專利名稱：利用表面不敏感天線結(jié)構(gòu)的rfid標(biāo)記的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻或無線電頻率識別(RFID)標(biāo)記和標(biāo)簽領(lǐng)域，特別是涉及包括表 面不敏感天線結(jié)構(gòu)的標(biāo)記和標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的儲備和制造方法依賴于追蹤和識別所關(guān)心物品的能力，例如庫存物品、包 裝件、單個零件等等，還依賴于以無線方式傳遞所需物品信息以便于處理和使用的能力。一 種已知的追蹤和提供所需物品信息的方法就是在這樣的物品上附著無線通信裝置，例如有 源或無源應(yīng)答器，從而加入能夠響應(yīng)于射頻詢問或命令的識別標(biāo)記或標(biāo)簽。標(biāo)記可以儲存 或代表關(guān)于所附物品的信息，例如唯一的識別數(shù)、物品狀態(tài)(例如打開或未打開)、地點以 及類似的信息等。標(biāo)記可以附著到單個物品上或包括多個物品的包裝件上。本發(fā)明所處理的問題是在設(shè)計和制造RFID標(biāo)記的過程中發(fā)生的，該標(biāo)記具有普 適性，并且對于各種附有這種標(biāo)記的包裝件或容器能夠有效運行。例如，某些所關(guān)心的物品 大批放入單個貨箱內(nèi)被運送，該貨箱是由紙板或塑料制成，較重的物品由木箱來運送，而液 體或粘性材料由金屬容器來運送。特別地，本發(fā)明針對于解決在設(shè)計和制造天線結(jié)構(gòu)的過 程中遇到的問題，這些天線結(jié)構(gòu)可以在大范圍的這些包裝件和容器中有效且合適地運行。通常，連到RFID標(biāo)記的天線被設(shè)計成在特定或窄范圍的基底上運行，可以附著到 基底上。與所設(shè)計的理想安裝基底相比，其它基底會使天線的輻射效率下降。這樣，天線以 及受影響的標(biāo)記不會按所設(shè)計的那樣合適地輻射。天線效率的損失可能是由于若干不同的 包裝因素。一個因素就是每個基底都有其自己的介電特性，而該介電特性通常會影響無線 通信裝置和其天線之間的阻抗匹配。阻抗匹配確保天線和無線通信裝置之間能夠進行最有 效的能量傳遞。因此在設(shè)計天線和隨后RFID標(biāo)記自身的運行效率方面，天線所附的基底是很重 要的。普通基底是從非導(dǎo)電的(例如紙板)變化到導(dǎo)電的(例如薄金屬片)。實際上，即使 在一個類型的基底中，介電特性也會變化，例如在紙板包裝中，紙板基底的厚度可能在不同 的包裝件之間有所不同，甚至因為天氣變化引起的紙板濕度也會使其介電特性變化。即使 天線是為附著到紙板基底上而設(shè)計的，天線的輻射效率和運行也會收到這些易變因素的影 響。因此，需要提供一種與RFID標(biāo)記中的無線通信裝置聯(lián)用的天線，該天線對于其所附著 的基底是基本不敏感的。—些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)在試圖克服附有標(biāo)記的包裝件介電特性變化的問題時所用 的技術(shù)方案為，在已知的基底上安裝和封裝無線通信裝置和天線系統(tǒng)，然后將封裝系統(tǒng)附 到物體包裝件上，因此RFID標(biāo)記獨立于所安裝的包裝件“漂浮”著，即，它與包裝件之間隔 有一定的距離，例如固定在塑料緊固器上的標(biāo)簽/票簽。這種封裝RFID標(biāo)記的問題就是累贅、昂貴、難于安裝，并從所安裝的包裝件表面突出，從而使其易受損害并在處理包裝件的 過程中易掉落，使得物品沒有被標(biāo)識。為了克服上面所述的問題，已開發(fā)的RFID實施例都是直接將標(biāo)記粘附或印制到 包裝表面上，從而產(chǎn)生較低的標(biāo)記輪廓，在處理包裝的過程中不易于損壞或掉落。然而，這 些天線或標(biāo)記的直接表面安裝會使其效率收到所附表面介電特性變化的影響。因此，這些 系統(tǒng)要求不同的標(biāo)記用在不同的包裝件上，從而增加了費用、復(fù)雜性，而且不便于制造。因 為優(yōu)選地是對每個存儲物品分別標(biāo)識，所以需要很多不同標(biāo)記，從而產(chǎn)生更多的問題。其它現(xiàn)有技術(shù)的已知RFID標(biāo)記嘗試克服包裝介電特性變化的問題，通過設(shè)計對 安裝表面不敏感的標(biāo)記天線系統(tǒng)來提供一種基本上“一種尺寸適合所有(one size fits all)”的標(biāo)記。2002 年 12 月 31 日授予King等人的、題為“Wireless Communication Device and Method”的美國專利第6，501，435號中描述了一種對其安裝表面不敏感的RFID標(biāo)記結(jié)構(gòu)， 該標(biāo)記利用一種天線結(jié)構(gòu)來補償RFID標(biāo)記所附基底不同的介電特性，在這種天線結(jié)構(gòu)中 輻射片的形狀和尺寸是不對稱的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種天線系統(tǒng)和一種RFID標(biāo)記或標(biāo)簽，該標(biāo)記或標(biāo)簽對所安裝的基 底不敏感或可以補償所安裝的基底。所述RFID標(biāo)記包括無線通信裝置，例如有源或無源應(yīng)答器，從而可以響應(yīng)于射頻 信號以傳遞有關(guān)包裝件的儲存信息或有關(guān)包裝件內(nèi)容的儲存信息。所述天線系統(tǒng)包括兩個或多個由導(dǎo)電材料構(gòu)成的翼片。所述翼片作為單極或多重 陣列天線，并可以進一步將所述標(biāo)記的無線通信裝置附著到包裝件或容器。同樣地，翼片可 以在一個或多個所需頻率下響應(yīng)。包裝件中的縫隙可以與翼片一起使用從而形成隙縫天線 或具有多個響應(yīng)頻率的天線。翼片可以附著到、打印到、或形成在包裝件表面。在一個實施例中，翼片附著到包 裝件表面，該包裝件表面自身包括電介質(zhì)材料。該實施例的一個實例是將翼片附著到具有 褶皺的硬紙箱。這個實施例的優(yōu)點是效率高，即，除了包裝件自身的電介質(zhì)外不需要額外的 電介質(zhì)材料。這個實施例的缺點是包裝件材料的可變性，例如其結(jié)構(gòu)和其介電常數(shù)(介電 常數(shù)是表示某種材料的可通過性的數(shù)值)。而該可變性會引起RFID裝置阻抗的變化，這個 阻抗變化是不能接受的。因此優(yōu)選地，翼片可以通過電介質(zhì)材料電抗耦合到包裝件表面。電介質(zhì)材料可以 是涂敷了粘合劑的柔性標(biāo)簽料，翼片安裝在該標(biāo)簽料上從而將RFID裝置附著到包裝件。在 本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，標(biāo)簽料可以是柔性材料，例如聚合薄膜，可以利用輥對輥的制造技 術(shù)制造出長卷柔性織物(web)材料。優(yōu)選實施例中的均勻翼片設(shè)計，在這里將會進一步解 釋，用輥對輥制造標(biāo)簽料從而具有各種制造優(yōu)勢，例如簡化了對翼片的打印或其它成形；簡 化了翼片到微電子裝置的連接；便于沖切或其它方式分離出單個標(biāo)簽或標(biāo)簽嵌體(label inlay)；和其它對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的優(yōu)勢；用于制造RFID標(biāo)簽的方法在Moore North America, Inc.的PCT公開號為WO 01/61646的申請中被公開，該申請在這里參考引入。在PCT公開號WO 01/61646的申請中所公開的方法利用若干不同的RFID入口源，每個入口包括天線和薄片。多個織物配合在一 起，而RFID標(biāo)簽從織物中被沖壓出來，從而產(chǎn)生具有襯里的RFID標(biāo)簽?？梢蕴鎿Q地，可以 從復(fù)合織物制造無襯里的RFID標(biāo)簽，其在一個面上具有釋放材料，在另一個面上具有壓力 敏感的粘合劑，標(biāo)簽通過織物中的孔口來成形。各種替換方案都是可以的。可以用各種材料和工藝在所述織物上形成翼片。例如，一個工藝包括在織物上打 印導(dǎo)電材料，例如銀導(dǎo)電墨，從而形成確定多個翼片的圖案。所述導(dǎo)電墨可以這樣印制，例 如，利用絲絹織物技術(shù)，例如在板料饋送或輥壓操作中。翼片通常在成卷的織物上干燥和儲 存。然而，作為可以替換的方案，翼片可以在標(biāo)簽制作的過程中被濕法印制出，與其它工步 在排列在工藝線上。形成翼片的額外的合適方法包括打印導(dǎo)電墨、濺射金屬、層壓薄膜或熱印，或任何 本領(lǐng)域已知的用于在薄膜上形成導(dǎo)電圖案的方法。由線和間隔所確定的印制元件，其精確度或清晰度對于翼片和整個RFID裝置的 性能而言非常重要。對于某些翼片設(shè)計而言，傳統(tǒng)的印制并不能提供足夠的分辨率、線/間 距或其它質(zhì)量特性，這些質(zhì)量特性對于傳遞工程性能是必須的。同樣地，控制翼片印制區(qū)域的厚度和光滑度對其性能也有重要的影響。由于墨水 組成、環(huán)境條件、基底具體情況、工藝條件和其它因素所引起的可變性，會影響印制天線的 光滑度和最終厚度。表面張力效應(yīng)隱含于這些可變因素中的許多因素之中，并可以限制墨 水的沉積量、以及圖形元件相對于彼此的位置。除了攜帶翼片的柔性電介質(zhì)基底材料外，可以提供額外的所選材料的連續(xù)織物或 板來支撐和保護翼片和微電子裝置，而且/或者為特定的應(yīng)用提供有用的成形因素和表面 性質(zhì)(例如，可打印性、粘合固定、耐氣候性，等)?；撞牧虾皖~外的保護材料可以由薄膜、 紙材、薄膜和紙的層壓制品、或其它適于特定終端應(yīng)用的柔性板材制成。得到的RFID標(biāo)簽 料或RFID標(biāo)記料的連續(xù)織物可以被印制上文字和/或圖形，沖切成特定的形狀和尺寸從而 形成連續(xù)標(biāo)簽卷、或具有單個或多個標(biāo)簽的板、或標(biāo)記卷或標(biāo)記板。在典型的標(biāo)簽結(jié)構(gòu)中，標(biāo)簽是沖切出來的，用楔形沖?；蚱渌绢I(lǐng)域已知的切割 方法。如果壓力敏感的粘合標(biāo)簽被攜帶在襯里層上，沖切可以一路延伸穿過標(biāo)簽的橫截面 或者切割只向下延伸到襯里層。在這種情況下，襯底可以保持為具有標(biāo)準(zhǔn)板面尺寸的整體 板，而在該板的頂上具有一個或多個可取走的標(biāo)簽，這在標(biāo)簽制作領(lǐng)域是很典型。應(yīng)該注意 到的是，如果需要的是標(biāo)記而不是標(biāo)簽，就可以省去粘合層以及對應(yīng)的釋放襯里。在一個優(yōu)選實施例中，標(biāo)簽料是泡沫材料，因為泡沫材料具有電優(yōu)點并具有制造 優(yōu)點，從而與一些其它材料例如紙板相比，可以在相對短且緊湊的尺寸內(nèi)提供更有效的性 能，而在這些相對短且緊湊的尺寸內(nèi)仍然要求提供相同的結(jié)果。泡沫材料也可以作為電介 質(zhì)媒質(zhì)，下面將進一步討論，比起實體材料，例如相當(dāng)沒有柔韌性且制造和使用都很昂貴的 聚丙烯，泡沫材料更易于制造并具有層壓柔韌性。而且，均勻翼片的制造優(yōu)點在以下這個時候最能展現(xiàn)出來，S卩，如果標(biāo)簽或翼片是 在媒質(zhì)織物上被制造的，在這樣的媒質(zhì)織物上排列標(biāo)簽或翼片使之成規(guī)則陣列，例如正交 的行列陣列。如同優(yōu)選的幾何形狀包括一個或多個沿著柔韌電介質(zhì)織物材料的加工方向排 列的翼片，優(yōu)選地是每個均勻翼片組都被限定在織物材料的一個界限分明的區(qū)域內(nèi)；最優(yōu) 選地，這個限定區(qū)域基本上是矩形。
同樣地，優(yōu)選地是天線結(jié)構(gòu)或標(biāo)記的接地面或射頻反射件可以和標(biāo)記本身一起形 成，從而可以使用織物材料制造工藝獲取更好的空間和制造效率。在一種方法中，接地面是 獨立于長柔韌織物材料上翼片的形成，被形成或提供的。在這種情況下，當(dāng)標(biāo)記被放置到所 需的包裝件上時，獨立生產(chǎn)出的接地面必須以后與標(biāo)記聯(lián)用并合適地放置。在另一種方法中，接地面與翼片在同一個織物材料上形成，優(yōu)選地沿著織物材料 的加工方向。天線翼片和接地面可以通過折線分開，從而易于將標(biāo)簽施加到包裝件上，其 中折線可以是織物材料上的刻痕線。在這種方法中，標(biāo)記的天線結(jié)構(gòu)和其相關(guān)的接地面元 件以一種已知的固定空間關(guān)系形成在一起，并作為一個單元來處理用于施加到所需的包裝 件。在應(yīng)用中，標(biāo)記沿著邊緣被置于包裝件的一個側(cè)面上。在這個位置下，可以沿著刻痕線 折疊標(biāo)記，使得標(biāo)記的天線結(jié)構(gòu)部分保持在包裝件的外面板上，而接地面置于包裝板的內(nèi) 表面上與天線翼片相對從而提供了射頻反射接地面。在標(biāo)記的天線翼片和接地面元件中間 夾著包裝件的側(cè)面，該側(cè)面通過標(biāo)簽被用作這兩個標(biāo)簽元件之間的電介質(zhì)從而可以獲得更 好的標(biāo)簽運行。在另一個實施例中，優(yōu)選地翼片可以被印制在具有自粘合背襯的連續(xù)織物材料 上。使用時，翼片從織物材料分離出來并以自動程序附著到包裝件。在一個不同的實施例 中，翼片通過電介質(zhì)材料電抗耦合到包裝件表面。優(yōu)選的電介質(zhì)材料可以包括將被放置到 翼片上的粘合材料，從而雙重地將標(biāo)記附著到包裝件，或者或者，包括構(gòu)造包裝件的材料， 例如翼片和接地或射頻反射結(jié)構(gòu)(通常指的是接地面)之間的紙板層。天線結(jié)構(gòu)可以被設(shè)置成天線系統(tǒng)的阻抗基本不會被無線通信裝置所附的基底影 響，因而該阻抗保持在為標(biāo)記所設(shè)計的已知阻抗范圍內(nèi)。在一個實施例中，天線裝置是由形 狀相同的翼片形成的偶極子天線。翼片在一個側(cè)面上制有粘合劑從而可以附著到形成包裝 件的基底表面。翼片在饋電點(feedpoint)連到無線通信裝置，該通信裝置具有傳輸線，該 傳輸線可以是導(dǎo)電通路或電線?？梢栽O(shè)想的是，RFID翼片的無線通信裝置可以內(nèi)置于包裝件襯底中形成的一個凹 槽內(nèi)，因而無線通信裝置不會從基底表面突出，使得RFID標(biāo)記不易于在包裝件處理的過程 中被損壞。在另一個實施例中，本發(fā)明包括一種標(biāo)記，該標(biāo)記只可以被安裝在包裝件的一個 側(cè)面上。在這個實施例中，設(shè)置至少兩個導(dǎo)電翼片以形成偶極子天線。薄電介質(zhì)耦合到導(dǎo) 電翼片，而接地面或射頻反射結(jié)構(gòu)耦合到該薄電介質(zhì)，因而薄電介質(zhì)在導(dǎo)電翼片和接地面 之間。接地反射結(jié)構(gòu)可以是整體式的，即，由單個連接元件例如平板形成，或由分離的一組 元件結(jié)合而成，例如一組非連接的平板。


圖1是一種RFID標(biāo)記的示意圖，該標(biāo)記具有實施本發(fā)明的一種天線裝置；圖2是一種RFID標(biāo)記的示意圖，該標(biāo)記具有實施本發(fā)明的一種替換的天線裝置；圖3是一種RFID標(biāo)記的示意圖，該標(biāo)記具有實施本發(fā)明的第二種替換的天線裝 置；圖4是一種RFID標(biāo)記的橫截面圖，該標(biāo)記具有實施本發(fā)明的一種天線裝置，該天 線裝置被安裝到包裝件側(cè)壁上。
具體實施例方式本發(fā)明針對射頻識別裝置(RFID)和其天線系統(tǒng)，從而當(dāng)該射頻識別裝置附著到 包裝件或容器時，將關(guān)于包裝件或容器的信息傳遞到外部讀出器。該包裝件可以是裝有特 定已知物品的單個包裝件，或者是外包裝件，該外包裝件內(nèi)裝有一群另外的內(nèi)部單個包裝 件。術(shù)語“包裝件”和“容器”在這里可以是可以互換使用的，以描述容納物品(例如貨物 或其它單個包裝件)的材料和等同的結(jié)構(gòu)。使用“包裝件”或“容器”的時候，本發(fā)明不應(yīng) 該局限于任何特定的意義或方法。圖1所示為本發(fā)明實施在一種RFID標(biāo)記10中的一個實施例，該標(biāo)記包括無線通 信裝置16。裝置16可以是有源的，即自身產(chǎn)生射頻能量(或無線電能量)以響應(yīng)于接收的 命令，或者可以是無源的，即只是將接收到的射頻能量反射回到外部起源，例如現(xiàn)在本領(lǐng)域 中已知的RFID標(biāo)記讀出器。在這個實施例中，優(yōu)選地具有至少兩個導(dǎo)電翼片12和14，連到無線通信裝置用于 接收和輻射所接收的射頻能量。兩個翼片12和14在形狀上是基本相同的，并在饋電點連 到無線通信裝置16，饋電點相對于每個翼片而言位置是不同的。如果兩個翼片的尺寸和形 狀相同，翼片12和14的導(dǎo)電區(qū)域或區(qū)域(area)可以基本相同，但應(yīng)該可以想到的是，翼片 12和14的尺寸可以不同而其形狀基本相同，從而導(dǎo)致不同的導(dǎo)電區(qū)域。這些翼片可以是共 線的或非共線的從而提供不同所需的天線結(jié)構(gòu)。例如，在圖1中，翼片12和14是偏離和鄰 近的，從而以區(qū)域18提供了一種隙縫天線系統(tǒng)，可以提供多個輻射頻率下的響應(yīng)從而在多 個輻射頻率下運行?？梢钥紤]本發(fā)明包括多個連到裝置16的導(dǎo)電翼片陣列。這些翼片可以按照特定 的標(biāo)記應(yīng)用所需的那樣，被設(shè)計成彼此一致工作從而形成偶極子或八木天線系統(tǒng)，或者單 獨形成單級天線。通過利用這些多個導(dǎo)電翼片陣列，就可以提供多個諧振頻率，從而與單個 專用的導(dǎo)電翼片對相比該標(biāo)記可以響應(yīng)于更寬范圍的標(biāo)記讀出器和環(huán)境情形。用于導(dǎo)電翼片的其它可以考慮的形狀在圖2和圖3中示出，不僅包括圖1所示的 規(guī)則形狀，例如圓錐形、三角形，還包括圖3中附圖標(biāo)記32和34所指示的截過的三角形。矩形導(dǎo)電翼片也被包括在本發(fā)明中，如圖2中附圖標(biāo)記22和24所示的那樣。實 際上，例如，圖2示出了翼片可以包括一組毗鄰的矩形部分26、27、28和40、41、42。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，圖2中所示的矩形部分所具有的尺寸大致如下 矩形部分26大約3毫米寬大約3毫米長；連著的矩形部分27大約10毫米寬大約107. 6毫 米長；而矩形部分28大約3毫米寬大約15. 4毫米長。如果是這些尺寸的話，進一步優(yōu)選地 是導(dǎo)電翼片和接地面之間泡沫介電基底的厚度大約為6. 2毫米。同樣地，用于這個優(yōu)選實 施例的接地面可以是大約16毫米寬大約261毫米長。導(dǎo)電翼片也可以具有不規(guī)則形狀，或者甚至是包括規(guī)則和不規(guī)則部分的混合形 狀。其它實施本發(fā)明的可以替換的天線系統(tǒng)可以是這樣，即，翼片可以具有三角形部分連著 不規(guī)則曲線或例如正弦曲線形的規(guī)則曲線。在圖1中，可以選擇翼片饋電點20和22使得跨越翼片12和14兩個饋電點20和 22的阻抗對應(yīng)地與跨越無線通信裝置16的阻抗是共軛匹配的，從而使其間的能量傳遞最 大。
通常，一種選擇翼片上的饋電點以達到這種共軛匹配的優(yōu)選方法，可以是在每個 翼片上不同位置處選擇饋電點，在這個位置處每個翼片在橫截每個翼片縱向中心軸線的軸 線所取的寬度外形是彼此不同的。即，翼片的寬度在兩個翼片之間是不同的，該寬度是沿著 翼片的中心線、遠離連接到通信裝置的標(biāo)記中心、相對于長度測得的。通過以計算或逐步逼 近法選擇這些饋電點，就可以達到共軛阻抗匹配。具體地，參考附圖，翼片的縱向中心軸線可以看成是，與翼片的相對邊界或邊緣保 持等距離從翼片的一端延伸到另一端的線。在翼片具有規(guī)則形狀的情況下，這個縱向中心 軸線就是類似于翼片縱軸的直線。在其它情況下，如果翼片具有不規(guī)則形狀，該縱向中心軸 線就是曲線從而保持與邊界等距。也可以看出這個縱向中心軸線對于每個翼片而言都是唯 一的。翼片的寬度是沿著橫截縱向中心軸線的軸線方向確定的，可以看出該寬度取決于翼 片的形狀。例如，如果翼片具有規(guī)則形狀，沿著縱向中心軸線翼片的寬度不會變化，但如果 翼片具有三角形和楔形，沿著翼片中心軸線翼片的寬度會連續(xù)地變化。這樣，如果考慮本發(fā) 明包括的翼片具有規(guī)則形狀部分，就也會具有寬度不同的部分。在導(dǎo)電翼片上選擇饋電點的另一種優(yōu)選方法是，在每個翼片上選擇位置不同的饋 電點，其中沿著每個翼片縱向中心軸線方向的每個單位長度上的導(dǎo)電區(qū)域，隨著沿每個所 述翼片縱向中心軸線方向離其饋電點的距離而變化。實質(zhì)上，這種方法在每個翼片上將這 樣的位置選為饋電點，即在這個位置處，中心線方向上每單位長度的形狀積分面積是不同 的，而不必是翼片的寬度不同。圖4示出了如何將射頻反射結(jié)構(gòu)50連到翼片52和54，用于反射翼片輻射的射頻 能量。接地面元件的尺寸與導(dǎo)電翼片的尺寸基本相同，或大于導(dǎo)電翼片的尺寸，因此接地面 元件可以有效地反射射頻能量。如果接地面元件基本小于導(dǎo)電翼片，射頻能量就會延伸超 過接地面元件的邊緣，與包裝件的物品相互作用，從而使標(biāo)簽的運行效率下降。在所示的實 施例中，無線通信裝置56在饋電點58和60連到翼片52和54。這種結(jié)構(gòu)50可以是由單個 整體板制成的簡單接地面、或者是復(fù)雜的反射結(jié)構(gòu)，該復(fù)雜反射結(jié)構(gòu)包括若干隔離的板，這 些隔離的板一起作用從而發(fā)射射頻能量。如果天線結(jié)構(gòu)位于包裝件壁62的一個側(cè)面上，射 頻反射結(jié)構(gòu)50可以在相同壁62的相對側(cè)面上，從而將該壁自身用作介電材料，如以下進一 步描述的那樣。如上所述，介電材料優(yōu)選地置于導(dǎo)電翼片52和54、以及射頻反射結(jié)構(gòu)50的中間， 例如，上述的包裝件壁62。翼片和射頻反射結(jié)構(gòu)中間電介質(zhì)的厚度或介電特性在翼片縱軸 或橫軸方向上可以是不同的。通常，已經(jīng)得知的是，在UHF頻率下，即在860兆赫到950兆 赫范圍的頻帶中，大約3毫米到6毫米的電介質(zhì)厚度適于實施本發(fā)明的標(biāo)記。類似地，厚大 約0. 5毫米到大約3毫米的電介質(zhì)適于在2450兆赫中心頻率的頻帶中運行的標(biāo)記。已經(jīng) 得知這個范圍的厚度適于導(dǎo)電翼片的有效運行，盡管平常要求在輻射元件和接地面之間具 有間距，該間距是運行頻率下波長的四分之一。根據(jù)本發(fā)明，在制造和應(yīng)用標(biāo)簽中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點是，在標(biāo)簽結(jié)構(gòu)中可以使用更 薄、更低的電介質(zhì)材料，而且可以使用更短的翼片，因而，可以在構(gòu)造每個標(biāo)記的過程中使 用更少的墨水和標(biāo)簽材料，并可以在制造的過程中增加媒質(zhì)織物上的標(biāo)簽密度從而使媒質(zhì) 織物的浪費減少，因此可以節(jié)約地進行制造。另外，與那些從所附包裝件表面向外突出的更 厚的標(biāo)簽相比，這些更薄且更小的標(biāo)簽更容易貼到包裝件上，并且不易損壞。
本發(fā)明的另一個實施例針對上述的天線結(jié)構(gòu)本身，而不涉及無線通信裝置。如果本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解了以上的描述，就可以進行某些改動或改進。應(yīng)該 理解的是，本發(fā)明并不局限于任何特定類型的無線通信裝置、翼片、包裝件、或隙縫設(shè)置。為 了實現(xiàn)本申請的目的，耦合、被耦合、或耦合操作被定義為直接連接或電抗耦合。電抗耦合 被定義為電容耦合或電感耦合。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，這些元件可以用不同的 方式來實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明應(yīng)包括權(quán)利要求和任何等同的。此處所用的特定實施例有助于 理解本發(fā)明，但不應(yīng)該用于限制本發(fā)明的范圍，從而使其窄于權(quán)利要求以及它們的等同物。
權(quán)利要求
1.一種與無線通信裝置一起使用的天線系統(tǒng)，其包括耦合到所述無線通信裝置的多個導(dǎo)電翼片，用于接收和輻射射頻能量，所述多個翼片 中的至少兩個翼片均在饋電點連到所述無線通信裝置，所述饋電點在所述兩個翼片上的位 置均不相同，其中沿著每個翼片縱向中心軸線方向的每個單位長度上的導(dǎo)電區(qū)域，隨著沿 每個所述翼片縱向中心軸線方向離其饋電點的距離而變化；耦合到所述多個導(dǎo)電翼片的射頻反射裝置，用于反射所述翼片輻射的射頻能量；和 處于所述導(dǎo)電翼片和所述射頻反射裝置之間的電介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個翼片中所述至少兩個翼片均包括多個非 導(dǎo)電區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中處于所述導(dǎo)電翼片和所述射頻反射裝置之間的所 述電介質(zhì)的厚度，在所述導(dǎo)電翼片縱軸線方向上是變化的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中處于所述導(dǎo)電翼片和所述射頻反射裝置之間的所 述電介質(zhì)的介電特性，在所述導(dǎo)電翼片縱軸線方向上是變化的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中處于所述導(dǎo)電翼片和所述射頻反射裝置之間的所 述電介質(zhì)的厚度，在所述導(dǎo)電翼片橫向軸線方向上是變化的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中處于所述導(dǎo)電翼片和所述射頻反射裝置之間的所 述電介質(zhì)的介電特性，在所述導(dǎo)電翼片橫向軸線方向上是變化的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，與連到所述翼片的饋電點的所述無線通信裝置結(jié)合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述電介質(zhì)材料是包裝件壁的部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線系統(tǒng)，其中所述包裝件壁的所述部分包括紙板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述電介質(zhì)材料包括泡沫。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線系統(tǒng)，其中所述導(dǎo)電翼片的所述至少兩個翼片在其間 限定一空間，使得所述翼片用作隙縫天線，從而允許所述天線系統(tǒng)具有多個響應(yīng)頻率。
全文摘要
一種對所處表面不敏感的天線系統(tǒng)，其用于具有無線通信裝置的RFID標(biāo)記中，該天線系統(tǒng)包括耦合到所述無線通信裝置、用于接收和輻射射頻能量的導(dǎo)電翼片。所述翼片中的至少兩個翼片在形狀上基本相同，并在饋電點連到所述無線通信裝置，所述饋電點在所述兩個翼片中每個翼片上位置不同，其中沿著橫向于每個翼片縱向中心軸線的方向所取的所述至少兩個翼片的寬度，隨著沿每個所述翼片縱向中心軸線方向的距離而變化?；蛘撸鰺o線通信裝置在一個饋電點連到所述翼片，該饋電點在每個所述翼片上的位置不同，其中沿著每個翼片縱向中心軸線方向的每個單位長度上的導(dǎo)電區(qū)域，隨著沿所述縱向中心軸線方向的距離而變化。
文檔編號H01Q9/40GK102117958SQ201110042758
公開日2011年7月6日 申請日期2004年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者I·J·福斯特 申請人:艾利丹尼森公司