用于圓柱形主體的全向天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開整體涉及用于圓柱形主體的天線裝置。
【背景技術】
[0002]射頻識別(RFID)正日益普及地用于諸如保安、庫存管理、入口控制等之類的應用。作為一個子類別，使用與RFID相同的高頻(HF)范圍(13.56MHz)內的載波頻率的近場通信(NFC)被用于諸如無線傳感器之類的應用。能夠使用NFC的智能電話的數目正在增長，并且無源轉發(fā)器或有源轉發(fā)器(RFID標簽/NFC標簽)的所述各種應用也在增長。當前的用于RFID/NFC標簽的RFID/NFC環(huán)形天線在所述13.56MHz范圍內諧振，并且通常為帶有矩形或圓形形狀的偶極子天線。偶極子天線的空間響應在兩個方向上，當閱讀器的天線和標簽天線平行時最大，并且當它們垂直時為零。
[0003]如果需要3維(3D)響應，例如，當承載了 RFID/NFC標簽的物體放置在任意位置或在任意方向上移動時，就需要基本上彼此正交的兩個天線。此類組合難以制造、調諧和匹配于RFID/NFC芯片，并且將很可能需要定制的“專用集成電路”(ASIC)。由于典型的電池為圓柱形的，因此如果需要將所述天線放置在圓柱體上，則所述組合將更為復雜。
[0004]因此，需要一種用于RFID和/或NFC應用中所用的圓柱形主體的單一全向天線。

【發(fā)明內容】

[0005]在一個實施例中，一種用于圓柱形主體的天線裝置可包括聯接到圓柱形主體的撓性基底。撓性基底在其上可具有天線，所述天線帶有聯接到集成電路的第一端子和第二端子。集成電路可包括模數轉換器和通信電路，并且被構造成感測電池的狀況并發(fā)信號傳達所述電池的狀況。
[0006]在另一個實施例中，一種用于圓柱形主體的折疊天線裝置可包括撓性基底，所述撓性基底聯接到圓柱形主體并包括設置在撓性基底內的孔，并且被構造成允許圓柱形主體在所述孔內穿過并圍繞圓柱形主體包裹撓性基底。帶有第一端子和第二端子的天線可連同集成電路一起聯接到撓性基底。集成電路可包括模數轉換器和通信電路，并且被構造成感測電池的狀況并給閱讀器發(fā)信號傳達所述電池的狀況。
[0007]在另一個實施例中，一種用于電池上的電池狀態(tài)指示電路的裝置可包括聯接到圓柱形電池的撓性鐵氧體屏蔽罩。一種帶有第一端子和第二端子的連續(xù)環(huán)形天線可印刷在所述鐵氧體屏蔽罩上。集成電路可電聯接到天線的第一端子和第二端子，并且可包括模數轉換器和通信電路，所述通信電路被構造成感測電池的狀況并給閱讀器發(fā)信號傳達所述狀況。集成電路可通過電聯接到電池的陽極的第一引線和電聯接到電池的陰極的第二引線電聯接到所述電池。
[0008]根據以下發(fā)明詳述并結合附圖，將會更充分地理解由本文所述的實施例所提供的這些和附加特征。
【附圖說明】
[0009]附圖所示的實施例在性質上為例證性和示例性的，而并不旨在限制由權利要求所限定的主題。當結合以下附圖閱讀時，能夠理解對以下例證性實施例的詳細描述，其中用類似的附圖標號表示類似的結構，并且其中:
[0010]圖1示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的圓柱形主體上的印刷的全向天線；
[0011]圖2A和圖2B示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的異相構型的兩對稱環(huán)形全向天線；
[0012]圖3A、圖3B、圖3C和圖3D示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的同相構型的所述兩對稱環(huán)形全向天線；
[0013]圖4示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的折疊的天線；
[0014]圖5A，圖5B和圖5C示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例所示的用以圍繞圓柱形主體包裹折疊的天線的步驟；
[0015]圖6示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的圍繞其彎曲表面的中心旋轉的折疊的天線的讀取范圍；
[0016]圖7示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的圍繞其長軸旋轉的折疊的天線的讀取范圍；
[0017]圖8示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的同相構型的兩對稱環(huán)形全向天線；并且
[0018]圖9示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施例的若干全向天線實施例的讀取范圍。
【具體實施方式】
[0019]圖1大致示出了單一全向天線的一個實施例，其可放置或印刷在圓柱形主體53上，并且提供通過使用RFID/NFC技術讀取的3D能力(全向天線的任何取向)。本文將更詳細地描述全向天線的各種實施例和所述全向天線的操作。
[0020]現在參見圖1，示出了可被定位在圓柱形主體53上的全向天線40。全向天線40可包括多個天線跡線45，所述多個天線跡線可限定多個天線或限定一個或多個連續(xù)環(huán)形天線。每個環(huán)可具有所述多個天線跡線45的一個或多個線匝或卷繞。在一個實施例中，全向天線40被直接印刷在圓柱形主體53上。在另一個實施例中，全向天線40被直接印刷在燒性基底50上。撓性基底50可為例如通過粘合劑放置在圓柱形主體53上的保護層、撓性的多層印刷電路板、和/或可收縮材料，所述可收縮材料允許撓性基底50聯接到圓柱形主體53。所述可收縮材料可放置在圓柱形主體53上并被熱活化或光活化從而收縮并使撓性基底50適形于圓柱形主體53。
[0021]在一些實施例中，如果例如圓柱形主體53由如下任何材料制成，則撓性基底50可為可用在圓柱形主體53上的電磁場(EMF)偏轉器，所述材料由于暴露于磁場諸如隨時間變化的磁場而可傳導或循環(huán)電流(渦電流)。在暴露于磁場時可傳導或循環(huán)電流的材料可包括任何亞鐵金屬和/或非亞鐵金屬或具有傳導有限量電子的能力的任何材料。EMF偏轉器可涂刷、印刷或膠粘到圓柱形主體53，并且可用來阻擋或減弱由全向天線40感生的和/或由環(huán)境或感生的任何磁場在圓柱形主體53中產生的渦電流。EMF偏轉器可為撓性鐵氧體屏蔽罩，所述鐵氧體屏蔽罩聯接到圓柱形主體53或者由在指定頻率下具有高磁導率的任何其它材料制成。EMF偏轉器的另一個名稱可為“磁轉向器”，如美國臨時申請61/746，265所示和所述的，該文獻全文以引用方式并入本文。EMF偏轉器不應當為導電的以防止渦電流形成并使圍繞天線的所述場塌縮。其它材料可用作提供高磁導率的電絕緣的鐵氧體屏蔽罩，諸如，鐵、鎳、或鈷和它們的不導電的對應的合金。EMF偏轉器可允許RFID/NFC技術在圓柱形主體53上起作用，所述偏轉器可由于暴露于磁場而傳導或循環(huán)電流。
[0022]參見圖1、圖6和圖7，沿圓柱形主體53的中心的長度示出了長軸710。當沿長軸710觀察圓柱形主體53時，可見到圓形端視圖83，如圖7所示。當垂直于長軸710觀察圓柱形主體53時，可見到縱向視圖82，如圖6所示。
[0023]在另一個實施例中，EMF偏轉器可被插置或定位在圓柱形主體53和撓性基底50之間。EMF偏轉器可涂刷、印刷或膠粘到圓柱形主體53，并且撓性基底50可收縮或附著到EMF偏轉器。
[0024]芯片位置55可被定位在撓性基底50的任何部位，但其優(yōu)選地靠近天線跡線45的第一端子60和第二端子65。第一端子60和第二端子65可提供用于焊料焊接、導電粘合劑焊接、超聲焊接或壓接集成電路(IC)的接頭連接部。所述IC可包括電聯接在一起的通信電路和/或模數(ADC)芯片以執(zhí)行某種功能。所述IC可包括其它電路以包括但不限于指示電路、電源電路、RFID芯片、NFC芯片、輸入/輸出電路或端口等。所述IC可物理地將通信電路和ADC并列地協(xié)同定位在一起或物理地將它們集成在一起。所述IC可聯接到撓性基底50，或者其可直接聯接到圓柱形主體53。所述IC也可包括專用集成電路，所述專用集成電路是經專門制造的以涵蓋所需功能的性能。所述功能可為測定電池的指定狀況，并將所述信息以功能信息的形式中繼給閱讀器。所述功能也可為發(fā)信號傳達對電池具體狀況的通知，或者所述功能可為提供對電池的指定狀況的指示，所述指示可包括聽覺指示、視覺指示或振動覺指示。振動覺為感測振動的能力，因而振動覺指示為提供振動感的機械手段或機電手段。電池的指定狀況可包括電池的功率輸出、當電池的使用壽命將要結束時的放電速率，并且提供指示以表明需要使用電池或更換電池、或指示電池的充電狀態(tài)。所述功能可為提供關于以下方面的功能信息:過放電保護；過充電保護；剩余容量測定；電壓測定；循環(huán)壽命測定；和功率管理。功率管理功能可包括電池識別；電池健康狀態(tài)；電池保護；電池平衡；剩余電量指示；充電控制；電壓轉換；負載調控；接通電池/關斷電池；功率設定調節(jié)；允許或防止再充電；電池旁路；溫度監(jiān)測；和充電速率調節(jié)。功能信息