專利名稱:Rfid天線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的RFID天線系 統(tǒng),帶有用于物品識別系統(tǒng)(WIS)的RFID天線裝置。
背景技術(shù):
已經(jīng)已知有用于物品的采集和識別(WIS)的所謂的UHF-RFID 方法和系統(tǒng)。其中在要檢測的物品上設置RFID標簽。與一種同樣已 知的用于電子物品安檢(所謂的EAS系統(tǒng))的方法相比,這種方法首 先具有了下述重要優(yōu)點借助RFID標簽不僅能分析作為信息的單個 比特,而且還能為該UHF-RFID標簽設置微芯片,在該微芯片上存儲 有來自多個地點的具有一定字長的信息,并且可從該微芯片讀出所述 信息。優(yōu)選的是采用所謂的無源RFID標簽,它從天線系統(tǒng)的電磁場 獲得用于讀取標簽內(nèi)容并發(fā)回相關(guān)信息的能量。其中RFID標簽由具 有所述微芯片的天線結(jié)構(gòu)組成。為了讀出信息,正如已知的那樣,為 此采用了所謂的讀取器,其例如通過天線系統(tǒng)把所需的能量輸送給所 述標簽,從而通過電磁場進行驅(qū)動,其中,帶有微芯片的標簽隨后能 夠利用該能量以所存儲的信息發(fā)出相應的應答,該應答可通過天線系 統(tǒng)和連接在其后的RFID讀取器來讀取并進行分析。關(guān)于用于電子物品安檢系統(tǒng)(EAS)的RFID天線系統(tǒng)的構(gòu)造例 如參照在先的出版物WO99/30384Al。另外,關(guān)于用RFID天線系統(tǒng) 讀取較大比特長度的數(shù)據(jù)的應用參照以下在先出版物,即RFID手冊 中的"3 Fundamental Operating Principles" : Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards and Identification,第二版, Klaus Finkenzeller, Copyright 2003, John Wiley & Sons, Ltd., ISBN: 0國470-84402-7,第1.2、 1.3、 2.3至2.5.4章以及第3.1至3.1.2章。除此之外還已知有例如在商場、商店等的出口處對物品進行安檢的電子物品安檢系統(tǒng)(EAS)。它們由RFID天線系統(tǒng)組成,所述RFID 天線系統(tǒng)在出口或過道區(qū)域內(nèi)彼此間隔地設置,在它們之間形成穿過 它們的待監(jiān)控的通道。位于商店中的相應產(chǎn)品或商品例如借助電子物品安檢標簽來進 行安檢。當對商品進行常規(guī)的結(jié)賬時,由售貨員把相應的電子物品安 檢標簽取下,使顧客能夠帶著商品毫無問題地通過所監(jiān)控的出口通道。如果帶著仍處于安檢狀態(tài)的商品經(jīng)過所監(jiān)控的出口通道,則在監(jiān) 控區(qū)域內(nèi)通常會發(fā)出聲音報警信號,以便例如通知有人試圖把未結(jié)帳 的商品從商店拿走。這種電子物品安檢系統(tǒng)能夠在不同的技術(shù)基礎上實現(xiàn)。前面所提到的EAS系統(tǒng)按照1比特收發(fā)機方式來工作,其中能 夠識別出在監(jiān)控和讀取區(qū)域內(nèi)是否存在特定的標簽。由US2006/0132312A1基本上已知了這樣一種天線系統(tǒng),它能夠 被安裝在過道(門前通道)里。為此可以采用不同的天線系統(tǒng),例如 由貼片天線構(gòu)成的RFID天線系統(tǒng)。作為對此的替代,也可以采用所 謂的環(huán)形天線或所謂的光子帶GAP天線。所述天線可以朝前安裝在過道旁邊的墻壁上,或者朝前或朝后安 裝在原有的門框內(nèi),也可以平行于通道方向呈放射狀安裝在原有的拱 門內(nèi)。如果采用貼片天線的話,也可以由多個貼片天線共同工作,它們 在垂直方向上相互疊加設置。在另一個所示的實施例中,可以采用多 個這種類型的貼片天線,它們以多個分支分別設置在垂直方向上并共 同作用,其中在一個所述的變體中,為此可以采用所謂的分集開關(guān)或 分集組合器。然而,這種在先公開的方案并沒有提到能夠?qū)⒃撓到y(tǒng)應 用于電子物品安檢系統(tǒng)EAS和/或物品識別系統(tǒng)WIS。至少這種在先 公開的方案沒有提到能夠制造出 一種包含用于電子物品安檢系統(tǒng)EAS 的天線以及用于物品識 別系統(tǒng)WIS的天線的RFID天線系統(tǒng)。因此本發(fā)明的任務是提供一種用于物品識別系統(tǒng)(WIS)的改進 了的RFID天線系統(tǒng),用于讀取帶有微芯片的標簽。其中它應當是一 種基本上簡單構(gòu)造的系統(tǒng)。該系統(tǒng)應當在需要時能夠很容易地適應于 不同的情況和特點,以便能夠在從相應的標簽讀取信息時得到最優(yōu)的 結(jié)果。在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中,另外還應當確保本發(fā)明所 述天線系統(tǒng)能夠被裝配到常規(guī)的電子物品安檢系統(tǒng)中。根據(jù)本發(fā)明,該任務根據(jù)權(quán)利要求l所給出的特點來解決。本發(fā) 明的具有優(yōu)點的實施例在從屬權(quán)利要求中給出。本發(fā)明所述電子物品識別系統(tǒng)(WIS)的特點是一方面具有簡單 的構(gòu)造,另一方面針對地點的不同情況和特點具有很高的靈活性和適 應能力。其中監(jiān)控區(qū)域和讀取區(qū)域可以不同地加以調(diào)整,從而能可靠 地避免功能缺陷。其中本發(fā)明所述的改進的系統(tǒng)像現(xiàn)有技術(shù)那樣也是基于RFID技 術(shù)工作的。為了實現(xiàn)具有高"命中率,,和高功能適應性的簡單構(gòu)造的系統(tǒng),本 發(fā)明建議設置在要監(jiān)控的通過區(qū)域一側(cè)的天線系統(tǒng)包括至少兩個天 線,其中所述的至少兩個天線在通過方向上相鄰設置,或者至少以通 過方向上的一個分量相鄰設置。其中它們不一定非要設置在相同的高 度位置上(即例如平行于過道的高度),而是也可以部分地位于不同 的高度位置上。然而,經(jīng)過這兩個彼此相鄰設置的天線系統(tǒng)的中點或 重心的直線相對于水平面(或者平行于過道的平面)具有一定角度偏 差,該角度偏差最好不超過45°。其中,該UHF-RFID系統(tǒng)包含貼片天線或者由貼片天線組成。 這些貼片天線具有特別低的結(jié)構(gòu)高度,由此也可以亳無問題地裝配到 已有的通常由框狀天線構(gòu)成的EAS天線系統(tǒng)裝置中,例如裝配到已有 的EAS監(jiān)控系統(tǒng)的框狀天線內(nèi)。通過在通過方向上以一定相互側(cè)向錯位或者以通過方向上的一9個分量相互錯開設置兩個貼片天線,能夠以簡單的手段實現(xiàn)改進的監(jiān) 控區(qū)域組合。這在一定程度上提供了重要的優(yōu)點,因為只有當某個人
拿著帶有包含微芯片的RFID標簽的產(chǎn)品實際走過所限定的讀取區(qū)域 (即監(jiān)控區(qū)域)而不僅僅是在讀取區(qū)域附近經(jīng)過時,才能相應地檢測 或讀取帶有標簽的物品或產(chǎn)品。由此首先是確保了不會例如由于在由 兩個安裝在側(cè)面的天線系統(tǒng)保證安全的通道處的某個人僅僅是在附近 (例如仍在商店內(nèi))走過,同時帶有標簽的受到保護的產(chǎn)品可能已經(jīng) 進入到該天線系統(tǒng)的檢測和/或讀取區(qū)域,而過早地開始檢測。
本發(fā)明所述的貼片天線可以設計成單個的貼片天線。但是其也可 以設計成組合的貼片天線,它們例如在一個共同的接地面、共同的基 底等上形成,使得只有在該基底上的貼片表面彼此分開排列。這里可 以有任意的變體。
在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的實施方式中,例如在每個側(cè)面的天線 裝置處彼此重疊地設置了至少兩對貼片天線,即它們位于兩個不同的 高度或平面上(其中如上所述,分別成對共同工作的貼片天線不必位 于同一高度水平上,而是可以至少在給定的程度上彼此錯開設置)。
然而,同樣也可以在通過方向上不僅采用兩個天線,而是設置更 多的天線,例如三個或更多個貼片天線,以便由此能夠在盡可能狹長 的通過區(qū)域內(nèi)的過道方向上實現(xiàn)組合的區(qū)域,從而延長監(jiān)控區(qū)域。換 句話說,也就是實現(xiàn)了天線場的組合,從而實現(xiàn)了水平面上(在水平 走向的過道的情況下)監(jiān)控區(qū)域的組合,這樣形成了由天線裝置所監(jiān) 控的通過區(qū)域,它在過道3的方向上(通常是在水平方向上)只能以 盡可能小的尺度延伸。
此外,作為對上述優(yōu)選實施例的補充,有利的是必要時在從側(cè)面 的、裝有天線系統(tǒng)的限定裝置到地面區(qū)域(和/或到天花板區(qū)域)的下 部過渡區(qū)域內(nèi)采用用于檢測的天線裝置,尤其是貼片天線,其最好也 是成對地設置,并且在通過方向上相互錯開。優(yōu)選的是,在至地面的 過渡區(qū)域處和/或在至天花板的過渡區(qū)域內(nèi),可以通過機械方式對貼片 天線預先加以調(diào)節(jié),使得其主輻射方向基本上不平行于過道的平面(地面),而是與其偏差一個垂直方向上的分量。從而例如可以使設置得 非常低的天線系統(tǒng)的主輻射方向大致向上,而設置得非常高的天線系 統(tǒng)的輻射方向大致向下。由此可以與天線定位無關(guān)地對監(jiān)控區(qū)域進行 優(yōu)化。
但是作為替代或補充,也可以對天線進行電子的定向和/或調(diào)節(jié), 以便對識別區(qū)域和/或讀取區(qū)域至少在特定程度上預先進行調(diào)節(jié),并從 而進行優(yōu)化。這例如可以通過在兩個彼此重疊設置的貼片天線之間的 預定的或者必要時能夠調(diào)節(jié)的相位偏移來實現(xiàn)。
同樣,根據(jù)本發(fā)明也可以通過機械式的預先調(diào)節(jié)和/或提供兩個在 通過方向上彼此相鄰的貼片天線來實現(xiàn)相位偏移,由此使得要監(jiān)控的 區(qū)域能夠從這兩個貼片天線之間的對稱平面出發(fā)在過道的一個或另一 方向上被調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明,貼片天線能夠以線性極化或環(huán)形極化的方式工作。 尤其是貼片天線的環(huán)形極化工作方式是具有優(yōu)點的,其確保了裝有
RFID標簽的物品始終被可靠地識別,并能亳無問題地完整讀出存儲 在標簽上的信息,而與走過讀取區(qū)域時標簽的指向無關(guān)。
優(yōu)選的是,該RFID系統(tǒng)在UHF范圍內(nèi)工作,即例如在800 MHz 至1000 MHz范圍內(nèi)工作(尤其是在800 MHz至950 MHz范圍內(nèi)-例 如在868 MHz下工作)。其中貼片天線的讀取范圍可以達到1.5m或 者更大(即例如達到2m等)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中,還建議本發(fā)明所述物品識別系 統(tǒng)(WIS)及所屬的天線裝置也可以后續(xù)裝配到已有的用于電子物品 安檢系統(tǒng)(EAS)的RFID天線系統(tǒng)中,而不會由于后續(xù)裝配而對該 EAS系統(tǒng)或WIS系統(tǒng)的功能和作用造成不利影響。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、特點和特征由借助各附圖所描述的實施例給 出。其中如圖所示
圖1:針對電子物品識別系統(tǒng)(WIS)的監(jiān)控區(qū)域或通道的示意圖2:在通過方向內(nèi)本發(fā)明所述用于電子物品安檢系統(tǒng)(EAS) 的UHF天線裝置的示意性圖示;
圖3:所使用的貼片天線對的示意性俯視圖4:圖3所示貼片天線對平行于通過方向的相應截面圖5: —種與圖3不同的實施例的截面圖6:貼片天線對的一種與圖3和圖4不同的實施例;
圖7:所使用的貼片天線的另一種不同的實施例的俯視圖8: —種可能的實施例變體的另一細節(jié)圖;以及
圖9: 一種簡化的實施例變體的與圖8相應的圖示。
具體實施例方式
在圖1中示出了一電子物品識別系統(tǒng)(WIS)的示意性基本結(jié)構(gòu), 具有兩個彼此錯開設置的天線裝置1,穿過這兩個天線裝置之間的是 過道3,該過道沿著地面5上的通過方向3,走向。
所述天線裝置1形成了側(cè)面邊界1,,該側(cè)面邊界具有基本上與地 面5呈橫向或者尤其是垂直于地面5的高度延伸或垂直延伸7,平行 于或基本平行于或者以一定分量平行于過道3的橫向延伸或水平延伸 9,以及與其相比較為狹長的、與通過方向3呈橫向或者垂直于通過方 向3并從而尤其是平行于地面5的厚度延伸11。
在相對于過道3或通過方向3,位于左側(cè)或右側(cè)的天線裝置1或側(cè) 面邊界l,之間形成了與過道3呈橫向或者相對于通過方向3,呈橫向、 尤其是與之垂直的通過區(qū)域,該通過區(qū)域由所述天線裝置來監(jiān)控。
此外,在圖1中用虛線繪出了矩形的框狀天線15。它們并不屬于 本發(fā)明中的物品識別系統(tǒng)(WIS)。其僅僅是表明本發(fā)明所述的用于 物品識別系統(tǒng)(WIS )的RFID天線也可以安裝到一個側(cè)面邊界l,中, 在該側(cè)面邊界l,中例如還安裝了用于常規(guī)電子物品安檢系統(tǒng)(EAS) 的天線裝置,并且例如采用了矩形的框狀天線15。
發(fā)送和/或分析單元17最好位于該側(cè)面邊界1的底部區(qū)域1"。如果本發(fā)明所述的用于下面還要詳細描述的電子物品識別系統(tǒng)
(WIS)的天線裝置也要裝配到已有的電子物品安檢系統(tǒng)(EAS)中,則這種EAS系統(tǒng)參照現(xiàn)有技術(shù)中已知的系統(tǒng)。這類系統(tǒng)通常在例如10Hz到20kHz的頻率范圍內(nèi)工作(當例如采用電磁方法時),或者例如在8至9 MHz (典型地為8.2 MHz)下工作(當例如采用射頻方法實現(xiàn)時)。
對于下面還要詳細描述的物品識別系統(tǒng)(WIS),采用了UHF-RFID配置,為此設置了貼片天線形式的附加天線。
如上所述,該系統(tǒng)(WIS)首先通過采用帶有微芯片的標簽來采集和讀取產(chǎn)品相關(guān)信息(即關(guān)于上面帶有相關(guān)標簽的各物品的信息)。隨后也可以在下一個步驟中對這些信息進行綜合,以便能夠隨后形成電子物品監(jiān)控裝置(例如存儲在標簽上的產(chǎn)品相關(guān)信息被讀出,并例如與通過結(jié)帳系統(tǒng)所保存的信息進行對比,以便檢查帶有相應標簽的產(chǎn)品是否已付帳)。
在圖1中已經(jīng)以示意圖的方式示出了 UHF-RFID物品識別系統(tǒng)
的第一種實施例變體。
這里,分別在側(cè)面邊界l,或側(cè)面的天線裝置1的上部區(qū)域內(nèi)設置有一對貼片天線21,在下部區(qū)域內(nèi)設置有兩對另外的貼片天線21,并且所示的實施例中,當與側(cè)面邊界橫向觀看時位于框狀的框狀天線15內(nèi)。
貼片天線是對應于圖3中的垂直俯視圖和圖4中的橫向視圖具有一個基底23 (由介電材料構(gòu)成或者例如由空氣構(gòu)成)的天線,其中在基底23的上方具有一個位于上方的貼片面25,并且在基底23的下方具有一個位于下方的接地面27。貼片面25和接地面27相互以相當于基底23厚度的間距23,設置。
如由所示圖示、尤其是由圖4所看到的,兩個貼片天線21平行地設置在一個接地面31前面,并使得各貼片天線21的下方的接地面27與接地面31電流隔離(即形成電容性的結(jié)構(gòu))。其中接地面31在俯視圖中超出貼片天線,并在所有方向上側(cè)向支撐著上方的貼片天線。以由用銅鍍層的印刷電路板構(gòu)成。
貼片天線21的接地面27與共用的接地面31電流隔離,尤其是考慮到采用常規(guī)貼片天線的時候,它使用粘膠劑例如粘到接地面31上(這種粘膠劑是不導電的)。原則上,所涉及的貼片天線與其下方的接地面27也可以在形成直流或電流觸點的情況下直接敷設到接地面31上。這里,原則上也可以省去例如位于基底上的接地面27,也就是說,貼片天線直接與其基底在接地面31上形成。
此外,在所提到的實施例中,在下方的共同的接地面31內(nèi)有一個貫穿通孔31,,在分別對應于貼片天線21的接地面27內(nèi)有一個與之相應的貫穿通孔27,,穿過基底23形成一個貫穿通道35,從而使饋電導線37穿過這個整體結(jié)構(gòu),該饋電導線與位于上方的貼片天線25在饋電點25,處電流連接。
但是作為替代,也可以在饋電點25,的區(qū)域內(nèi)與貼片面25形成電容耦合。接著,也可以對貼片面25進行饋電,使得例如在基底23的表面上分布和/或走向(即與貼片面的平面平行)的饋電導線37連接到貼片面,例如連接到貼片面的邊緣處。但是貼片面例如也可以具有U形的凹槽(Ausnehmung )或類似結(jié)構(gòu),使得在貼片面25的平面內(nèi)走向的饋電導線例如在U形的凹槽的端部(即相對于貼片面的周圍邊緣進一步向內(nèi)偏移)與貼片面電連接。
在所示的實施例中,位于下方的接地面27延伸到基底23的周邊側(cè)面123,而在圖3的俯視圖中所示的貼片面25以間隔39在基底23的側(cè)面邊界或側(cè)面123前面終止,即在俯浮見圖中以比貼片天線21的下方接地面27更小的縱向和橫向延伸形成。
在所示的實施例中,貼片天線21的至少近似形成正方形的表面在兩個對角線上相對的頂角處具有傾斜切邊41,其用于天線的調(diào)諧。
如果用空氣作為基底23,則必須采用相應的僅用來機械保持貼片面25的介電間隔保持器,通過它使貼片面25相對于接地面21以一定間隔^f皮保持和固定。根據(jù)圖3和圖4所示的實施例,兩個如此形成的貼片天線以一定的側(cè)向間隔43 (即以兩個相鄰貼片天線的兩個朝向彼此的側(cè)面邊界面123之間的中間側(cè)向間隔43)設置,并位于一個共同的接地面31上。
在所示的實施例中示出了貼片天線的兩個中點或這兩個貼片天線的重心之間的間距,用附圖標記45來表示。
基于貼片天線所使用的工作頻率、最好是所使用的頻率的中心波長,即例如在中心波長為0.2 x 34 cms5 cm的情況下,這個中心間距45應當大于或等于X的0.2倍。
尤其是例如當UHF-RFID天線系統(tǒng)在868 MHz的頻率下工作時,一種優(yōu)選的間3巨可以是0.5 x人(^0.5 x 34 cm三17 cm)。
但貼片天線不一定非得是相同的形狀或相同的大小。它們也不一定是恰好水平錯開,即恰好在平行于通過方向3'的方向上相鄰設置(其中在所示的實施例中是由下述條件出發(fā)的在水平方向上的通過方向3,平行于地面5)。
由圖5還可以看到,共同工作的貼片天線對原則上不必一定由兩個單個的貼片天線21共同構(gòu)成,而是也可以具有整體的構(gòu)造。
圖5所示的貼片天線對在共同的基底23的下側(cè)面上具有一個共同的接地面27,其中在基底23的上側(cè)面上形成兩個彼此分開的貼片面25,這兩個貼片面通過一根單獨的饋電導線37來饋電,該饋電導線在一個相應的貼片面25上的一個饋電點25,處終止。如此形成的貼片天線對以一個很小的間隔設置在共同的接地面31上方,使得基底下側(cè)面上的接地面27相對于共同的接地面31以狹小的間隔設置。
在附圖中部分示出的貼片天線對在通過方向3,上彼此錯開設置。它們不一定要恰好平行于通過方向3,。尤其是當例如通道呈錐形展寬或縮窄時,通過方向3,上的垂直平面到一個貼片天線21的相關(guān)貼片面25的側(cè)向間隔可以是不同的。這里提到的貼片天線對體現(xiàn)了本發(fā)明的基本實現(xiàn)方式,其中至少兩個貼片天線21形成了第一組共同工作的貼片天線A。但是也可以在通過方向上、或者以通過方向上的一個分量相互錯開設置更多個貼片天線,例如三個貼片天線等。
15圖6示出了這種由貼片天線21組成的共同工作的天線對不僅是在通過方向3,上,而且也可以在高度方向或垂直方向上以一定錯位相互錯開設置。優(yōu)選的是,高度方向和/或垂直方向上的最大間隔可以如此設定,使得穿過所屬貼片天線對的中點或重心的直線47相對于水平面或相對于一個平行于過道或地面5的平面48具有角度a,這個角度小于或等于45。。
另外,圖l至圖6所示的貼片天線也可以彼此扭轉(zhuǎn)設置,使得饋電點25,在一個貼片天線上例如位于上方,而在相鄰貼片天線上位于下方,或者在一個天線上位于右側(cè),而在另一貼片天線上例如位于左側(cè),等等。這里基本上也沒有限制。
圖7示出了在一個天線裝置1中可以采用例如由貼片天線21構(gòu)成的四重組,或者更多的雙重組或四重組等。
其中在圖7所示的實施例中,除了位于下方或較低的貼片天線組(在所示實施例中為貼片天線對A的形式)之外,還設置有相對位置較高的第二組貼片天線B (在所示實施例中為較高的貼片天線對B的形式),其中較高的貼片天線對B盡管以同樣的高度或垂直偏移設置(這不是必須的),但其在通過方向3,上也相對于下方的貼片天線對A被不同地定位。由此在位于更上方的貼片天線對的兩個貼片天線21之間得到了較大的側(cè)向偏移43至45。這里如上所述,所提到的天線組A或B中的每一個、或者每個其它的貼片天線組都可具有兩個以上的貼片天線,這些貼片天線在通過方向上、或者至少以通過方向上的一個分量彼此錯開設置。
與所示實施例不同的是,饋電點25,可以處于不同的位置,即不是像圖7所示那樣全都具有相應的同一指向。
這里,水平方向或通過方向3,上的中間間隔43可以具有從幾mm到幾cm的數(shù)量級(對于該取值范圍基本上沒有限制)。
在該實施例中,現(xiàn)在得到了進一步的優(yōu)點,即例如下面一排A貼片天線21可以與上面一排B貼片天線21成比例地以一定相位偏移來饋電,由此可以在需要時根據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電增長或所謂的電下降。換句
16話說,由此可以在增長的垂直方向上或者在向下下降的垂直方向上對 主輻射方向或主瓣進行電調(diào)節(jié)。這樣即可以對監(jiān)控區(qū)域進行特定的微 調(diào)。
例如如果把借助圖7所提到的四個貼片天線應用到圖l所示的下 部監(jiān)控區(qū)域X1 (圖1)中,則對貼片天線的控制可以這樣來實現(xiàn)即 預先對監(jiān)控區(qū)域從下方的地面出發(fā)向上進行電調(diào)節(jié)。
如果借助圖7所示的這種貼片天線組例如被應用到天線裝置1的 下部區(qū)域內(nèi)(如圖l所示),則可以針對重疊設置在不同的排或平面 內(nèi)的貼片天線進行不同的相位控制,使得例如所述主瓣或主輻射區(qū)域 不垂直于貼片天線的接地面31,而是以垂直方向上的一個分量指向上 方。
如果根據(jù)圖7的相應貼片天線組例如被設置在天線裝置1的上部 區(qū)域X2中(圖1),則這里例如也可以實現(xiàn)不同的相位饋送,使貼片 天線的主輻射方向以特定的角度范圍在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)朝向下方。
同樣,在組A和/或組B中的兩個大致在相同高度位置處彼此相 鄰設置的貼片天線21之間可以實現(xiàn)不同的相位控制,使得監(jiān)控區(qū)域的 朝向?qū)谫N片天線的主輻射方向(主瓣方向)從一個與過道3呈橫 向的中間對稱平面出發(fā),向一個方向或相對于過道3相反的方向偏轉(zhuǎn)。
借助圖2僅僅是示意性地示出了作為補充在地面區(qū)域或天花板區(qū) 域內(nèi)、或者在天線裝置1的底部區(qū)域l"內(nèi)(或者在天線裝置1的上方 的端部區(qū)域內(nèi))可以設置附加的貼片天線21。這里也可以采用單個的 貼片天線21。但優(yōu)選的是,這里采用分別在通過方向上、或者以通過 方向上的 一個分量彼此錯開設置的多個貼片天線,至少分別是一對貼 片天線,或者例如是三個、四個或更多個貼片天線。尤其是設置在下
式調(diào)節(jié)為朝向上方或朝向下方,尤其是當無需如圖7上部所示進行電 子的射線整形和定向時。如果在側(cè)面部分的下部或上部區(qū)域內(nèi)或者在 過道上方(例如在天花板上或者從天花板懸垂下來)放置所述的貼片 天線作為附加的貼片天線,這里也可以采用單個的貼片天線。但優(yōu)選
17的是,這里在通過方向上、或者至少以通過方向上的一定分量錯開地 相鄰設置兩個或更多個貼片天線,它們形成共同作用的貼片天線組。
借助圖1和圖2以及圖8還示出了可以以側(cè)向間隔51相互設置 例如兩個側(cè)面的天線裝置1,即兩個側(cè)面邊界r,該側(cè)向間隔例如在 0.8m至2.5m之間,尤其是在1.4至2.0 m之間是可變的(其中也可 以向上或向下超過該取值范圍)。
優(yōu)選的是,側(cè)面的天線裝置l、即側(cè)面邊界l,具有高度7,該高 度在橫截面中例如可以是1.0 m至1.80 m或者2.0 m。
貼片天線或貼片天線對、即尤其是所屬接地面31的高度例如可 以優(yōu)選地在5 cm至40 cm之間。
如果根據(jù)圖1、圖2或圖8采用了兩個貼片天線組合125a和125b (即例如貼片天線組合A和貼片天線組合B,它們根據(jù)圖1、圖2或 圖8設置在下部區(qū)域X1和上部區(qū)域X2內(nèi)),因而下方的貼片天線組 合125a到地面的間距55至少為0.3至1 m。下方的貼片天線組合125a 與上方的貼片天線組合125b之間的間距最好應當在0.1 m至2 m之 間,尤其是在0.2 m至1.2 m。該間距也可以是任意大小,尤其當采用 高側(cè)面邊界l,并且上方的天線裝置應當特別設置時。
如果僅采用帶有相應接地面31的貼片天線組合,例如借助圖9 所示的,則該貼片天線組合125到地面5的間距具有至少0.5 m或更 大的尺度,其中該結(jié)構(gòu)的整個高度也可以是l到2m。
可用于實現(xiàn)電子物品識別系統(tǒng)(WIS)的所采用的貼片天線21 最好在UHF頻率范圍內(nèi),即例如在800 MHz到950 MHz或1000 MHz 范圍內(nèi)工作(尤其是在868 MHz范圍內(nèi))。如果該WIS系統(tǒng)是在不 用上述貼片天線工作的常規(guī)EAS監(jiān)控系統(tǒng)之外附帶采用的,則最好釆 用常規(guī)的監(jiān)控系統(tǒng),其例如在10 Hz至20 kHz內(nèi)(尤其是在電磁EAS 方法的情況下),或者例如在5 MHz至10 MHz范圍內(nèi)(例如在8.2 MHz 下)工作,尤其是當涉及射頻EAS方法時。
根據(jù)本發(fā)明所采用的貼片天線被應用于RFID監(jiān)控系統(tǒng),使得要 監(jiān)控的產(chǎn)品、商品和/或人員等當與RFID標簽一起經(jīng)過時能夠被檢測,所述RFID標簽當沿著過道經(jīng)過時能夠被識別出來,并且相應的信息 能夠借助為此所設置的"讀取器"被讀出并被分析。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)尤其是借助過道加以描述。尤其是借助圖l和 圖2所述的監(jiān)控系統(tǒng)和沿著過道的通過門也可以如此構(gòu)造,使得相應 的側(cè)面邊界以 一 定的側(cè)向間隔多重地相鄰排列,例如有五個側(cè)面邊界 1,,從而限定了四個平行相鄰的過道3。在位于中間的天線裝置1中(即 不是在最外面的天線裝置l中),分別放置了貼片天線,使其部分在 一個方向上、部分在相反的方向上進行輻射,從而對兩個過道進行檢 測。
原則上,所提到的用于監(jiān)控過道的天線裝置l是如此被放置和應 用的使得分別設置有一對這種類型的天線裝置1,即分別有一個相 應的天線裝置1或一個側(cè)面邊界1,,它們分別對著要監(jiān)控的過道設置。
通過所述在通過方向上采用的兩個或者在通過方向上采用的更 多個貼片天線,確保了監(jiān)控區(qū)域在過道的方向上由于盡可能窄的通過 區(qū)域而變窄。換句話說,即實現(xiàn)了天線場的組合,從而實現(xiàn)了水平面 內(nèi)監(jiān)控區(qū)域的組合(在過道為水平走向的情況下),使得由該天線裝 置監(jiān)控的通過區(qū)域(監(jiān)控區(qū)域)在通過方向3,上僅以盡可能小的尺度 延伸。
權(quán)利要求
1.一種用于物品識別系統(tǒng)(WIS)的RFID天線系統(tǒng),具有以下特征-設置有用于物品識別系統(tǒng)(WIS)的至少一個RFID天線裝置(1),其中能夠借助所述至少一個RFID天線裝置(1)從配有微芯片的RFID標簽讀取信息;-至少兩個RFID天線裝置(15,1)被設置在相對于通過方向(3’)上走向的過道(3)的一側(cè)上,或者被設置在相對于在其中間在通過方向(3’)上走向的過道(3)的相對的兩側(cè)上,形成監(jiān)控區(qū)域;-所述RFID天線裝置(1)包括至少兩個天線,這些天線被設置在要監(jiān)控的過道(3)的一側(cè)上,-所述至少兩個天線由貼片天線(21)組成,-所述RFID天線裝置(1)的所述貼片天線(21)的朝向平行于或基本平行于過道(3),或者以一定分量平行于過道(3),-所述至少兩個貼片天線(21)在過道(3)的方向上或者至少以通過方向(3’)上的一定分量相互錯開設置,其特征在于具有以下特征-所述至少兩個貼片天線(21)形成貼片天線組(A,B),從而使通過方向(3’)上的監(jiān)控區(qū)域進行組合并進而使監(jiān)控區(qū)域變窄,以及-所述至少兩個貼片天線(21)相對于過道(3)的地面(5)以相同的間距設置和/或在相同的水平面上設置,或者與之錯開設置,并且使得經(jīng)過至少兩個相鄰的貼片天線(21)的中點和/或重心的直線相對于水平面和/或相對于一個與地面(5)平行的平面具有一定角度α,該角度≤45°。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的RFID天線系統(tǒng),其特征在于,在通過方 向(3,)上超過兩個貼片天線(21)彼此帶有側(cè)向錯位地設置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的RFID天線系統(tǒng),其特征在于,由兩個或更多個彼此帶有側(cè)向錯位地設置的貼片天線(21)組成的多個組 (A, B)以不同的高度位置,尤其是以相對于地面(5)的水平面不 同的高度位置相互設置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的RFID天線系統(tǒng),其特征在于,由貼片天 線(21)組成的兩個在不同的高度位置相互設置的組(A, B)以不同 的相位角來控制,從而得到不同的向上傾斜角或向下傾斜角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的RFID天線系統(tǒng),其特征在于,由貼 片天線(21)組成的一個組(A, B)中的至少兩個在通過方向(3,) 上相互錯開設置的貼片天線(21)以不同的相位角來控制,由此能夠 在通過方向(3,)上或者在與通過方向(3,)相反的方向上對監(jiān)控區(qū) 域進行調(diào)節(jié)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特征在 于,在一個RFID天線裝置(1)中只設置了一個由貼片天線組成的組 或者設置有多個共同作用的組(A, B)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的RFID天線系統(tǒng),其特征在于,所述由貼 片天線組成的至少一個組或者多個共同作用的組被設置在相對于過道(3)和/或相對于過道(3)的地面(5)—定高度處,該高度^0.3m且 $2 m。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特征在 于,多個區(qū)域(X1, X2)設置有由貼片天線組成的一個組或者多個共 同作用的組(A, B),所述的組一方面被設置在RFID天線裝置(1) 或側(cè)面邊界(1,)的下方的高度區(qū)域內(nèi),并且被設置在RFID天線裝 置(1)或側(cè)面邊界(1,)的比其更高的區(qū)域內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的RFID天線系統(tǒng),其特征在于,設置在兩 個在垂直方向和/或高度方向上錯開設置的區(qū)域(Xl, X2)之間的、 分別包括由貼片天線(21)組成的一個組或者多個共同作用的組的天 線裝置具有至少0.1 m的高度距離,最好是小于2.0m、 1.2 m,并且 最好小于0.6 m,最下面的貼片天線(21)或者由貼片天線(21)組成 的最下面的組與過道(3)的地面(5)之間的高度距離至少為0.3 m,最好是0.3m至1.5m,或者尤其是達到1.2 m。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特征 在于,所述貼片天線(21)在UHF范圍內(nèi)輻射,最好是在800 MHz 至1000 MHz的頻帶內(nèi)輻射,尤其是在868 MHz下輻射。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,貼片天線(21)包括貼片面(25)、位于貼片面下面的基底(23)和位于基底下面的接地面(27),由此構(gòu)成的貼片天線(21) 以電容形式設置在一個接地面(31)前面,或者與該接地面(31)直 流或電流連接,其中貼片天線(21)和接地面(31)的朝向與過道(3) 和/或通過方向(3,)呈橫向,最好是垂直于過道(3)和/或通過方向(3,)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,貼片天線(21)包括貼片面(25)、位于貼片面下面的基底(23)和接地面(31),其中貼片天線(21)和接地面(31)的朝向 與過道(3)和/或通過方向(3,)呈橫向,最好是垂直于過道(3)和/ 或通過方向(3,)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12的RFID天線系統(tǒng),其特征在于, 所述基底(23)由介電體構(gòu)成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,所述基底(23)由空氣構(gòu)成,并且設置有用于對貼片面(25) 進行定位和保持的電間隔保持器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,由貼片天線組成的至少一個組(A, B)包括至少兩個相互錯 開設置的貼片天線(21),這些相互錯開設置的貼片天線設置在一個 共同的接地面(31)前面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的RFID天線系統(tǒng),其特征在于,由至 少兩個貼片天線組成的一個組(A, B)包括一個共同的基底(23), 在該基底的背面上最好設置一個共同的接地面(27 ),其中在基底(23 ) 上的輻射器一側(cè)上對著接地面(27 )形成兩個電流隔離的貼片面(25 )。
17. 根據(jù)權(quán)利要求6至16中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,每個貼片天線(21)包括一根饋電導線(37),該饋電導線 穿過接地面(31)上的貫穿通孔(31,)、貼片天線(21)的相應接地 面(27)上的與之鄰接的貫穿通孔(27,)、以及穿過基底(23)延伸 的通道(37),到達貼片面(25)處的饋電點(25,),其中該饋電點(25,)最好位于貼片面(25)的下側(cè)面。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,由貼片天線(21)組成的一個組(A, B)被設置在一個共同 的接地面(31)前面,其高度延伸最好是在5cm至40cm之間。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,最好設置有附加的貼片天線(21),該附加的貼片天線最好 被設置在與地面(5)的過渡區(qū)域處的RFID天線裝置(1)和/或側(cè)面 邊界(1,)的下部區(qū)域內(nèi),其主輻射方向和/或貼片面(25)最好預先 以一個朝向上方的垂直分量定向。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于, 一個或多個貼片天線(21)最好被設置在RFID天線裝置(1) 和/或側(cè)面邊界(1,)的上方的端部區(qū)域,其主輻射方向和/或貼片面(25 ) 預先以一個指向下方的垂直分量定向地被安裝。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,設置有至少兩個在通過方向(3,)上和/或至少兩個在高度方 向和/或垂直方向上彼此錯開的共同作用的貼片天線(21),這些貼片 天線以不同的相位、最好是以不同的可調(diào)節(jié)的相位來控制。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1至21中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,最好是在地板(5)的區(qū)域內(nèi)和/或過道(3)的上方設置有至 少一個、最好是多個在通過方向(3,)上彼此錯開的貼片天線(21)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1至22中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,貼片天線(21)能夠被后續(xù)裝配和/或集成在屬于電子物品安 檢系統(tǒng)(EAS)的天線和/或框狀天線(15)中。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特征在于,多個RFID天線裝置(1)和/或側(cè)面邊界(1,)以側(cè)向間隔設 置,形成在其之間穿過的過道(3),其中在中間的RFID天線裝置(l) 和/或側(cè)面邊界(1,)中置入貼片天線(21),所述貼片天線(21)部 分在一個方向上輻射,部分在與之相反的方向上輻射,以監(jiān)控兩個與 之相鄰的過道(3)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1至24中任一項的RFID天線系統(tǒng),其特 征在于,設置有屬于電子物品安檢系統(tǒng)(EAS)的框狀天線(15), 并且在一個框狀天線(15)中集成了至少一個貼片天線(21),最好 是貼片天線(21)在框狀天線(15 )的俯視圖中被集成在框狀天線(15 ) 內(nèi)。
全文摘要
一種用于物品識別系統(tǒng)(WIS)的改進了的RFID天線系統(tǒng),其特征在于具有以下特征至少兩個貼片天線(21)形成貼片天線組(A,B),從而使通過方向(3’)上的監(jiān)控區(qū)域進行組合并進而使監(jiān)控區(qū)域變窄,以及所述至少兩個貼片天線(21)相對于過道(3)的地面(5)以相同的間距設置和/或在相同的水平面上設置,或者與之錯開設置,并且使得經(jīng)過至少兩個相鄰的貼片天線(21)的中點和/或重心的直線相對于水平面和/或相對于一個與地面(5)平行的平面具有一定角度α,該角度≤45°。
文檔編號H01Q7/00GK101657937SQ200880012315
公開日2010年2月24日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者F·米爾克, G·席爾邁爾, T·蘭克斯 申請人:凱瑟雷恩工廠兩合公司