的振幅那樣大。具體而言，在用其電極化軸垂直于反射器構(gòu)件的電極化軸的輻射來照射反射器構(gòu) 件的情形下，反射的輻射的量(如果有的話)有可能不足以使掩埋在地下的反射器構(gòu)件被 與遠離反射器構(gòu)件的輻射源處于同一位置(例如在地面)的RF檢測器檢測到。相似地，反射器構(gòu)件110A、110B中的每一個構(gòu)件具有大致垂直于相應的雙極部分 112AU12B的平面的磁極化軸。應當理解，具有大致垂直于反射器構(gòu)件110A、1 IOB之一的磁 極化軸而極化的磁場分量的極化電磁輻射一般不會使反射器構(gòu)件諧振的振幅像磁場分量 大致平行于該反射器構(gòu)件的磁極化軸而極化時的振幅那樣大。在本發(fā)明的一些實施例中，使用了與圖1的實施例的那些反射器的形狀不同的反 射器構(gòu)件。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的反射器構(gòu)件以及相應的諧振頻率的示例。 也列出了這些反射器構(gòu)件的平均雷達截面(RCS)值。應當理解，其它諧振頻率也是有用的。 圖2中所示類型的結(jié)構(gòu)的諧振頻率僅僅是作為可能的頻率的示例而呈現(xiàn)的。具有不同諧振 頻率和不同RCS值的相似結(jié)構(gòu)也是有用的。還在圖2(e)中示出了圖2(a)的雙極Ω諧振器結(jié)構(gòu)，同時還在圖2 (f)中示出了 圖2 (a)的領(lǐng)結(jié)型Ω。在圖2(c)中示出了隙環(huán)諧振器(SRR)，且形成圖2(a)的雙極QSRR和領(lǐng)結(jié)型 Ω SRR結(jié)構(gòu)的環(huán)部?？墒褂镁哂新菪h(huán)部的諧振器(圖2 (d))來代替圖2 (b)、(C)的環(huán)諧振器。簡單的經(jīng)驗公式指出，通過調(diào)節(jié)圖1的雙極Ω結(jié)構(gòu)的長度D，能調(diào)節(jié)該結(jié)構(gòu)的諧振 頻率f f = k c/ (2D ε r1/2)其中k是調(diào)諧系數(shù)，c是真空中的光速，D是該結(jié)構(gòu)的總長度，以及ε r是土壤的介 電常數(shù)。如上所述，圖1的反射器組件100設置有一對反射器構(gòu)件110A、110B，這對反射器構(gòu)件被安排成使它們的電極化軸大致相互正交。例如，考慮以大致垂直于圖1的組件100的平面的方向傳播的輻射。如果該輻射 的電極化軸垂直于(假定)反射器IlOA的電極化軸，則反射器IlOB的電極化軸將平行于 該輻射的電極化軸。因此，預期反射器IlOB會比反射器IlOA更強烈地反射輻射。在一些 情況下，在上述條件下，反射器1IOA幾乎不會反射輻射。將理解，在一些情況下，提供兩個大致不平行的反射器構(gòu)件允許使用具有單個極 化平面的RF輻射來檢測反射器組件。在本發(fā)明的一些實施例中，反射器組件的反射器構(gòu)件被安排成以基本相同的諧振 頻率進行諧振。在一些實施例中，給定組件的反射器構(gòu)件被安排成以不同的相應頻率進行 諧振。圖3示出地下資產(chǎn)(公共事業(yè)管道260)已設置有根據(jù)本發(fā)明的實施例的反射器 組件200的情形。具有發(fā)射器元件282和接收器元件284的詢問裝置280已被安排成在管 道260的方向上發(fā)射RF信號，并檢測由反射器組件200反射的信號。反射器組件200設置有一對反射器構(gòu)件210A、210B，它們具有各自不同諧振頻率。 詢問裝置280被安排成依次用與反射器構(gòu)件210A、210B中的每一個構(gòu)件的諧振頻率相對應 的頻率的RF輻射來照射該反射器組件。在一些實施例中，發(fā)射器元件282發(fā)出的RF信號被安排成使其頻率隨時間從給定 頻率步進地變化。在發(fā)射頻率步進變化之后，詢問裝置測量與發(fā)射頻率相對應的頻率的信號被接收 器元件284當作反射器構(gòu)件284所反射的信號加以檢測所花費的時間。在本發(fā)明的一些實施例中，提供一對反射器構(gòu)件110A、110B有助于識別反射器組 件200這一過程，因為能測量反射器構(gòu)件的諧振頻率之間的差別，而不是它們本身的絕對 頻率。因此，不需要精確校準詢問裝置280以測量絕對頻率。在需要借助物品或一類物品所獨有的“指紋”來識別物品的情況下，可按照該物品 或該類物品所獨有的空間配置來安排反射器組件。不同的各自空間配置可能在一個或多個 參數(shù)上不同，諸如給定配置的相應組件之間的距離、給定組件的反射器構(gòu)件之間的距離、和 /或給定組件被安排成反射的RF輻射的一個或多個頻率。在一些實施例中，給定組件的反射器構(gòu)件并未相互物理耦合或附連，而是分開的 反射器構(gòu)件，它們附連至資產(chǎn)或靠近資產(chǎn)而不附連至資產(chǎn)。例如，圖4(a)示出其上設置有四個反射器組件301、302、303、304的管道。在一些 實施例中，這些反射器組件沿該管道基本等距地分開。在一些實施例中，這些反射器組件不 沿該管道基本等距地分開。在圖4(a)的實施例中，這些組件以一種配置被安排，通過該配置至少一個組件的 諧振頻率與至少另一個組件的諧振頻率不同。例如，元件301、303以及304的諧振頻率可 能是第一值，同時元件302的諧振頻率可能是與第一值不同的第二值。其中設置了各自諧 振頻率不同的三個或三個以上組件的配置也是有用的。這些組件可被安排成藉此各個組件 的諧振頻率和位置的特定組合提供該資產(chǎn)的標識器。在圖4(b)的實施例中，這些組件以一種組合配置，通過該組合，沿該管道長度的 毗鄰組件的空間間距就是該管道的特性，從而提供該管道的標識器。因此，毗鄰組件305、306的空間間距為距離dl，Btt鄰組件306、307的間距為距離d2，以及毗鄰組件307、308的間 距為距離d3，相應值dl、d2以及d3的組合提供該唯一標識器。在一些實施例中，管道的標識器由組件的諧振頻率值與一對或多對組件之間的距 離值的組合提供。在一些實施例中，管道的標識器由給定組件組的組件的數(shù)量提供。例如，在一些實 施例中，各個組件組被分開指定距離，藉此可確定給定組的組件數(shù)量，諸如給定組的兩個、 三個、四個、五個或五個以上組件。在一些實施例中，給定組件組的成員各具有基本相同的諧振頻率或諧振頻率對。在一些實施例中，諸如其中一組組件以大致線性配置設置的實施例中，該線性配 置的末端處的組件可被安排成反射一個或多個指定頻率以輔助識別給定的組。圖5示出本發(fā)明的其它實施例，其中管道360設置了以基本螺旋排列的方式圍繞 管道360的兩串反射器構(gòu)件320、322。這兩個串分別是左手和右手取向。給定串中的相互毗鄰的反射器構(gòu)件310被安排成使它們的極化軸沿螺旋路徑彼 此相互大致共線。將理解，在圖5所示的實施例中，反射器組件300設置在各個反射器構(gòu)件串的交點 處，由各個不同串的反射器構(gòu)件310A和310B提供組件。將理解的是，以圖5中一般示出的方式圍繞在諸如管道之類的資產(chǎn)周圍的根據(jù)本 發(fā)明的一些實施例的反射器構(gòu)件的螺旋纏繞在提供用于識別資產(chǎn)的手段中有用。此類纏繞 提供識別，根據(jù)該識別，詢問裝置可獲得有用的反射信號，而與詢問裝置所產(chǎn)生的RF輻射 的極化方向無關(guān)。這至少是部分地因為反射器構(gòu)件被安排成具有多個相應的不同取向。在諸如圖5的反射器構(gòu)件設置有大致共線的極化軸的一些實施例中，相鄰的反射 器構(gòu)件之間的耦合能增強給定反射器構(gòu)件所反射的信號的大小。在一些實施例中，反射器構(gòu)件串在形成管道的過程期間(例如在管道擠壓過程之 后或期間)被引入該管道。圖6示出本發(fā)明的一個實施例，其中機動車輛401已裝配有根據(jù)本發(fā)明的反射器 組件400。另一車輛402已裝配有根據(jù)本發(fā)明的實施例的詢問裝置480，該詢問裝置480被 安排成檢測裝配到車輛401的該類型的反射器組件400。通過詢問裝置480對組件400的檢測能用于觸發(fā)對車輛402的駕駛員的警告。在 一些實施例中，車輛402中的控制器被配置成測量車輛401、402的相對速度，并在該相對速 度超過指定值的情況下提供警告。在一些實施例中，相對速度的變化率用于觸發(fā)警告。用 于觸發(fā)警告的其他手段也是有用的。在一些實施例中，詢問裝置480被安排成在用于反射不同頻率或組合頻率的RF輻 射的反射器組件之間進行區(qū)分。因此，在一些實施例中，設置了反射器組件，藉此車輛駕駛 員能區(qū)分機動車輛與自行車。應理解，本發(fā)明的一些實施例不限于對車輛的識別，也可用于區(qū)分人員、野生動 物、飛行器、船只、地理位置的身份(例如通過將反射器組件置于測量員的徽章中)。應理解，在一些實施例中，提供了各具有一對反射器構(gòu)件的反射器組件，因此提供 了具有N個不同頻率的反射器構(gòu)件。因此可提供能提供個唯一識別碼的頻率碼。將理 解，根據(jù)此類實施例的給定組件的相應反射器構(gòu)件可具有相同或不同的諧振頻率。
本發(fā)明的實施例可用于標記考古制造物、諸如挖掘點的地理位置、掩埋毒性廢料 場、掩埋地界線邊界、諸如地形測量標記之類的測量基準點、建筑標準具體編碼以及多種其 他應用。在本說明書的描述和權(quán)利要求通篇中，單詞“包括”和“包含”以及這些單詞的變 型表示“包括但不限于”，而且不旨在(且不會)排除其他部分、添加項、部件、整體或步驟。在本說明書的描述和權(quán)利要求通篇中，單數(shù)包括復數(shù)，除非上下文另有需要。具體 地，在使用不定冠詞的情況下，本說明書應被理解為構(gòu)想復數(shù)以及單數(shù)，除非上下文另有需要。結(jié)合具體方面描述了特征、整體、特性、化合物、化學部分或基團，本發(fā)明的實施例 或示例應被理解為可應用于本文所描述的任何其他方面、實施例或示例，除非與它們不相容。
權(quán)利要求
一種包括第一和第二反射器構(gòu)件的諧振雷達反射器組件，所述第一和第二反射器構(gòu)件分別被配置成在被相應頻率的射頻(RF)輻射照射時以相應的諧振頻率進行諧振，其中所述第一構(gòu)件具有響應于與所述第一構(gòu)件的電極化軸平行地施加的電場的部分，所述第二構(gòu)件具有響應于與所述第二構(gòu)件的相應電極化軸平行地施加的電場的相應部分，所述第一構(gòu)件還具有響應于與所述第一構(gòu)件的磁極化軸平行地施加的磁場的部分，所述第二構(gòu)件具有響應于與所述第二構(gòu)件的相應磁極化軸平行地施加的磁場的相應部分，所述第一和第二構(gòu)件被安排成使所述第一構(gòu)件的至少一個電或磁極化軸基本不平行于所述第二構(gòu)件的相應的電或磁極化軸。
2.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述第一構(gòu)件的電或磁極化軸基本垂直于 所述第二構(gòu)件的相應的電或磁極化軸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于，所述第一構(gòu)件的諧振頻率與所述第二構(gòu) 件的諧振頻率不同，這些構(gòu)件被安排成反射各自不同的指定頻率的電磁輻射。
4.如權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于，所述第一構(gòu)件的諧振頻率與所述第二構(gòu) 件的諧振頻率基本相同，藉此所述構(gòu)件被安排成反射基本相同的指定頻率的電磁輻射。
5.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述第一或第二構(gòu)件中的至 少一個構(gòu)件響應于電場的那部分包括雙極部分。
6.如權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，所述雙極部分包括具有以下之一的導電部 分基本直線線性部分、基本弧形部分、蜿蜒圖案形狀的部分以及基本錐形部分。
7.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，至少一個反射器構(gòu)件響應于 與所述構(gòu)件的磁極化軸平行地施加的磁場的那部分包括具有環(huán)形部分的導電部分。
8.如權(quán)利要求7所述的組件，其特征在于，所述環(huán)形部分是不連續(xù)環(huán)形，以使所述環(huán)形 不限定基本封閉的導電路徑。
9.如從屬于權(quán)利要求5或6的權(quán)利要求7或8所述的組件，其特征在于，至少一個反射 器構(gòu)件包括環(huán)形部分和雙極部分。
10.如權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于，所述第一和第二反射器構(gòu)件都包括環(huán)形部 分和雙極部分。
11.如權(quán)利要求9或10所述的組件，其特征在于，具有雙極部分和環(huán)形部分的至少一個 反射器構(gòu)件具有一對雙極部分，所述雙極部分電耦合至所述環(huán)形部分相應的兩端，藉此通 過所述環(huán)形部分在各個雙極部分之間提供基本連續(xù)的導電路徑。
12.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，每個反射器構(gòu)件包括電容性 部分。
13.如權(quán)利要求10所述的組件，其特征在于，所述電容性部分包括一對基本平行的導 電元件。
14.如從屬于權(quán)利要求9到11中的任一項的權(quán)利要求12或13所述的組件，其特征在 于，所述環(huán)形部分通過所述電容性部分耦合至所述雙極部分。
15.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述反射器構(gòu)件在使用時被 安排成與導電表面分開。
16.如權(quán)利要求15所述的組件，其特征在于，所述組件的反射器構(gòu)件被安排成以基本 平行于所述導電表面的平面的基本共面配置來設置。
17.如權(quán)利要求15或16所述的組件，其特征在于，所述反射器構(gòu)件被安排成通過電介 質(zhì)與所述導電表面分開。
18.如權(quán)利要求17所述的組件，其特征在于，所述電介質(zhì)以材料層的形式設置，所述反 射器構(gòu)件附連至所述材料層。
19.如權(quán)利要求15到18中的任一項所述的組件，其特征在于，所述組件包括所述導電 表面。
20.如權(quán)利要求15到18中的任一項所述的組件，其特征在于，所述導電表面是由與所 述組件相關(guān)聯(lián)的資產(chǎn)提供的。
21.如權(quán)利要求20所述的組件，其特征在于，所述組件被安排成耦合至所述資產(chǎn)。
22.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述第一和第二構(gòu)件響應于 電場的那些部分和所述第一和第二構(gòu)件響應于磁場的那些部分包括導電部分。
23.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的組件，其特征在于，所述第一和第二構(gòu)件響應于 電場的那些部分和所述第一和第二構(gòu)件響應于磁場的那些部分包括在基板上形成的基本 平坦的導電跡線。
24.如權(quán)利要求23所述的組件，其特征在于，所述第一和第二構(gòu)件的所述部分是在公 共基板上形成的。
25.如權(quán)利要求23所述的組件，其特征在于，所述第一和第二構(gòu)件的所述部分是在各 自不同的基板上形成的。
26.—種包括第一和第二諧振雷達反射器構(gòu)件串的結(jié)構(gòu)，第一串具有右手螺旋形狀，第 二串具有左手螺旋形狀，第一和第二串在所述結(jié)構(gòu)的至少一個相交位置處彼此相交，所述 結(jié)構(gòu)在所述至少一個相交位置之一處提供如權(quán)利要求1到25中的任一項所述的反射器組 件。
27.如權(quán)利要求26所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于靠近第一串與第二串的交點處的第 一串的反射器構(gòu)件和第二串的反射器構(gòu)件具有相互大致不平行的相應的電極化軸或相應 的磁極化軸。
28.如權(quán)利要求26或27所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于靠近第一串與第二串的交點處 的第一串的反射器構(gòu)件和第二串的反射器構(gòu)件具有相互基本垂直的相應的電極化軸或相 應的磁極化軸。
29.如權(quán)利要求26到28中的任一項所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，給定串的反射器構(gòu)件具 有相應的電極化軸或相應的磁極化軸，所述相應的電極化軸或相應的磁極化軸相對于所述 結(jié)構(gòu)的縱軸具有大致固定的角度。
30.如權(quán)利要求26到29中的任一項所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一串的反射器構(gòu)件的 諧振頻率與第二串的反射器構(gòu)件的諧振頻率不同。
31.如權(quán)利要求30所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一串包括多個反射器構(gòu)件，第一串的每 個反射器構(gòu)件具有第一諧振頻率值，且第二串包括多個反射器構(gòu)件，第二串的每個反射器 構(gòu)件具有與第一諧振頻率值不同的第二諧振頻率值。
32.如權(quán)利要求1到25中的任一項所述的包括多個反射器組件的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述反射器構(gòu)件以一種空間配置設置，藉此基于所述空間配置能確定與所述結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的資 產(chǎn)的標識器。
33.如權(quán)利要求32所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的第一反射器組件的一個反射 器構(gòu)件的諧振頻率不同于所述結(jié)構(gòu)的第二反射器組件的一個反射器構(gòu)件的諧振頻率，從而 提供一資產(chǎn)的標識器的至少一部分。
34.如權(quán)利要求32或33所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)的各個反射器組件之間的 距離被配置成提供所述資產(chǎn)的標識器的至少一部分。
35.一種資產(chǎn)，所述資產(chǎn)上設置有如權(quán)利要求1到25中的任一項所述的組件。
36.一種包括如權(quán)利要求26到34中的任一項所述的結(jié)構(gòu)的資產(chǎn)。
37.如權(quán)利要求35或36所述的資產(chǎn)，其特征在于，所述資產(chǎn)包括管道。
38.如權(quán)利要求35到37中的任一項所述的資產(chǎn)，其特征在于，所述資產(chǎn)被掩埋在地下。
39.一種車輛，所述車輛上設置有如權(quán)利要求1到25中的任一項所述的組件。
40.第一和第二諧振雷達反射器構(gòu)件串，第一串具有右手螺旋形狀，第二串具有左手螺 旋形狀，第一和第二串在至少一個相交位置處彼此相交，這些串在所述至少一個相交位置 之一處提供如權(quán)利要求1到15中的任一項所述的反射器組件。
41.一種識別物品的方法，包括以下步驟提供一種包括第一和第二反射器構(gòu)件的諧振雷達反射器組件，所述第一和第二反射器 構(gòu)件分別被配置成在被相應頻率的射頻(RF)輻射照射時以相應的諧振頻率進行諧振，其中所述第一構(gòu)件具有響應于與所述第一構(gòu)件的電極化軸平行地施加的電場的部分， 所述第二構(gòu)件具有響應于與所述第二構(gòu)件的相應極化軸平行地施加的電場的相應部分，所述第一構(gòu)件還具有響應于與所述第一構(gòu)件的磁極化軸平行地施加的磁場的部分，所 述第二構(gòu)件具有響應于與所述第二構(gòu)件的相應磁極化軸平行地施加的磁場的相應部分，所述第一和第二構(gòu)件被安排成使所述第一構(gòu)件的至少一個電或磁極化軸基本不平行 于所述第二構(gòu)件的相應的電或磁極化軸；用RF輻射來照射所述組件，所述RF輻射包括與所述第一和第二反射器構(gòu)件中的至少 一個的諧振頻率相對應的頻率的輻射；以及檢測由所述組件所反射的輻射。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，所述第一反射器構(gòu)件的諧振頻率與所述 第二反射器構(gòu)件的諧振頻率不同，所述方法進一步包括測量所述第一和第二反射器構(gòu)件的 諧振頻率。
43.如權(quán)利要求41或42所述的方法，其特征在于，所述第一反射器構(gòu)件的諧振頻率與 所述第二反射器構(gòu)件的諧振頻率不同，所述方法進一步包括測量所述第一反射器構(gòu)件的諧 振頻率與所述第二反射器構(gòu)件的諧振頻率之差。
44.如權(quán)利要求41到43中的任一項所述的方法，其特征在于，用RF輻射來照射所述組 件的步驟包括用平面極化的RF輻射來照射所述組件。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，包括如下步驟通過改變平面極化的RF 輻射的極化平面并檢測由反射器構(gòu)件所反射的信號，來確定反射器構(gòu)件的取向。
46.如權(quán)利要求41到45中的任一項所述的方法，其特征在于，包括如下步驟用從圓 極化RF輻射和未極化RF輻射中選出的至少一種輻射來照射所述組件。
47.一種識別物品的方法，包括以下步驟提供一種包括第一和第二反射器構(gòu)件的諧振雷達反射器組件，所述第一和第二反射器構(gòu)件被配置成在被相應頻率的射頻(RF)輻射照射時以一諧振頻率進行諧振，所述第一和 第二反射器構(gòu)件都具有雙極部分，至少一個構(gòu)件進一步具有環(huán)形部分，每個構(gòu)件具有極化 軸，所述構(gòu)件被安排成使所述第一構(gòu)件的極化軸基本不平行于所述第二構(gòu)件的極化軸；用RF輻射來照射所述組件，所述RF輻射包括與所述第一和第二反射器構(gòu)件中的至少 一個的諧振頻率相對應的頻率的輻射；以及 檢測由所述組件所反射的輻射。
48.一種基本如本說明書中參照附圖所描述的組件。
49.一種基本如本說明書中參照附圖所描述的結(jié)構(gòu)。
50.一種基本如本說明書中參照附圖所描述的資產(chǎn)。
51.一種基本如本說明書中參照附圖所描述的車輛。
全文摘要
一種包括第一和第二反射器構(gòu)件(110A、110B)的諧振雷達反射器組件，該第一和第二反射器構(gòu)件分別被配置成當被相應頻率的射頻(RF)輻射輻射時以它們各自的諧振頻率諧振，其中第一構(gòu)件具有響應于與該第一構(gòu)件的電極化軸平行地施加的電場的部分(114A)，第二構(gòu)件具有響應于與該第二構(gòu)件的相應電極化軸平行地施加的電場的相應部分(114B)，該第一構(gòu)件還具有響應于與該第一構(gòu)件的磁極化軸平行地施加的磁場的部分(112A)，第二構(gòu)件具有響應于與該第二構(gòu)件的相應磁極化軸平行地施加的磁場的相應部分(112B)，該第一和第二構(gòu)件被安排成使該第一構(gòu)件的至少一個電或磁極化軸基本不平行于第二構(gòu)件相應的電或磁極化軸。
文檔編號H01Q1/04GK101965663SQ200980108869
公開日2011年2月2日 申請日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者C·J·史蒂文斯, D·J·愛德華茲, H·J·伯德, 郝彤 申請人:Isis新有限公司