專利名稱：用于具有分離器的組合eas/rfid標簽的天線的制作方法
用于具有分離器的組合EAS/RFID標簽的天線 (對相關申請的交叉引用)本申請要求Shafer等在2004年11月2日提交的發(fā)明名稱為 "NEAR FIELD PRO腿FOR READING RFID TAGS AND LABELS AT CLOSE RANGE"的美國臨時專利申請序號No. 60/624402和 Copeland等在2005年3月7日提交的發(fā)明名稱為"LINEAR MONOPOLE MICROSTRIP RFID NEAR FIELD ANTENNA，，的美 國臨時專利申請序號No. 60/659289的優(yōu)先權(quán)，在此引入兩者的全部內(nèi) 容作為參考.技術領域本公開涉及電子物品監(jiān)視(EAS)和射頻識別(RFID)標簽的領 域，特別是涉及用于組合EAS和RFID標簽的RFID讀取天線(read背景技術使用組合EAS/RFID安全標簽在來自EAS技術的常規(guī)反盜竊威懾 手段的基礎上提供庫存控制能力的益處。組合EAS/RFID要全標簽可 通過使用卡釘(pin)鐲定機構(gòu)被閨定到衣物上，該離定自可邇過可 使用磁性手段以松開卡打的分離器被去除。當卡釘正在被去除時讀取RFID信息是有利的。并且，使得能夠 通過首先讀取和驗證RFID信息去除卡釘會是人們所關心的。為了分開組合EAS/RFID安全標簽的卡釘，用戶將標簽的端部放 在分離器的限定的中心區(qū)域中。應當注意，安全標簽可以以任意角度 關于分離器磁體區(qū)域旋轉(zhuǎn)。因此，RFID元件關于分離器中心的取向 會是很任意的。如果RFID元件必須在這種位置被讀取，那么，要么 分離取向需要被固定以允許固定位置RFID近場天線在這種固定位置 正確地讀取，要么需要新的全方向的RFID近場天線。
因此，需要開發(fā)一種使得組合EAS/RFID硬質(zhì)(hard)標簽能夠 被分開并且在任何時間都與EAS/RFID標簽相對于RFID天線的角度 無關地一貫精確讀取的RFID讀取天線。

發(fā)明內(nèi)容
本公開涉及用一種用于分離組合電子物品監(jiān)視(EAS)和射頻識 別(RFID)標簽(EAS/RFID標簽)的安全裝置。安全裝置包括被配 置為選擇性地釋放(disengage)設置在組合EAS/RFID標簽的笫一部 分中的接合釋放的分離器。安裝裝置還包括被配置為以電子的方式讀 取存儲在組合EAS/RFID標簽的第二部分中的信息的基本上圃形曲折 狀天線的近場天線。
近場天線被配置為基本上環(huán)繞分離器，并被配置 為在相對于分離器的位里上從組合EAS/RFID標簽的笫二部分讀取信 息，當標簽的笫二部分相對于分離器基本上以相切的方式并且以任意 角度被設置。
近場天線可被配置為只在分離器被定位為釋放組合EAS/RFID標 簽的笫一部分中的接合釋放時讀取信息.分離器可以以磁的方式釋放 接合釋放，在一個實施例中，天線是基本上同心圃形曲折狀微帶天線，該曲 折狀微帶天線包舍笫一和笫二天線部分，每個部分作為連續(xù)的導體 在內(nèi)同"鬭基準和外兩心圃基準周鷉和之間以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸基本上 180度到達公共結(jié)合位置，內(nèi)和外同心圃基準具有公共中心點.
第 一天線部分可從零度上的外同心圃的周界的外面的第 一位置延 伸到內(nèi)同心圃上的第一位置，并在內(nèi)和外同心圓基準周圍和之間以曲 折狀結(jié)構(gòu)延伸到公共的結(jié)合位置。第二天線部分可從零度上的外同心 圓的周界的外面的第二位置延伸到內(nèi)同心圓上的第二位置，并在內(nèi)和 外同心圓基準周圍和之間以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸到公共的結(jié)合位置。
在一個實施例中，安全裝置還包括基板，該基板具有第一表面
和第二表面；安裝在基板上的饋送端口；安裝在基板上的端接電阻器； 和接地層。同心圃形曲折狀天線微帶被安裝在基板的第一表面上，并 且基板的第二表面被安裝在接地層上，并且，饋送端口與天線的第一 和第二部分耦合，并且端接電阻器在公共結(jié)合位置上與天線的第一和 第二部分耦合，并與接地層耦合。饋送端口可被單極和偶極饋送激勵信號中的一個激勵。組合EAS/RFID標簽的第二部分可包含RFID元件，并且RFID 元件基本上駐留在圃形微帶天線的周界之上。本公開還涉及一種用于分離組合電子物品監(jiān)視(EAS)和射頻識 別(RFID)標簽(EAS/RFID標簽)的安全裝置的替代性實施例。該 安全裝置包括具有穿過其中限定的軸的分離器.分離器被配置為選擇 地釋放設置在組合EAS/RFID標簽的笫 一部分中的接合釋放，安全裝 置還包括被配置為以電子的方式讀取存儲在組合EAS/RFID標簽的笫 二部分中的倌息的基本上同心圃形曲折狀圃形微帶近場天線。近場天 線被配置為基本上環(huán)繞分離器，并被配置為在組合EAS/RFID標簽相 對于所述軸基本上以相切的方式并且以任意角度被定位時從組合 EAS/RFID標簽的笫二部分讀取倌息.近場天線被配置為只在分離器被定位為釋放組合EAS/RFID標簽 的第 一部分中的接合釋放時讀取倌息，安全裝置還可包括Jlj板?；寰哂畜室槐砻婧偷诙砻?；安裝在 lj板上的饋送端口；安裝在基泉上的端接電阻器；和接地層，閎心豳 形曲掛狀灸線微攀棟要裝在恭板的第一表銜上，并翼基板的第4表翁 被安裝在接地層上，并且，饋送端口與夭線的第一部分耦合，并且端 接電阻器與天線的第二部分耦合，并與接地層輛合。本公開還涉及一種供組合電子物品監(jiān)視(EAS)和射頻識別 (RFID)標簽使用的天線。該天線包括基板；和安裝在基板上的基 本上同心圓形曲折狀微帶，該曲折狀微帶包含第一和笫二天線部分， 每個部分作為連續(xù)的導體在內(nèi)同心圃基準和外同心圓基準周圍和之間 以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸基本上180度到達公共結(jié)合位置，內(nèi)和外同心圓基
準具有公共中心點。第一天線部分從零度上的外同心圓的周界的外面的第一位置延伸 到內(nèi)同心圓上的第一位置，并在內(nèi)和外同心圓基準周圍和之間以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸到公共結(jié)合位置；并且第二天線部分從零度上的外同心圓 的周界的外面的第二位置延伸到內(nèi)同心圓上的第二位置，并在內(nèi)和外 同心圓基準周圍和之間以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸到公共結(jié)合位置。 公共結(jié)合位置被設置在外同心圃上。天線還可包括具有基本上為圃形的周界的分離器磁體，基本上同 心圃形曲折狀微帶在分離器磁體的周界周圍被安裝在基板上。天線還 可包含安裝在基板上的饋送端口；和安裝在基板上的端接電阻器； 其中，饋送端口與天線的第一部分耦合，并且端接電阻器與天線的笫 二部分耦合，基板可包含笫一和第二表面，并且，天線還包含接地層，并且， 基本上圃形曲折狀徵帶被安ilMtJM^L的第 一表面上，并且Jjk的笫二 表面被安裝在接地層上，并且，饋送端口與天線的笫一部分耦合，并 且端接電阻器與天線的第二部分耦合，并與接地層耦合。饋送端口可 被單極和偶極饋送激勵信號中的一個激勵。微帶天線可被配置為在內(nèi)基準圃和外基準困之間限定平均基準圃.平均基準圃的直徑DM為內(nèi)外基準圃的直徑的平均值，并且，平 均直徑DM范圍為從約C"2lrf(Sr)^到約C/{7rf(8r)1/2}，這里，C是光速(3xl()8米/秒》，f是操作頻率(周/秒)，er^fcfel的相對介電常數(shù),附困說明被看作實施例的主題在說明書的結(jié)論部分中被特定指出和清楚地 要求權(quán)利。但是，通過參照附圖閱讀以下的詳細說明，可以最好地理 解關于組織和操作方法的實施例及其目標、特征和優(yōu)點，在這些附圖中，

圖1示出具有分離器磁體的組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽和現(xiàn)有的 RFID讀取天線，其中硬質(zhì)標簽相對于RFID讀取天線處于第一取向；
圖2示出具有分離器磁體的組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽和圖1的 RFID讀取天線，其中硬質(zhì)標簽相對于RFID讀取天線處于第二取向；圖3示出根據(jù)本公開的具有分離器磁體的組合EAS/RFID硬質(zhì)標 簽和圓形RFID讀取天線；圖4是沿圖3的線4-4切取的具有分離器磁體的組合EAS/RFID 硬質(zhì)標簽和RFID讀取天線的斷面正視圖；圖5是沿圖3的線5-5切取的具有分離器磁體的組合EAS/RFID 硬質(zhì)標簽和RFID讀取天線的斷面正視圖；圖6是沿圖3、圖4和圖5的RFID讀取天線的電流的圖形表示；困7是困3的RFID讀取天線之上的半波電場(E場)分布的困 形表示；困8是在零度相位上的困3的RFID讀取天線之上的全波E場分 布的困形表示；困9示出困3、閨4和困5的RFID讀取天線的偶極饋送；困10是閨3、囷4和困5的RFID讀取天線和分離器磁體的一個 實施例的頂部透視困；困11是圖10中所示的RFID讀取天線和分離器磁體的底部透視圍；困12是困3、困4和閨5的RFID讀取天線和分離器磁體的替代 性實施例的頂部透視困；躪13是閨12中所示的RFID讀取天線和分離器磁體的替代性實 施例鹛巍部錄枧羈；困14根椐4^^開的組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽的一個實施例的平 面圖；圖15是根據(jù)本公開的同心圓形曲折狀近場RFID讀取天線的一個 實施例的平面圖；圖16是圖14和圖15的具有分離器磁體的組合EAS/RFID硬質(zhì) 標簽和同心圓形RFID讀取天線的正視圖；圖17是處于分離器磁體的讀取范圍之外的組合EAS/RFID硬質(zhì) 標簽和同心圓形RFID讀取天線的平面圖；圖18是處于分離器磁體的讀取范圍之內(nèi)的組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽和同心圃形RFID讀取天線的平面圖；圖19是安裝在基板上的同心圓形曲折狀微帶天線的頂部透視圖； 圖20是表示安裝在接地層上的基板的同心圃形曲折狀微帶天線的底部透視圖。
具體實施方式
從以下給出的詳細說明以及從本公開的特定實施例的附圖，可以 更全面地理解本公開，但這只是出于解釋性的目的而不應被視為將本 公開限于特定的實施例。這里會闡述大量的特定細節(jié)，以提供對根據(jù)本公開的用于組合 EAS/RFID標簽的近場RFID讀取天線的多個可能的實施例的全面理 解.但本領域技術人員可以理解，可以在沒有逸些特定細節(jié)的情況下 實施各種實施例。在其它情況下，公知的方法、過程、部件和電路沒 有被詳細說明以不混淆這些實施例。可以理解，這里4^開的特定結(jié)構(gòu) 和功能細節(jié)會是代表性的，不 一定要限制這里公開的任何實施例的范圍o可以用表達方式"耦合"和"連接"以及它們的衍生詞說明 一 些實施 例.例如，可以用術語"連接"說明一些實施例，以指示兩個或更多個 元件相互直接物理或電氣接觸。在另一例子中，可以用術語"耦合"說 萌一些實施銅，以指承鴻個或更多個無件直接物理或電氣接觸.但是 術語"輛合"也可意味著兩個或更多個元件不是相互直接接觸，但仍相 配合或相互交互，這里公開的實施例不一定要限于本上下文.值得注意的是，在說明書中提到任何"一個實施例，，或"實施例，，都 意味著與該實施例相關聯(lián)說明的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含于至少一 個實施例中。在說明書的各個位置中出現(xiàn)的短語"在一個實施例中"不 一定都指的是同一實施例。
RFID讀取天線100。 EAS/RFID硬質(zhì)標簽102包含設置在組合 RFID/EAS標簽102的第一或標簽頭部分101中的接合(clutch )釋放 機構(gòu)108。 EAS/RFID硬質(zhì)標簽102包含設置在EAS/RFID硬質(zhì)標簽 102的第二或RFID元件部分103中的RFID讀取元件104。接合釋放 機構(gòu)108—般提供EAS去激活功能以釋放一般出于監(jiān)視目的的設置在 物品(未示出)上的分離器磁體106的卡釘112。卡釘112將磁體106 固定到物品以及接合釋放機構(gòu)108上.因此，接合釋放機構(gòu)108用作 分離器.在現(xiàn)有的配置中，RFID讀取天線IOO是沿直線到和穿過磁 體106的軸B-B延伸的近場通用偶極微帶天線.該特定組合EAS/RFID 標簽102也具有大致為線性的配置并包含沿其延伸并到M體106的 縱軸A-A。軸A-A和B-B在公共點即在磁體106的中心點110上相交， 使得軸A-A和B-B相互形成角度e. —般地，中心點110是接合釋放機構(gòu)108釋放卡釘和磁體106的位置，如困i所示，角度e的大小使得EAS/RFID標簽102的RFID元件部分104處于RFID讀取天線100 的范圍外面，因此存儲在RFID元件部分104中的RFID倌息不能被 讀取.盡管如此，接合釋放機構(gòu)108可在因此不首先讀取RFID元件 部分104信息的情況下被分離器磁體106激活.困2示出圖1的具有分離器磁體106的組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽 102和RF1D讀取天線100，其中，硬質(zhì)標簽102相對于RFID讀取天 線100處于第二取向.具體而言，由于組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽102 的軸A-A與RFID讀取天線l柳的軸B-B平行，因此角度0現(xiàn)在是0°, 國此組合EAS服FID硬摩標婆i02的RFID無件棘定位在RFI3D讀取 天線100正上方。在這種位置中，設置在RFID讀取元件部分103中 的RFID讀取元件104處于RF1D讀取天線100的近場中，并且，RFID 信息可被讀取，同時，接合釋放機構(gòu)108可在因此不首先讀取RFID 讀取元件104的信息的情況下被分離器磁體106激活以釋放卡釘112。通過現(xiàn)有技術的教導可以理解，當接合釋放機構(gòu)108處于磁體106 正上方時，不管RFID元件104的位置如何，EAS部分101的磁性釋 放接合機構(gòu)108都被啟用。機構(gòu)108可被激活以在分離器磁體106的 幫助下釋放卡釘。因此，不保證RFID信息在銷售點被收集。換句話 說，在硬質(zhì)標簽102中包含的RFID讀取元件104只有當如圖2所示 處于或基本上處于RFID讀取天線100正上方時才被讀取。這種方法 的明顯的缺點是， 一般為負責防止物品損失的人的用戶必須保證硬質(zhì) 標簽102中的RFID元件104總是在RFID讀取天線100的正上方， 以保證RFID信息被收集?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)而說明本公開的細節(jié)，圖3表示根據(jù)^^開的包括具有分 離器磁體106的組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽102和RFID讀取天線200 的安全裝置250。天線200包含一般為兩個半圃的弓形部分222和224 的基本上為圃形的微帶結(jié)構(gòu).天線200—般被安裝在基板206上。同 樣被安裝在4M1 206上的饋送端口 208通過可為共軸電纜的電纜214 向天線200供^t送信號并在第一位置202上與天線200耦合.同樣 被安裝在ljfeL 206上的端接電阻器210在笫二位置204上與天線200 在一個實施例中，笫一位置202和笫二位置204基本上在直徑 上相對，在一個實施例中，天線200基本上環(huán)繞分離器磁體106。分 離器磁體106具有中心點220。天線200和分離器磁體106可以是同 心的。實施例不限于本上下文。組合EAS/RFID標簽102具有這樣一 種配置，即，該配置使得第一軸A，-A，被限定為從第一或標簽頭部分 101直到RFID讀取元件部分103穿過其中延伸，如圖3所示，組合 EAS/RFID硬質(zhì)標簽102出于例示的目的被定位為使得軸A，-A，與磁 體106的申^2加相交.幽f解釋鎮(zhèn)的葛的第4 B，-效，被限定為穿過余離審磁體l麵,使 得軸A，-A，和B，-B，在中心點220上相交，并在其間限定可變角度(p。 軸A，-A，和B，-B，中的任一個可相對于另一軸旋轉(zhuǎn)，使得角度cp可從O 度到360度變化。如圖3、圖4和圖5所示，206包含一般為上表面的第一表 面206a和一般為下表面的第二表面206b。天線200被安裝或設置在 第一表面206a上?；?06的第二表面206b被安裝或設置在接地層 (ground plane) 212上。電纜214包含與天線200耦合或連接以向兩
個天線半圓部分222和224供電的第一端子和與接地層212耦合或連 接的第二端子。除了與天線200耦合外，端接電阻器210延伸到并耦 合到接地層212上。因此，如圖4和圖5所示，天線200被配置為作 為單極天線操作，使得饋送端口 208被單極饋送激勵信號激勵。如前面討論的那樣，組合EAS/RFID標簽102的卡釘112固定到 物品上，該物品在圖4中被示為物品10。 EAS/RFID標簽102包含分 別被設置在EAS/RFID標簽102的第一或標簽頭部分101和笫二或 RFID元件部分103上的接合釋放機構(gòu)108和RFID讀取元件104。當 在分離器磁體106附近時接合釋放機構(gòu)108從物品上釋放標簽102. 具體而言，當標簽頭101^it在分離器106中時，卡釘從物品10上被 釋放下來，從而允許物品10從EAS/RFID安全標簽102上被釋放下 來。在一個實施例中，根據(jù)本公開，分離器磁體106具有基本上圃形 的周界并且被基本上安裝在基板206的中心上，天線加0被配置為使 得，當EAS/RFID標簽102相對于天線200以任意角度cp被設置、并 且接合釋放機構(gòu)108 M在分離器磁體106附近時，RFID天線元件 104可被天線200讀取.具體而言，由于卡釘112和接合釋放機構(gòu)108 的中心基本上被定在分離器磁體106的中心點220之上并且組合 (EAS/RFID安全)標簽102關于中心點220旋轉(zhuǎn)，因此天線200的 讀取范閨與角度(p無關，接合釋放機構(gòu)108不需要準確處于中心點220 之上以使得能夠致動接合釋放機構(gòu)108,凝舍鋒放機構(gòu)l餘可以不僅僅為磁的，^是可以為任付類漤的EAS分離器，包括但不限于電操作的螺線管或氣動或液壓操作的釋放 機構(gòu)。特別值得注意的是，天線200具有零度到約360度的一致的讀取 范圍?？梢韵胂?，圃形微帶天線200可被視為包含上述的組合EAS/RFID 標簽102、天線200和分離器磁體106的組合EAS和RFID系統(tǒng)250 的一部分。EAS/RFID標簽102被配置為被固定到物品10上。
如前面公開的那樣，但在這里是關于系統(tǒng)250，天線200被配置 為使得，當EAS/RFID標簽102相對于天線200以任意角度(p被設置、 并且接合釋放機構(gòu)108被放在使得能夠分離的與分離器磁體106足夠 近的位置上時，RFID天線元件104可被RFID讀取天線200讀取。作為系統(tǒng)250的一部分，天線200的特征和限制基本上與前面說 明的那些相同。本領域拔水人員可以認識到，其它結(jié)構(gòu)的微帶天線200也是可能 的，這些結(jié)構(gòu)包括但不限于橢圃或卵形、三角形、正方形、矩形、 拋物線形或雙曲線形、曲線形、多邊形或不規(guī)則形的形狀。已確定的是，與組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽102中的RFID元件104 耦合的電場沿徑向向外并在圃形微帶200之上，使得即使硬質(zhì)標簽102 相對于磁體中心或原點220以任意角度9被放置組合EAS/RFID硬質(zhì) 標簽102也可容易地分離.可以想象，讀取范圍可在接合機構(gòu)l肺被 定位在分離器磁體106之上或相對接近它的點上被優(yōu)化，現(xiàn)在轉(zhuǎn)而更詳細地討論微帶天線200，天線200與被配置為圃孤 使得倌號波長k與丄對應的兩個微帶A類似，因此，如田3所示，近場天線200的圃直徑"D，，應與半波長到全波長偶極天線之間的直徑對應. 由于躕形微帶天線200被淀積在介電基板206上，因此半徑a對于與 半波長情況相關的最小值應在a^c/(2irf(er),的范圍內(nèi),對于全波長情 況應為其兩倍。這里c是光速(3xl^米/秒)，f是採作頻率(周/秒)，8r是介電基板材料的相對介電常數(shù)。麥睞由6、國？和癬8,備爾瓤2M和224的有效長度f在舉效喪 到全波長的范圍中。如圖6特別示出的那樣，在半波長配置中，天線 電流I在饋送或輸入端208為正的最大值(+10)，在中點減小為零， 并在端接電阻器210的端部位置上為負的最大值(-10)。因此，在半 波長配置中，天線電流從輸入端208到端接電阻器210的端部位置經(jīng) 受180度的相位變化。如圖7所示，在饋送點208的E場為最大值。 在沿微帶天線部分112的沿長度L的中點上，E場減小為零。在終端 (termination end ) 118上，E場減小為負的峰值或最大值。
如圖8特別示出的那樣，對于全波長配置，天線電流在輸入端208 為正的最大值，在距離的四分之一處衰減為零，然后在距離的二分之 一處沿負方向減小為負的最大值，在距離的四分之三處表減為零，然 后在端接電阻器210的端部位置沿正方向重新增加到正的最大值。當與RFID元件104耦合的E場被最大化時，天線200要讀取的 信號被大大增強。當RFID元件104基本駐留在如圖3和圖4所示形 成圃形天線200的半圃的弓形部分222和224的周界外面時，出現(xiàn)這 種情況。另外，當組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽102基本上相對于分離器 磁體106的中心220沿徑向取向使得EAS/RFID硬質(zhì)標簽102的線性 軸B，-B，基本上與中心220交迭時，信號被增強.困9示出圃形微帶天線200的替代性實施例。具體而言，圃形微 帶天線200被配置為偶極結(jié)構(gòu)。電纜214的第一端子214a在變壓器輸 入倌號接頭(connection) 230a與電壓變壓器230連接.來自倌號接 頭230a的輸入倌號在變壓器輸出倌號接頭230b從變壓器230被輸出， 該變壓器輸出信號接頭230b通過電纜或連接器234與半圃的弓形部分 224耦合，電纜214的第二端子214b通過輸入信號接地接頭230c與變壓器 230連接.輸入信號地通過接頭230d從半圃的弓形部分222被輸出到 變壓器230,因此，在這種結(jié)構(gòu)中，半圃的部分222和224作為偶極 天線*作，使得饋送端口 208被偶極饋送激勵倌號激勵.困10是其中微帶天線2洲被設置在基板206上的安全裝置2鄰 的一個實施餺的壤部透視掛，命離騫織體l暢楝徵置為穿逸中"碁本 上被定位在分離器磁體106的中心220周閨的孔徑240,孔徑240貫 穿基板206和接地層212.基本上為圃形的微帶200在分離器磁體106 的周界周圍被安裝在基板206上。端接電阻器210與微帶天線200以 及接地層212耦合，圖ll是圖10中所示的安全裝置250的底部透視圖。具體而言， 分離器磁體106通過孔徑240貫穿接地層212和基板206。圖12是基板206和接地層212的替代性實施例的頂部透視圖。圖13是圖13中所示的基板206和接地層212的替代性實施例的底部透 視圖。具體而言，基本上為圃形的微帶天線200被設置在排除孔徑240 的實心基板206，和實心接地層212，上?；?06，包含第 一和第二表面 206a，和206b，。接地層212，包含第一和第二表面212a，和212b，?；?上圃形的微帶200被安裝在基板的第一表面206a，上。基本上為圃形 的微帶200被安裝在基板的笫一表面206a，上，具有基本上為圃形的 周界的分離器磁體106被設置為接i^t板206的第二表面206b，和接 地層212，的第二表面212b，，使得基本上為圃形的微帶200被設置在 分離器磁體106的周界外面。由于分離器磁體106不受孔徑240限制， 因此分離器磁體106相對于微帶200是不受約束的、可動的。不管是 分離器磁體106受孔徑240限制，還是分離器磁體106相對于微帶200 是不受約束的和可動的，分離器磁體106相對于接合釋放機構(gòu)108的 操作和性能都是基本上等同的。已確定的是，圃形近場RFID微帶天線200的特性被優(yōu)化如下a. 限于近場距離的讀/寫范圍rf《丄。使讀/寫范圍d限于近場距離J A/2;r允許安全裝置250在銷售點同時執(zhí)行EAS硬質(zhì)標簽分離和 RFID信息收集。由于讀取范圍非常小，因此EAS分離和RFID信息 收集限于每次一個標簽。換句話說，在這種讀取范圍下，去激活器 (deactivator)將不從附近的其它標簽檢測無關的RFID倌息。b. 供給天線200的大多數(shù)能量在端接負栽電阻器200上被耗散， 由此減少產(chǎn)生的干擾的水平.e.與賴射逸場夭幾相比表現(xiàn)出較抵的Q閨數(shù)的近場天線200. Q 因數(shù)是除以中心頻率的-3db帶寬的度量或者e-^^1，這里，F(xiàn)2是上頻率-3db點，F(xiàn)l是下頻率-3db點，F(xiàn)c是中心頻率。d. 較低的Q因數(shù)導致較寬的工作帶寬，這對于寬頻帶世界范圍 UHF應用是有用的。e. 如本領域公知的那樣，頻率跳躍是用于防止讀取器相互干擾的 技術。在美國，盡管認為UHFRFID讀取器以915MHz操作，但它們 實際上在902和928MHz之間操作。讀取器可隨機或以編程的次序跳
躍到902MHz和928MHz之間的任意頻率。如果頻帶足夠?qū)挘敲磧?個讀取器剛好以同一頻率操作的機會較小。歐洲和日本的UHF頻帶要小得多，因此這種技術不能有效防止讀取器干擾。本公開的RFID系統(tǒng)250和天線200的較寬的工作帶寬和較低的 Q因數(shù)允許在不需要頻率跳躍的情況下產(chǎn)生簡化的RFID讀取器電子 設備。f 近場天線200表現(xiàn)出較低的輻射電阻(radiation resistance) 和輻射效率，由此與輻射天線相比減少干擾并便于符合FCC規(guī)定的限 制。g. 圃形微帶近場天線200產(chǎn)生在圃形微帶區(qū)域外面沿徑向取向的 E場.h. 如前面討論的那樣，圃形微帶近場天線200具有約"2a"的直徑 尺寸"D"，或者，對于與半波長情況相關的最小值，D-2a-2c/{2 rf(sr)1/2} 對于全波長情況，為其兩倍，i. 由于發(fā)射的E場位于近場，因此有利于符合規(guī)定要求，j.圃形微帶近場天線200可使用具有基本上相同的RFID檢測能 力的單極或偶極饋送激勵，具體而言，饋送端口 208可被單極和偶極 饋送激勵倌號中的一個激勵，k.增強徑向E場與RFID元件104的耦合會增強讀取倌號的有 效性.當RFID元件W4基本駐留在躕形微帶天線200的周幕外面時. 由現(xiàn)逸辨癀現(xiàn)、8 14和國M ~ 18示出組合EAS/RFID M標簽的替代性實施例。 具體而言，組合EAS/RFID硬質(zhì)標簽300包含具有第 一或前面部分301 和第二或后面部分302的外殼303。第一部分301包含用于固定到物 品10上的卡釘312的接合釋放機構(gòu)308?？ㄡ?12可基本上在接合釋 放機構(gòu)308的中心被插入接合釋放機構(gòu)308內(nèi)。第二部分302包含 RFID元件304。RFID元件304可具有基本上為直線的或矩形的結(jié)構(gòu)， 并可沿縱軸C-C被設置。相對于卡釘312和接合釋放機構(gòu)308， RFID
元件304的縱軸C-C基本上沿橫向或切向取向。圖15示出天線組件450的本公開的替代性實施例。天線組件450 包含基本上為同心圓形的曲折狀微帶天線400。曲折狀微帶天線400 分別包含第一和第二天線部分400a和400b，每一個在內(nèi)同心圓基準 410和外同心圃基準420周圍和之間以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸基本上180度 到達公共( common )結(jié)合位置402。笫一和第二天線部分400a和40ttb作為連續(xù)的導體4度上的外 同心圃420的周界的外面的笫一位置408a、 408b延伸到內(nèi)同心圃410 上的第一位置422a、 422b，并分別在內(nèi)和外同心圃基準410和420周 圍和之間以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸到公共結(jié)合位置402。在一個實施例中，第一和第二天線部分400a、 400b包含笫一^>共 徑向段440，該笫一公共徑向段440沿徑向從外同心圃基準的周界外 面的笫一位置408a、 408b向公共中心點220延伸到內(nèi)同心圃基準410 上的笫一位里422a、 422b，延伸到分別沿內(nèi)同心圃基準410形成的多 個斷續(xù)的、帶有間隔的內(nèi)弦段434的第一個442a、 442b。笫一和笫二 天線部分400a、 40他還包含沿外同^圃基準420形成的多個斷續(xù)的、 帶有間隔的外弦段432和多個徑向段436,多個徑向段中的笫 一個444a、 444b依次從笫 一個帶有間隔的內(nèi)弦 段442a、 442b延伸到斷續(xù)的、帶有間隔的外弦段中的第一個446a、 446K類似地，多個徑向段中的第二個448a、 448b依次從笫一外弦 段446a、 446b延伸到第二內(nèi)弦段452魏、452b，并在分刺結(jié)合第一和 第二天線部分4Wa、 4糊b的公共錄爭粒覃柳2上棒止，在一個實施例中，公共結(jié)合位置402被設置在外向心圃420上。 實施例不限于本上下文，仍然如圖16所示，天線組件450還包含基板406。基板具有笫一 或上表面406a和第二或下表面406b。饋送端口 208被安裝在基板406 上，并且端接電阻器210也被安裝在基板406上。天線組件450還包 含接地層412。同心圃形曲折狀天線微帶400被安裝在基板406的第 一表面406a上，并且基板406的第二表面406b被安裝在接地層412
上。饋送端口 208與天線400的第一和第二部分400a、 400b耦合，并 且，端接電阻器210在>^共結(jié)合位置402上與笫一和第二部分400a、 400b耦合，并與接地層412耦合。如前面關于天線200說明的那樣， 饋送端口 208可被單極和偶極饋送激勵信號中的任一個激勵。內(nèi)和外同心圃基準410和420可具有基本上與分離器磁體106的 中心點220 —致的公共中心點。微帶天線400被配置為在內(nèi)基準圃410和外基準圃420之間限定 平均基準圃415。平均基準囷415的直徑DM為內(nèi)外基準圃410和420 的直徑的平均值或平均數(shù)。平均直徑Dw范圍為從約c/口7Cf(Sry,到約c/{7rf(Sr)1/2}，這里，C 是光速(3xl08米/秒)，f是操作頻率(周/秒)，SrU板的相對介電常數(shù)。困16還示出用于分離組合電子物品監(jiān)視(EAS)和射頻識別 (RFID)標簽(EAS/RFID標簽)300的安全裝置的一個實施例的正 視困.具體而言，安全裝置500包含被配置為選擇性地釋放設置在組 合EAS/RFID標簽300中的第一部分302中的接合釋放機構(gòu)308的分 離器或分離器磁體106。近場天線400被配置為以電子的方式讀M 儲在組合EAS/RFID標簽300的笫二部分302中的信息.組合 EAS/RFID標簽300的第二部分302包含RFID元件304，并且RFID 無件304基本上駐留在同心圃形曲折狀微帶天線400之上。如困17和困18最佳地示出的那樣，近場天線400被配置為基本 上蓀繞分錄器1M,在蹈17中，標簽3雜姆秉錢覯錚4S0的錄離使得 天線組件不能讀取RFID元件304,在閨18 ,，標簽300的位置處于 天線組件450的讀取范圍內(nèi).具體而言，標簽300被配置為在相對于 分離器106的位置上從組合EAS/RFID標簽300的第二部分302讀取 信息，當標簽3(M)的第二部分302基本上相對于分離器106以相切的 方式并以任意圃周角q)，被設置。角度q)，由穿過標簽300的外殼302特 別是穿過卡釘312和接合釋放機構(gòu)308的中心的軸D-D和穿過分離器 磁體106的中心點220的軸E-E的相交限定。軸D-D與橫軸C-C正交。近場微帶天線400被配置為只在分離器106被定位為釋放 (disengage)組合EAS/RFID標簽300的笫一部分301中的接合釋放 308時讀取信息。分離器106可以以磁的方式釋放接合釋放308以釋 放卡釘312，由此將標簽300與物品IO分開(參見圖16)。圖19是天線組件450的頂部透視圖，表示安裝在基板406的第一 表面406a上的基本上同心圃形曲折狀微帶天線400. ^L406可具有 圃形結(jié)構(gòu)，但其它的結(jié)構(gòu)也是可能的。實施例不限于本上下文?；?406的中心區(qū)域具有孔徑460以使得分離器106能夠被安裝在其中。困20是天線組件450的底部透枧困，表示安裝在接地層412上的 JI^L 406?？讖?60還延伸通過接地層412,簦于以上說明，組合EAS/RFID標簽102的RFID標簽部件即 RFID讀取元件104對分離器磁體106的區(qū)域之上的檢測不敏感，但 在物理上接近天線200,使得它很好地處于近場內(nèi)。只要EAS/RFID 標簽102的包含接合端部機構(gòu)108的部分即標簽頭101位于分離磁體 106之上，那么，不管其相對于天線200的取向如何，RFID標簽102 都在有效檢測區(qū)域中.可以認為，>*^>開的一個特別的優(yōu)點在于，由于實際上不可能在 不讀^ia合標簽102的RFID天線元件104上的RFID倌息的愔孔下 釋放接合機構(gòu)108,因此它可以減少標簽位置要求，可以理解，天線200的相對尺寸和形狀可以被配置為與任何尺寸 或形狀的標簽或罄條一起工作*銀美,可以想象，#開將很好地為 HFID元件天線104沿組合標簽102的長度并且基本上在圃形天線200 的周界外面被設置的較長的組合標簽102 —起工作.由于徑向電場從天線200的周邊以徑向的方式向外遠離分離器磁 體106的中心220，因此，當標簽102的笫一部分101抝改在分離器 磁體106的中心區(qū)域220附近時，組合EAS/RFID安全標簽102的 RFID讀取元件104應基本上在天線200外面延伸。由于與從天線200 的周邊以徑向的方式向外遠離分離器磁體106的中心220的徑向電場
的方向相比、從天線200的周邊向著分離器磁體106的中心220以徑 向的方式向內(nèi)延伸的徑向電場反向，因此不希望RFID元件104被定 位為使得RFID元件104或RFID元件部分103在交界關系中被天線 200的微帶等分，因為其結(jié)果會是在RFID元件104兩端沒有凈的差 分電場。雖然這里說明了實施例的某些特征，但本領域技術人員可以想到 許多變更方式、替代方案、變化和等同方案，因此應當理解，所附的 權(quán)利要求意圖在于覆蓋落在實施例的真實精神內(nèi)的所有這些變更方式 和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于分離組合電子物品監(jiān)視(EAS)和射頻識別(RFID)標簽(EAS/RFID標簽)的安全裝置，所述安全裝置包括被配置為選擇性地釋放設置在組合EAS/RFID標簽的第一部分中的接合釋放的分離器；和被配置為以電子的方式讀取存儲在組合EAS/RFID標簽的第二部分中的信息的基本上圓形曲折狀天線的近場天線，所述近場天線被配置為基本上環(huán)繞所述分離器并被配置為在相對于所述分離器的位置上從組合EAS/RFID標簽的所述第二部分讀取信息，當所述標簽的所述第二部分相對于所述分離器基本上以相切的方式并且以任意角度被設置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的安全裝置，其中，近場天線被配置為只在所 述分離器被定位為釋放組合EAS/RFID標簽的笫一部分中的接合釋放 時讀取信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的安全裝置，其中，分離器以磁性的方式釋放 接合釋放'
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的安全裝置，其中，天線是基本上同心圃形曲 折狀徵帶天線，該曲折狀微帶天線包含第一和笫二天線部分，每個部分作為連續(xù)的導體在內(nèi)同心圃基準 和外同心圃基準周閨和之閱以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸基本上180度到達公共 錄合位置，所迷內(nèi)和外同^圃碁準具者公共申^點，
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的安全裝置，其中，第 一天線部分從零度上的外同心圃的周界的外面的第 一位置延伸 到內(nèi)同心圃上的第 一位置，并在內(nèi)和外同心圃基準周圍和之間以曲折 狀結(jié)構(gòu)延伸到公共結(jié)合位置；并且，第二天線部分從零度上的外同心圓的周界的外面的第二位置延伸 到內(nèi)同心圓上的第二位置，并在內(nèi)和外同心圓基準周圍和之間以曲折 狀結(jié)構(gòu)延伸到公共結(jié)合位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的安全裝置，其中，安全裝置還包括 基板，所述基板具有第一表面和第二表面； 安裝在基板上的饋送端口； 安裝在基板上的端接電阻器；和接地層，其中，同心圓形曲折狀天線微帶被安裝在基板的第一表面上，并 且基板的第二表面被安裝在接地層上，并且，饋送端口與天線的笫一和笫二部分耦合，并且端接電阻器在公共 結(jié)合位置上與天線的第一和第二部分耦合，并與接地層耦合，
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的安全裝置，其中，饋送端口被單極和偶極饋 送激勵信號中的一個激勵。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4的安全裝置，其中，組合EAS/RFID標簽的 笫二部分包含RFID元件，并且RFID元件基本上駐留在圃形微帶天 線的周界之上，
9. 一種用于分離組合電子物品監(jiān)枧(EAS )和射頻識別(RFID ) 標簽(EAS/RFID標簽)的安全裝置，所述安全裝置包括具有穿過其中限定的軸的分離器，所述分離器被配置為選擇地釋 放設置在組合EAS/RFID標簽的笫一部分中的接合釋放；被配置為以電子的方式讀取存儲在組合EAS/RFID標簽的第二部 分中的信息的基本上同心圃形曲折狀圃形微帶近場天線，所述近場天 線被配置為基本上環(huán)繞所迷分離器，并被配置為在所迷組合 EAS/RFID標答相對于所迷釉基本上以相初的方式并且以任意角度被 定位時從組合EAS/RF1D標簽的所迷笫二部分讀取倌息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的安全裝置，其中，近場天線被配置為只在 所述分離器被定位為釋放組合EAS/RFID標簽的第一部分中的接合釋 放時讀取信息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的安全裝置，其中，安全裝置還包括 基板，所述基板具有第一表面和第二表面； 安裝在基板上的饋送端口；安裝在基板上的端接電阻器；和接地層，其中，同心圓形曲折狀天線微帶被安裝在基板的第一表面上，并且基板 的第二表面被安裝在接地層上，并且，饋送端口與天線的第一部分耦合，并且端接電阻器與天線的笫二 部分耦合，并與接地層耦令。
12. —種供組合電子物品監(jiān)視(EAS)和射頻識別(RFID)標簽 使用的天線，所述天線包括基板；和安裝在基板上的基本上同心圃形曲折狀微帶，該曲折狀微帶包含 笫一和笫二天線部分，每個部分作為連續(xù)的導體在內(nèi)同心圃基準和外同心圃基準周圍和之間以曲折狀結(jié)構(gòu)延伸基本上180度到達公共 結(jié)合位置，所迷內(nèi)和外同心圃基準具有公共中心點。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的天線，其中，笫 一天線部分從零度上的外同心圃的周界的外面的笫 一位置延伸 到內(nèi)同心圃上的第一位置，并在內(nèi)和外同心圃基準周圍和之間以曲折 狀結(jié)構(gòu)延伸到公共結(jié)合位置；并且，第二天線部分M度上的外同心圃的周界的外面的笫二位置延伸 到內(nèi)同心圃上的第二位置，并在內(nèi)和外同心B基準周圍和之間以曲折 狀結(jié)構(gòu)延伸到公共結(jié)合位置，
14.根振麵剩要求13的夭線，其中，第—天線鄭分包舍第一公共徑向段，該笫一公共徑向段沿徑向從外同心圃基準的周 界外面的第一位置向公共中心點延伸到內(nèi)同心圃基準上的第一位置， 延伸到沿內(nèi)同心圃基準形成的多個斷續(xù)的、帶有間隔的內(nèi)弦段中的笫一個，沿外同心圃基準形成的多個斷續(xù)的、帶有間隔的外弦段；和 多個徑向段，其中，多個徑向段中的第一個依次從第一個帶有間 隔的內(nèi)弦段延伸到多個斷續(xù)的、帶有間隔的外弦段中的第一個， 多個徑向段中的第二個依次從第一外弦段延伸到第二內(nèi)弦段，并在公共結(jié)合點上終止；并且， 第二天線部分包含笫一公共徑向段，該第一公共徑向段沿徑向從外同心圓基準的周 界外面的第一位置延伸到內(nèi)同心圓基準上的第一位置，延伸到沿內(nèi)同 心圃基準形成的多個斷續(xù)的、帶有間隔的內(nèi)弦段中的第一個；沿外同心圓基準形成的多個斷續(xù)的、帶有間隔的外弦段；和多個徑向段，其中，多個徑向段中的第一個依次從笫一個帶有間 隔的內(nèi)弦段延伸到多個斷續(xù)的、帶有間隔的外弦段中的笫 一個，多個徑向段中的笫二個依次從笫一外弦段延伸到笫二內(nèi)弦段，并 在結(jié)合第一和笫二天線部分的公共結(jié)合點上終止.
15. 根據(jù)權(quán)利要求12的天線，其中，公共結(jié)合位置被設置在外同 心圃上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12的天線，該天線還fc括 具有基本上為囷形的周界的分離器磁體，基本上同心圃形曲折狀微帶在分離器磁體的周界周圍被安裝在基板上
17. 根據(jù)權(quán)利要求12的天線，其中，天線還包含 安裝在基板上的饋送端口；和 安**基板上的端接電阻器；其中，饋送端口與天線的笫一部分耦合，并且端接電阻器與天線的第二
18.根據(jù)權(quán)利要求12的天線，其申，基板&含第一和第-表面， 并且，天線還包含 接地層，并且，其中基本上圃形曲折狀微帶被安裝在&^L的第一表面上，并且基 板的笫二表面被安裝在接地層上，并且，饋送端口與天線的第一部分耦合，并且端接電阻器與天線的第二部分耦合，并與接地層耦合。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的天線，其中，饋送端口被單極和偶極饋送 激勵信號中的一個激勵。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的天線，其中，微帶天線被配置為在內(nèi)基準 圓和外基準圃之間限定平均基準圓，所述平均基準圃的直徑Dw為內(nèi) 外基準圓的直徑的平均值，并且，平均直徑DM范圍為從約c/(27cf(er)1,到約C/(7rfK)1^，這里，C是光速(3xlOS米/秒)，f是操作頻率(周/ 秒)，Sr是基板的相對介電常數(shù)。
全文摘要
安全裝置分離組合電子物品監(jiān)視(EAS)和射頻識別(RFID)標簽(EAS/RFID標簽)，并且包括選擇性地釋放設置在組合EAS/RFID標簽的第一部分中的接合釋放的分離器(磁體)；和被配置為以電子的方式讀取存儲在組合EAS/RFID標簽的第二部分中的信息的近場天線。天線環(huán)繞分離器，并且，當標簽的第二部分相對于分離器以任意角度被設置，并且只在分離器被定位為釋放分離器釋放時，在相對于分離器的位置上從組合EAS/RFID標簽的第二部分讀取信息。只要EAS/RFID標簽的包含接合端部機構(gòu)的部分位于分離磁體之上，那么，不管相對于天線的取向如何，RFID標簽都在有效檢測區(qū)域中。
文檔編號E05B73/00GK101103165SQ200580043660
公開日2008年1月9日 申請日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者加里·M·薩弗, 理查德·L·科佩蘭德 申請人:傳感電子公司