[發明專利]包括三維環形天線的射頻識別(RFID)標簽

無效

• 申請號: 201210397235.X
• 申請日: 2009-02-10
• 公開（公告）號: CN103107422A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 斯瓦加塔·R·班納吉;羅伯特·A·薩伊納蒂;威廉·C·埃格伯特;大衛·K·米塞梅
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H01Q7/00
• 分類號: H01Q7/00;H01Q1/22;G06K19/077;G06K7/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;崔利梅

技術領域

本發明涉及用于制品管理的射頻識別(RFID)系統，更具體地講涉及RFID標簽。

背景技術

射頻識別(RFID)技術事實上已經廣泛地應用于各個行業，包括交通、制造、廢物管理、郵政跟蹤、航空行李調度、和公路收費管理。典型的RFID系統包括多個RFID標簽、至少一個具有用于與RFID標簽通信的天線的RFID閱讀器（也稱為“詢問器”）或檢測系統、和控制RFID閱讀器的計算裝置。RFID閱讀器包括可以向標簽提供能量或信息的發射機，和從標簽接收身份和其它信息的接收機。計算裝置處理由RFID閱讀器獲得的信息。

通常，從RFID標簽接收的信息是具體應用所特有的，但通常對其上固定有標簽的制品進行識別。示例性的制品包括制造品、書籍、文件、動物或人，或幾乎任何其他有形制品。也可以提供制品的額外的信息。標簽可以用于制備處理期間，以（例如）表明制造過程中汽車底盤的油漆顏色或其它有用的信息。

RFID閱讀器的發射機通過天線輸出射頻(RF)信號，以形成能夠使標簽返回攜帶信息的RF信號的電磁場。在一些構型中，發射機啟動通信，然后利用放大器激勵具有調制輸出信號的天線，以與RFID標簽通信。在其它構型中，RFID標簽從RFID閱讀器接收連續波信號，然后通過立即響應與其信息開始通信。

常規的標簽可以是包括內部電源的“有源”標簽，或通過由RFID閱讀器產生的RF場帶電（通常通過電感耦合）的“無源”標簽。在任一種情況下，標簽都使用預先定義的協議通信，從而允許RFID閱讀器從一個或多個標簽接收信息。計算裝置通過接收來自RFID閱讀器的信息并且執行某些操作（例如更新數據庫）而起到信息管理系統的作用。另外，計算裝置還可以起到通過發射機將數據編程到標簽中的裝置的作用。

發明內容

本發明整體描述了可以減小對RFID標簽性能的不利影響的三維(3D)環形天線，該不利影響可歸因于RFID標簽與其上設置RFID標簽的導電表面之間的耦合。根據本公開設計的RFID標簽包括耦合到RFID電路的3D環形天線。如本文詳細所述，3D環形天線包括第一導電部分，第一導電部分的長度和寬度基本上超出其厚度并且位于第一平面內。第一導電部分電耦合到第二導電部分，第二導電部分的長度和寬度基本上超出其厚度并且位于第二平面內。第一平面和第二平面基本上彼此平行。電流被激發流經電流回路中的第一導電部分和第二導電部分，該電流回路位于基本上不平行于第一平面和第二平面的第三平面內。流經第一導電部分和第二導電部分的激發電流可以（例如）是由RFID電路反向散射的重新調制的詢問信號，如就無源RFID標簽而言。在其它情況下，如就有源RFID標簽而言，RFID電路可以生成激發電流流經導電部分的信號。

RFID標簽被構造為使得當設置在制品表面上時，第一平面和第二平面基本上平行于制品表面。這樣，通其激發電流的電流回路的平面基本上不平行于附接RFID標簽的制品表面。例如，在一些實施例中，天線的電流回路所在的平面可以基本上垂直于制品表面。

在一些實施例中，3D環形天線的第一導電部分和第二導電部分可以由天線材料限定，天線材料包括限定連續環路的一個或多個部分，以用于RF電流。在其它實施例中，3D環形天線可以由天線材料與其上設置RFID標簽的導電制品表面的組合限定。在后一個實施例中，導電制品表面和天線材料限定電流的閉環。因此，導電制品表面充當3D天線的一部分。導電表面和天線材料可以通過直接電氣連接或通過電容耦合來形成閉環。

還可以將3D環形天線設計為使得天線的一部分用作調諧元件，以將天線的阻抗與連接天線的IC芯片的阻抗相匹配。例如，形成3D環形天線的導電跡線可以包括一個或多個用作電容調諧元件的狹縫。又如，3D環形天線可以具有用作電容調諧元件的重疊導電部分。還如，形成3D環形天線的導電跡線可以包括交指型導電區域，以增大電容以用于更好地調諧。

可以通過安裝構件將RFID標簽附接到制品的基本上非平面的表面。安裝構件可以是柔性的，以適形于彎曲或不規則成形（基本上非平面）的表面，并且可以附接到RFID標簽的下部，即RFID標簽與制品表面之間。安裝構件可以是有棱紋的，包括多個彼此間隔開的部分，或者說是具有促進柔韌性的結構。