專利名稱：用表面聲波工作的識別或傳感裝置-聲表面波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一個利用表面聲波來工作的識別或傳感裝置-OFW裝置。
識別標簽(下文稱為ID標簽)是通用型的識別裝置，被用于目標的非接觸自動識別系統(tǒng)中。例如，在專利DE-OS 44 05 647中對其作過公開描述。在該ID標簽中，電信號通過一個換能器被轉(zhuǎn)換成表面聲波，表面聲波再被一系列反射器反射，被反射的表面聲波又由一個換能器轉(zhuǎn)換回電信號，此換能器與轉(zhuǎn)換電輸入信號的換能器可以是相同的。取決于反射器的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生一個預定的碼，這個碼即代表該ID標簽。代表此碼的電信號被送回到發(fā)射詢問信號的系統(tǒng)，由此即有可能識別安置了ID標簽的測點。這種識別系統(tǒng)具有廣泛的應用。
如上所述，來自ID標簽的響應信號的信息內(nèi)容由包含其中的反射器的結(jié)構(gòu)來決定。例如，通過為預定的信息比特數(shù)給定反射器結(jié)構(gòu)，可把信息定義為二進制形式。在此結(jié)構(gòu)中，1比特相應于存在的反射器，0比特相應于缺省的反射器。這即是說，回到輸出換能器的反射產(chǎn)生于存在的反射器，而缺省的反射器其反射無比特產(chǎn)生。這樣的編碼相當于幅度調(diào)制。
如果在一系列反射器中，把各反射器偏離預定的對應于零相位角的位置，則信息內(nèi)容也能相當于相位調(diào)制。
例如，公布了專利EP-PS 0 619 906中、能被無線詢問的表面聲波傳感器是通用型的傳感裝置。它包含的第一個表面聲波結(jié)構(gòu)是傳感器部分，第二個表面聲波結(jié)構(gòu)是參考部分。通過比較這兩部分響應于詢問信號而產(chǎn)生的輸出信號，得到測量結(jié)果，詢問此測量結(jié)果是可能的。
然而，為了能夠可靠地分辨響應信號中的信息，上面解釋的這類裝置必須在物理上設計得使響應或測量信號中的脈沖能被可靠地被分開。由于可分辨的時間脈沖間隔或比特間隔反比于帶寬，如果詢問信號可得到的帶寬小，這將導致長的時間比特間隔，由此相應，識別或傳感裝置中表面聲波結(jié)構(gòu)間的距離必定是大的。特別是如果表面聲波結(jié)構(gòu)被安置在單個聲通道里，則意味著該裝置要求相當長的壓電基底，這反過來將導致更高程度的物理復雜性，對OFW裝置的外殼來說尤其如此。
因此，本發(fā)明的目的是詳細給出一種不太復雜的、由此而更經(jīng)濟的裝置，這是我們所討論的類型。
就最初提到的那類OFW裝置來說，此目的根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求1描述的特征被完成，即一種由表面聲波工作、用于識別或傳感系統(tǒng)的識別或傳感裝置-OFW裝置，在其中一詢問/評價器件以無線傳輸?shù)脑儐栃盘栐儐栕R別或傳感裝置，并評價由所說的裝置送回的響應信號，它在壓電基底(1；50)上具有聲電激勵部分(2，3；20，3)，其特征在于，聲電激勵部分(2，3；20，3)被設置于基底(1；50)上的不同聲道，且設置了一個用于它們的聲耦合的轉(zhuǎn)向器(4；30；40)。
本發(fā)明的改進方案包括在各從屬權(quán)利要求的內(nèi)容中。
下文將對本發(fā)明作更詳細的說明，并參考按照以下附圖所給出的實施例。


圖1展示按照本發(fā)明的一個OFW ID標簽形式的裝置的示意圖，圖2展示一個所謂的SPUDT叉指換能器的實施例，它用于圖1所示的ID標簽，圖3展示轉(zhuǎn)向器的第一個實施例，它能被用于圖1所示的ID標簽中，圖4展示轉(zhuǎn)向器的第二實施例，它能被用于圖1所示的ID標簽中，圖5展示外殼部分的示意圖，它用于圖1所示ID標簽的聲激勵部分，圖6展示對應于圖5的封閉外殼的示意圖，它用于圖1所示ID標簽的聲激勵部分，圖7展示圖1所示的ID標簽的示意透視圖，并帶有圖5和圖6所示的外殼，圖8展示集成在一塊板卡上的ID標簽的示意透視圖，圖9展示圖1所示的ID標簽的詳圖。
首先應該提出的是，下面的描述涉及ID標簽的實施例。但是，對于熟悉上面提到過的、按照專利EP-PS 0 619 906的傳感裝置技術(shù)的人來說，所采用的描述方式也是顯而易見的。
按照圖1的示意圖，在此作為輸入/輸出換能器的叉指換能器2，以及反射器3本身被設置在壓電基底1上。正如最初所提出的，叉指換能器2把電詢問信號轉(zhuǎn)換成聲波，聲波在反射器3上被反射，然后又被叉指換能器2轉(zhuǎn)換回電響應信號。
但是，按照本發(fā)明，叉指換能器2和反射器3并不是一個接一個地設置在一個或多個平行的聲道上，而是在不同的被聲學級連的聲道上，并且，為了把來自叉指換能器2的聲波傳到反射器3上，轉(zhuǎn)向器4被設置，它反過來又把從反射器3反射回來的聲波反饋到叉指換能器2。聲波分布圖由圖1中的箭頭5指明。
按照本發(fā)明上面所解釋的ID標簽，其設計具有以下優(yōu)點通過把叉指換能器2和反射器3設置在級連的多個聲道上，聲路徑能被折疊許多次。聲波傳播方向基底長度的減少遠遠補償了在垂直于聲波傳播的方向基底尺寸的增加，這是因為聲道長度的減少通常比基底寬度的增加快得多。另外，對于外殼技術(shù)或?qū)Σ迦氚蹇▉碚f，它使得能夠達到一個具有合適得多的長寬比的基底形狀。
按照圖1，在本發(fā)明的一個改進中，把電詢問信號引入叉指換能器2的結(jié)構(gòu)6被設置于基底1上，而且，在這個實施例中，它被設計成一個框形的電感耦合環(huán)。按照圖9的電容耦合結(jié)構(gòu)也能替代那樣的電感耦合天線而被設置。圖9展示了圖1中的一個細節(jié)。為此，兩個金屬化的平板耦合極性板90、91可被用于基底1上，它們被電耦合到叉指換能器2。
通過使用單相單向換能器(SPUDT)，可減小ID標簽的插入損耗，從而增加識別系統(tǒng)的使用范圍。這樣的單向換能器具有電極指條23、24、25，它們連接到兩個匯流條21、22上，不同寬度的電極指條23、24每個被交替連到匯流條21上，而電極指條25連到匯流條22上。聲波發(fā)射方向由箭頭26指明。使用這樣的單向換能器，對信號的注入和取出能減少3分貝的插入損耗，這即是說，總共減少6分貝插損。使用了帶有這樣的單向換能器的ID標簽的識別系統(tǒng)，其最大使用范圍增加一個因子根2。
圖2示出了按照圖1的轉(zhuǎn)向器4的第一個實施例，其形狀為反射多條帶耦合器30。此反射多條帶耦合器由兩匯流條31和32組成，這兩匯流條由電極33彼此連接，且電極指條34、35分別連接到它們上。未被連接的電極指條對36、37分別被設置在這些被連接的電極指條34、35之間。由反射多條帶耦合器30形成的兩個聲道的寬度被指定為W，而兩個相反的聲波傳播方向分別被指定為A和B。
轉(zhuǎn)向器的另一個實施例被展示在圖4，被指定為40。這個轉(zhuǎn)向器由多條帶耦合器42以及具有圓形結(jié)構(gòu)的多條帶反射器41組成。在這里，聲波的傳播方向由箭頭43指明，而兩個聲道被指定為A和B。
圖5至圖7展示用于按照本發(fā)明的ID標簽上的外殼的可能的實施例。它至少覆蓋了聲電部分，且能把ID標簽的壓電基底看作外殼的一部分。
按照圖5，在壓電基底50上覆蓋一層薄片，能通過光刻工藝來構(gòu)成，且其構(gòu)成的方式是，僅在基底50的非聲激勵區(qū)保留一框形薄片52，而在區(qū)域51的聲電部分與框形薄片52保持獨立。一個例外是，轉(zhuǎn)向器4的中間部分仍然被覆蓋，結(jié)果，增加了該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時，由聲道間衍射引起的聲串擾能得到消除。
按照圖6，另一層薄片又被覆蓋在圖5所示的裝置上，其方法是，生成一覆蓋薄層53，由此在聲電部分之上生成一個聲保護微型腔。
這種裝置的示意及透視圖示于圖7。
按照本發(fā)明的裝置其外殼不局限于上面所說明的物理形式。
從而，例如，外殼的一端能由一封蓋構(gòu)成，這個封蓋用來容納裝置的聲電激勵部分。此封蓋可通過壓焊、玻璃焊接和直接通過晶片焊接連到壓電基底上。
此外，例如，一環(huán)繞該裝置聲電激勵部分的玻璃柵也能應用到壓電基底上，且封蓋以合適的方式安裝在基底上。
圖8示意性地展示了一種方案，說明一個按照本發(fā)明以及上面描述的一類ID標簽如何集成在一塊芯片卡中。在圖8中被指定為81的ID標簽以合適的方式置于芯片卡80上，它的圖1所示的耦合結(jié)構(gòu)6，或它的圖9所示的耦合極板90、91被耦合到芯片卡天線82。如果ID標簽的耦合結(jié)構(gòu)以電感耦合到芯片卡天線且有要求，可進行電匹配。那樣的匹配在圖8中通過一匹配單元83來示意性地表明。另外應該提出的是，耦合不需要電感或電容。直接的連接(焊接連接)也可被使用，為此設置了對應于極板90、91的焊接板。
權(quán)利要求
1.一種由表面聲波工作、用于識別或傳感系統(tǒng)的識別或傳感裝置-OFW裝置，在其中一詢問/評價器件以無線傳輸?shù)脑儐栃盘栐儐栕R別或傳感裝置，并評價由所說的裝置送回的響應信號，它在壓電基底(1；50)上具有聲電激勵部分(2，3；20，3)，其特征在于，聲電激勵部分(2，3；20，3)被設置于基底(1；50)上的不同聲道，且設置了一個用于它們的聲耦合的轉(zhuǎn)向器(4；30；40)。
2.按照權(quán)利要求1的識別標簽-OFW ID標簽-形式的裝置，至少具有一個叉指換能器(2，20)及預定的反射器(3)數(shù)目，在識別系統(tǒng)上根據(jù)反射器的數(shù)目和位置生成一編碼，其特征在于，叉指換能器(2；20)和至少其中一些反射器(3)被設置在不同的聲道，并且設置一用于聲道間聲耦合的轉(zhuǎn)向器(4；30；40)。
3.按照權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，一個單向換能器作為叉指換能器(20)被設置。
4.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求3其中之一的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)向器由反射多條帶耦合器(30)構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求3其中之一的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)向器(40)由多條帶耦合器(42)和多條帶反射器(41)構(gòu)成。
6.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求5其中之一的裝置，其特征在于，反射器(3)被設置于單個聲道中。
7.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求6其中之一的裝置，其特征在于，用來編碼響應信號的反射器(3)，被幾何偏離預定的零相位角以便生成響應信號的相位調(diào)制碼。
8.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求7其中之一的裝置，其特征在于，一種注入詢問信號的結(jié)構(gòu)(6；90，91)被設置在基底上。
9.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，把結(jié)構(gòu)(6)設計成框形的耦合環(huán)用于詢問信號電感性的注入。
10.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，結(jié)構(gòu)(90，91)由耦合極板構(gòu)成，用于詢問信號電容性或直接的注入。
11.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求10其中之一的裝置，其特征在于，外殼(52，53)容納了至少聲電部分(2，3，4)，且其被設置在壓電基底(50)上。
12.按照權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，外殼(52，53)由環(huán)繞聲電部分(2，3，4)的框形薄片(52)以及位于該框形薄片(52)之上的覆蓋薄層(53)構(gòu)成。
13.按照權(quán)利要求2至權(quán)利要求12其中之一的識別標簽在芯片卡中的應用，其特征在于，識別標簽(81)被集成到具有天線(82)的卡(80)中，其方式是識別標簽耦合結(jié)構(gòu)(6；90，91)被耦合到卡的天線(82)。
全文摘要
在用于信息系統(tǒng)的OFW ID標簽或傳感裝置中,聲電激勵部分(2,3)設置于壓電基底(1)上的不同聲道,且設置轉(zhuǎn)向器(4)用于它們之間的聲耦合。
文檔編號H03H9/145GK1177863SQ97117768
公開日1998年4月1日 申請日期1997年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月29日
發(fā)明者L·雷恩德爾, T·奧斯特爾塔, W·瑞勒 申請人:西門子公司