專利名稱：帶有增強數(shù)據(jù)內(nèi)容的表面聲波識別標簽及操作和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及識別標簽，并且更具體地涉及一種帶有增強數(shù)據(jù)內(nèi)容的表面聲波(SAW)識別標簽及其操作和制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生若干有用的電子識別方法和部件，最熟悉的是無處不在的條形碼和磁條，和讀出器一起它們由商業(yè)和其它部門廣泛使用以完成幾種識別功能。如此廣泛采用條形碼和磁條的主要原因是它們非常便宜。
然而，由于它們可以編碼的數(shù)據(jù)量相對小并且讀它們的有效范圍相當短，條形碼和磁條是有限制的。例如，磁條通常具有這樣的限定范圍，為了解碼其中的數(shù)據(jù)讀出器必須和其直接接觸。在極少的用直接接觸讀出器之外的設(shè)備讀磁條的情況中，有效讀出區(qū)段仍然最多僅為幾厘米。類似地，條形碼的可以被可靠地讀取的有效區(qū)段典型地不大于幾厘米。
除了范圍限制之外，如果在讀出設(shè)備和條形碼或磁條之間存在障礙，都不能讀條形碼和磁條。當讀磁條或條形碼時，讀出設(shè)備相對條形碼或磁條的取向也引起問題。如果讀出設(shè)備不正確對齊或者處于不正確角度，不能讀出編碼信息。由于這些問題，如果需要高的讀準確性，每次讀操作都需要人工掃描。條形碼和磁條的引入特征是它們便宜。但是，它們的固有限制防礙在范圍廣泛的機器可讀標簽應用中使用它們，在這樣的應用中出于對高達數(shù)米的讀取區(qū)段要求高可靠的和完全自動的讀出。
射頻識別(“RFID”)標簽是另一種類型的現(xiàn)有技術(shù)識別部件。當詢問時，RFID標簽反射或者轉(zhuǎn)發(fā)射頻信號以對詢問器回送編碼的識別號。RFID標簽的一個好例子是在高速公路和橋梁通行費收取中的應用。RFID標簽位于用戶的車輛上以便當該車輛通過收費點時對詢問信號作出響應。和計算機相連的讀出設(shè)備處理標簽識別號并且利用該解碼信息通過對用戶的信用卡或其它賬戶扣除應付額對用戶收取通行費。
現(xiàn)有技術(shù)的RFID標簽部件基本為二種類型含有微芯片的和不含有微芯片的標簽部件。這二種類型之間在成本和性能上存在根本差異；以至事實上二者不爭奪專用的使用類型。作為一個一般規(guī)律，芯片標簽比無芯片標簽成本高但數(shù)據(jù)容量大。例如，當按小于一百萬個的量訂購時通常不能按每塊約1美元的單元成本以下買到芯片標簽；而即使按十萬個的量制造時無芯片標簽預計的成本會每個小于20美分。
大多數(shù)RFID標簽會具有比磁條以及條形碼更長的可靠范圍。作為一個規(guī)律，可在不具有對于條形碼和磁條為明顯的視線和取向問題下詢問RFID標簽。盡管芯片標簽的范圍比磁條和條形碼系統(tǒng)長，其中可靠使用的范圍仍是一個限制因素。
芯片標簽是最普及的。芯片標簽包含四個元件或特征(1)一個計算機微芯片；(2)用于把無線電信號轉(zhuǎn)換成計算機數(shù)據(jù)信號并且再轉(zhuǎn)回成無線電信號的電路；(3)一個天線；以及(4)向芯片電路提供DC電源的裝置。在低成本RFID芯片標簽中，通常部分地或者全部地把前二個特征集成到單個微芯片中，這種集成需要犧牲一些標簽性能(讀出長度，位數(shù)等)。這種特征組合還導致一定的集成電路(IC)成本和/或設(shè)計犧牲以在單塊IC上容納數(shù)字電路以及射頻電路二者。這些設(shè)計折衷影響可以通過使用低射頻(RF)工作頻率補償，但這反過來導致相當大的和昂貴的天線。
芯片標簽的最大難事是需要用于芯片電路的DC電源。環(huán)境問題以及對成本、尺寸、重量的嚴格限制組合在一起通常要求標簽不帶有電池或者其它板上電源。唯一的通?？刹捎玫慕鉀Q辦法是通過把從標簽讀出器信號接收到的RF功率轉(zhuǎn)換成標簽內(nèi)的DC功率。業(yè)內(nèi)人士把不帶有電池或其它電源的標簽稱為“無源”標簽，而把帶有電池或其它電源的標簽稱為“有源”標簽。向芯片標簽提供DC電源的無源方法需要更加有效的標簽天線(即，尺寸更大和成本更高)以及讀出器發(fā)出更高的功率電平。它還需要附加的器件，它們會提高微芯片的成本或者因為標簽上需要額外的電器件提高標簽的成本，這還會造成標簽尺寸的加大。但是，無源芯片標簽的最重要限制是對標簽的讀出范圍的嚴格限制，因為來自標簽讀出器天線的對標簽供電的足夠強的信號只延伸短的距離。
從而，盡管芯片標簽在RFID市場中占有主導份額，其高價格和受限制的讀出范圍阻止芯片標簽以明顯的方式替代條形碼或磁條。
“無芯片”RFID標簽不含有微芯片，而是替代地依靠磁性材料或者無晶體管薄膜電路存儲數(shù)據(jù)。無芯片RFID標簽的主要優(yōu)點是它們的成本相對低。無芯片標簽的缺點包括它們是范圍有限(最多幾厘米)以及只含有有限的信息量。盡管它們具有低價格潛力，這些問題的嚴重性阻礙市場對它們的接受。
在2000年，常規(guī)RFID系統(tǒng)和服務的全球市場為5億美元量級。該市場主要是每個標簽的典型價格約一美元到幾十美元的芯片標簽。盡管無芯片標簽銷售不好，由于它們的低價格潛力一些潛在用戶對它們產(chǎn)生大的興趣。自動識別市場中在價格非常低的條形碼和性能較高的RFID芯片標簽之間存在一個大空檔。整個市場正在呼吁一種填補該空檔的技術(shù)解決方法。填補該空檔的新型自動識別技術(shù)的關(guān)鍵特征是(1)當高數(shù)量制造時價格在每個標簽1美分到10美分之間；(2)不必通過操作員人工掃描的可靠讀出；(3)無需標簽和標簽讀出器之間視線下的可靠讀出(即，即使標簽劃傷、蓋上灰塵或者位于包裝的背面等等下的可靠讀出)；(4)至少1到2米的可靠讀出范圍；以及(5)標簽數(shù)據(jù)容量約為100位。郵政機構(gòu)、航空公司和機場、大型貨運機構(gòu)、動物飼養(yǎng)商、畜牧業(yè)、投遞行業(yè)、任何帶有明顯供應鏈的行業(yè)尤其保存庫存或者處理快速移動消費品的行業(yè)、等等對這種標簽非常感興趣。它們是所有高價格標簽不實用的應用，尤其其中標簽是一次性使用的或者和產(chǎn)品一起出售的應用。
從而，技術(shù)上需要的是一種可靠、價格經(jīng)濟的小識別標簽，在其上可以編碼著可在充分范圍上讀出、可在各種環(huán)境下使用并且用于各種應用的相當多的識別數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上面討論的現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種表面聲波(SAW)識別標簽以及操作和制造該標簽的方法。在一實施例中，該標簽包括(1)一塊一個SAW換能器位于其上的壓電基片，(2)所述基片上的一組按脈沖位置和相位位置排列的隙；以及(3)若干分布在這些隙中的反射器從而這些反射器通過脈沖位置以及相位位置編碼一個數(shù)字。
從而本發(fā)明引進采用相位位置以及脈沖位置調(diào)制和/或使用多個脈沖組合的寬闊概念，由此驚人地增加SAW識別標簽可包含的數(shù)據(jù)量。這種增加允許標簽含有重要數(shù)據(jù)，例如全球唯一號碼，這允許所使用的標簽能唯一地和可靠地識別并跟蹤客體從未有過的號碼。
在本發(fā)明的一實施例中，反射器排列成其中相位位置相差90°。在一個要示出并加以說明的實施例中，隙的相位排列實現(xiàn)相位調(diào)制，這部分地決定依據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的標簽的數(shù)據(jù)承載能力。
在本發(fā)明的另一實施例中，該識別標簽還包括位于換能器和隙組之間的成幀反射器。該成幀反射器可以看成是一個起始反射器。在一個要說明和要示出的實施例中，另一個結(jié)束反射器和該起始反射器用于使一組實際編碼該號碼的反射器成幀。
在本發(fā)明的再一實施例中，該SAW識別標簽還包括多個由無信號區(qū)隔開的組。盡管對于本發(fā)明不是必須的，這些無信號區(qū)隔開這些組，從而減少可能造成過度符號間干擾的相互作用。
在本發(fā)明的一實施例中，該標簽編碼一個至少為8位長的號碼。在再一實施例中，該標簽具有至少四組的多個組，從而提供至少32位長的號碼。在一特別有益的實施例中，該標簽具有至少十二組的多個組，從而編碼至少96位長的號碼。
在本發(fā)明的再一實施例中，該換能器配置成產(chǎn)生頻率在2和3吉赫之間的SAW。該實施例的一個有用方面使該換能器產(chǎn)生頻率約為2.45吉赫的SAW。
在本發(fā)明的又一實施例中，至少一部分的反射器是單個的傳導材料條。這些反射器可以替代地是多個耦合在一起的多個條以充當單個反射器，或者可以為任何適用于某特定應用的形狀。
本發(fā)明的一種特別有益的實施例是提供帶有全球唯一號碼的標簽，從而允許全球唯一識別大數(shù)量的客體。這種唯一編號能力有益地實現(xiàn)客體(或資產(chǎn))跟蹤，并且當和編碼非常大的號碼的能力耦合時實現(xiàn)全球客體跟蹤系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一實施例中，該號碼含有與該標簽關(guān)聯(lián)的客體相關(guān)的數(shù)據(jù)。從而，該標簽有益地固定于一種客體；該客體可以是機器零件、組件、供給件、庫存件、其它識別標簽、動物或者可以成組或分類的任何其它類型或類別的客體。
在本發(fā)明的另一實施例中，該號碼包括一個檢錯部分。該檢錯部分還能至少在一定程度上糾錯。當然，在本發(fā)明的寬闊范圍內(nèi)不強求檢錯或糾錯。
上面概括了本發(fā)明相對廣義、優(yōu)選以及替代的特征，從而業(yè)內(nèi)人士能更好地理解下面的對本發(fā)明的詳細說明。本發(fā)明的其它特征會在下面說明以形成本發(fā)明的權(quán)利要求書的主題。業(yè)內(nèi)人士應理解，他們可以方便地把所公開的概念以及具體實施例用作為設(shè)計或者修改其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)從而實現(xiàn)和本發(fā)明相同的用途。業(yè)內(nèi)人士還應意識到，這些等同結(jié)構(gòu)不背離本發(fā)明最廣義形式下的精神和范圍。


為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在在連帶著各附圖下參照下面的說明，附圖中圖1是一個等角側(cè)視圖，示出一個采用本發(fā)明的一實施例的包裹分類和識別機，用于當包裹在傳送帶上經(jīng)過該機器中安裝的讀出器時識別包裹；圖2示出可和本發(fā)明一起使用的計算機或通信網(wǎng)絡型實施例的方塊圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的一SAW識別標簽實施例的頂表面平面圖；圖4示出數(shù)字PPM的一個例子，以便表示四個利用常規(guī)PPM發(fā)送數(shù)據(jù)的時間片段部分；圖5示出本發(fā)明的一個實施例例子，以表示用于常規(guī)四狀態(tài)數(shù)字PPM的脈沖位置；圖6示出本發(fā)明的一實施例例子，其允許故意把脈沖位置構(gòu)建成具有小于Tmin的明顯重疊間距；圖7示出一種脈沖實施例的細節(jié)，其五重地增加狀態(tài)數(shù)量但檢測裕量有限；圖8A和8B示出帶有+90°附加相移重疊脈沖的實部和虛部；圖9示出本發(fā)明的一實施例，其中采用不等于90°的相位增量從而明顯改進修正狀態(tài)和相鄰狀態(tài)之間的辨別，其允許的脈沖間距是Tmin/5并且在相鄰的允許狀態(tài)之間采用78.5°的相位差；圖10示出最小脈沖間距規(guī)則的實施例，其允許同時使用MPGK和PTSK；圖11示出一張表，其表示當在跳躍因子為4的一個21個隙的組中采用3個反射器時存在的286種可能狀態(tài)。
圖12示出二張表，以表示來自一個SAW RFID標簽的二個狀態(tài)子組，該標簽每個組帶有4個反射器和20個隙，相鄰隙之間的相位增量為±90°并且分成二個各帶有10個隙的交錯子組。
圖13示出一張表，以示出帶有10個隙、二個反射器以及36種可能布局的SAW RFID標簽的狀態(tài)；圖14示出操作根據(jù)本發(fā)明的原理實現(xiàn)的SAW識別標簽的方法的框圖；以及圖15示出制造根據(jù)本發(fā)明的原理實現(xiàn)的SAW識別標簽的方法的框圖。
具體實施例方式
首先參照圖1，其示出一個采用本發(fā)明的一實施例的包裹分類和識別機100的等角側(cè)視圖，以用于當包裹110在傳送帶120上經(jīng)過該機器100所包含的讀出器130時識別包裹110。該機器100代表本發(fā)明可應用于大量需要識別客體的特殊性的行業(yè)的此類機器100，并且示出以展示本發(fā)明的一些有用方面。業(yè)內(nèi)人士會理解，可以利用看起來是數(shù)量無限的用來包含應用本發(fā)明的讀出器130的配置的機器100。在共同轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的Hartmann的標題為“高信息容量SAW識別標簽的讀出器以及其使用方法”的美國10/066,249號專利申請中詳細說明用來詢問并且解碼SAW識別標簽140響應的SAW識別標簽140讀出器130，該申請收錄作為參考文獻。
存在一些總是需要對客體識別出特定特殊性的歷史行業(yè)應用。例如，運輸業(yè)總是必須識別每個帶有從起點到目的地的特殊性的行李和貨運件。其它這樣的行業(yè)包括隔夜投遞服務；包裹投遞服務；郵購目錄商店；以及甚至畜牧業(yè)，其中從誕生到送到屠宰場跟蹤每條牛。這些行業(yè)采用的方法包括從在客體上設(shè)置標簽或標牌以便能目視識別客體到使用某種形式的現(xiàn)有技術(shù)識別標簽系統(tǒng)。本文中說明便宜的SAW識別標簽140將革命傳統(tǒng)的識別和跟蹤系統(tǒng)。本發(fā)明所覆蓋的SAW識別標簽140具有充足的數(shù)據(jù)容量以及足夠可靠的讀出范圍以取代大部分現(xiàn)有技術(shù)識別系統(tǒng)。本發(fā)明能使要求按特殊性全球地識別和跟蹤客體的傳統(tǒng)行業(yè)更經(jīng)濟地并且更有效地進行識別和跟蹤。
不僅目前正在使用或者明顯需要使用某種形式的識別標簽的行業(yè)會發(fā)現(xiàn)本文所說明的發(fā)明是特別有用的，而且其低價格、高數(shù)據(jù)容量以及更長的可靠讀出范圍會使其它行業(yè)尋求SAW識別標簽140的使用，現(xiàn)在只能預料其中的一些。例如，由于可以如此便宜地制造SAW識別標簽140同時仍能含有大量的數(shù)據(jù)，雜貨商店跟蹤各個存貨，例如某特定的湯罐頭或者某特定的面包棍，會變?yōu)榻?jīng)濟。通過使它的供應商能夠使用該信息(例如利用因特網(wǎng))，通過補充售出的商品或者去掉過期的商店這些供應商能使該商店的貨架保持更加有效。
當然，仍然存在有待確定的會發(fā)現(xiàn)本發(fā)明對它們是有用的一些行業(yè)和其它應用，它們都在本發(fā)明的預期范圍內(nèi)。本發(fā)明的一種想象應用要求用SAW識別標簽140放在其它識別標簽上，不論這種其它標簽是SAW識別標簽140、現(xiàn)有技術(shù)標簽或者是以后發(fā)明的標簽。例如，在使用非常貴的識別標簽識別貨運集裝箱并且必須把該標簽送回到貨主或者驗證該集裝箱標簽是真實的情況中，這種使用應是合適的。
現(xiàn)在回到圖1，假定所示出的機器100由一個包裹投遞公司使用，其業(yè)務是在一個城市里接收貨主的包裹并且投遞到另一個城市里的收件人。還假定機器100只是一些類似機器100中的一個，該投遞公司在它的終端、集中點和投遞車輛系統(tǒng)中使用這些機器100。
在該公司的投遞系統(tǒng)中，依據(jù)本文說明的發(fā)明構(gòu)建并操作的SAW識別標簽140位于每個包裹110上或內(nèi)。在該系統(tǒng)中的每個點上當包裹110經(jīng)過機器100中的窗口135時，安裝在機器100上的讀出器130中的詢問器145發(fā)出激勵包裹110上或內(nèi)的SAW識別標簽140的射頻詢問信號。接著SAW識別標簽140響應該詢問信號，該響應由讀出器130檢測。接著讀出器130解碼該響應以得到該特定包裹110的識別號碼。
業(yè)內(nèi)人士會理解，采用本文說明的這種類型的SAW識別標簽140的系統(tǒng)將具有獨特性質(zhì)。例如，圖1中所示的系統(tǒng)最有可能要求讀出器130具有一個跨越傳送帶120的寬度的讀出場的詢問器145，以便當包裹通過窗口135時和它在帶120上的位置和取向無關(guān)地識別每個包裹110。為了應對不同尺寸的包裹110，讀出器窗口135還必須足夠大以允許各種尺寸的包裹110方便通過。這還意味著讀出器130和標簽140組合必須具有充足的范圍，從而讀出器130可以可靠地讀出離讀出器130最遠的包裹110上的SAW識別標簽140。
在如本文所假設(shè)的投遞系統(tǒng)中，重要的是，在包裹110被識別后使它的有關(guān)信息能被廣泛使用。為了傳播這種信息該示出的機器100和一個計算機150連接，但它只是網(wǎng)絡中的若干計算機150中之一(后面說明)。由于在該網(wǎng)絡上能得到包裹110的識別信息，可以對包裹110采取一些決策和動作，例如，向貨主提供有關(guān)包裹100的跟蹤信息，為了投遞對包裹110選擇通過另一個承運公司的路線；指定包裹110裝到某車輛上以便投遞，等等。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖2，圖中示出一個可以有用地和本發(fā)明一起使用的計算機或通信網(wǎng)絡200的實施例的方塊圖。網(wǎng)絡200可以是局域網(wǎng)(“LAN”)、廣域網(wǎng)(“WAN”)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、外聯(lián)網(wǎng)、因特網(wǎng)、廣義互聯(lián)網(wǎng)、它們的任何組合以及許多其它網(wǎng)絡。出于簡明的目的，本文中采用的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)是一個企業(yè)(例如一個帶有多個辦公室的包裹投遞公司)內(nèi)的專用網(wǎng)，并且它可能包括互聯(lián)的LAN以及WAN中的租用線。典型地，內(nèi)聯(lián)網(wǎng)還包括通過一個或多個網(wǎng)關(guān)計算機(未示出)對因特網(wǎng)的連接。內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的主要用途是共享信息和計算資源，以及在一些實例中促進成群工作。例如，一個投遞公司可以在它的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中保持某些有關(guān)包裹110的信息，供它自己使用但允許它的顧客在因特網(wǎng)上訪問有關(guān)包裹的信息例如跟蹤信息。
本發(fā)明如何可以有用地采用計算機或通信網(wǎng)絡200的另一個例子是例如雜貨或五金商店。由于商店里的每件商品會具有一個和它關(guān)聯(lián)的SAW識別標簽140，當售出一件商品時把有關(guān)售出的信息輸入到該商店的和網(wǎng)絡200連接的計算機中。如果該商店的供應商訪問該網(wǎng)絡(可能通過因特網(wǎng))，這些供應商可以監(jiān)視庫存并且補充售出的物品或者去除過期的或未售出的物品。類似地，大范圍的感興趣方可以同時從訪問該數(shù)據(jù)獲益。
典型計算機網(wǎng)絡200環(huán)境內(nèi)含有一個服務器210，后者包括至少一個數(shù)據(jù)庫用于接收請求、完成規(guī)定任務并且檢索和更新信息例如本情況下有關(guān)通過SAW識別標簽140識別的物品的活動。計算機網(wǎng)絡200最有可能包括一個或多個的各種常規(guī)接口設(shè)備，例如個人計算機220、常規(guī)工作站230、常規(guī)辦公室計算機系統(tǒng)240以及常規(guī)膝上計算機250。除了常規(guī)接口設(shè)備之外，計算機網(wǎng)絡200還可以包括個人數(shù)字助理260和可單獨尋址裝置(“IAV”)。IAV270可以是任何含有一些和無線接收器和/或發(fā)送器組合的計算機功能并且能單獨尋址的裝置。例如，投遞車輛或行李裝卸機可以具有一個是IAV270的終端。
再轉(zhuǎn)到圖3，圖中示出一依據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的SAW識別標簽300實施例的上表面305的平面圖。SAW識別標簽300有一個帶著周知的壓電特性的基片310。換能器315位于基片310表面305的一端上。當換聲器315和一個用來獲得來自讀出器的詢問信號的裝置(例如通過一個天線)連接時，產(chǎn)生一個頻率和振幅已知的信號，其作為表面聲波或SAW向下朝基片310行進。在本發(fā)明的一實施例中，換能器315配置成產(chǎn)生頻率在2和3吉赫之間的SAW。該實施例的一個特別有用的方面是把該換能器配置成具有國際認可ISM頻帶內(nèi)的約為2.45吉赫的頻率。當然，如業(yè)內(nèi)人士會理解那樣，在400MHz和6GHz之間的任何頻率以及任何其它用來產(chǎn)生SAW的頻率都在本發(fā)明的預期范圍內(nèi)。
設(shè)計成把一部分SAW反射回到換能器315的各反射器320位于基片310的表面305上。這些反射器320排列成用一個可以解碼或者解調(diào)的識別號編碼反射響應。在本發(fā)明的一實施例中，對于具體的SAW識別標簽300該識別號是全球唯一的。
在本發(fā)明的一實施例中，至少一些反射器320是單條的導電材料。反射器320可以替代地是多條耦合在一起充當單個反射器320的導電材料。業(yè)內(nèi)人士會理解，反射器320可以是隔離的金屬條，電氣短路的金屬條，介質(zhì)條，半導體條，表面變形例如蝕刻槽、上述任何一者的點陣，以及各種其它結(jié)構(gòu)，如可以采用任何其它各種反射器320配置那樣，它們?nèi)荚诒景l(fā)明的預期范圍內(nèi)。
當換能器315產(chǎn)生SAW信號時，SAW信號沿基片310的長度方向前進直到它遇到一個反射器320并且反射一部分信號。SAW信號的未反射部分繼續(xù)沿著基片305前進并且從所有隨后的反射器產(chǎn)生其它反射信號以產(chǎn)生一個對該SAW識別標簽300唯一的完整調(diào)制反射響應。換能器315把該完整調(diào)制反射響應變換成一個通過適當裝置(例如天線)回送到讀出器的電信號。然后譯碼或解調(diào)該響應以便揭示具體的SAW識別標簽300號碼。在共同轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的Hartmann的標題為“用于識別標簽的對象命名網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施以及其操作方法”的美國10/062,791號專利申請中更詳細地說明確定SAW識別標簽300號碼的方法，該申請收錄作為參考文獻。
為了說明各反射器320在基片305上的布局，研究有關(guān)的信號調(diào)制方法是有幫助的。利用常規(guī)脈沖位置調(diào)制(PPM)，可以通過把一個數(shù)據(jù)流分成各個樣本值對該數(shù)據(jù)流編碼，其中利用單脈沖發(fā)送一個樣本中含有的信息。在預定的時間跨距上改變該單脈沖的時間位置起發(fā)送該樣本中的信息的作用。類似地使用后續(xù)時間跨距中的各個單脈沖以便發(fā)送后續(xù)各樣本值中的信息。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到示出數(shù)字PPM的一個例子的圖4，其中示出一個利用常規(guī)PPM發(fā)送數(shù)據(jù)的時間跨距的四種位置。在此情況下，要發(fā)送的樣本是數(shù)字的并且具有四種可能值中的一個值。示出四種可能的波形，它們由標稱相同的單脈沖波形構(gòu)成，波形的時間位置可以集中在四種時間位置或脈沖位置之一上。為了保證任何選定脈沖峰值處來自相鄰脈沖位置的裙緣基本為零，脈沖位置之間所需的最小時間間距為Tmin。當然，可以在不會影響對PPM信號的解調(diào)能力下采用比Tmin寬的脈沖間距，但是，如果脈沖位置間隔比Tmin更近，更難以清楚地把一個脈沖位置和它的鄰居區(qū)分開來。在這四種可能的峰值脈沖位置的每個上對PPM波形采樣并且選取最大的一個造成對常規(guī)PPM的解調(diào)。業(yè)內(nèi)人士容易清楚，必須利用技術(shù)上已知的一些同步方法中的一種同步解調(diào)過程。
這四種可能的脈沖位置代表數(shù)據(jù)的二個二進制位。單脈沖占據(jù)的后續(xù)四脈沖位置組可以代表數(shù)據(jù)的另二個二進制位?？梢允褂萌魏嗡钄?shù)量的后續(xù)四脈沖位置組以表示一個包含許多信息位的期望數(shù)據(jù)字。
對于基于SAW部件的RFID標簽PPM調(diào)制是一種有利的方法，因為(1)通過布置在SAW基片上的SAW反射器容易建立和規(guī)劃單脈沖，(2)各種脈沖時間位置直接和可能的SAW反射器的空間布局相關(guān)，(3)數(shù)據(jù)的位數(shù)大于單脈沖的數(shù)量(這減小標簽插入損失)以及(4)對于所有可能的標簽識別號SAW反射器的數(shù)量保持不變(這對于任何標簽識別帶來帶有均勻脈沖振幅的損耗相當?shù)偷臉撕?。但是，采用用于SAWRFID標簽的PPM也具有局限。這些局限包括(1)PPM數(shù)據(jù)密度低(這增加芯片尺寸和成本)；(2)低數(shù)據(jù)密度和SAM芯片的實際最大尺寸產(chǎn)生實際標簽位數(shù)的上限；以及(3)PPM SAW標簽中各個反射器之間的多次反射產(chǎn)生不希望的會干擾PPM脈沖序列后面部分的脈沖。本發(fā)明克服這些以及其它問題。
出于簡明目的，如后文中使用那樣術(shù)語“隙”(圖3中示出)指的是基片305上的某些空間位置，其上適當安放的反射器320會按預定方式和換能器315產(chǎn)生的SAW相互作用。每個隙是一個其上可以安放一個反射器320以作為對某個數(shù)據(jù)元素編碼的一部分的位置。通常，每個隙相對于換能器315具有唯一SAW傳播延遲。隙通常按“時隙”說明，因為利用一組預定規(guī)則在空間位置和時間位置之間存在一對一的對應關(guān)系。當在一個具體的隙中安放一個反射器315時，當整個部件遭受讀出信號時形成一個SAW能量反射脈沖。如本文中使用那樣，術(shù)語“組”(圖3中示出)表示隙的一種特定集合，通過在組成該組的選定隙中選擇性地安放一個或多個反射器320在編碼和譯碼數(shù)據(jù)元素中集體處置該隙的特定集合。
在圖4中，Tmin是按一個代表以任何可能的脈沖位置為中心的時間長度的隙定義的。組是通過相鄰隙的集合表示的。在圖4的例子中，示出一個代表二個二進制數(shù)據(jù)位的帶有四種狀態(tài)的組。如果采用四個四隙的組，可存在256個可能狀態(tài)(或組合)(4狀態(tài)×4狀態(tài)×4狀態(tài)×4狀態(tài)＝256狀態(tài))。這對應8位的數(shù)據(jù)(或者比單組多四重的數(shù)據(jù))。這256個狀態(tài)(8位的數(shù)據(jù))總共占據(jù)16個隙。如果把這16個隙組合成單個組并且采用常規(guī)PPM方法，則一個脈沖應占據(jù)這16個隙之一。可使用的16個狀態(tài)(四位的數(shù)據(jù))明顯少于按四個各帶有四個隙的獨立的組產(chǎn)生的256個狀態(tài)。
如果把常規(guī)PPM概念放在一邊并且在單組中允許多脈沖的話狀態(tài)數(shù)量明顯增加。例如，如果在一個16個隙的組中允許四個脈沖的話，存在1820個狀態(tài)，這明顯多于四個各帶有四個隙的組的更常規(guī)PPM可使用的256個狀態(tài)(其中同樣占據(jù)16個隙)。另外，如果在16個隙的組中使用八個脈沖，可得到12,870個狀態(tài)，這是更大的改進。如果16個隙的組中允許七個、八個或九個脈沖，35,750個狀態(tài)是可能的，這對應多于15位的數(shù)據(jù)(和在相同空間下采用常規(guī)PPM的八位數(shù)據(jù)對比)。
一旦在單個組中允許多個脈沖，把調(diào)制格式再按PPM描述是不恰當?shù)摹＿@種新方法的更適當?shù)拿质敲拷M多脈沖鍵控(MPGK)，其中鍵控等同于調(diào)制。MPGK具有數(shù)種變型。
MPGK包括(1)把要發(fā)送的數(shù)據(jù)流分成一個或多個分離的樣本值；(2)利用多于一個(即多個)脈沖發(fā)送給定樣本值；(3)在劃分成名義上相鄰但不必必須相鄰的時隙的時間跨距中發(fā)送多于一個的脈沖；(4)構(gòu)成該時間跨距的時隙集合組成一個隙組；以及(5)按預定方式在該隙組中分配多個脈沖以便通過數(shù)據(jù)映象函數(shù)和/或表表達各個樣本值中包含的信息。各組在隙的數(shù)量和/或占用的隙數(shù)上可以不同。所有的隙不必必須相同(允許不等的隙寬、脈沖幅值等)并且隙不必彼此相鄰?？梢园褑谓M定義成它只具有數(shù)量固定的占用隙，或者替代地可以允許占用數(shù)量不同的隙。每個數(shù)據(jù)報文可以包括多于一種類型的組(例如，標題可以為一種組類型，實際數(shù)據(jù)為第二組類型，而檢錯/糾錯可能為第三類型)。所有這些變型在SAW RFID標簽中找到特殊應用。所有這些變型在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖5，圖中未出本發(fā)明的一實施例例子，其示出常規(guī)四狀態(tài)數(shù)字PPM的各種脈沖位置。在最簡單的實現(xiàn)下，本發(fā)明覆蓋的調(diào)制方法采用每個組單個脈沖，這和常規(guī)PPM類似。圖5中的例子緊湊表示帶有四個隙的組中允許的脈沖位置，其中Tmin是允許的脈沖峰值位置之間的時間間距。在PPM下只發(fā)送該組中這些脈沖中的一個并且如果在允許的峰值位置上完成解調(diào)采樣的話，樣本中的三個實質(zhì)上為零而正確樣本會具有等于1的幅值。如果解調(diào)期間未把采樣正確地同步到各峰值位置上，則該“正確脈沖”位置處的幅值開始減小同時相鄰位置上的幅值變成大于零。但是，仍然可以正確地解調(diào)信號。如果系統(tǒng)中還存在噪聲，因該計時誤差造成的不正確解調(diào)的概率會增加。但是，如果計時誤差小，可以忽略退化。原則上，如果信噪比足夠小，只要計時誤差小于Tmin/2仍可以成功解調(diào)信號。
即使脈沖部分重疊仍可成功區(qū)別單脈沖的二個可能位置的能力可以用于提高數(shù)據(jù)密度但其代價是加大信噪比敏感性。這種數(shù)據(jù)密度增加是通過以一個允許脈沖位置的裙緣和相鄰脈沖位置的峰值重疊的方式使允許的脈沖位置靠得更近實現(xiàn)的。
現(xiàn)到圖6，圖中示出本發(fā)明的一實施例例子，其中允許的脈沖位置故意構(gòu)建成具有小于Tmin的明顯重疊間距。和圖5中示出的五個單元相比，允許脈沖間距減小到為一個單元。在此情況下，隙寬等于Tmin/5，從而潛在地表示狀態(tài)數(shù)量上的五倍增加。由于其明顯減小用來區(qū)別相鄰脈沖位置的檢測裕量，很少采用這種增加數(shù)據(jù)密度的方法。
轉(zhuǎn)到圖7，圖中示出狀態(tài)數(shù)量增加五重但檢測裕量有限的一種脈沖實施例的細節(jié)，為了解調(diào)圖7中示出的帶有強重疊脈沖的信號，對接收到信號在所有可能脈沖位置的各峰值位置(即，圖7水平軸上的所有整數(shù)位置)進行采樣應是必須的。如從圖7清楚看出那樣，對于相鄰的脈沖位置幅值鑒別特別差，但是對于隔一個相鄰的脈沖、隔二個的脈沖、等等這種鑒別提高。本發(fā)明提供一種本文所說明的新穎調(diào)制格式。各允許脈沖修改成各個脈沖不僅具有不同的時間位置而且在各相鄰脈沖之間增加相位階躍。例如，如果在每個相鄰脈沖之間添加±90°的相位階躍，則t＝0(時間等于零)處的脈沖將具有0°，t＝1處的脈沖將具有±90°，t＝2處的脈沖將具有±180°，t＝3處的脈沖將具有±270°，t＝1處的脈沖將具有±360°，等等。如后面表明那樣，即使隙間距小于Tmin，同時組合相移和時移調(diào)制可以明顯改進相鄰隙之間的鑒別。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖8A和8B，圖中示出+90°附加相移下各重疊脈沖的實部和虛部。由于該示出的實施例中采用90°的相位倍數(shù)，奇數(shù)脈沖(1，3，5，等等)實部等于零而偶數(shù)脈沖虛部等于零。
為了解調(diào)圖8中的信號，必須在峰值位置(t＝0，1，2，等等)上對接收信號的實部采樣并且把采樣信號的相位從一個時隙移到下個時隙，從而它會符合應在隙位置上出現(xiàn)的脈沖的預期相位。
通常，可以采用大范圍的相角，它們中的許多可以給出和該特定90°情況相同的或者更好的性能。例如，在Tmin/5的隙間距情況下，階躍角在90°附近按大于±20°改變不會造成明顯退化。
轉(zhuǎn)到圖9，圖中示出一個本發(fā)明的采用不等于90°的相位增量并且明顯改善正確狀態(tài)和相鄰狀態(tài)之間的鑒別的實施例，該例中允許脈沖之間的間距是Tmin/5并且相鄰的允許狀態(tài)之間采用78.5°的相位差。在圖9中選擇90°之外的相位增量，以便示出各種相角下正確狀態(tài)和相鄰狀態(tài)之間的鑒別得到明顯改進。更加重要的是，和前面示出的允許脈沖之間的間距相同但不帶有相移的圖7相比，圖9顯示驚人改進。和允許脈沖間的間距為Tmin的更常規(guī)的PPM相比，圖7和圖8、圖9在狀態(tài)數(shù)量上具有大致相同的五倍的改進。但是，在不帶有相移(圖7)下最小檢測裕量僅為0.067，而帶有相移(圖8和9)下對相鄰狀態(tài)的檢測裕量現(xiàn)在為0.81，這很類似于檢測裕量接近1的更常規(guī)的PPM。
在圖9中示出的實施例中，脈沖調(diào)制特征在于按已知方式同時偏移脈沖通信信號的相位和時間位置。以下把該實施例稱為同時相移和時移鍵控(PTSK)，其中鍵控等同于調(diào)制。盡管本文中的討論只考慮均勻間隔的時移以及均勻間隔的相移，業(yè)內(nèi)人士會理解時移或相移(或者二者)的不均勻間距在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
在該實施例中，要發(fā)送的數(shù)據(jù)流(1)劃分成一個或多個獨立的樣本值；(2)利用至少一個脈沖發(fā)送給定的樣本值；(3)在劃分成名義上相鄰但不必必須相鄰的時隙的時間跨距中發(fā)送至少一個脈沖；(4)構(gòu)成該時間跨距的時隙集合組成一個隙組；(5)每個隙具有唯一相移和唯一時間位置；以及(6)按預定方式在該隙組中包含至少一個脈沖以便表示該獨立樣本值中包含的信息。各個組在隙的數(shù)量上和/或占用的隙數(shù)是可以改變的，這仍在本發(fā)明的范圍內(nèi)，而且，單組可以定義成它只具有固定數(shù)量的占用隙，或者替代地可允許它有數(shù)量不同的占用隙。另外，單個數(shù)據(jù)報文可以包括多于一種類型的組(例如，標題可以為一種組類型，實際數(shù)據(jù)為第二組類型，而檢錯/糾錯可能為第三類型)。所有這些變型在SAW RFID標簽上具有特定的用處，所有這些變型都在本發(fā)明的預期范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一實施例中，可以實現(xiàn)多脈沖組鍵控和同時相移時移鍵控的組合(MPG/PTSK)。前面示出的MPGK里在一個組中使用多脈沖但用Tmin分隔脈沖位置。類似地，在前面示出的PTSK里每個組只使用一個脈沖(類似常規(guī)PPM)，但允許脈沖間的間距明顯小于Tmin。組合這二種類型需要注意一些微妙細節(jié)。在MPGK情況下，二個相鄰的隙可以都是占用的，因為如前面說明那樣一個脈沖的裙緣不和任何相鄰脈沖的峰值重疊(和常規(guī)PPM中一樣，如圖5中所示)。但是，當采用強重疊脈沖時如果允許同時占用二個相鄰的或者靠得很近的隙如圖7中所示，脈沖之間可能會存在符號間強干擾并且在脈沖間存在明顯相移(例如圖7和9)的情況下可現(xiàn)造成二者之間的幾乎全部的抵消。如果要使MPGK調(diào)制方法和PTSK方法成功組合，必須解決這種可能的干擾。
當一起采用MPGK和PTSK時，解決該干擾問題的主要方法是施加最小脈沖間距規(guī)則。一個通常有用的規(guī)則是，盡管允許脈沖位置可以具有明顯小于Tmin的時間間距，在具體波形上任何二個包含在該波形中的實際脈沖必須總是具有等于或大于Tmin的最小間距。
轉(zhuǎn)到圖10，其中示出允許一起采用MPGK和PTSK的最小脈沖間距規(guī)則的一個實施例。在該例中，該波形中的一個脈沖選擇成在t＝0上出現(xiàn)，并且按照最小脈沖間距規(guī)則在位置t＝1，2，3和4上拒絕下個脈沖但允許在位置t＝5，6，7，等等上出現(xiàn)。(注意為了簡明在圖10中略去脈沖隙之間的PTSK相移。)注意在Tmin等于五個隙的情況下，選定的脈沖之間至少跳過四個脈沖隙。在更一般的情況下，如果隙寬度等于Tmin/N，則可把跳越因子定義為等于N-1?？梢圆捎酶蟮奶揭蜃硬⑶以谝恍┣闆r中會是有益的(例如在外部強干擾的操作環(huán)境下)。在一些別的情況中略小的跳越因子也是有益的，但是看來確保最小間距規(guī)則等于Tmin會是大部分情況中的最佳選擇。
當一起采用PTSK和MPGK時解決二個相鄰占用隙的潛在干擾問題的另一種方法基于如果隙間的相移為±90°形成的相鄰隙之間的正交性(參見前面圖7中給出的例子)。如果相位足夠接近±90°，則任何給定隙中的脈沖不會和二個相鄰的隙干擾。在此情況下，所有奇數(shù)隙完全獨立于所有偶數(shù)隙。但是，脈沖仍可以和它的第二、第四、第六等等的最近鄰居干擾，如果這些鄰居的間距比Tmin近的話。在該特定“最近鄰居正交”情況下，一種分析選項的有用方法是把隙分成二個相互纏繞的子集(I和Q)。然后，如果需要，分別對每個子集施加圖10中示出Tmin最小間距規(guī)則。
本發(fā)明的該組合采用PTSK和MPGK的實施例的特征在于，相鄰隙中脈沖之間的明顯重疊。從前面對PTSK和MPGK的說明中可以推出該實施例的變型。
但是，任何PTSK和MPGK的組合應考慮到需要提供一種手段以便避免當采用具有明顯相鄰隙重疊的脈沖時出現(xiàn)的符號間潛在干擾作用。由于該方法組合了前面說明的二種實施例的特征，可以適當?shù)匕阉Q為MPG/PTSK(即，多脈沖組和同時相移時移鍵控組合)。
業(yè)內(nèi)人士清楚，其它廣范圍的相移和最小間距規(guī)則的組合在本發(fā)明的期望范圍之內(nèi)。例如，可能允許一個或更多的脈沖帶有小于Tmin的間距。通常，利用下述變量的組合各種優(yōu)化是可能的(1)相鄰隙之間的相移；(2)整數(shù)或非整數(shù)分割Tmin以定義時隙間距；(3)各種不同的甚至可以在一個組中的各個隙上的“跳躍”規(guī)則；(4)采用(或者組合)二進制之外(因為每個組的狀態(tài)數(shù)量不必等于2的冪)的數(shù)字系統(tǒng)；(5)采用其中“數(shù)據(jù)狀態(tài)”的數(shù)量小于一個組中的總允許狀態(tài)的映射，以便處理異常、檢錯/糾錯和改善對傳輸劣化的免疫性等；以及(6)諸如脈沖幅值的其它改變。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖11，圖中的表示出在跳躍因子為4的21個隙的組中采用三個反射器時的286種可能的狀態(tài)。這是一個單組的例子，其中SAW RFID標簽具有每個組三個反射器、每個組21個隙、跳躍因子為四并且相鄰隙之間的相位增量在75°到105°的范圍內(nèi)。相鄰隙之間的相位增益范圍和前面連同圖8和9說明的范圍相同。通過采用為四的跳躍因子避免相鄰脈沖之間由于相鄰脈沖間的五重重疊造成的干擾。很明顯286個狀態(tài)足以編碼和8位數(shù)據(jù)對應的256個狀態(tài)。該具體變型的組長度約比圖4中示出的常規(guī)PPM方法長25％，但是它得到八個數(shù)據(jù)位，這是圖4例子示出的二位的四倍。另外，它只用三個而不是四個SAW反射器達到八位，而對于常規(guī)PPM下的八個數(shù)據(jù)位則需要三個反射器。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖12，圖中示出來自一個SAW RFID標簽的二個子狀態(tài)組，該標簽為每組四個反射器、每組20個隙、相鄰隙之間的相位增益為±90°從而分成二個各為十個隙的交錯子集，根據(jù)同相隙或者正交隙這二個子組稱為I子組成Q子組。另外每個I或Q子組內(nèi)最小脈沖間距為三(即跳躍因子為2)并且每個子組只允許每個具體相位一個反射器。(注意圖12中偶數(shù)隙里的可能反射脈沖相位上和來自奇數(shù)隙的可能反射脈沖差180°。當一起考慮I子集和Q子集時，總共可能有256種組合，這足以編碼8個二進制數(shù)據(jù)位。
回到圖3，通過在基片305上于按脈沖位置和相位位置排列的隙330的組340中安放各反射器320產(chǎn)生唯一返回信號。隙的數(shù)量330取決于所采用的編碼系統(tǒng)。在該示出的實施例中，隙330是按相位正交排列的以和SAW返回信號的+I336、+Q337、-I338和-Q339對應。第一組340中前四個隙330是用編號標志的，而在第二組340中每個隙330用各自的相位位置標記。在其它實施例中可使用不同的相位位置，這些不同的相位位置會要求相應地排列各個隙。當然任何數(shù)量的相位位置以及任何數(shù)量的隙都在本發(fā)明的預期范圍內(nèi)。
如上面敘述那樣，相對于換能器315每個隙330位于預定的脈沖位置和相位位置。為了使符號間干擾最小，通常在實際反射器之間強制跳躍因子。
本發(fā)明的另一個特征是在SAW換能器315和組340之間安放一個成幀反射器350以便幫助隔離信號并且能更方便識別它以便進行譯碼。該成幀反射器350可以看成是一個起始點，其設(shè)置在離換能器315規(guī)定的距離處以便標識反射信號中開始譯碼或解調(diào)的點。在另一實施例中，還在表面305上安放一個結(jié)束反射器360，它和成幀反射器350一起用來框定編碼SAW識別標簽300號的整個反射信號。當然可以設(shè)置附加的成幀反射器350或結(jié)束反射器360來改善信號同一性并且在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖13，圖中表示出帶有10個隙、2個反射器以及36種布局的SAW RFID標簽的狀態(tài)。該表是在這樣的情況下得出的，其中該SAWRFID標簽每組具有4個反射器，每組20個隙，跳越因子為3和相鄰隙之間的相位增量為正或負90°，并且每個組分成二個各具有二個反射器的交錯子局。該例子和前面其中把四個不同的相位狀態(tài)劃分成各帶有10個隙的二個子組的例子很類似?？梢园衙總€子組看成是具有等于1的跳越因子。該表給出和一個這樣的子組對應的狀態(tài)。該例和該前面的例子之間的唯一不同是這二個同相反射器(+I和-I)符號可以相同或者相反。該例的主要優(yōu)點是，在每個子組36個狀態(tài)下，每個組可以得到總共10位，這比前面例子中的8位要好。該例的缺點是亂真反射可能比前一個例子差，并且對脈沖拖尾效應的敏感性可能會增加。
由此本發(fā)明引入采用相位位置及脈沖位置調(diào)整和/或采用多脈沖組合的廣義概念，從而大大增加SAW識別標簽300可以含有的數(shù)據(jù)量。這種數(shù)據(jù)容量允許SAW識別檢簽300含有對特定SAW識別標簽300唯一的的號碼，例如全球唯一號碼，這允許把SAW識別標簽300用于識別和可靠跟蹤數(shù)量空前的客體。這種唯一編號能力有益地影響客體(或財產(chǎn))跟蹤，并且使全球客體跟蹤系統(tǒng)成為可能，尤其當利用因特網(wǎng)的效力時。
SAW識別標簽300的大數(shù)據(jù)容量在本發(fā)明的一實施例中允許在其上對一個關(guān)聯(lián)客體編碼數(shù)據(jù)。從而，可以使SAW識別標簽300有益地附著于任何鄰近客體，該客體可以是機械部件、包裹、供給器、動物或者其它物品，而且該信息可用來標識和分類該客體。
在本發(fā)明的另一實施例中，該號碼包含檢錯部分。該檢錯部分還能進一步對至少部分內(nèi)容糾錯。當然，在本發(fā)明的廣范圍內(nèi)不必強求檢錯或糾錯。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖14，其中示出操作SAW識別標簽的方法1400的框圖。該方法從開始步驟1410開始。該方法1400在激勵步驟1420激勵位于壓電基片上的SAW換能器以建立SAW。在引起步驟1430中，根據(jù)本發(fā)明的采用相位位置及脈沖位置調(diào)制和/或使用多脈沖組合的廣概念按預定方式引起該SAW在隙組中分布的各反射器上反射以便編碼期望數(shù)據(jù)到標簽上。在解調(diào)步驟1440中，對SAW的各反射部分譯碼以產(chǎn)生該SAW識別標簽上所編碼的號碼或者其它數(shù)據(jù)。該方法于結(jié)束步驟1450結(jié)束。本發(fā)明提供幾種操作SAW識別標簽方法的實施例。上面對SAW識別標簽的各種實施例的說明足夠詳細，從而業(yè)內(nèi)人士能夠理解并且實現(xiàn)所有這些實施例。
現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖15，其中示出制造SAW識別標簽的方法1500的框圖。該方法1500從開始步驟1510開始。在換能器形成步驟1520中，在壓電基片上形成SAW換能器，在方法1500的一實施例中，換能器配置成產(chǎn)生頻率在2和3吉赫之間的SAW。在反射器形成步驟1530中，按預定空間位置、相位位置和反射幅值形成各反射器以便構(gòu)成排列在至少一個隙組中的各個隙以及其它所需反射器例如成幀反射器。在反射器編碼步驟1540中，形成一組和要編碼的標簽數(shù)據(jù)對應的具體反射器，從而在該表面上只存在所需的反射器并且所有不含有反射器的隙是空的或者是無效的。盡管圖15順序地列出三個步驟1520、1530和1540，可以以任何次序地或并行組合地或者按加工工藝允許并發(fā)地、在除去(例如蝕刻)方式或添加(例如沉積)方式下完成這些步驟。
在方法1500的一實施例中，至少一部分的反射器是傳導材料條。在方法1500的另一實施例中，按正交相位部署相鄰的隙。在該方法的另一實施例中，設(shè)置至少四個的組并且編碼的號碼至少32位長。在再一實施例中，設(shè)置十二個組并且該號碼至少96位長。在又一實施例中，編碼數(shù)據(jù)對該SAW識別標簽是唯一的，而再一實施例提供的數(shù)據(jù)含有和該SAW識別標簽相關(guān)的客體有關(guān)的數(shù)據(jù)。另一實施例中的數(shù)據(jù)包含檢錯部分。在另一實施例中數(shù)據(jù)包括由字母部分和/或數(shù)字部分組成的常用字母數(shù)字信息。
在方法1500的一實施例中，反射器形成步驟1520實現(xiàn)成用死區(qū)分開各個組。在該步驟中還可以形成成幀反射器。最好形成并且編碼所需的換能器以及反射器，該方法在結(jié)束步驟1550結(jié)束。
利用基于單個換能器加以SAW反射結(jié)構(gòu)的SAW識別標簽說明了本發(fā)明。業(yè)內(nèi)人士應理解各種所有可能的改變，替代和變化都在本發(fā)明預期范圍之內(nèi)。它們包括但不限于(1)可以利用多個聲道和/或多個SAW換能器實現(xiàn)這種編碼的SAW器件；(2)可以以各種方式折疊SAW傳播路徑以達到器件面積較小或用于其它目的；(3)換能器包括使用單向SAW換能器；(4)可以在器件表面上利用其尺寸是SAW波長的小百分率的反射器元件的細?？臻g調(diào)整實現(xiàn)反射器結(jié)構(gòu)的相位位置；(5)可以連同多于一個的SAW換能器布置反射器從而在該多于一個的SAW換能器之間器件輸入可全部或部分地和器件輸出隔開；(6)替代在SAW器件中采用編碼的反射器，可以利用周知的帶有規(guī)定脈沖響應的SAW換能器濾波器實現(xiàn)完成部分或者全部編碼；(7)用來編碼數(shù)據(jù)的反射條和/或換能器條可以使用各種各樣的方法以便利用條的寬度、條的厚度(或深度)、條的數(shù)量和改變條的重疊對期望幅值加權(quán)；(8)SAW換能器還可以帶有諸如頻帶成形、相位補償?shù)墓δ芤约捌渌鼮V波器功能；以及(9)其它各種SAW技術(shù)元件。
本文中連帶SAW識別標簽說明了大范圍的調(diào)制方法。也可以在除SAW識別標簽之外的領(lǐng)域中使用這些調(diào)制方法，例如但不限于(1)基于SAW技術(shù)之外的技術(shù)的識別標簽；(2)用于識別標簽之外用途的SAW器件；以及(3)在不采用SAW技術(shù)并且用于識別標簽之外用途下使用本文中所說明的調(diào)制方法。
盡管詳細地說明了本發(fā)明，業(yè)內(nèi)人士理解可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的最廣形式下做出各種改變、替代和變形。
權(quán)利要求
1.一種表面聲波(SAW)識別標簽，包括一個其上安放著一個SAW換能器的壓電基片；一組在所述基片上按脈沖位置以及相位位置排列的隙；以及多個分布在所述隙之中的反射器，從而所述反射器通過脈沖位置以及相位位置編碼一個號碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAW識別標簽，其中所述反射器按其中所述相位位置成90°地排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAW識別標簽，還包括一個位于所述SAW換能器和所述組之間的成幀反射器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAW識別標簽，還包括多個由死區(qū)隔開的所述組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SAW識別標簽，其中所述號碼至少為8位長。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的SAW識別標簽，其中所述多個組為至少四組并且所述號碼至少為32位長。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的SAW識別標簽，其中所述多個組為至少十二組并且所述號碼至少為96位長。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別標簽，其中所述SAW換能器配置成產(chǎn)生頻率在2到3吉赫之間的SAW。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別標簽，其中至少一部分所述反射器是單條的傳導材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別標簽，其中所述號碼對于所述標簽是唯一的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別標簽，其中所述號碼包含和與所述標簽關(guān)聯(lián)的客體有關(guān)的數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別標簽，其中所述號碼包含檢錯部分。
13.一種操作表面聲波(SAW)識別標簽的方法，包括激勵一個位于一壓電基片上的SAW換能器以建立SAW；使所述SAW從分布在所述基片上的按脈沖位置和相位位置排列的隙組之中的反射器反射；以及解調(diào)所述SAW的各個反射部分以產(chǎn)生一個通過脈沖位置以及相位位置編碼的號碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述子隙中的四個排列成其中所述相位位置成90°。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括引起所述SAW從位于所述SAW換能器和所述組之間的成幀反射器反射。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括引起所述SAW從分布在由死區(qū)隔開的多個所述組之中的反射器反射。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述號碼至少為8位長。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述多個組為至少四組并且所述號碼至少為32位長。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述多個組為至少十二組并且所述號碼至少為96位長。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述SAW的頻率在2到3吉赫之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中至少一部分的所述反射器是單條的傳導材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述號碼對于所述標簽是唯一的。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述號碼包含和與所述標簽關(guān)聯(lián)的客體有關(guān)的數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述號碼包含檢錯部分。
25.一種制造表面聲波(SAW)識別標簽的方法，包括在壓電基片上形成一個SAW換能器；以及在所述基片上按脈沖位置和相位位置排列的隙組中沉積反射器組，所述反射器通過脈沖位置以及相位位置編碼一個號碼。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述反射器按其中所述相位位置成90°地排列。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括一個位于所述SAW換能器和所述組之間的成幀反射器。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括多個由死區(qū)隔開的所述組。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述號碼至少為8位長。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述多個組為至少四組并且所述號碼至少為32位長。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述多個組為至少十二組并且所述號碼至少為96位長。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述SAW換能器配置成產(chǎn)生頻率在2到3吉赫之間的SAW。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中至少一部分的所述反射器是單條的傳導材料。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述號碼對于所述標簽是唯一的。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述號碼包含和與所述標簽關(guān)聯(lián)的客體有關(guān)的數(shù)據(jù)。
36.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述號碼包含檢錯部分。
全文摘要
一種表面聲波(SAW)識別標簽以及該標簽的操作和制造方法。在一實施例中，該標簽包括(1)一塊其上安放一個SAW換能器的壓電基片，(2)在所述基片上的一組按脈沖位置和相位位置排列的隙，以及(3)一些分布在隙之中的反射器從而這些反射器通過脈沖位置以及相位位置編碼一個號碼。
文檔編號H03H9/64GK1615490SQ02827335
公開日2005年5月11日 申請日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月18日
發(fā)明者克林頓·S·哈特曼 申請人:射頻表面聲波元件公司