本發(fā)明總體涉及磁芯天線。更特別地，本發(fā)明涉及在各種系統(tǒng)(比如電子商品防盜(EAS)檢測(cè)系統(tǒng)或射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng))中使用的磁芯天線。

背景技術(shù)：

EAS和RFID檢測(cè)系統(tǒng)一般用于保護(hù)和追蹤商品。在EAS檢測(cè)系統(tǒng)中，問(wèn)詢區(qū)域建立在受保護(hù)區(qū)域的周邊。例如，問(wèn)詢區(qū)域位于諸如零售店之類的場(chǎng)所的出口附近。問(wèn)詢區(qū)域由設(shè)置在所需問(wèn)詢區(qū)域附近的問(wèn)詢?cè)O(shè)備建立。問(wèn)詢?cè)O(shè)備包括天線，該天線將電磁問(wèn)詢信號(hào)發(fā)射到問(wèn)詢區(qū)域中，以在其中產(chǎn)生具有足夠強(qiáng)度和均勻性的電磁場(chǎng)。

EAS標(biāo)識(shí)器(附接在受保護(hù)的每個(gè)商品上)以一些已知的電磁方式響應(yīng)電磁問(wèn)詢信號(hào)。當(dāng)商品被恰當(dāng)?shù)刭?gòu)買或以別的方式被授權(quán)從受保護(hù)區(qū)域移出時(shí)，EAS標(biāo)識(shí)器被從商品上移除或被去活化，使得商品存在于問(wèn)詢區(qū)域中不會(huì)引起發(fā)出報(bào)警信號(hào)。相反地，如果EAS標(biāo)識(shí)器沒(méi)有被移除或去活化，則當(dāng)EAS標(biāo)識(shí)器存在于問(wèn)詢區(qū)域中時(shí)，電磁問(wèn)詢信號(hào)引起來(lái)自EAS標(biāo)識(shí)器的響應(yīng)。檢測(cè)天線檢測(cè)EAS標(biāo)識(shí)器的響應(yīng)，所述響應(yīng)表明當(dāng)前有活性的EAS標(biāo)識(shí)器位于問(wèn)詢區(qū)域中。相關(guān)控制器提供對(duì)這種情況的指示，比如發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)以阻止商品未經(jīng)授權(quán)而從受保護(hù)區(qū)域移出。就這點(diǎn)而言，報(bào)警信號(hào)可以是用于啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)方式的基礎(chǔ)，這些響應(yīng)方式依賴于場(chǎng)所的性質(zhì)而定。

RFID檢測(cè)系統(tǒng)使用RFID標(biāo)識(shí)器以出于各種目的(比如盤點(diǎn)存貨)追蹤商品。RFID標(biāo)識(shí)器存儲(chǔ)與商品有關(guān)的數(shù)據(jù)。RFID閱讀器通過(guò)以已知的頻率發(fā)射RFID問(wèn)詢信號(hào)而掃描RFID標(biāo)識(shí)器。RFID標(biāo)識(shí) 器使用RFID響應(yīng)信號(hào)而響應(yīng)RFID問(wèn)詢信號(hào)，所述RFID響應(yīng)信號(hào)包括與受保護(hù)商品有關(guān)的商品相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID閱讀器檢測(cè)響應(yīng)信號(hào)并解碼商品相關(guān)數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的EAS和RFID標(biāo)識(shí)器具有的磁芯諧振電路包括圓柱形磁芯。通常，鐵氧體被用于圓柱形磁芯。按照現(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo)，具有較大尺寸/重量的圓柱形磁芯可以收集的大量的磁能，因而，如果圓柱形磁芯的尺寸和重量增加，則會(huì)改善EAS檢測(cè)系統(tǒng)和/或RFID系統(tǒng)的性能。因此，按照常規(guī)教導(dǎo)，為了為EAS檢測(cè)系統(tǒng)和/或RFID系統(tǒng)提供改善的檢測(cè)性能，鐵氧體圓柱形磁芯必須具有大的尺寸，因?yàn)槿绻F氧體圓柱形磁芯的尺寸減小，則會(huì)有損于EAS檢測(cè)系統(tǒng)和/或RFID系統(tǒng)的性能。另外，這種傳統(tǒng)的鐵氧體圓柱形磁芯會(huì)使得EAS/RFID標(biāo)識(shí)器的總重增加，這在許多情況(例如衣服情況)中是不期望的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種標(biāo)識(shí)器，其與使用具有鐵氧體圓柱形磁芯的傳統(tǒng)諧振電路的EAS/RFID標(biāo)識(shí)器相比更好的總體性能，以及提供一種制造這種標(biāo)識(shí)器的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種標(biāo)識(shí)器，其所包括的磁芯諧振電路與傳統(tǒng)的鐵氧體圓柱形磁芯諧振電路相比，具有比較小的總尺寸和總重量，并且能收集大量的磁能，以及提供一種制造這種標(biāo)識(shí)器的方法。

本發(fā)明涉及實(shí)施用于提供標(biāo)識(shí)器(例如EAS標(biāo)識(shí)器)的方法和系統(tǒng)。所述方法包括形成具有骨頭形狀的磁芯，所述骨頭形狀由兩個(gè)末端部分(或凸緣)和設(shè)置在兩個(gè)末端部分之間的中心部分所限定。每個(gè)末端部分的橫截面積大于中心部分的橫截面積。線圈圍繞中心部分設(shè)置，并由兩個(gè)末端部分保持在中心部分上。線圈聯(lián)接至無(wú)源電子元件以形成諧振器。例如，線圈串聯(lián)連接以形成LC諧振器。諧振器設(shè)置在標(biāo)識(shí)器的殼體內(nèi)。當(dāng)問(wèn)詢信號(hào)由位置遠(yuǎn)離和鄰近標(biāo)識(shí)器的發(fā)射器 電路產(chǎn)生時(shí)，諧振器產(chǎn)生諧振，由此磁場(chǎng)發(fā)生變化。

在一些方案中，無(wú)源電子元件相對(duì)于磁芯設(shè)置成使得無(wú)源電子元件全部位于限定在磁芯的兩個(gè)末端部分之間的區(qū)域內(nèi)。另外地或替代地，所述線圈在磁芯的中心部分的長(zhǎng)度周圍具有均勻的或不均勻的分布；和/或所述線圈包括至少兩個(gè)彼此間隔開的繞組。每個(gè)繞組的繞線沿著磁芯的中心部分的相應(yīng)段等間距或不等間距地隔開。各個(gè)繞組可具有不同的繞線間距和不同的繞線數(shù)量這兩個(gè)方面中的至少一個(gè)方面。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種提供標(biāo)識(shí)器的方法，所述方法包括：

形成磁芯；

圍繞磁芯的中心部分設(shè)置線圈；

將線圈聯(lián)接至無(wú)源電子元件以形成諧振器；和

將諧振器設(shè)置在標(biāo)識(shí)器的殼體內(nèi)，其中，當(dāng)由位置遠(yuǎn)離和鄰近標(biāo)識(shí)器的發(fā)射器電路產(chǎn)生問(wèn)詢信號(hào)時(shí)，諧振器產(chǎn)生諧振，由此磁場(chǎng)發(fā)生變化，

其中形成磁芯以使得所述磁芯具有骨頭形狀，所述骨頭形狀由兩個(gè)末端部分和設(shè)置在兩個(gè)末端部分之間的中心部分所限定，每個(gè)所述末端部分的橫截面積大于中心部分的橫截面積。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)源電子元件包括電容器，所述電容器與線圈串聯(lián)聯(lián)接以形成LC諧振器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)識(shí)器包括電子商品防盜標(biāo)識(shí)器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，末端部分將線圈保持在中心部分上。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)源電子元件相對(duì)于磁芯設(shè)置成使得無(wú)源電子元件全部位于限定在磁芯的兩個(gè)末端部分之間的區(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述線圈在磁芯的中心部分的長(zhǎng)度周圍具有均勻的分布。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述線圈在磁芯的中心部分的長(zhǎng)度周圍具有不均勻的分布。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述線圈包括彼此間隔開的至少兩個(gè)繞組。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述繞組的繞線沿著磁芯的中心部分的相應(yīng)段等間距或不等間距地隔開。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述至少兩個(gè)繞組具有不同的繞線間距和不同的繞線數(shù)量這兩個(gè)方面中的至少一個(gè)方面。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種標(biāo)識(shí)器，所述標(biāo)識(shí)器包括：

磁芯；

圍繞磁芯的中心部分設(shè)置的線圈；

連接至所述線圈以形成諧振器的無(wú)源電子元件；和

殼體，諧振器設(shè)置在所述殼體中；

其中，當(dāng)問(wèn)詢信號(hào)由位置遠(yuǎn)離和鄰近標(biāo)識(shí)器的發(fā)射器電路產(chǎn)生時(shí)，諧振器產(chǎn)生諧振，由此磁場(chǎng)發(fā)生變化，

其中所述磁芯具有骨頭形狀，所述骨頭形狀由兩個(gè)末端部分和設(shè)置在兩個(gè)末端部分之間的中心部分所限定，每個(gè)所述末端部分的橫截面積大于所述中心部分的橫截面積。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述無(wú)源電子元件包括電容器，所述電容器與線圈串聯(lián)聯(lián)接以形成LC諧振器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述標(biāo)識(shí)器包括電子商品防盜標(biāo)識(shí)器。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述末端部分將線圈保持在中心部分上。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述無(wú)源電子元件相對(duì)于磁芯設(shè)置成使得無(wú)源電子元件全部位于限定在磁芯的兩個(gè)末端部分之間的區(qū)域內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述線圈在磁芯的中心部分的長(zhǎng)度周圍具有均勻的分布。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述線圈在磁芯的中心部分的長(zhǎng)度周圍具有不均勻的分布。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述線圈包括彼此間隔開的至少兩個(gè)繞組。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述繞組的繞線沿著磁芯的中心部分的相應(yīng)段等間距或不等間距地隔開。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述至少兩個(gè)繞組具有不同的繞線間距和不同的繞線數(shù)量這兩個(gè)方面中的至少一個(gè)方面。

根據(jù)本發(fā)明，骨頭形磁芯的每個(gè)末端部分可具有圓形橫截面并具有第一直徑，而骨頭形磁芯的中心部分可具有圓形橫截面并具有第二直徑，其中第二直徑小于第一直徑。在標(biāo)識(shí)器包括傳統(tǒng)的圓柱形磁芯的一個(gè)比較實(shí)例中，圓柱形磁芯具有與上述第一直徑相等的外直徑。盡管本發(fā)明的骨頭形磁芯具有的尺寸/重量小于傳統(tǒng)的圓柱形磁芯的尺寸/重量，但由于具有骨頭形磁芯的特定構(gòu)造，本發(fā)明的標(biāo)識(shí)器的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的標(biāo)識(shí)器。

附圖說(shuō)明

以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行描述，其中，在所有附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同的項(xiàng)目，并且其中：

圖1是用于理解本發(fā)明的一種示例性EAS系統(tǒng)的透視圖。

圖2是具有骨頭形磁芯的諧振器的一種示例性結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3至圖12分別是具有骨頭形磁芯的諧振器的另外的示例性結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖13是一種圓柱形磁芯和一種骨頭形磁芯的示意圖。

圖14是圍繞圓柱形磁芯產(chǎn)生磁場(chǎng)的一種示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖15是圍繞骨頭形磁芯產(chǎn)生磁場(chǎng)的一種示例性系統(tǒng)的示意圖。

圖16是一種磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)于沿磁芯距離的曲線圖。

圖17是用于提供標(biāo)識(shí)器的一種示例性方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)容易地理解，在這里大體描述和在附圖中示例性示出的實(shí)施 例的元件可以被布置和設(shè)計(jì)成多種不同的結(jié)構(gòu)。因此，下述對(duì)多種實(shí)施例(如在附圖中表示的)的更詳細(xì)的描述不是為了限制本發(fā)明的范圍，而僅僅是多種實(shí)施例的典型代表。盡管實(shí)施例的多個(gè)方面均示出于附圖中，但除非明確指出，附圖并不一定按比例繪制。

本發(fā)明可以以其它特定形式實(shí)施而不偏離其精神或本質(zhì)特征。所述實(shí)施例在所有方面將被認(rèn)為僅僅是說(shuō)明性的而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)說(shuō)明，而不是由本具體實(shí)施方式部分來(lái)說(shuō)明。與各項(xiàng)權(quán)利要求等同的意義和范圍內(nèi)的所有變化將均包含在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。

貫穿本說(shuō)明書而提及的特征、有益效果、或類似語(yǔ)言不意味著使用本發(fā)明可能實(shí)現(xiàn)的所有特征和有益效果(應(yīng)該)在本發(fā)明的任何單個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。相反地，涉及特征和有益效果的語(yǔ)言被理解為結(jié)合一個(gè)實(shí)施例所描述的具體特征、有益效果、或特性包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，貫穿說(shuō)明書所討論的特征和有益效果、以及類似語(yǔ)言可以(但并非一定)涉及相同的實(shí)施例。

此外，本發(fā)明的所述特征、有益效果和特性可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本文的描述，本發(fā)明可以實(shí)施為不具有特定實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特定特征或有益效果。在其它情況中，額外的特征和有益效果可在某些實(shí)施例中被實(shí)現(xiàn)，這些額外的特征和有益效果可能并非在本發(fā)明的所有實(shí)施例中都具有。

貫穿本說(shuō)明書而提及的“一個(gè)實(shí)施例”、“一實(shí)施例”或類似語(yǔ)言意味著結(jié)合所示實(shí)施例中描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，貫穿本說(shuō)明書的術(shù)語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在一實(shí)施例中”、以及類似語(yǔ)言可能(但并不一定)均涉及相同的實(shí)施例。

在本文中使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”、和“所述”、“該”等可包括多個(gè)所指項(xiàng)目，除非上下文另外清楚地指明。除非另外定義，否則這里使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)均具有像本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理 解的那樣的相同意思。當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包含”意味著“包括，但不限于”。

本發(fā)明涉及包含磁芯諧振電路的EAS和RFID標(biāo)識(shí)器。傳統(tǒng)的磁芯諧振電路包括圓柱形磁芯。相反，這里使用的磁芯具有大體的骨頭形狀。傳統(tǒng)上，鐵氧體被用于圓柱形磁芯。與其它類型的磁芯相比，鐵氧體圓柱形磁芯具有增加的尺寸。增加的尺寸提供了EAS檢測(cè)系統(tǒng)和/或RFID系統(tǒng)的改善的檢測(cè)性能。盡管這樣，這些類型的傳統(tǒng)磁芯諧振電路具有一些缺陷。例如，磁芯諧振電路導(dǎo)致EAS/RFID標(biāo)識(shí)器具有增加的總重，該增加的總重在許多情況(例如衣服情況)中是不期望的。因此，需要一種與傳統(tǒng)鐵氧體圓柱形諧振電路相比具有比較小的總尺寸和總重量的磁芯諧振電路。這樣的磁芯諧振電路在下文進(jìn)行描述。

這里描述的磁芯諧振電路具有骨頭形磁芯。線圈圍繞骨頭形磁芯的中間部分設(shè)置。線圈的兩個(gè)末端連接至電容器以形成LC諧振電路。當(dāng)磁場(chǎng)穿過(guò)骨頭形鐵氧體磁芯時(shí)，由此收集相對(duì)大量的磁能(與通過(guò)具有圓柱形鐵氧體磁芯的傳統(tǒng)諧振電路收集到的量相比)。因此，與使用具有圓柱形鐵氧體磁芯的傳統(tǒng)諧振電路的EAS/RFID標(biāo)識(shí)器相比，本發(fā)明的EAS/RFID標(biāo)識(shí)器(即：使用具有骨頭形磁芯的諧振電路的標(biāo)識(shí)器)具有總體上更好的性能。

EAS系統(tǒng)

現(xiàn)在參照?qǐng)D1，提供了用于理解根據(jù)本發(fā)明的一種示例性EAS系統(tǒng)100的示意圖。EAS系統(tǒng)100包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)106-108、112-118和至少一個(gè)標(biāo)識(shí)器102。標(biāo)識(shí)器102可附接在貨品上以保護(hù)其不會(huì)未經(jīng)授權(quán)地從商業(yè)場(chǎng)所(例如，零售店)移出。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括發(fā)射器電路112、同步電路114、接收器電路116和報(bào)警器118。

在運(yùn)行期間，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)106-108、112-118建立監(jiān)視區(qū)域，在該監(jiān)視區(qū)域中可檢測(cè)到標(biāo)識(shí)器102的存在。監(jiān)視區(qū)域通常建立在受控區(qū)域的出入口處(例如，鄰近零售店入口和/或出口)。如果具有活性標(biāo)識(shí) 器102的貨品進(jìn)入監(jiān)視區(qū)域，則可能觸發(fā)報(bào)警器，以表明可能有貨品未經(jīng)授權(quán)地從受控區(qū)域移出。相反，如果貨品被授權(quán)從受控區(qū)域移出，則標(biāo)識(shí)器102可被去活化和/或從貨品上除去。因此，貨品可以被攜帶通過(guò)監(jiān)視區(qū)域，而不會(huì)被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到和/或不會(huì)觸發(fā)報(bào)警器118。

現(xiàn)在將更加詳細(xì)地描述檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。發(fā)射器電路112聯(lián)接至天線106。天線106以預(yù)定的頻率(例如58KHz)和重復(fù)率(例如60Hz)發(fā)射射頻(RF)脈沖，在連續(xù)的脈沖之間具有暫停。在一些情況中，每個(gè)RF脈沖具有持續(xù)時(shí)間(例如1.6毫秒)。發(fā)射器電路112由同步電路114控制以發(fā)射上述RF脈沖，同步電路114也控制接收器電路116。接收器電路116聯(lián)接至天線108。天線106、108包括N匝(例如100匝)緊密耦合的拾波線圈(pick up coil)，其中，N為任意數(shù)字。

當(dāng)標(biāo)識(shí)器102停留在天線106、108之間時(shí)，從發(fā)射器112發(fā)射的RF脈沖引起標(biāo)識(shí)器102產(chǎn)生信號(hào)。就這點(diǎn)而言，標(biāo)識(shí)器102包括設(shè)置在殼體126內(nèi)的諧振器110。從發(fā)射器112發(fā)射的RF脈沖驅(qū)動(dòng)諧振器110以諧振頻率(例如58KHz)振蕩。因此，產(chǎn)生了幅值隨著時(shí)間指數(shù)衰減的信號(hào)。

同步電路114控制接收器電路116的活化和去活化。當(dāng)接收器電路116被激活時(shí)，它檢測(cè)在第一和第二檢測(cè)窗內(nèi)的預(yù)定頻率(例如58KHz)的信號(hào)。在RF脈沖具有約1.6毫秒的持續(xù)時(shí)間的情況下，第一檢測(cè)窗將具有約1.7毫秒的持續(xù)時(shí)間，該持續(xù)時(shí)間在RF脈沖結(jié)束之后約0.4毫秒開始。在第一檢測(cè)窗期間，接收器電路116對(duì)出現(xiàn)的預(yù)定頻率的所有信號(hào)進(jìn)行累計(jì)。為了產(chǎn)生在第一檢測(cè)窗內(nèi)的累計(jì)結(jié)果(其可以很容易地與來(lái)自第二檢測(cè)窗的累計(jì)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比)，由標(biāo)識(shí)器102發(fā)射的信號(hào)應(yīng)該具有比較高的幅值(例如，大于或等于約1.5nWb)。

在第一檢測(cè)窗檢測(cè)信號(hào)之后，同步電路114對(duì)接收器電路116去活化，然后，在第二檢測(cè)窗期間，對(duì)接收器電路116進(jìn)行再活化，第二檢測(cè)窗在上述RF脈沖結(jié)束之后約6毫秒開始。在第二檢測(cè)窗期間，接收器電路116再次尋找預(yù)定頻率(例如，58KHz)的具有適當(dāng)幅值 的信號(hào)。由于已經(jīng)知道從標(biāo)識(shí)器102發(fā)出的信號(hào)將具有衰減的幅值，接收器電路116將在第二檢測(cè)窗期間檢測(cè)到的預(yù)定頻率的任何信號(hào)的幅值與在第一檢測(cè)窗期間檢測(cè)到的信號(hào)的幅值進(jìn)行比較。如果幅值差與指數(shù)衰減信號(hào)的幅值差一致，則認(rèn)定信號(hào)確實(shí)是由在天線106、108之間的標(biāo)識(shí)器發(fā)出的。在這種情況下，接收器電路116發(fā)出報(bào)警信號(hào)(報(bào)警器118)。

諧振器

現(xiàn)在參照?qǐng)D2，提供了一種用于諧振器200的示例性結(jié)構(gòu)的示意圖，所述諧振器200可在圖1的EAS/RFID標(biāo)識(shí)器102中使用。就這點(diǎn)而言，應(yīng)當(dāng)理解，圖1的諧振器110等同于或類似于諧振器200。因而，下述對(duì)諧振器200的討論足以用于理解諧振器110。

如圖2所示，諧振器200包括由繞線網(wǎng)絡(luò)(winding network)204所圍繞的磁芯202。磁芯202可由各種已知或待知的磁性材料(比如鐵氧體)構(gòu)造。繞線網(wǎng)絡(luò)204包括與電容器206串聯(lián)連接的一個(gè)或多個(gè)線圈224以提供LC諧振電路。LC諧振電路在本領(lǐng)域眾所周知，因此，將不在這里進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)RF脈沖由發(fā)射器電路(例如，圖1的發(fā)射器電路112)產(chǎn)生時(shí)，LC諧振電路將諧振。其磁場(chǎng)的變化可在接收器電路(例如，圖1的接收器電路116)的天線(例如，圖1的天線108)中感應(yīng)AC信號(hào)。該感應(yīng)的信號(hào)用于表明在檢測(cè)區(qū)域(例如，在圖1的發(fā)射器電路112和接收器電路116之間的區(qū)域)內(nèi)存在EAS/RFID標(biāo)識(shí)器。

磁芯202基本上具有骨頭形狀。就這點(diǎn)而言，磁芯202包括末端部分(或凸緣)208、212和中心部分210。每個(gè)末端部分208、212的橫截面積均大于中心部分210的橫截面積。因此，每個(gè)末端部分208、212的高度214大于中心部分210的高度216。然而，每個(gè)末端部分208、212的長(zhǎng)度218小于中心部分210的長(zhǎng)度220。

繞線網(wǎng)絡(luò)204設(shè)置在磁芯202的中心部分210上。末端部分208、212提供了將繞線網(wǎng)絡(luò)204保持在中心部分210上的方式。就這點(diǎn)而 言，在中心部分的表面232和末端部分的表面234之間的距離222被選擇為大于用于形成繞線網(wǎng)絡(luò)204的導(dǎo)線的厚度。繞線網(wǎng)絡(luò)204在磁芯202上的這種布置節(jié)省了標(biāo)識(shí)器(例如，圖1的標(biāo)識(shí)器102)的寶貴空間。

標(biāo)識(shí)器的寶貴空間還可通過(guò)選擇電容器206來(lái)節(jié)省，所述電容器206具有的總體尺寸完全適配在磁芯202的末端部分208、212的側(cè)壁226、228之間的空間230內(nèi)。當(dāng)然，這種電容器/磁芯的布置不是必需的。因此，在其它情況中，電容器可至少部分地留在空間230的外面。

繞線網(wǎng)絡(luò)204的線圈224可具有大于1的任意數(shù)量的繞線。線圈224在磁芯202的長(zhǎng)度周圍可具有均勻的或不均勻的分布。例如，在如圖2所示的方案中，線圈224包括多個(gè)繞線，其沿著磁芯202的中心部分204的整個(gè)長(zhǎng)度220等間距地隔開和設(shè)置。在其它方案中，線圈224可包括：(1)第一組多個(gè)繞線，所述第一組多個(gè)繞線沿著磁芯202的中心部分204的第一段等間距地隔開；和(2)第二組多個(gè)繞線，所述第二組多個(gè)繞線沿著中心部分204的第二段不等間距地隔開。在其它方案中，線圈224包括兩個(gè)或更多個(gè)繞組，所述繞組可在它們的繞線之間具有不同的間距。繞組還可包括相同或不同數(shù)量的繞線。在相鄰的繞組之間的間隔可以是相同的或不同的。

現(xiàn)在參照?qǐng)D3至圖12，提供了可在標(biāo)識(shí)器中使用的諧振器的多種其它示例性結(jié)構(gòu)的示意圖?？墒褂眠@里所示的任意結(jié)構(gòu)，但他們并非限制性的。

例如，示例性地，但非限制性地，諧振器的橫截面可為圓形、橢圓形、矩形、六邊形或其它形狀，如附圖中所示。

在磁芯的中心部分與每個(gè)末端部分之間可設(shè)置倒角或斜角部分。

模擬結(jié)果

現(xiàn)在參照?qǐng)D13至圖16，提供了有助于理解為什么具有骨頭形磁芯的諧振器比具有圓柱形磁芯的傳統(tǒng)諧振器運(yùn)行得更好的示意圖。如圖13所示，在模擬中使用了兩種鐵氧體磁芯1300、1302。一種是 傳統(tǒng)的圓柱形鐵氧體磁芯1300，另一種是骨頭形鐵氧體磁芯1302。骨頭形鐵氧體磁芯1302具有兩個(gè)末端部分1304、1306和中心部分1308。

為了比較兩種磁芯1300和1302的性能特性，兩種磁芯被設(shè)置在相同的均勻磁場(chǎng)中，如圖14至圖15所示。使用亥姆霍茲(Helmholtz)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁芯1300和1302相對(duì)于亥姆霍茲線圈放置在相同的位置(例如，每個(gè)磁芯的中心軸線與每個(gè)對(duì)應(yīng)的亥姆霍茲線圈的中心軸線對(duì)齊)。之后，兩種線圈1300和1302的內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度被計(jì)算出來(lái)并彼此對(duì)比。

這些計(jì)算包括計(jì)算每種磁芯1300、1302的Z軸的磁場(chǎng)強(qiáng)度。圖16顯示了相對(duì)于沿著磁芯1300、1302的距離繪制的磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果。如圖16所示，骨頭形磁芯1302的磁場(chǎng)強(qiáng)度總體上大于圓柱形磁芯1300的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

骨頭形磁芯1302的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度是3.56585安/米(A/m)。對(duì)應(yīng)地，圓柱形磁芯1300的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度是3.041823安/米。因此，與傳統(tǒng)的圓柱形磁芯1300相比，骨頭形磁芯1302可以將標(biāo)識(shí)器的內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)度增大17％之多，在以下討論中將對(duì)此有清楚了解。

兩個(gè)磁芯的有效磁導(dǎo)率μ(eff)(由于它們不同的幾何形狀)是不同的，盡管它們的固有磁導(dǎo)率μ是相同的。這是為什么存在如圖16所示的不同的磁場(chǎng)的原因。在鐵氧體的外面，由鐵氧體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度可以被耦合至拾波線圈。典型地用于EAS應(yīng)用的拾波線圈通常是松散地聯(lián)接至鐵氧體磁芯的空氣線圈。根據(jù)由下面的數(shù)學(xué)公式(1)和(2)所定義的法拉第感應(yīng)定律，電壓由鐵氧體的磁場(chǎng)強(qiáng)度所感應(yīng)。

$E=-n\frac{\mathrm{d\φ}}{\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

式中，E是由交變磁場(chǎng)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，n是線圈的匝數(shù)，φ是在拾波線圈處的磁通量。

φ＝μHS (2)

式中，μ是拾波線圈的介質(zhì)的磁導(dǎo)率，H是由鐵氧體磁芯產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，S是拾波線圈的有效面積。無(wú)論使用什么鐵氧體磁芯，在拾波線圈處的磁導(dǎo)率(空氣線圈，μ＝μo)是常數(shù)。通過(guò)聯(lián)合數(shù)學(xué)公式 (1)和(2)，電動(dòng)勢(shì)可由下面的數(shù)學(xué)公式(3)定義。

$E=-\mathrm{n\μS}\frac{\mathrm{dH}}{\mathrm{dt}}---\left(3\right)$

對(duì)于兩種磁芯1300和1302來(lái)說(shuō)，拾波線圈的值n、μ和S是相同的，但H是不同的。骨頭形磁芯1302的H具有比傳統(tǒng)圓柱形磁芯1300更大的值。因此，可以推導(dǎo)出骨頭形磁芯1302的電動(dòng)勢(shì)比傳統(tǒng)的圓柱形磁芯1300的電動(dòng)勢(shì)大17.2％之多。

因?yàn)楣穷^形磁芯1302的電動(dòng)勢(shì)增加了17.2％，當(dāng)其放在磁場(chǎng)中時(shí)，認(rèn)為骨頭形磁芯1302能夠收集更多的能量。因此，在EAS/RFID檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用中，骨頭形磁芯1302具有比傳統(tǒng)圓柱形磁芯1300更好的檢測(cè)性能。

用于提供標(biāo)識(shí)器的方法

現(xiàn)在參照?qǐng)D17，提供了用于提供標(biāo)識(shí)器(例如，圖1的標(biāo)識(shí)器102)的一種示例性方法1700的流程圖。方法1700從步驟1702開始，并繼續(xù)至步驟1704，在步驟1704中形成磁芯(例如，圖2的磁芯200)。磁芯具有由兩個(gè)末端部分(例如，圖2的末端部分208、212)和設(shè)置在兩個(gè)末端部分之間的中心部分(例如，圖2的中心部分210)所限定的骨頭形狀。每個(gè)末端部分的橫截面積均大于中心部分的橫截面積。

在接下來(lái)的步驟1706中，使線圈(例如，圖2的線圈224)圍繞中心部分設(shè)置并由兩個(gè)末端部分保持在中心部分上。將線圈聯(lián)接至無(wú)源電子元件(例如，圖2的電容器206)以形成諧振器(例如，圖2的諧振器200)，如步驟1708所示。例如，將線圈串聯(lián)連接以形成LC諧振器。之后，在步驟1710中，將諧振器設(shè)置在標(biāo)識(shí)器的殼體內(nèi)(例如，圖1的殼體126)。當(dāng)由位置遠(yuǎn)離和鄰近標(biāo)識(shí)器的發(fā)射器電路(例如，圖1的發(fā)射器電路112)產(chǎn)生問(wèn)詢信號(hào)時(shí)，諧振器諧振并機(jī)械地振動(dòng)，由此磁場(chǎng)發(fā)生變化。

在一些方案中，無(wú)源電子元件相對(duì)于磁芯設(shè)置成使得無(wú)源電子元件全部位于限定在磁芯的兩個(gè)末端部分之間的區(qū)域內(nèi)。另外地或替代地，線圈可在磁芯中心部分的長(zhǎng)度周圍具有均勻的或不均勻的分布； 和/或線圈可包括至少兩個(gè)彼此間隔開的繞組。通過(guò)設(shè)置至少兩個(gè)彼此間隔開的繞組，可以便于對(duì)磁芯的磁性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。每個(gè)繞組的繞線沿著磁芯中心部分的相應(yīng)段等間距或不等間距地隔開。繞組具有不同的繞線間距和不同的繞線數(shù)量這兩個(gè)方面中的至少一個(gè)方面。

盡管以上參照一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但在閱讀和理解本說(shuō)明書以及附圖的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員將會(huì)想到等同的變型和改進(jìn)。此外，盡管本發(fā)明的特定特征可能在上文中僅僅相對(duì)于幾個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)進(jìn)行了公開，但是這樣的特征可以與其它實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)其它特征相結(jié)合，這對(duì)于任何給定的或特別的應(yīng)用可能是需要的或有利的。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該被上面描述的實(shí)施例的任何一個(gè)所限制。相反，本發(fā)明的范圍應(yīng)該根據(jù)所附權(quán)利要求書和它們的等同方案進(jìn)行限定。