[發(fā)明專利]分形等離子表面讀取器天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580079745.4
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN107851880A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·科恩
• 申請（專利權(quán)）人: 分形天線系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;G06K7/10;H01Q15/00
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11280
• 代理人: 王勇

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2015年4月8日提交且標(biāo)題為“分形等離子表面讀取器天線(Fractal Plasmonic Surface Reader Antennas)”的美國臨時(shí)申請第62/178,357號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)利，所述美國臨時(shí)申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。

背景技術(shù)

射頻識別(radio-frequency identification；RFID)系統(tǒng)通常使用附接到物體的標(biāo)簽或標(biāo)記以用于識別那些物體。對于此類系統(tǒng)，也被稱作詢問器或讀取器的雙向無線電收發(fā)器將信號發(fā)送到標(biāo)簽且讀取標(biāo)簽的響應(yīng)。

RFID標(biāo)簽可以是無源的、有源的或電池輔助式無源的。有源標(biāo)簽具有機(jī)載電池且周期性地發(fā)射其ID信號。電池輔助式無源RFID標(biāo)簽可具有小型電池且當(dāng)存在RFID讀取器時(shí)被激活。無源標(biāo)簽通常較便宜且較小，這是因?yàn)槠洳痪哂须姵兀淮娴兀鰳?biāo)簽使用由讀取器發(fā)射的無線電能量。然而，為了操作無源標(biāo)簽，必須用比用于信號傳輸?shù)墓β孰娖綇?qiáng)約一千倍的功率電平照明無源標(biāo)簽。這會(huì)產(chǎn)生干擾且導(dǎo)致暴露于輻射。

標(biāo)簽可被只讀，其具有用作進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的密鑰的工廠指派序列號；或標(biāo)簽可被讀/寫，其中可由系統(tǒng)用戶將物體特定數(shù)據(jù)寫入到標(biāo)簽中。現(xiàn)場可編程標(biāo)簽可被單寫多讀；“空白”標(biāo)簽可被用戶寫有電子產(chǎn)品碼。

RFID標(biāo)簽通常含有至少兩個(gè)部件：集成電路，其用于存儲(chǔ)和處理信息，調(diào)制和解調(diào)射頻(radio-frequency；RF)信號，從入射讀取器信號收集DC電力，和其它專用功能；以及天線，其用于接收和發(fā)射信號。標(biāo)簽信息存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。RFID標(biāo)簽包含分別用于處理傳輸和傳感器數(shù)據(jù)的固定或可編程邏輯。

RFID讀取器發(fā)射經(jīng)編碼的無線電信號以詢問標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽接收消息且接著以其識別和其它信息作出響應(yīng)。這可以僅是唯一標(biāo)簽序列號，或可以是產(chǎn)品相關(guān)信息，例如物料編號、批次或批號、生產(chǎn)日期或其它特定信息。由于標(biāo)簽具有個(gè)別序列號，故RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)可辨別可能在RFID讀取器的范圍內(nèi)的若干標(biāo)簽且同時(shí)讀取這些標(biāo)簽。

RFID系統(tǒng)可按照標(biāo)簽和讀取器的類型而分類。無源讀取器有源標(biāo)簽系統(tǒng)具有僅從有源標(biāo)簽(例如電池供電的，僅發(fā)射)接收無線電信號的無源讀取器。可調(diào)整無源讀取器有源標(biāo)簽系統(tǒng)讀取器的接收范圍，例如從1英尺到2,000英尺(0米到600米)，從而允許例如資產(chǎn)保護(hù)和監(jiān)督等應(yīng)用的靈活性。有源讀取器無源標(biāo)簽系統(tǒng)具有發(fā)射詢問器信號且還從無源標(biāo)簽接收認(rèn)證答復(fù)的有源讀取器。有源讀取器有源標(biāo)簽系統(tǒng)采用以來自有源讀取器的詢問信號而喚醒的有源標(biāo)簽。此系統(tǒng)的變化還可使用電池輔助式無源標(biāo)簽，電池輔助式無源標(biāo)簽的作用就像無源標(biāo)簽，但電池輔助式無源標(biāo)簽具有小型電池以向所述標(biāo)簽的返回報(bào)告信號供電。

固定讀取器通常被設(shè)置成創(chuàng)建可受到嚴(yán)格控制的特定詢問區(qū)。這允許用于標(biāo)簽進(jìn)出詢問區(qū)時(shí)的高度界定的讀取區(qū)域。移動(dòng)讀取器可以是手持型或安裝在手推車或車輛上。

有源標(biāo)簽可含有功能上分離的發(fā)射器和接收器，且所述標(biāo)簽無需對與讀取器的詢問信號相關(guān)的頻率作出響應(yīng)。電子產(chǎn)品碼(Electronic Product Code；EPC)是可存儲(chǔ)在標(biāo)簽中的一種常見類型的數(shù)據(jù)。

通常，多于一個(gè)標(biāo)簽將對標(biāo)簽讀取器作出響應(yīng)，舉例來說，具有標(biāo)簽的許多個(gè)別產(chǎn)品可在共同箱子中或在共同集裝架上被運(yùn)送。沖突檢測對于允許數(shù)據(jù)讀取是重要的。通常使用兩種不同類型的協(xié)議來“單分”特定標(biāo)簽(即，區(qū)分特定標(biāo)簽與其它附近標(biāo)簽)，從而允許其數(shù)據(jù)在許多相似標(biāo)簽當(dāng)中被讀取。在時(shí)隙ALOHA系統(tǒng)中，讀取器廣播由標(biāo)簽個(gè)別地使用以偽隨機(jī)地延遲其響應(yīng)的初始化命令和參數(shù)。當(dāng)使用“自適應(yīng)二叉樹”協(xié)議時(shí)，讀取器發(fā)送初始化符號且接著每次發(fā)射一個(gè)ID數(shù)據(jù)位；僅具有匹配位的標(biāo)簽才會(huì)作出響應(yīng)，且最終僅一個(gè)標(biāo)簽匹配于完整的ID字符串。

先前RFID系統(tǒng)在與許多標(biāo)簽或與多個(gè)重疊讀取器一起使用時(shí)已呈現(xiàn)缺點(diǎn)。另外，當(dāng)RFID讀取器已嘗試讀取外殼或結(jié)構(gòu)內(nèi)所含有的一個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽時(shí)，先前RFID系統(tǒng)已遇到困難。如果外殼或結(jié)構(gòu)是用金屬結(jié)構(gòu)或元件制成，所述金屬結(jié)構(gòu)或元件可散射或反射來自讀取器的入射RF能量或由于所述結(jié)構(gòu)或元件充當(dāng)法拉第籠而防礙RFID標(biāo)簽的接收，那么可能尤其會(huì)出現(xiàn)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的方面涉及等離子表面天線系統(tǒng)，其中諧振器或單元被接近地布置，但并不接觸。輻射表面的至少一部分包含多個(gè)單元(可用作諧振器)，所述多個(gè)單元被放置得彼此極其靠近，使得表面(等離子)波致使一個(gè)單元的電流近距地復(fù)制在鄰近單元中。