專利名稱：多環(huán)路天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及射頻天線，更具體地說，涉及產(chǎn)生在離天線的一個波長或多個波長的距離處一般抵消的場的環(huán)路天線。
在某些已知類型的電子系統(tǒng)中，已知提供一個或多個環(huán)路天線，其中在一根天線與其附近環(huán)境的耦合較高，但其中天線的結構是這樣的，從而使在天線與其遠處環(huán)境(即離天線約一個波長或多個波長)之間的耦合最小。這種天線一般用于近場通信或檢測用途，其中術語“近場”是指在離天線半個波長的范圍內(nèi)。這種用途的例子包括與置入的醫(yī)療器械的通信、用于計算機的短距離無線局部區(qū)域通信網(wǎng)絡及包括電子物品監(jiān)視(EAS)系統(tǒng)的射頻標識系統(tǒng)。一般，至這些環(huán)路天線的耦合主要經(jīng)磁感應。
例如，射頻EAS系統(tǒng)通常包括共同建立一個監(jiān)視區(qū)域的一根發(fā)射天線和一根接收天線、及附著到受保護物品上的標簽。發(fā)射天線產(chǎn)生一個在一個第二預定頻率范圍內(nèi)的可變頻率電磁場。標簽每個包括一個具有一般等于第一頻率的預定諧振頻率的諧振電路。當標簽之一存在于監(jiān)視區(qū)域中時，由發(fā)射天線產(chǎn)生的場在標簽中的諧振電路中感應出一個電壓，該電壓使諧振電路產(chǎn)生一個電磁場，引起在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)場的干擾。接收天線檢測電磁場干擾，并且產(chǎn)生一個指示在監(jiān)視區(qū)域中標簽存在的信號(并因而，指示附著到標簽上的受保護物品的存在)。
這些天線的結構應該滿足兩個目的(1)使對于標簽的耦合跨越在發(fā)射與接收天線之間的距離盡可能的寬；(2)使對于遠場的耦合的最小。這些目的是矛盾的。先有技術天線，如由Lichtblau在美國專利No.4,243,980、4,269,990及4,866,455中描述的那些-這里通過參考包括，一般包括兩個或多個共面環(huán)路，從而結合每個環(huán)路的大小，在環(huán)路內(nèi)的電流數(shù)值和電流方向產(chǎn)生當在遠離天線的一個點處測量時一般抵消的場。換句話說，從環(huán)路每一個創(chuàng)建的場當求和時凈得到一個近似為零的場。當僅使用一個環(huán)路時這種遠場抵消是不可能的。在8字形環(huán)路天線中，環(huán)路一般是矩形的，以一種共面配置布置，并且在位置上偏移，從而每個環(huán)路的至少一側近似到另一個環(huán)路的一側。換句話說，共用側彼此緊相鄰。
本發(fā)明提供一種具有大大減小的遠場耦合性能和在一根發(fā)射天線與一根接收天線之間的寬區(qū)域中增大耦合的天線。一般地，該天線(或者發(fā)射或者接收)包括一般情況下等同尺寸和形狀的第一和第二環(huán)路，其中環(huán)路布置在一根中央軸的相對側上的一個固定位置中，該軸在環(huán)路之間延伸。而且，環(huán)路定位在分離的、隔開的、平行的平面中。環(huán)路彼此連接，并且由一個交叉導體連接到一個發(fā)射電路或一個接收電路上。最好，交叉導體從第一環(huán)路到(發(fā)射或接收)電路的長度等于交叉導體從第二環(huán)路到該電路的長度。在環(huán)路中的電流在相反方向上流動，并由此產(chǎn)生基本抵消的場。本發(fā)明提供一種對于靠近天線的一個區(qū)域內(nèi)的外部發(fā)射信號高度敏感而對于遠距離發(fā)射信號高度不敏感的天線。
簡短地說，本發(fā)明包括一種多環(huán)路天線，該天線包括一個第一環(huán)路元件；一個第二環(huán)路元件，其中第一和第二環(huán)路元件具有基本相等的尺寸，并且位于分離的、隔開的、基本平行的平面中；及一個交叉元件，包括一個用來電氣連接第一第二環(huán)路元件的電導體。
本發(fā)明也旨在一種電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個發(fā)射電路元件；一根發(fā)射天線，電氣耦合到用來產(chǎn)生電磁場的發(fā)射電路元件上，發(fā)射天線包括基本相等尺寸的第一和第二環(huán)路元件，環(huán)路元件在一般分離的、隔開的、平行的平面中，并且一個交叉導體把第一和第二環(huán)路元件電氣耦合在一起；一根接收天線，與發(fā)射天線隔開，接收天線包括基本相等尺寸的第一和第二環(huán)路元件，環(huán)路元件在一般分離的、隔開的、平行的平面中，并且一個交叉導體把第一和第二環(huán)路元件電氣耦合在一起，其中接收天線基本上與發(fā)射天線的尺寸相同，并且其中一個監(jiān)視區(qū)域限定在發(fā)射天線與接收天線之間；及一個接收電路元件，電氣耦合到接收天線上，以便檢測監(jiān)視區(qū)域中的一個諧振標簽在一個預定頻率下的諧振和從其產(chǎn)生一個指示在監(jiān)視區(qū)域中一個受保護物品的存在的警報信號。
在一個最佳實施例中，本發(fā)明是一種電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個發(fā)射電路元件；一根發(fā)射天線，電氣耦合到用來產(chǎn)生電磁場的發(fā)射電路元件上，發(fā)射天線包括基本相等尺寸的第一和第二環(huán)路元件，環(huán)路元件在一般分離的、隔開的、平行的平面中，并且一個交叉導體把第一和第二環(huán)路元件電氣耦合在一起；一根接收天線，與發(fā)射天線隔開，接收天線包括基本相等尺寸的第一和第二環(huán)路元件，環(huán)路元件在一般分離的、隔開的、平行的平面中，并且一個交叉導體把第一和第二環(huán)路元件電氣耦合在一起，其中接收天線基本上與發(fā)射天線的尺寸相同，其中一根一般穿過發(fā)射天線的幾何中心延伸的水平軸把發(fā)射天線和接收天線每一根的第一和第二環(huán)路元件分離，從而每根相應天線的第一和第二環(huán)路元件定位在水平軸的相對側，及其中一個監(jiān)視區(qū)域限定在發(fā)射天線與接收天線之間，監(jiān)視區(qū)域包括一個在發(fā)射天線與接收天線之間延伸的通道，其中發(fā)射天線和接收天線的環(huán)路元件的每一個以相對于通道的一個預定角度固定；及一個接收電路元件，電氣耦合到接收天線上，以便檢測監(jiān)視區(qū)域中的一個諧振標簽在一個預定頻率下的諧振和從其產(chǎn)生一個指示在監(jiān)視區(qū)域中一個受保護物品的存在的警報信號。
當結合附圖閱讀時，將更好地理解以上概述、以及本發(fā)明一個最佳實施例的如下詳細描述。為了說明本發(fā)明的目的，在圖中表示有一個當前最佳的實施例。然而，應該理解，本發(fā)明不限于具體布置和表示的器具。在附圖中

圖1是先有技術遠場抵消天線的示意圖；圖2是按照本發(fā)明的一種遠場抵消天線的示意圖3是按照本發(fā)明的用在一個在一個殼體中帶有一個表示的第一天線的一種遠場抵消天線的示意圖和在一個殼體中的一根第二天線的部分剖視圖；圖4是圖3的系統(tǒng)沿線4-4的剖視圖；及圖5是在一個裝飾殼體中本發(fā)明的一種天線的立體圖。
某些術語僅為了方便用在如下描述中，而不是限制性的。詞“頂部”、“底部”、“下部”及“上部”指示對其進行參考的圖中的方向。術語包括以上專門描述的詞、其派生詞及類似引入的詞。
本發(fā)明旨在一種能主要經(jīng)磁感應發(fā)射和接收電磁能量的天線，其中天線的尺寸基本上小于發(fā)射或接收的電磁能量的波長。本發(fā)明的天線良好地適用于其中靠近天線(即在小于半個波長的范圍內(nèi))從或到天線的能量耦合主要出現(xiàn)的系統(tǒng)中。這樣一種系統(tǒng)的一個例子是其中使用天線來建立一個監(jiān)視區(qū)域的EAS系統(tǒng)。當然，這樣一種天線具有對于熟悉先有技術的那些技術人員顯然的其他用途，而該EAS系統(tǒng)僅是天線用途的一個說明性例子。
在一種EAS系統(tǒng)中，把天線用來致動在安全標簽中的諧振電路，并且然后檢測這種標簽。與本發(fā)明一起使用的安全標簽(未表示)一般具有在EAS系統(tǒng)的先有技術中熟知的類型。該標簽適于由一個物品或產(chǎn)品、或?qū)ζ鋵で蟀踩虮O(jiān)視的這種物品的包裝固定，否則由其載有。標簽可以在零售店或其他這樣的設施處固定到物品或其包裝上，或者由物品的制造商或批發(fā)商固定或包括在物品或其包裝中。安全標簽包括建立一個諧振電路的元件，該諧振電路當暴露于在預定檢測諧振頻率下或其附近的電磁能量時諧振。聯(lián)系EAS系統(tǒng)，特別是射頻或RF型EAS系統(tǒng)，使用的這種標簽在先有技術中是已知的，并因此，這種標簽的結構和操作的完整描述對于本發(fā)明的理解不是必需的。只要說這種標簽當位于一個受監(jiān)視區(qū)域或區(qū)域內(nèi)諧振或響應就足夠了，該受監(jiān)視區(qū)域一般靠近諸如零售商店之類的設施的進口或出口。諧振標簽然后由安全系統(tǒng)檢測，該安全系統(tǒng)致動一個警報以便通知職員標簽在受監(jiān)視區(qū)域內(nèi)。
現(xiàn)在詳細地參照附圖，其中類似的標號自始至終指示類似的元件，在圖1中表示有用來產(chǎn)生和/或耦合到電磁場上的一種EAS系統(tǒng)的先有技術遠場抵消天線10的示意圖，該天線詳細公開在授予ChechpointSystems，Inc.of Thorofare，New Jersey的美國專利No.4,243,980中，其公開內(nèi)容通過參考包括在這里。一般地，天線10包括一個第一、上部環(huán)路12和一個第二、下部環(huán)路14，上部和下部環(huán)路12、14共面。上部和下部環(huán)路12、14一般具有相等的尺寸，并且一般為四邊形的形狀，從而組合上部和下部環(huán)路12、14的整個形狀一般是矩形的。
天線10包括一個用來把電流供給到上部和下部環(huán)路12、14的發(fā)射機16，從而上部和下部環(huán)路12、14輻射電磁場。發(fā)射機16連接到上部和下部環(huán)路12、14上，從而電流在上部環(huán)路12中以第一方向、由箭頭18所示的逆時針方向上流動，而在下部環(huán)路14中以第二方向、由箭頭20所示的順時針方向上流動，后一方向與在上部環(huán)路12中的電流流動方向相反。熟悉本專業(yè)的技術人員將會理解，電流流動方向僅表示時間的一個時刻。就是說，電流在下半個周期在相反方向流動。然而，在彼此相對的上部與下部環(huán)路12、14之間的電流的相對方向得以保持。如熟悉本專業(yè)的技術人員也知道的那樣和以前討論的那樣，相反電流產(chǎn)生一般數(shù)值相等但方向相反的磁場，從而場基本上在遠場(即遠離天線多個波長的區(qū)域)中抵消。對于在8.2MHz下操作的天線，聯(lián)邦通信委員會(FCC)把遠場定義為離天線三十米或稍小于一個波長的區(qū)域。發(fā)射機16是常規(guī)的，并且對于熟悉本專業(yè)的技術人員是知道的。
在一個EAS系統(tǒng)中，把一根一般與發(fā)射天線10相同尺寸和配置的接收天線(未表示)，靠近天線10放置以便在其之間創(chuàng)建一個監(jiān)視區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射和接收天線每個均包括一般相同尺寸和形狀的第一和第二環(huán)路元件。彼此與一個交叉導體相連接的第一和第二環(huán)路元件定位在分離的、隔開的、平行的平面中。當連接到一個發(fā)射機上時，天線在一根發(fā)射天線與一根接收天線之間的寬區(qū)域中具有大大減小的遠場耦合性能和增大的耦合。因而，本發(fā)明的天線良好地適用于EAS用途。
現(xiàn)在參照圖2，表示按照本發(fā)明的一種改進環(huán)路天線30的示意方塊圖。圖2包括一根水平軸32和一根垂直軸34，每根軸一般過天線30的幾何中心延伸，以便更清楚地描述和描繪天線30的形狀和尺寸。天線30基本上包括一個主要位于水平軸32上方的第一或上部環(huán)路元件36和一個主要位于水平軸32下方的第二或下部環(huán)路元件38。如圖2中所示并且如希望的那樣，上部和下部環(huán)路元件36、38具有基本相等的尺寸和形狀，并且位于分離的、隔開的、基本平行的平面中。在該最佳實施例中，第一和第二環(huán)路元件彼此隔開約18至22英寸。當然，熟悉本專業(yè)的技術人員將會理解，對于本發(fā)明可以使用在上部與下部環(huán)路元件36、38之間大于或小于18-22英寸的距離。
上部環(huán)路元件36和下部環(huán)路元件38每個最好包括一匝或多匝任何適當類型的導體或?qū)Ь€，如不同規(guī)格尺寸的導體，這些導體對于熟悉本專業(yè)的技術人員是已知的。最好上部和下部環(huán)路元件36、38由單根導線建造或形成。然而，將理解，如果希望，則可以使用其他的傳導元件，如多導體導線，而不脫離本發(fā)明的范圍。例如，可以希望使用機械功能結構元件組成第一和第二環(huán)路元件36、38?；蛘?，可以使用導電裝飾元件(未表示)。
盡管分別把環(huán)路元件36、38叫做“上部”和“下部”環(huán)路元件，但對于熟悉本專業(yè)的技術人員顯然，描述性術語“上部”和“下部”是相對的，并且環(huán)路元件36、38相對于彼此能以其他方位定向。
上部環(huán)路元件36一般為矩形形狀，該矩形帶有一個基本平行于垂直軸34的第一邊40、一個基本平行于水平軸32的第二邊42、一個平行于第一邊40且從第二邊42延伸的第三邊44、及一個包括兩個分離部分46a、46b的第四邊46。
類似地，下部環(huán)路元件38一般也為矩形形狀，該矩形帶有一個基本平行于垂直軸34的第一邊52、一個基本平行于水平軸32的第二邊54、一個基本平行于第一邊52且從第二邊54延伸的第三邊56、及一個包括兩個分離部分58a、58b的第四邊58。
一個包括一對導體48、50的交叉元件從上部環(huán)路元件36的第四邊46的相應部分46a、46b延伸，并且把上部環(huán)路元件36分別與下部環(huán)路元件38的第四邊58的部分58a、58b相連接。交叉元件導體48、50最好包括一對緊密隔開的導線或?qū)w，如一根雙股導線或一根平行屏蔽電纜，并且具有一個連接上部和下部環(huán)路元件36、38的預定長度。最好，交叉導體48、50從一個靠近水平軸32的位置延伸到水平軸32下面。由于上部和下部環(huán)路元件36、38位于分離的、隔開的、平行的平面中，所以交叉導體除垂直延伸外也在上部與下部環(huán)路元件36、38之間水平延伸。盡管最好如所示那樣連接上部和下部環(huán)路元件36、38，但要理解，通過彼此連接相應環(huán)路元件36、38的其他側也能連接上部和下部環(huán)路36、38。例如，上部環(huán)路元件36的第四邊46能連接到下部環(huán)路元件38的第二邊54上，或者第一環(huán)路元件36的第三邊44能連接到第二環(huán)路元件38的第一邊52上。
盡管上部和下部環(huán)路元件36、38的每一個表示成矩形，但不要求上部和下部環(huán)路由矩形組成，而僅要求上部和下部環(huán)路元件36、38具有類似的尺寸和幾何形狀。例如，上部與下部環(huán)路36、38能包括其他幾何形狀，如圓形、橢圓形、或三角形。
天線30能電氣耦合到一個電氣裝置或電路上并且由其驅(qū)動，該電氣裝置或電路能是在一根發(fā)射天線情況下的發(fā)射機電路、在一根接收天線情況下的接收機電路、或在一根設計成雙向通信天線情況下的發(fā)射機/接收機電路。在發(fā)射天線的情況下，電路元件可以包括一個電氣耦合到天線上的電流源，以便把電流供給到足以產(chǎn)生電磁場的天線上。例如，電路能是一個包括一個信號振蕩器(未表示)和一個能夠驅(qū)動由天線呈現(xiàn)的負載阻抗的類型的放大器/濾波器網(wǎng)絡(未表示)。在圖2中，一個發(fā)射機60連接到天線30的交叉導體48、50上。
發(fā)射機60連接到交叉導體48、50的每一個上，從而發(fā)射機60把電流供給到上部和下部環(huán)路元件36、38，在上部和下部環(huán)路元件36、38中電流以相反方向流動，如分別由箭頭62、64指示的那樣。在上部環(huán)路元件36中的電流在順時針方向流動，而在下部環(huán)路元件38中的電流在逆時針方向流動。如以上討論的那樣，電流在環(huán)路中以相反方向流動的多環(huán)路提供非常有效的遠場抵消。
最好，天線30的尺寸基本上小于天線30的操作的一個波長，從而天線30主要產(chǎn)生磁場。例如，第一和第二環(huán)路元件36、38的第一和第三邊40、44和52、56的長度分別可以是約30-40英寸，而第一和第二環(huán)路元件36、38的第二邊42、54分別可以是約1-15英寸。然而，熟悉本專業(yè)的技術人員將理解，環(huán)路元件36、38的尺寸可以隨用途和監(jiān)視區(qū)域的希望尺寸而變化。在本發(fā)明的一個最佳實施例中，下部環(huán)路元件38是在地面上方約2.0英寸，并且上部和下部環(huán)路元件36、38的每一個具有約32英寸的長度和約5.6英寸的寬度。熟悉本專業(yè)的技術人員將進一步理解，上部和下部環(huán)路元件36、38甚至能具有不同的尺寸，并且通過改變在環(huán)路元件36、38每一個中的電流值能實現(xiàn)希望的遠場抵消。
如將理解的那樣，在其下天線輻射電磁場的頻率基本上取決于發(fā)射機60的振蕩速率。因而，通過以熟知方式適當?shù)卣{(diào)節(jié)發(fā)射機60可以設置和調(diào)節(jié)頻率。最好，天線30在射頻下是可操作的，射頻希望包括高于1,000Hz的頻率，而包括高于5,000Hz的頻率較好，及包括高于10,000Hz的頻率更好。然而，應該理解，天線30能在較低頻率下操作而不脫離本發(fā)明的范圍。在該最佳實施例中，標簽最好在8.2MHz下或其附近諧振，該頻率是一種由來自多個制造商的電子安全系統(tǒng)使用的共用頻率，盡管對于熟悉本專業(yè)的技術人員顯然，EAS系統(tǒng)的頻率可以根據(jù)局部條件和法規(guī)變化。因而，該特定頻率不要認為是本發(fā)明的限制。
或者，電路可以包括電氣耦合到天線30上用來從一根發(fā)射天線和/或一個標簽(未表示)的諧振電路接收電磁能的接收機電路(未表示)，以便產(chǎn)生一個指示在天線附近是否存在標簽的信號。這種用來發(fā)射和/或接收的電路元件一般是已知的。例如，在美國專利No.5,373,301中描述了這種電路元件。為了理解本發(fā)明不需要電路元件的更詳細描述。
在該最佳實施例中，與本發(fā)明一起使用的一個接收機電路如熟知的那樣包括一個警報電路，以便產(chǎn)生指示一個諧振標簽位于由發(fā)射和接收天線定義的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的警報信號。然而，不是使刺耳的嘟嘟聲或警報聲產(chǎn)生，而是接收器電路包括一個存儲裝置，如用來存儲一種預定定制警報信號，如熟知的歌曲或叮當聲、或其部分，的非易失RAM或一個可編程ROM?；蛘?，可以開始熟知聲音的記錄。這樣一種定制音頻信號的使用，與先有技術的嘟嘟聲和警報相反，可以用來掩蓋來自顧客的接收機的警報功能。
最好，從上部環(huán)路元件36至電路元件(例如發(fā)射機60)測量的交叉導體48、50的長度等于從下部環(huán)路元件38至電路元件測量的長度。在上部與下部環(huán)路元件36、38之間把發(fā)射機60耦合成基本上等距離的，有助于提供通過相同導體段的相等電流，這些相同導體段包括天線30的交叉和環(huán)路36、38，由此得到在離天線30一個距離處的場的準確抵消。因而使遠場耦合最小。以互換方式，當連接到一個接收機上時，使天線30對在離天線30一個距離處的信號的靈敏度最小。
把天線30設計成使在靠近天線30盡可能大的一個區(qū)域中的磁耦合系數(shù)最大。把下部環(huán)路元件38與上部環(huán)路元件36分離從而使環(huán)路元件36、38不共面，對于EAS用途已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在監(jiān)視區(qū)域內(nèi)提供對標簽的較好整體耦合，并因此提供標簽的較好整體檢測。
現(xiàn)在參照圖3，表示的一個EAS系統(tǒng)70包括一根裝在裝飾結構72內(nèi)的發(fā)射天線和一根裝在第二裝飾結構74內(nèi)的接收天線。最好裝飾結構72、74由諸如聚合材料之類的非導體材料建造，并且提供一種用來容納天線環(huán)路元件的剛性支撐結構。裝飾結構72、74每個最好分別包括用來容納上部和下部環(huán)路元件36、38的第一和第二分離柱形殼體76、78。第一柱形殼體76也容納一塊印刷電路板(PCB)80和其有關的電子元件，這些電子元件或者包括發(fā)射機60或者包括接收機。就是說，上部環(huán)路元件36位于殼體76頂部或上部中，并且PCB 80位于殼體76的下部或底半部中。交叉導體48、50在柱形殼體76、78之間延伸，以連接上部和下部環(huán)路元件36、38及電路元件。
當然，不要求把分離殼體用于上部和下部環(huán)路元件36、38，因為這樣的元件能裝在單個結構中。況且，一個或多個交叉條(未表示)能放置在殼體76、78之間以向殼體添加結構支撐。
裝飾結構72、74一般放置在商店的進口/出口的相對側，并且在結構72、74之間的通道是監(jiān)視區(qū)域。因而，是有源的且在結構72、74之間通過的諧振標簽或標記致動警報信號。
圖5是可以與本發(fā)明一起使用的裝飾柱形殼體76、78的一個最佳實施例的立體圖。這樣的柱形殼體可以模擬希臘柱，并且可以用作植物支架。因而，EAS系統(tǒng)是有吸引力的和不引人注意的。
典型地，在EAS系統(tǒng)中在發(fā)射天線與接收天線之間的間隔依據(jù)具體EAS系統(tǒng)和其中采用該系統(tǒng)的具體用途，在從二至五英尺的范圍內(nèi)。上述天線結構提供一個比先有技術天線大的監(jiān)視區(qū)域。例如，EAS系統(tǒng)通常位于零售商店的進口/出口處，典型系統(tǒng)帶有一根位于進口/出口的第一側的發(fā)射天線和一根位于進口/出口的第二、相對側的接收天線。為了避免禁止進口/出口建立，希望天線彼此隔開至少進口/出口的寬度，該寬度一般約六英尺。
不幸地是，多種先有技術系統(tǒng)要求發(fā)射和接收天線彼此隔開遠小于六英尺的距離，并且甚至小于五英尺，需要人員集中通過一個比進口/出口窄的空間，或者多于兩根天線用在進口/出口處。然而，由于本發(fā)明天線結構的優(yōu)良遠場抵消性能，連接到天線上的發(fā)射機可以在非常高的功率下操作，而不會創(chuàng)建違反FCC規(guī)則的遠場發(fā)射。
另外，由于由在天線監(jiān)視區(qū)域中的標簽產(chǎn)生的信號在振幅上與用來驅(qū)動天線的信號的振幅成比例，所以實現(xiàn)標簽信號的凈增大，這提供系統(tǒng)信噪比的相應增大。信噪比的這種增大允許一根發(fā)射天線布置成離一根接收天線比當今的EAS系統(tǒng)遠。例如，發(fā)射和接收天線可以位于標準六英尺商店進口的相對側，這允許顧客更容易地進出商店。就是說，本發(fā)明的天線結構允許發(fā)射和接收天線隔開大于六英尺，并且仍檢測在其之間通過的標簽。通過把接收天線放置在發(fā)射天線的相對側也可以增大通道寬度，由此限定兩個通道。
當然，如由熟悉本專業(yè)的技術人員理解的那樣，諧振標簽或標記的尺寸也是一個確定在發(fā)射與接收天線之間的間隔的因素。例如，使用較大標簽的EAS系統(tǒng)允許發(fā)射和接收天線放置得比要求檢測較小標簽的系統(tǒng)離得遠。然而，根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射和接收天線可以隔開大于六英尺的距離，并且仍能既檢測大標簽又檢測小標簽。
圖4是圖3的EAS系統(tǒng)70沿線4-4的剖視圖。通道或監(jiān)視區(qū)域帶有一個箭頭82，指示人員行進以離開使用EAS系統(tǒng)70的商店的方向。最好，發(fā)射天線和接收天線每一個的上部和下部環(huán)路元件36、38相對于通道以預定角度θ固定。角度θ希望小于90°，并且是約45°更好。注意，環(huán)路元件36、38被固定，并且不會移動或改變位置，如已經(jīng)安裝在門或類似結構中的已知先有技術天線那樣。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，但顯然，本發(fā)明可以改變或修改，而仍提供希望的遠場抵消而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。況且，盡管這里通過參照EAS系統(tǒng)描述了本發(fā)明的天線，但將認識到對于EAS系統(tǒng)的這種參考僅為說明目的而提供，而不是限制性的。本發(fā)明的天線良好地適用于多種其他類型的用途，并且更具體地說，具有其中把由天線輻射的電磁能量用來完成通信或辨別功能的任何區(qū)域中的用途。例如，本發(fā)明的天線能結合一個傳感器(它通過由天線發(fā)射的電磁能量供電)用在其中難以供電或否則經(jīng)連接到傳感器上的導線與傳感器通信的環(huán)境中。在這種環(huán)境中，天線能用來遠程供電或從傳感器接收信息。例如，本發(fā)明的天線能結合一個測量病人的血糖值的傳感器使用，其中把血糖值傳感器皮下植入病人的組織中。如理解的那樣，特別希望病人皮膚不要用連接到傳感器上的導線穿透。還特別希望從傳感器消除電池。就本發(fā)明而論，有可能使用由天線產(chǎn)生的電磁能量來供電位于病人皮膚下的傳感器，并且同時使用天線來接收由傳感器發(fā)射的電磁能量，其中由傳感器發(fā)射的電磁能量與病人的血糖值有關。另一種用途涉及與一個辨別其擁有者以便訪問控制的無源換能器通信。本發(fā)明的其他有用用途對于熟悉本專業(yè)的技術人員也是顯然的。
熟悉本專業(yè)的技術人員將進一步認識到，對于本發(fā)明的上述實施例可以進行變更，而不脫離本發(fā)明的發(fā)明性概念。因此要理解，本發(fā)明不限于公開的具體實施例，而是打算包括在由所附權利要求定義的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的所有修改和變更。
權利要求
1.一種多環(huán)路天線，包括一個第一環(huán)路元件；一個第二環(huán)路元件，其中第一和第二環(huán)路元件具有基本相等的尺寸，并且位于分離的、隔開的、基本平行的平面中；及一個交叉元件，包括一個用來電氣連接第一和第二環(huán)路元件的電導體。
2.根據(jù)權利要求1所述的天線，其中一根一般穿過在第一與第二環(huán)路元件之間的中心點延伸的水平軸把第一和第二環(huán)路元件分離，從而第一和第二環(huán)路元件定位在水平軸的相對側。
3.根據(jù)權利要求2所述的天線，其中一根一般穿過在第一與第二環(huán)路元件之間的中心點延伸的垂直軸把第一和第二環(huán)路元件分離，從而第一和第二環(huán)路元件定位在垂直軸的相對側。
4.根據(jù)權利要求1所述的天線，其中第一和第二環(huán)路元件彼此隔開約18至22英寸。
5.根據(jù)權利要求1所述的天線，進一步包括一個連接到第一和第二環(huán)路元件上的電路元件。
6.根據(jù)權利要求5所述的天線，其中交叉元件把第一和第二環(huán)路元件連接到電路元件上。
7.根據(jù)權利要求6所述的天線，其中把第一環(huán)路元件連接到電路元件上的交叉元件的長度一般等于把第二環(huán)路元件連接到電路元件上的交叉元件的長度。
8.根據(jù)權利要求7所述的天線，其中電路元件包括一個發(fā)射機。
9.根據(jù)權利要求8所述的天線，其中由發(fā)射機產(chǎn)生的電流在第一環(huán)路元件中在第一方向上流動，而在第二環(huán)路元件中在與第一方向相反的第二方向上流動。
10.根據(jù)權利要求9所述的天線，其中由流經(jīng)第一和第二環(huán)路元件的電流產(chǎn)生的場一般在離天線一個波長或多個波長的距離處抵消。
11.根據(jù)權利要求5所述的天線，其中電路元件包括一個接收機。
12.根據(jù)權利要求1所述的天線，其中天線的尺寸基本上小于天線的一個操作波長，從而天線主要產(chǎn)生磁場。
13.根據(jù)權利要求1所述的天線，進一步包括一種用來容納第一和第二環(huán)路元件的剛性支撐結構。
14.根據(jù)權利要求13所述的天線，其中第一和第二環(huán)路元件的每一個裝在一個分離的支撐結構中。
15.一種電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，包括一個發(fā)射電路元件；一根發(fā)射天線，電氣耦合到用來產(chǎn)生電磁場的發(fā)射電路元件上，發(fā)射天線包括基本相等尺寸的第一和第二環(huán)路元件，環(huán)路元件在一般分離的、隔開的、平行的平面中，并且一個交叉導體把第一和第二環(huán)路元件電氣耦合在一起；一根接收天線，與發(fā)射天線隔開，接收天線包括基本相等尺寸的第一和第二環(huán)路元件，環(huán)路元件在一般分離的、隔開的、平行的平面中，并且一個交叉導體把第一和第二環(huán)路元件電氣耦合在一起，其中接收天線基本上與發(fā)射天線的尺寸相同，并且其中一個監(jiān)視區(qū)域限定在發(fā)射天線與接收天線之間；及一個接收電路元件，電氣耦合到接收天線上，以便檢測監(jiān)視區(qū)域中的一個諧振標簽在一個預定頻率下的諧振和從其產(chǎn)生一個指示在監(jiān)視區(qū)域中一個受保護物品的存在的警報信號。
16.根據(jù)權利要求15所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中一根一般穿過在發(fā)射天線的第一與第二環(huán)路元件之間的中心點延伸的水平軸把發(fā)射天線的第一和第二環(huán)路元件分離，從而發(fā)射天線的第一和第二環(huán)路元件定位在水平軸的相對側。
17.根據(jù)權利要求16所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中水平軸也把接收天線的第一和第二環(huán)路元件分離，從而接收天線第一和第二環(huán)路元件也定位在水平軸的相對側。
18.根據(jù)權利要求15所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中一根一般穿過在發(fā)射天線的第一與第二環(huán)路元件之間的中心點延伸的垂直軸把發(fā)射天線的第一和第二環(huán)路元件分離，從而發(fā)射天線的第一和第二環(huán)路元件定位在其相對側。
19.根據(jù)權利要求18所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中垂直軸也把接收天線的第一和第二環(huán)路元件分離，從而接收天線第一和第二環(huán)路元件也定位在垂直軸的相對側。
20.根據(jù)權利要求15所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中監(jiān)視區(qū)域包括一個在發(fā)射天線與接收天線之間延伸的通道，及其中發(fā)射天線和接收天線的環(huán)路元件的每一個以相對于通道的預定角度固定。
21.根據(jù)權利要求20所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中角度包括約45°。
22.根據(jù)權利要求15所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中接收器電路包括一個用來產(chǎn)生警報信號的警報電路。
23.根據(jù)權利要求22所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中警報信號啟動一個定制的音頻信號。
24.根據(jù)權利要求15所述的電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，其中通道大于約六英尺寬。
25.一種電子物品監(jiān)視系統(tǒng)，包括一個發(fā)射電路元件；一根發(fā)射天線，電氣耦合到用來產(chǎn)生電磁場的發(fā)射電路元件上，發(fā)射天線包括基本相等尺寸的第一和第二環(huán)路元件，環(huán)路元件在一般分離的、隔開的、平行的平面中，并且一個交叉導體把第一和第二環(huán)路元件電氣耦合在一起；一根接收天線，與發(fā)射天線隔開，接收天線包括基本相等尺寸的第一和第二環(huán)路元件，環(huán)路元件在一般分離的、隔開的、平行的平面中，并且一個交叉導體把第一和第二環(huán)路元件電氣耦合在一起，其中接收天線基本上與發(fā)射天線的尺寸相同，其中一根一般穿過發(fā)射天線的幾何中心延伸的水平軸把發(fā)射天線和接收天線每一根的第一和第二環(huán)路元件分離，從而每根相應天線的第一和第二環(huán)路元件定位在水平軸的相對側，及其中一個監(jiān)視區(qū)域限定在發(fā)射天線與接收天線之間，監(jiān)視區(qū)域包括一個在發(fā)射天線與接收天線之間延伸的通道，其中發(fā)射天線和接收天線的環(huán)路元件的每一個以相對于通道的一個預定角度固定；及一個接收電路元件，電氣耦合到接收天線上，以便檢測監(jiān)視區(qū)域中的一個諧振標簽在一個預定頻率下的諧振和從其產(chǎn)生一個指示在監(jiān)視區(qū)域中一個受保護物品的存在的警報信號。
全文摘要
提供一種多環(huán)路天線(70),它可以連接到一個發(fā)射電路上、一個接收電路上、或一個發(fā)射/接收電路(80)上。當由一個發(fā)射電路(60)供電時,天線(70)在靠近天線的區(qū)域或區(qū)中產(chǎn)生射頻磁場,但這些磁場在離天線(70)約一個波長和多于一個波長的距離處基本上抵消,由此限定一個靠近天線(70)的監(jiān)視區(qū)。環(huán)路天線(70)包括一個第一、上部環(huán)路(36)和一個第二、下部環(huán)路(38)。上部(36)和下部(38)環(huán)路位于分離的、隔開的、平行的平面中,并且最好相對于監(jiān)視區(qū)以一個固定角度布置。
文檔編號H01Q21/24GK1322391SQ98814304
公開日2001年11月14日 申請日期1998年11月12日 優(yōu)先權日1998年11月12日
發(fā)明者吳文良, 阿蘭·丹切爾 申請人:關卡系統(tǒng)股份有限公司