專利名稱：射頻標(biāo)識(shí)近場(chǎng)曲折線狀微帶天線的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求Shafer等人于2004年11月2日提出的發(fā)明名稱為“NEAR FIELD PROBE FOR READING RFID TAGS AND LABELSAT CLOSE RANGE”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第60/624,402號(hào)、和Copeland等人于2005年3月7日提出的發(fā)明名稱為“LINEARMONOPOLE MICROSTRIP RFID NEAR FIELD ANTENNA”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第60/659,289號(hào)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，在此其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用而并入。
背景技術(shù)：
讀取RFID(射頻標(biāo)識(shí))標(biāo)簽的現(xiàn)有手段應(yīng)用了為RFID標(biāo)簽提供大讀取范圍的傳統(tǒng)天線。這種手段提供了用在遠(yuǎn)場(chǎng)中的大部分天線能量。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)被定義為d＞＞λ/2π的距離，其中，λ是波長(zhǎng)。對(duì)于915MHz的UHF(特高頻)頻率，這個(gè)值是大約5cm。因此，在915MHz的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)基本上超過(guò)5cm，類似地，近場(chǎng)區(qū)基本上在5cm以內(nèi)。大多數(shù)RFID讀取器天線被設(shè)計(jì)成讀取例如最遠(yuǎn)幾米的標(biāo)簽，當(dāng)然，這個(gè)距離完全在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)。
在某些應(yīng)用中，即，RFID標(biāo)簽敷貼機(jī)和編程器中，希望只讀寫相互靠近的一組標(biāo)簽內(nèi)的一個(gè)RFID標(biāo)簽。例如，在標(biāo)簽敷貼機(jī)上，將標(biāo)簽封裝在卷軸上以便于在機(jī)器上進(jìn)行處理。在卷軸上，這些標(biāo)簽并排地或首尾相接地緊靠著。然而，由于傳統(tǒng)UHF天線一般具有寬輻射方向圖并適當(dāng)?shù)貙⒛芰恳蜻h(yuǎn)場(chǎng)，所以傳統(tǒng)UHF天線難以每次只將能量引向一個(gè)標(biāo)簽。寬輻射方向圖照射天線范圍內(nèi)的所有RFID標(biāo)簽。如果試圖將產(chǎn)品代碼或序列號(hào)寫入一個(gè)標(biāo)簽中，所有被照射的標(biāo)簽都被編程為具有相同的代碼或序列號(hào)。
用在這種RFID UHF應(yīng)用中的傳統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)輻射天線是小片天線。通常，輻射的小片區(qū)通過(guò)由RFID電子線路激勵(lì)的連接器饋入。通常，導(dǎo)電板安裝在背面并與小片區(qū)隔開(kāi)一小段距離。
對(duì)于諸如每次需要編程、測(cè)試和應(yīng)用一個(gè)標(biāo)簽的標(biāo)簽敷貼機(jī)希望在非常近的距離從RFID標(biāo)簽中讀取信息或?qū)⑿畔懭隦FID標(biāo)簽的上述那些應(yīng)用，傳統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)天線表現(xiàn)不良。傳統(tǒng)輻射天線要求被標(biāo)記項(xiàng)分開(kāi)相當(dāng)大距離，以防止多個(gè)項(xiàng)被同時(shí)讀取或編程，或要求利用金屬窗來(lái)屏蔽除了被編程或讀取的標(biāo)簽之外的所有其它標(biāo)簽。
但是，這種技術(shù)不能完全解決問(wèn)題，因?yàn)?，如果?biāo)簽被進(jìn)一步隔開(kāi)，則敷貼機(jī)吞吐量就會(huì)降低，以及給定卷軸尺寸中的標(biāo)簽數(shù)量就會(huì)受到限制。如果使用屏蔽技術(shù)，則要求對(duì)每種不同標(biāo)簽形狀和間隔使用不同屏蔽。因此，需要各種改變來(lái)處理敷貼線上的不同標(biāo)簽，從而也使吞吐量顯著降低。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)涉及用于讀取RFID標(biāo)簽的近場(chǎng)天線組件。所述天線組件包括配置成單個(gè)連續(xù)導(dǎo)體的天線。所述天線從形成饋入點(diǎn)的一端延伸到形成終接點(diǎn)的另一端。所述終接點(diǎn)通過(guò)電阻與地連接。所述導(dǎo)體沿著導(dǎo)體二維地引導(dǎo)電流。
所述天線組件可以具有這樣的總長(zhǎng)度，通過(guò)天線傳輸?shù)碾娏鞣植家鸩ㄩL(zhǎng)與nv/f成正比的波形，其中，v是等于光速除以相對(duì)介電常數(shù)的平方根的波傳播速度，f是以Hz為單位的頻率，以及n從用于半波的大約0.5到用于全波的1.0。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述地是接地面。所述天線是微帶天線，以及所述近場(chǎng)天線組件包括具有第一表面和與之相對(duì)的第二表面的基底。第一和第二表面之間的距離限定基底的厚度。所述微帶天線可以位于基底的第一表面上，以及所述接地面可以位于基底的第二表面上。所述微帶天線可以包括單個(gè)導(dǎo)體的曲折線狀微帶。
本公開(kāi)還涉及一種天線組件，其中，曲折線狀微帶包括多個(gè)交替接觸導(dǎo)電段。所述多個(gè)交替接觸導(dǎo)電段可以包括配置在方波圖案中的各交替正交段。
所述天線組件可以配置成使得通過(guò)天線組件傳播的局部化E電場(chǎng)與沿著天線組件的長(zhǎng)度縱向取向的RFID標(biāo)簽耦合。
本公開(kāi)還涉及一種包括基本曲折線狀微帶天線的近場(chǎng)RFID天線組件，所述基本曲折線狀微帶天線被配置成使得天線所發(fā)射的局部化E電場(chǎng)基本上處于由近場(chǎng)限定的區(qū)域內(nèi)，以及所述局部化E場(chǎng)沿著導(dǎo)體二維地引導(dǎo)電流。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基本曲折線狀微帶天線可以包括具有第一表面和第二表面以及在它們之間限定的厚度的基底；以方波圖案配置的多個(gè)交替正交導(dǎo)電段，形成基本曲折線狀微帶。所述基本曲折線狀微帶可以位于第一表面上；以及所述接地面可以位于第二表面上。所述天線組件可以包括在基本曲折線狀微帶的一端的饋入點(diǎn)；以及在基本曲折線狀微帶的另一端的終接電阻，所述終接電阻與接地面電耦合。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基底具有長(zhǎng)度為L(zhǎng)M的至少一個(gè)邊緣，以及所述正交接觸導(dǎo)電段被布置成相對(duì)于所述基底的至少一個(gè)邊緣交替橫向和縱向取向。布置成縱向取向的導(dǎo)電段具有限定所述基本曲折線狀微帶的寬度WM的寬度。所述基本曲折線狀微帶可以具有第一和第二縱向邊緣，以及所述微帶基本上位于基底的中心，使得基底的邊緣和接地面的邊緣的每一個(gè)都從所述第一和第二縱向邊緣延伸至少兩倍于寬度WM(2WM)的距離。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基本曲折線狀微帶具有基本等于基底的至少一個(gè)邊緣的長(zhǎng)度LM的長(zhǎng)度，并從饋入點(diǎn)延伸到終接電阻并包括終接電阻。所述基本曲折線狀微帶的長(zhǎng)度LM可以具有從基本等于等效半波偶極天線的長(zhǎng)度到等效全波偶極天線的長(zhǎng)度的總尺度。所述基底可以具有厚度H，以及所述天線組件可以具有大于或等于1的比值WM/H。所述基底可以具有從大約2到大約12的相對(duì)介電常數(shù)εr。
所述天線組件的接地面可以與導(dǎo)電外殼電耦合。所述導(dǎo)電外殼可以通過(guò)介電隔離物與微帶隔開(kāi)。
本公開(kāi)還涉及一種天線組件實(shí)施例，其中，基底具有沿著基底長(zhǎng)度的第一和第二邊緣；以及接地面位于基底的第一表面的至少一部分上但不與微帶線接觸。所述接地面位于基底的第一和第二邊緣上以及基底的第二表面上。所述天線組件可以配置成使得天線組件與沿著天線組件的長(zhǎng)度縱向取向的RFID標(biāo)簽耦合。


在說(shuō)明書的結(jié)論部分中具體指出和明確聲明了被當(dāng)作實(shí)施例的主題。但是，通過(guò)結(jié)合附圖讀取如下詳細(xì)描述，可以更好地理解有關(guān)本發(fā)明構(gòu)造和操作方法的實(shí)施例，以及本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1例示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，與RFID標(biāo)簽相隔一段距離的小片輻射天線組件的透視圖；圖2例示了上方存在大RFID標(biāo)簽的根據(jù)本公開(kāi)的線性單極微帶天線組件的一個(gè)實(shí)施例的頂透視圖；圖3是圖2的線性天線組件的平面圖；圖4是沿著圖3的線段4-4取出的橫斷面正視圖；圖5是沿著圖3和4的天線組件的線性微帶天線跡線的電流的圖形表示；圖6是圖4的線性天線組件上的半波電場(chǎng)(E場(chǎng))分布的圖形表示；圖7是在0°相位圖4的線性天線組件上的全波E場(chǎng)分布的圖形表示；圖8是在90°相位圖4的線性天線組件上的全波E場(chǎng)分布的圖形表示；圖9是圖4的線性天線組件以及沿著線性天線組件的長(zhǎng)度取向并由空隙隔開(kāi)的RFID標(biāo)簽的平面圖；圖10是根據(jù)本公開(kāi)，具有擴(kuò)展接地面的線性單極微帶天線組件的一個(gè)實(shí)施例的平面圖；圖11是沿著圖10的線段11-11取出的橫斷面端正視圖；圖12是示出電場(chǎng)分布的圖10的天線組件的端視圖；圖13是示出電場(chǎng)分布的圖10的天線組件的側(cè)視圖；圖14是根據(jù)本公開(kāi)，具有導(dǎo)電外殼的線性單極微帶天線組件的一個(gè)實(shí)施例的平面圖；圖15是沿著圖14的線段15-15取出的橫斷面端正視圖；圖16是根據(jù)本公開(kāi)的曲折線單極微帶天線組件的一個(gè)實(shí)施例的頂透視圖；圖17是圖16的曲折線天線組件的頂平面圖；圖18是沿著圖17的線段18-18取出的橫斷面正視圖；圖19是圖17的曲折線天線組件以及沿著曲折線天線組件的長(zhǎng)度取向并由空隙隔開(kāi)的RFID標(biāo)簽的平面圖；圖20是根據(jù)本公開(kāi)，具有擴(kuò)展接地面的曲折線單極微帶天線組件的一個(gè)實(shí)施例的平面圖；圖21是沿著圖20的線段21-21取出的橫斷面端正視圖；圖22是根據(jù)本公開(kāi)，具有導(dǎo)電外殼的曲折線單極微帶天線組件的一個(gè)實(shí)施例的平面圖；以及圖23是沿著圖22的線段22-22取出的橫斷面正視圖。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例進(jìn)行如下詳細(xì)描述，可以更全面地了解本公開(kāi)，但是，不應(yīng)該理解為本發(fā)明僅局限于特定實(shí)施例，而只是為了說(shuō)明起見(jiàn)。
這里給出許多具體細(xì)節(jié)是為了幫助人們?nèi)媪私獗竟_(kāi)的許多可能實(shí)施例。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，不用這些具體細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)這些實(shí)施例，在其它情況下，為了不使這些實(shí)施例重點(diǎn)不突出，未詳細(xì)描述眾所周知的方法、過(guò)程、部件和電路。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這里公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能詳細(xì)是代表性的，未必限制這些實(shí)施例的范圍。
一些實(shí)施例可能利用措詞“耦合”和“連接”以及它們的派生詞來(lái)描述。例如，一些實(shí)施例可能利用術(shù)語(yǔ)“連接”來(lái)描述，以指示兩個(gè)或更多個(gè)單元相互直接物理或電接觸。在另一個(gè)例子中，一些實(shí)施例可能利用術(shù)語(yǔ)“耦合”來(lái)描述，以指示兩個(gè)或更多個(gè)單元直接物理或電接觸。但是，術(shù)語(yǔ)“耦合”也可能指兩個(gè)或更多個(gè)單元非相互直接接觸，但仍然相互協(xié)作或作用。這里公開(kāi)的實(shí)施例在這一點(diǎn)上未必受到限制。
注意到在說(shuō)明書中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的任何引用指的是結(jié)合該實(shí)施例所述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個(gè)實(shí)施例中是有價(jià)值的。出現(xiàn)在說(shuō)明書中的各個(gè)地方的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”未必都指同一實(shí)施例。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到本公開(kāi)的細(xì)節(jié)。圖1示出了包括小片天線12的小片輻射天線組件10，RFID標(biāo)簽20被描繪成相隔一段距離。沿著RFID標(biāo)簽20的偶極取向的小片天線E場(chǎng)分量激勵(lì)RFID標(biāo)簽20，并允許RFID標(biāo)簽20上的信息在與天線組件10相隔Z1的距離d被讀取，其中，Z1比λ/2π大得多，λ是波長(zhǎng)。
通常，作為輻射天線的小片天線12被設(shè)計(jì)成天線阻抗基本上是實(shí)數(shù)并主要由輻射阻抗組成。實(shí)阻抗的值基本上與通常是50歐姆的來(lái)自饋入系統(tǒng)的信號(hào)源阻抗相匹配。天線阻抗主要是實(shí)數(shù)并主要是輻射電阻。本公開(kāi)涉及有意削弱遠(yuǎn)場(chǎng)輻射并增強(qiáng)近場(chǎng)區(qū)中的局部化E電場(chǎng)的近場(chǎng)天線組件。更具體地說(shuō)，這樣的近場(chǎng)天線組件將能量限制在與天線接近的區(qū)域，即近場(chǎng)區(qū)，并防止遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)中的輻射。因此，物理上與近場(chǎng)天線接近的RFID標(biāo)簽被詢問(wèn)，但位于近場(chǎng)區(qū)之外的那些不會(huì)被詢問(wèn)。在工作頻率為915MHz的情況下，近場(chǎng)區(qū)離天線大約是5cm。5cm范圍以外的標(biāo)簽不會(huì)被讀寫。
盡管在行話中常稱為天線，但正如這里所使用的那樣，天線組件被定義為零件的組件，其中至少一個(gè)零件包括直接發(fā)送或接收電磁能量或信號(hào)的天線。
在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，圖2示出了包括跡線線性單元微帶天線112的近場(chǎng)天線組件110，其上方附近存在大的RFID標(biāo)簽120。此外，如圖3和4所示，近場(chǎng)天線組件110包括厚度為“t”的微帶天線112，微帶天線112在饋入點(diǎn)端116與電纜114耦合，以及在相反或終接端118終接到通常50歐姆的終接電阻“R1”，電纜114通常是同軸電纜，但不局限此。電纜114具有第一或信號(hào)端114a和第二或地參考端114b。在饋入點(diǎn)116上通過(guò)饋入系統(tǒng)124從電纜114饋入信號(hào)。該信號(hào)通常是50歐姆。
在一個(gè)實(shí)施例中，電容性匹配小片122(圖3)可以在50歐姆終接端118與線性天線112電耦合，以達(dá)到阻抗匹配，通常使反射最小。
正如圖3和4最佳例示的那樣，線性微帶組件110包括基本長(zhǎng)方形的微帶跡線112，以及具有第一表面140a和與之相反的第二表面140b的基底140。第一和第二表面140a和140b之間的距離限定基底140的厚度“H”。
微帶組件110還包括接地面150，并且被配置成微帶線112位于基底140的第一表面140a上以及接地面150位于基底140的第二表面140b上。在一個(gè)實(shí)施例中，接地面150通過(guò)介電隔離物164與第二表面140b隔開(kāi)，所述介電隔離物164可以是氣隙(未示出適當(dāng)結(jié)構(gòu)支持)。電纜114的第一端114a與微帶天線112電耦合，而第二端114b與接地面150電耦合。
在一個(gè)實(shí)施例中，線性微帶線112基本上是長(zhǎng)方形的并具有寬度“W”。天線組件110的長(zhǎng)度“L”從饋入點(diǎn)116延伸到終接電阻“R1”并包括終接電阻“R1”。線性微帶線112通常是諸如銅的薄導(dǎo)體，但不局限于銅。對(duì)于UHF范圍內(nèi)的頻率，厚度“t”通常從大約10微米到大約30微米。
基底140是介電材料，它通?？梢园ㄌ沾苫騀R-4介電材料，具有厚度“H”和總寬度“Ws”，以及接地面150處于下面。在線性微帶112的終接端118，終接電阻R1將線性微帶線112的末端118與接地面150電耦合。
線性微帶天線112在饋入點(diǎn)116的輸入阻抗“Z”被設(shè)計(jì)成大致等于供應(yīng)饋入信號(hào)的電纜114的特性阻抗，以便使從讀取器耦合的功率最大(讀取器是饋入系統(tǒng)124的一部分，并且是與電纜114或傳輸網(wǎng)絡(luò)分開(kāi)的電子系統(tǒng)。天線組件110通過(guò)電纜114與讀取器系統(tǒng)耦合)。比值W/H通常大于或等于1，尤其可以從大約1到大約5。
在這種情況下，線性微帶天線組件110的輸入阻抗“Z”以歐姆為單位由如下公式給出Z=120πϵre[WH+1.393+0.667ln(WH+1.444)]-1---(1)]]>其中，ϵre=(ϵr+12)+(ϵr-12)(1+12HW)-12---(2)]]>εr是基底140的相對(duì)介電常數(shù)。因此，阻抗“Z”主要由微帶寬度W和基底高度H來(lái)決定。
在一個(gè)實(shí)施例中，基底相對(duì)介電常數(shù)“ εr”從大約2到大約12。在另一個(gè)實(shí)施例中，線性微帶近場(chǎng)天線組件110的長(zhǎng)度““L”對(duì)應(yīng)于半波到全波器件的等效或有效長(zhǎng)度，等效物理長(zhǎng)度大約是L=ncfϵre,]]>其中，c是光速(大約3×108m/s)，f是以Hz為單位的工作頻率，以及“εr”是基底相對(duì)介電常數(shù)，以及n從用于等效半波偶極天線的大約0.5到用于等效全波偶極天線的大約1.0。
在一個(gè)實(shí)施例中，將終接電阻“R1”調(diào)整成使得饋入點(diǎn)116的輸入阻抗為大約50歐姆或饋入電纜114的特性阻抗。
在另一個(gè)實(shí)施例中，線性微帶天線112具有第一和第二縱向邊緣112a和112b，以及微帶天線112基本上位于基底140和接地面150的中心，使得基底140的縱向側(cè)邊142a和142b以及接地面150的縱向側(cè)邊152a和152b的每一個(gè)都從第一和第二縱向邊緣112a和112b延伸至少兩倍于寬度“W”(“2W”)的距離。其結(jié)果是，基底140和接地面150的每一個(gè)都具有至少五倍于寬度“W”(“5W”)的總寬度“Ws”?；?40進(jìn)一步包括饋入點(diǎn)116所在的橫向側(cè)邊142c和終接電阻R1所在的橫向側(cè)邊142d。類似地，接地面150進(jìn)一步包括饋入點(diǎn)116所在的橫向側(cè)邊152c和終接電阻R1所在的橫向側(cè)邊152d。
近場(chǎng)天線組件110有意削弱遠(yuǎn)場(chǎng)并增強(qiáng)近場(chǎng)區(qū)。更具體地說(shuō)，近場(chǎng)RFID天線組件110包括單元天線112，單元天線112配置成使得天線112所發(fā)射的局部化E電場(chǎng)基本上處于近場(chǎng)所限定的區(qū)域內(nèi)，以及天線112所發(fā)射的輻射場(chǎng)基本上處于相對(duì)于天線112由遠(yuǎn)場(chǎng)限定的區(qū)域內(nèi)。因此，近場(chǎng)天線組件110具有許多便于調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。這種天線組件在不帶50歐姆終接阻抗的情況下實(shí)阻抗非常低。因此，輻射電阻較低。通常加上50歐姆終接阻抗R1，使得輸入阻抗將近50歐姆，以便與通過(guò)電纜114供電的饋入系統(tǒng)124相匹配。這種配置和操作方法也導(dǎo)致天線“Q”因子非常低，使得天線寬帶。
理論上，如圖5所示，微帶天線112是半波“λ/2”天線，電流分布沿著跡線微帶天線112的長(zhǎng)度。
在饋入點(diǎn)116，電流是峰值并基本上與來(lái)自饋入系統(tǒng)124的施加電壓同相。電流在微帶天線112的中點(diǎn)降低到零，然后在終接端118繼續(xù)降低到負(fù)峰值。
如圖5所示，這種在半波偶極配置下工作的電流分布線性微帶天線組件110在饋入端116產(chǎn)生正E場(chǎng)并在終接端118產(chǎn)生負(fù)E場(chǎng)。
圖6例示了近場(chǎng)微帶天線112上方的近場(chǎng)E場(chǎng)耦合。更具體地說(shuō)，圖6是對(duì)于半波長(zhǎng)情況，微帶天線112上方的歸一化時(shí)變E場(chǎng)在某個(gè)時(shí)刻的圖形表示。在饋入點(diǎn)116，E場(chǎng)達(dá)到最大。在微帶天線112的中點(diǎn)，E場(chǎng)降低到零。在終接端118，E場(chǎng)降低到負(fù)峰值或最小。由于RFID標(biāo)簽120正好位于這種天線上方(參見(jiàn)圖2)，來(lái)自微帶天線112的差動(dòng)E場(chǎng)沿著RFID標(biāo)簽天線120的長(zhǎng)度驅(qū)動(dòng)或引導(dǎo)電流，因此激活RFID標(biāo)簽120，使得RFID讀取器，即近場(chǎng)天線組件112接著可以對(duì)其進(jìn)行讀取或?qū)懭搿?br> 其結(jié)果是，位于微帶天線112上方并沿著微帶天線組件110的長(zhǎng)度“L”取向的RFID標(biāo)簽120接著將信息傳送到微帶天線112。應(yīng)該注意到，對(duì)于半波偶極天線配置，根據(jù)基底140的材料，基底140有效地形成慢波結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致總天線長(zhǎng)度“L”是l=c2fϵr,]]>其中，c是真空光速，f是工作頻率，以及“εr”是基底材料的相對(duì)電容率或相對(duì)介電常數(shù)。因此，隨著基底140的相對(duì)電容率或相對(duì)介電常數(shù)“εr”增大，總天線組件長(zhǎng)度“L”縮短，使得這樣的天線組件可以用于較小的RFID標(biāo)簽。例如，如果使用介電常數(shù)為12.5的陶瓷基底，則在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)4.7cm的總微帶長(zhǎng)度，理論長(zhǎng)度為4.6cm。較小的天線組件用于讀取或檢測(cè)較小項(xiàng)目級(jí)別的RFID標(biāo)簽。
在一個(gè)實(shí)施例中，將線性微帶天線組件110的長(zhǎng)度延長(zhǎng)到對(duì)應(yīng)于全波的長(zhǎng)度。圖7和8分別示出了分別在0°和90°相位，在全波微帶天線組件，例如線性微帶天線組件110上方某個(gè)時(shí)刻的時(shí)變E場(chǎng)。
由于通過(guò)電纜114在饋入點(diǎn)116供應(yīng)的饋入信號(hào)經(jīng)歷整個(gè)360°相位，所以可以觀察到差動(dòng)E場(chǎng)在某個(gè)時(shí)刻的兩個(gè)特定瞬像。在零相位，存在兩對(duì)差動(dòng)E場(chǎng)，而在90°相位只存在一對(duì)。與上面的RFID標(biāo)簽120耦合的實(shí)際差動(dòng)E場(chǎng)沿著線性微帶天線112的長(zhǎng)度“L”掠過(guò)。這有利于線性微帶天線112與RFID標(biāo)簽120之間的對(duì)準(zhǔn)。增加基底140的材料的介電強(qiáng)度(或相對(duì)電容率“εr”)至少部分補(bǔ)償增加總天線長(zhǎng)度“L”的需要。
參照?qǐng)D9，一系列RFID標(biāo)簽120a到120e相隔間隙距離“d”，這些RFID標(biāo)簽之一120c位于單個(gè)線性微帶天線組件110上方。RFID標(biāo)簽120a到120e被取向，使得RFID標(biāo)簽120a到120e的天線偶極子沿著線性微帶天線組件110的長(zhǎng)度“L”縱向取向。
為了防止近場(chǎng)線性微帶天線組件110讀寫接近被尋址標(biāo)簽120c的標(biāo)簽120b或120d，可以相應(yīng)調(diào)整微帶寬度“W”、長(zhǎng)度“L”和總基底寬度“Ws”。隨著RFID標(biāo)簽120a到120e之間的間隙“d”縮小，必須縮小微帶寬度“W”以及大約“5W”的總基底寬度“Ws”。間隙“d”的尺寸將相鄰標(biāo)簽120a、120b、120c、120d適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在線性微帶天線112的基底140的側(cè)邊142a、142b之外，使得微帶天線組件110檢測(cè)不到相鄰RFID標(biāo)簽120a、120b、120c、120d的存在。跡線寬度W、長(zhǎng)度L和基底參數(shù)W/H以及εr被調(diào)整，使得實(shí)現(xiàn)電流分布有效對(duì)應(yīng)于半波到全波結(jié)構(gòu)。
在如圖10和11所示的一個(gè)實(shí)施例中，線性微帶天線組件110′包括擴(kuò)展或環(huán)繞的接地面。更具體地說(shuō)，線性微帶天線組件110′與線性微帶110相同，除了取代接地面150，微帶線112處于基底140的第一表面140a上，以及接地面150′處于基底140的第一表面140a的至少一部分上并且不與微帶線112接觸。接地面150′還分別處于基底140的第一和第二邊緣142a和142b上以及基底140的第二表面140b上。接地面150′還可以通過(guò)介電隔離物164與第二表面140b隔開(kāi)。
接地面150′還可以包括疊在第一表面140a上并且分別朝向邊緣112a和112b向內(nèi)延伸距離“WG”但不與跡線微帶112接觸的折片或端部180a和180b。
如圖11所示，RFID標(biāo)簽120a到120e可以非常接近地位于天線組件110′上方，使得雖然一個(gè)標(biāo)簽120c處于跡線線性微帶112上方，但相鄰標(biāo)簽120b和120c一般分別處于接地面150′的折片或端部180a和180b上方。如圖12所示，天線組件110′通過(guò)傳播近場(chǎng)能量，并通過(guò)分別朝向邊緣112a和112b向內(nèi)延伸距離WG但不與跡線微帶112接觸的折片或端部180a和180b環(huán)繞的接地面150′，來(lái)控制射頻能量的位置。因此，E場(chǎng)基本上只從跡線微帶112延伸到折片或端部180a和180b，從而有效地終接E場(chǎng)并防止天線組件110′與相鄰標(biāo)簽120b和120d耦合。
圖13例示了從諸如天線組件110′的接地面150′的側(cè)邊152b的側(cè)邊之一看過(guò)去，天線組件110′的近場(chǎng)微帶天線112上方的時(shí)變近電場(chǎng)E的耦合的瞬時(shí)圖。更具體地說(shuō)，圖13是半波長(zhǎng)情況的歸一化E場(chǎng)的圖形表示。與如圖6所示的方式類似，在饋入點(diǎn)116，E場(chǎng)最大。在微帶天線112沿著長(zhǎng)度“L”的中點(diǎn)，E場(chǎng)降低到零。在終接點(diǎn)118，E場(chǎng)降低到負(fù)峰值或最大。
由于如圖12所示，RFID標(biāo)簽120正好位于天線組件110′上方，來(lái)自微帶天線112的差動(dòng)E場(chǎng)沿著RFID標(biāo)簽120的長(zhǎng)度驅(qū)動(dòng)或引導(dǎo)電流，并因此激活RFID標(biāo)簽120，使得RFID讀取器，即近場(chǎng)天線組件112接著可以讀取或?qū)懭搿Ｆ浣Y(jié)果是，位于微帶天線112上方并沿著微帶天線組件110′的長(zhǎng)度L取向的RFID標(biāo)簽120c也適當(dāng)?shù)嘏c微帶天線112耦合。并且，跡線寬度W、長(zhǎng)度L和基底參數(shù)W/H以及εr被調(diào)整，使得實(shí)現(xiàn)有效電流分布有效對(duì)應(yīng)于半波到全波結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D14和15，在一個(gè)實(shí)施例中，可以將線性微帶天線組件110(或110′)安裝在導(dǎo)電外殼160內(nèi)或?qū)щ娡鈿?60上。導(dǎo)電外殼160包括底板162、通常兩個(gè)縱向側(cè)壁162a和162b、以及通常與它們正交連接的兩個(gè)橫向側(cè)壁162c和162d。接地面150的底面位于底板162上，以便使導(dǎo)電外殼160與接地面150電耦合。因此，導(dǎo)電外殼160通過(guò)接地面150接地。
可以將側(cè)壁162a到162d與基底140的邊緣142a到142d隔開(kāi)。邊緣142a到142d可以與導(dǎo)電外殼160接觸，但可能需要空間余量以便將天線組件110(或110′)裝在外殼160中。側(cè)壁162a到162d也可以通過(guò)介電隔離材料170與線性微帶天線112隔開(kāi)，使得導(dǎo)電外殼160與線性微帶天線112、電容性負(fù)載122和終接電阻R1電隔離。介電隔離材料170可以包括氣隙。導(dǎo)電外殼160的材料可以包括鋁、銅、黃銅、不銹鋼或類似的金屬物質(zhì)?？梢栽O(shè)想，增加具有與微帶天線組件110的基底140的側(cè)邊142a到142d相鄰的側(cè)壁162a到162d所實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展側(cè)表面的導(dǎo)電外殼160可以進(jìn)一步降低相鄰RFID標(biāo)簽120與線性微帶天線組件110的非期望耦合。
在如圖16-18所示的本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，曲折線單元微帶天線組件210用于對(duì)于例如被用于讀取小RFID標(biāo)簽的給定總天線尺寸，使得表觀天線長(zhǎng)度“L”更長(zhǎng)。曲折線天線組件210在許多方面都與線性微帶天線組件110類似，因此，這里只在識(shí)別結(jié)構(gòu)和操作上的差異所需的程度上描述它。
更具體地說(shuō)，圖16-18示出了包括曲折線狀單元微帶天線212的近場(chǎng)天線組件210。曲折線狀天線跡線212當(dāng)沿著長(zhǎng)度“L”從饋入點(diǎn)116前進(jìn)到終接端118的終接電阻R1時(shí)跨越基底140的寬度“Ws”“曲折”。曲折線狀微帶天線跡線212具有厚度“t”，在饋入點(diǎn)端116與電纜114電耦合，并在終接端118終接于通常50歐姆的終接電阻R1。
曲折線狀微帶天線212與線性微帶天線112的不同之處在于，曲折線狀微帶天線212二維地引導(dǎo)電流。更具體地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，曲折線狀微帶組件210包括多個(gè)交替正交接觸的導(dǎo)電段214和216，導(dǎo)電段214和216分別配置在形成曲折線狀微帶跡線天線212的方波圖案中。導(dǎo)電段214與長(zhǎng)度“LM”平排并基本上與基底140的縱向側(cè)邊142a和142b的至少一個(gè)平行。導(dǎo)電段216與平排導(dǎo)電段216橫向?qū)?zhǔn)并接觸以形成方波圖案。導(dǎo)電段216的每一個(gè)相對(duì)于沿著導(dǎo)電段的長(zhǎng)度Ls延伸并平分寬度的中心線軸C-C取向。接觸的各導(dǎo)電段214和216可以整體形成單條微帶跡線。曲折線狀天線212可以用不遵從方波圖案的其它圖案形成，其中，交替接觸導(dǎo)電段214和216不正交。這些實(shí)施例在這一點(diǎn)上不受限制。各段214和216的配置使局部化E電場(chǎng)能夠二維地驅(qū)動(dòng)或引導(dǎo)電流。
基底140的至少一個(gè)邊緣142a、142b具有長(zhǎng)度“LM”，并且正交接觸導(dǎo)電段214、216被布置成相對(duì)于至少一個(gè)邊緣142a、142b交替橫向和縱向取向。
如圖17所示，導(dǎo)電段214被布置成縱向取向，并且一起限定從饋入點(diǎn)116延伸到終接端118的終接電阻R1并包括終接端118的終接電阻R1的曲折線狀微帶跡線212的總長(zhǎng)度“LM”。曲折線狀跡線212的寬度“WM”被定義成縱向取向?qū)щ姸?14之一的寬度。
與線性微帶天線組件110類似，曲折線狀微帶組件210的長(zhǎng)度“LM”具有從基本上等于等效半波偶極天線的長(zhǎng)度到等效全波偶極天線的長(zhǎng)度的總尺度。所得電場(chǎng)(E場(chǎng))分布與針對(duì)線性天線組件110所述、如圖6-8所示的電場(chǎng)分布相同。
在一個(gè)實(shí)施例中，曲折線狀微帶天線組件210具有可以大于或等于1，并且尤其從大約1到大約5的比值“WM/H”?；?40可以具有從大約2到大約12的相對(duì)介電常數(shù)。基底140的至少一個(gè)邊緣142a、142b可以配置成從布置成縱向取向的導(dǎo)電段214橫向延伸基本上大于或等于曲折線狀微帶跡線212的寬度“WM”的兩倍(“2WM”)的距離。在另一個(gè)實(shí)施例中，接地面150的至少一個(gè)邊緣152a、152b可以從布置成縱向取向的導(dǎo)電段214橫向延伸基本上大于或等于曲折線狀微帶跡線212的寬度“WM”的距離。還可以設(shè)想，曲折線狀天線組件210可以包括通常在終接電阻R1附近與曲折線狀微帶跡線212電耦合的電容性負(fù)載122。
如圖17-19所示，以及以與如圖9所示的線性天線組件110相似的方式所述，一系列RFID標(biāo)簽120a到120e相隔間隙距離“d”，這些RFID標(biāo)簽之一120c位于單個(gè)曲折線狀微帶天線組件210上方。曲折線狀微帶天線組件210被配置成使得曲折線狀天線212的局部化E電場(chǎng)與沿著曲折線狀微帶天線組件210的長(zhǎng)度縱向取向的一個(gè)RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120耦合。局部化E電場(chǎng)沿天線212二維地驅(qū)動(dòng)或引導(dǎo)電流。
為了防止近場(chǎng)曲折線狀微帶天線組件210讀寫接近被尋址標(biāo)簽120c的標(biāo)簽120b或120d，可以相應(yīng)調(diào)整微帶寬度“WM”、長(zhǎng)度“LM”和總基底寬度“Ws”。隨著RFID標(biāo)簽120a到120e之間的間隙“d”縮小，微帶寬度“WM”以及總基底寬度“Ws”也縮小。間隙“d”的尺寸將相鄰標(biāo)簽120a、120b、120c和120d適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在曲折線狀微帶天線212的基底140的側(cè)邊142a、142b之外，使得微帶天線組件210檢測(cè)不到相鄰RFID標(biāo)簽120a、120b、120c、120d的存在。在曲折線微帶天線的情況下，跡線寬度WM、總有效長(zhǎng)度LM和基底參數(shù)被調(diào)整，使得實(shí)現(xiàn)相應(yīng)于半波到全波結(jié)構(gòu)的有效電流分布。這可以通過(guò)增加每個(gè)給定固定長(zhǎng)度LM的曲折線跡線周期L′M數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在諸如圖20和21所示實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例中，曲折線狀微帶天線組件210′包括擴(kuò)展或環(huán)繞的接地面。更具體地說(shuō)，曲折線狀微帶天線組件210′與曲折線狀微帶210相同，除了取代接地面150，微帶線212處于基底140的第一表面140a上，以及接地面150′處于基底140的第一表面140a的至少一部分上并且不與微帶線212接觸。與線性微帶110′的方式相似，接地面150′還分別處于基底140的第一和第二邊緣142a和142b上以及基底140的第二表面140b上。接地面150′還可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)介電隔離物164與基底隔開(kāi)。
接地面150′還可以包括疊在第一表面140a上并分別朝向邊緣112a和112b向內(nèi)延伸距離“WG”但不與跡線微帶212接觸的折片或端部180a和180b。
如圖21所示，RFID標(biāo)簽120a到120e可以非常接近地位于天線組件210′上方，使得雖然一個(gè)標(biāo)簽120c處于跡線曲折線狀微帶212上方，但相鄰標(biāo)簽120b和120c一般分別處于接地面150′的折片或端部180a和180b上方。
更進(jìn)一步，如圖22和23所示，以及與如圖14和15所示實(shí)施例的方式相似，可以將曲折線狀微帶天線組件210(或210′)的接地面150與導(dǎo)電外殼160電耦合?？梢詫?cè)壁162a到162d與基底140的邊緣142a到142d隔開(kāi)。邊緣142a到142d可以與導(dǎo)電外殼160接觸，但可能需要空間余量，以便將天線組件110(或110′)裝在外殼160中。側(cè)壁162a到162d也可以通過(guò)介電隔離材料170與曲折線狀微帶天線212隔開(kāi)，使得導(dǎo)電外殼160與曲折線狀微帶天線212、電容性負(fù)載122和終接電阻R1電隔離。導(dǎo)電外殼160的材料可以包括鋁、銅、黃銅、不銹鋼或類似的金屬物質(zhì)。
正如前面所討論的那樣，跡線寬度WM、總有效長(zhǎng)度LM和基底參數(shù)被調(diào)整，使得實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于半波到全波結(jié)構(gòu)的有效電流分布。這可以通過(guò)增加每個(gè)給定固定長(zhǎng)度LM的曲折線跡線周期L′M數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
近場(chǎng)天線組件110、110′、210、210′的前述實(shí)施例被公開(kāi)成在單元配置中通過(guò)電纜114和終接電阻R1供電。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，近場(chǎng)天線組件110、110′、210、210′也可以通過(guò)包括變壓器的偶極配置供電。這些實(shí)施例在這一點(diǎn)上不受限制。
鑒于前述情況，本公開(kāi)的實(shí)施例涉及讀取RFID標(biāo)簽的近場(chǎng)天線組件110、110′、210、210′，其中，近場(chǎng)天線組件110、110′、210、210′被配置成天線組件110、110′、210、210′以工作波長(zhǎng)“λ”發(fā)射的局部化E電場(chǎng)基本上處于由近場(chǎng)限定的區(qū)域內(nèi)，以及天線組件110、110′、210、210′以工作波長(zhǎng)“λ”發(fā)射的輻射場(chǎng)基本上處于相對(duì)于天線組件110、110′、210、210′由遠(yuǎn)場(chǎng)限定的區(qū)域內(nèi)。
本公開(kāi)的各種實(shí)施例被設(shè)計(jì)成可以相對(duì)于輻射場(chǎng)的幅度來(lái)提高局部化E電場(chǎng)的幅度，以及只有當(dāng)標(biāo)記或標(biāo)簽120c位于近場(chǎng)區(qū)內(nèi)時(shí)，才由天線或天線組件110、110′、210、210′讀取RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120c(當(dāng)標(biāo)記或標(biāo)簽120c位于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)時(shí)不讀取)。此外，可以相對(duì)于局部化E電場(chǎng)的幅度來(lái)降低輻射場(chǎng)的幅度，使得只有當(dāng)標(biāo)記或標(biāo)簽120c位于近場(chǎng)區(qū)內(nèi)時(shí)才由天線或天線組件110、110′、210、210′讀取RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120c(當(dāng)標(biāo)記或標(biāo)簽120c位于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)時(shí)不讀取)。天線組件110、110′、210、210′具有相對(duì)介電常數(shù)“εr”。
天線或天線組件110、110′、210、210′被配置成按距離天線組件110、110′、210、210′的距離等于“λ/2π”來(lái)定義近場(chǎng)區(qū)，其中“λ”是天線或天線組件110、110′、210、210′的工作波長(zhǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，天線或天線組件110、110′、210、210′以大約915MHz的頻率工作，使得近場(chǎng)區(qū)距離是大約5cm。
讀寫RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120c的方法也得到公開(kāi)，該方法包括如下步驟提供近場(chǎng)天線組件110、110′、210、210′，所述近場(chǎng)天線組件110、110′、210、210′被配置成天線或天線組件110、110′、210、210′以工作波長(zhǎng)“λ”發(fā)射的局部化E電場(chǎng)基本上處于由近場(chǎng)限定的區(qū)域內(nèi)，以及天線或天線組件110、110′、210、210′以工作波長(zhǎng)“λ”發(fā)射的輻射場(chǎng)基本上處于相對(duì)于天線組件110、110′、210、210′由遠(yuǎn)場(chǎng)限定的區(qū)域內(nèi)；以及將近場(chǎng)天線組件110、110′、210、210′的局部化E電場(chǎng)與處于近場(chǎng)區(qū)內(nèi)的RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120c耦合。
天線組件110、110′、210、210′的有效長(zhǎng)度L或LM可以是這樣的，通過(guò)天線引導(dǎo)的電流分布引起波長(zhǎng)與nv/f成正比的波形，其中，v是等于光速除以天線組件110、110′、210、210′的相對(duì)介電常數(shù)的平方根的傳播波速，f是以Hz為單位的頻率，以及n從用于半波的大約0.5到用于全波的大約1.0。
該方法還可以包括如下步驟相對(duì)于輻射場(chǎng)的幅度而增加局部化E電場(chǎng)的幅度，使得只有當(dāng)標(biāo)記或標(biāo)簽120c位于近場(chǎng)區(qū)內(nèi)時(shí)，才由天線組件110、110′、210、210′讀取RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120c，但當(dāng)標(biāo)記或標(biāo)簽120c位于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)時(shí)，天線組件110、110′、210、210′不讀取RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120c。
該方法還可以包括如下步驟相對(duì)于局部化E電場(chǎng)的幅度而降低輻射場(chǎng)的幅度，使得只有當(dāng)標(biāo)記或標(biāo)簽120c位于近場(chǎng)區(qū)內(nèi)時(shí)，才由天線組件110、110′、210、210′讀取RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120c，但當(dāng)標(biāo)記或標(biāo)簽120c位于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)時(shí)，天線組件110、110′、210、210′不讀取RFID標(biāo)記或標(biāo)簽120c。該方法可以包括如下步驟將天線組件110、110′、210、210′配置成按距離天線組件110、110′、210、210′的距離等于“λ/2π”來(lái)定義近場(chǎng)區(qū)，其中“λ”是天線的工作波長(zhǎng)。該方法可以進(jìn)一步包括如下步驟使近場(chǎng)天線以大約915MHz的頻率工作，使得近場(chǎng)區(qū)距離是大約5cm。天線組件110、110′、210、210′的有效長(zhǎng)度L或LM可以是這樣的，通過(guò)天線引導(dǎo)的電流分布引起波長(zhǎng)與nv/f成正比的波形，其中，v是等于光速除以天線組件110、110′、210、210′的相對(duì)介電常數(shù)的平方根的傳播波速，f是以Hz為單位的頻率，以及n從用于半波的大約0.5到用于全波的大約1.0。
可以設(shè)想，本公開(kāi)近場(chǎng)天線組件的有利特性包括(1)讀寫RFID標(biāo)簽120a到120e的范圍限于近場(chǎng)距離d＜＜λ/2π；(2)近場(chǎng)天線112或212的主要場(chǎng)能耗散在終接負(fù)載電阻R1中；(3)近場(chǎng)天線組件與輻射遠(yuǎn)場(chǎng)天線組件相比呈現(xiàn)低Q因子；(4)由低Q因子引起的寬工作帶寬可用于全球UHF寬帶應(yīng)用；(5)寬工作帶寬和低Q因子允許簡(jiǎn)化的RFID讀取器電子線路，不需要跳頻來(lái)防止讀取器相互干擾；(6)近場(chǎng)天線組件與輻射天線組件相比呈現(xiàn)低輻射電阻和輻射效率。因此，遠(yuǎn)場(chǎng)輻射顯著降低；(7)配有帶有跡線尺度、基底特性和接地面的微帶型天線的近場(chǎng)天線組件被設(shè)計(jì)成從半波天線到全波天線地工作；(8)電輸入或電纜直接與微帶天線的開(kāi)頭連接以及連接器的地線直接與基底底面上的接地面連接的單元饋入配置與可能需要變換器的可替代差分饋入配置相比，提供了更簡(jiǎn)單、成本更劃算的饋入配置；(9)近場(chǎng)天線組件處于其開(kāi)口頂側(cè)的導(dǎo)電外殼與天線組件的接地面接地連接。導(dǎo)電外殼有助于使往往與相鄰RFID標(biāo)簽耦合的雜散電場(chǎng)最小，相鄰RFID標(biāo)簽與正好位于微帶天線上方的RFID標(biāo)簽相鄰；以及(10)使發(fā)射的電場(chǎng)局部化在近場(chǎng)區(qū)便于遵從規(guī)章要求。
作為前述情況的結(jié)果，本公開(kāi)的實(shí)施例允許相互非常接近地編程RFID標(biāo)簽。例如，卷軸上的RFID標(biāo)簽具有每個(gè)標(biāo)簽之間的分開(kāi)距離小的特征。本公開(kāi)的實(shí)施例不要求標(biāo)簽分得很開(kāi)，并防止多個(gè)標(biāo)簽被一起讀取和編程。此外，本公開(kāi)的實(shí)施例便于識(shí)別位于具有適當(dāng)功能標(biāo)簽附近的有缺陷標(biāo)簽。
雖然上面的描述包括了許多細(xì)節(jié)，但這些細(xì)節(jié)不應(yīng)該被理解為對(duì)本公開(kāi)范圍的限制，而只是作為本公開(kāi)優(yōu)選實(shí)施例的范例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以設(shè)想出在本公開(kāi)的范圍和精神之內(nèi)的許多其它可能變體。
權(quán)利要求
1.一種用于讀取RFID標(biāo)簽的近場(chǎng)天線組件，包括配置成單個(gè)連續(xù)導(dǎo)體的天線，所述天線從形成饋入點(diǎn)的一端延伸到形成終接點(diǎn)的另一端，所述終接點(diǎn)通過(guò)電阻與地連接，所述導(dǎo)體沿著導(dǎo)體二維地引導(dǎo)電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近場(chǎng)天線組件，其中，所述天線組件具有一個(gè)總長(zhǎng)度，使得通過(guò)天線傳輸?shù)碾娏鞣植家鸩ㄩL(zhǎng)與nv/f成正比的波形，其中，v是等于光速除以相對(duì)介電常數(shù)的平方根的波傳播速度，f是以Hz為單位的頻率，以及n從用于半波的大約0.5到用于全波的1.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中，所述地是接地面，所述天線是微帶天線，以及所述近場(chǎng)天線組件包括具有第一表面和與之相對(duì)的第二表面的基底，第一和第二表面之間的距離限定基底的厚度；其中，所述微帶天線位于基底的第一表面上，以及所述接地面位于基底的第二表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線組件，其中，所述微帶天線包括單個(gè)導(dǎo)體的曲折線狀微帶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線組件，其中，所述曲折線狀微帶包括多個(gè)交替接觸導(dǎo)電段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線組件，其中，所述多個(gè)交替接觸導(dǎo)電段包括以方波圖案配置的各交替正交段。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線組件，其中，所述天線組件被配置成使得通過(guò)天線組件傳播的局部化E電場(chǎng)與沿著天線組件的長(zhǎng)度縱向取向的RFID標(biāo)簽耦合。
8.一種包括基本曲折線狀微帶天線的近場(chǎng)RFID天線組件，所述基本曲折線狀微帶天線被配置成使得天線所發(fā)射的局部化E電場(chǎng)基本上處于由近場(chǎng)限定的區(qū)域內(nèi)，以及所述局部化E場(chǎng)沿著導(dǎo)體二維地引導(dǎo)電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線組件，其中，所述基本曲折線狀微帶天線包括具有第一表面和第二表面以及在它們之間限定的厚度的基底；以方波圖案配置的多個(gè)交替正交導(dǎo)電段，形成基本曲折線狀微帶，所述基本曲折線狀微帶位于所述第一表面上；以及位于所述第二表面上的接地面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線組件，進(jìn)一步包括在基本曲折線狀微帶的一端的饋入點(diǎn)；和在基本曲折線狀微帶的另一端的終接電阻，所述終接電阻與接地面電耦合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的天線組件，其中，所述基底具有長(zhǎng)度為L(zhǎng)M的至少一個(gè)邊緣，以及所述正交接觸導(dǎo)電段被布置成相對(duì)于所述基底的至少一個(gè)邊緣交替橫向和縱向取向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線組件，其中，布置成縱向取向的所述導(dǎo)電段具有限定所述基本曲折線狀微帶的寬度WM的寬度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的天線組件，其中，所述基本曲折線狀微帶具有第一和第二縱向邊緣，以及所述微帶基本上位于基底的中心，使得基底的邊緣和接地面的邊緣的每一個(gè)都從所述第一和第二縱向邊緣延伸至少兩倍于寬度WM(2WM)的距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線組件，其中，所述基本曲折線狀微帶具有基本等于基底的至少一個(gè)邊緣的長(zhǎng)度LM的長(zhǎng)度，并從饋入點(diǎn)延伸到終接電阻并包括終接電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的天線組件，其中，所述基本曲折線狀微帶的長(zhǎng)度LM具有從基本等于等效半波偶極天線的長(zhǎng)度到等效全波偶極天線的長(zhǎng)度的總尺度。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的天線組件，其中，所述基底具有厚度H，以及所述天線組件具有大于或等于1的比值WM/H。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線組件，其中，所述基底具有從大約2到大約12的相對(duì)介電常數(shù)εr。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線組件，其中，所述天線組件的接地面與導(dǎo)電外殼電耦合，所述導(dǎo)電外殼通過(guò)介電隔離物與所述微帶隔開(kāi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線組件，其中，所述基底具有沿著基底長(zhǎng)度的第一和第二邊緣；以及其中，所述接地面位于基底的第一表面的至少一部分上但不與微帶線接觸，所述接地面位于基底的第一和第二邊緣上以及基底的第二表面上。
20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線組件，其中，所述天線組件被配置成使得天線組件與沿著天線組件的長(zhǎng)度縱向取向的RFID標(biāo)簽耦合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種被配置成讀取RFID標(biāo)簽的近場(chǎng)曲折線狀天線組件。天線被配置成單個(gè)連續(xù)導(dǎo)體，并被配置成從形成饋入點(diǎn)的基底的一端延伸到形成終接點(diǎn)的基底的另一端。終接點(diǎn)通過(guò)電阻與地連接，以及所述導(dǎo)體被配置成沿著導(dǎo)體二維地引導(dǎo)電流。局部化E場(chǎng)沿著對(duì)應(yīng)于半波到全波結(jié)構(gòu)的天線有效長(zhǎng)度引導(dǎo)電流分布。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK101084357SQ200580043757
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者理查德·L·庫(kù)普蘭德, 蓋瑞·馬克·謝弗 申請(qǐng)人:傳感電子公司