專利名稱：射頻識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體而言，涉及實(shí)現(xiàn)使用高頻的射 頻識別技術(shù)。
賴駄
射頻識別(RFID)系統(tǒng)以多種方式被用于產(chǎn)品跟蹤、供應(yīng)鏈管理和多 種物流操作。RFID標(biāo)簽的應(yīng)用包括替換消費(fèi)者物品庫存管理中的條形 碼、跟蹤圖書館或書店中的書籍、進(jìn)行海運(yùn)集裝箱和卡車/拖車跟蹤以及進(jìn) 行家畜跟蹤。在機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域，RFID被用在激活車輛的汽車鑰匙中和用于 輪胎跟蹤。運(yùn)輸付款可以通過使用RFID智能卡來實(shí)現(xiàn)。
典型的RFID系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)小而便宜的標(biāo)簽，所述標(biāo)簽包含帶 有數(shù)字存儲(chǔ)器芯片的應(yīng)答器(transponder)，數(shù)字存儲(chǔ)器芯片被賦予唯一 的產(chǎn)品碼。在無源標(biāo)簽的情況下，基站(或讀取器)發(fā)射激活RFID標(biāo)簽 的信號，以致使RFID標(biāo)簽發(fā)射信號。讀取器隨后可以接收該信號并對編 碼在其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。如RFID領(lǐng)域所知，RFID讀取器向RFID標(biāo)簽 發(fā)射RF功率。RFID標(biāo)簽利用射頻前向鏈路和后向散射返回鏈路被RFID 讀取器所詢問并對RFID作出響應(yīng)。某些RFID標(biāo)簽包含解調(diào)器，該解調(diào) 器用于從接收自RFID讀取器的信號中恢復(fù)定時(shí)(或時(shí)鐘)信號?；謴?fù)出 的時(shí)鐘信號隨后被用于生成控制數(shù)控振蕩器的值，數(shù)控振蕩器提供在后向 散射返回鏈路中使用的時(shí)鐘信號。
RFID系統(tǒng)已被分配在特定頻率上的工作頻帶。低頻(125 kHz) RFID 標(biāo)簽無需許可證即可在全球使用。另外，900 MHz標(biāo)簽通常用于倉庫和海 運(yùn)，而較低頻率(125 kHz, 13.56 MHz) —般用于盤存或者置架 (shelving)操作。
低頻和較高頻RFID系統(tǒng)各自具有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，在較低
6頻率上生成RF功率一般更容易且更便宜。由于很多應(yīng)用要求低成本的 RFID標(biāo)簽系統(tǒng)，因此低頻率很常用。但是，低頻系統(tǒng)需要在物理上更大 的天線并且會(huì)導(dǎo)致信號傳播到不希望的區(qū)域。用于校正這些現(xiàn)象的信號處 理是可能的，但將使標(biāo)簽過于昂貴。低載波頻率也給可允許的數(shù)據(jù)速率設(shè) 置了一個(gè)最高限度。如果不使用更強(qiáng)大且昂貴的信號處理技術(shù)，則難以接 近lkbps每kHz的數(shù)據(jù)傳輸比特率，因此125 kHz系統(tǒng)將最多達(dá)到大約 100kbps的數(shù)據(jù)速率傳輸，這樣的數(shù)據(jù)速率傳輸在某些應(yīng)用中完全足夠 了，而在其他應(yīng)用中將成為一種局限。
在57-64 GHz范圍中存在一非常高頻的頻帶("60GHz頻帶")，該 頻帶位于電磁譜的毫米波部分，并且尚未被充分用于商業(yè)無線應(yīng)用中。該 頻譜未被美國FCC和世界上其他實(shí)體所許可。除了在該頻譜中可以實(shí)現(xiàn)較 高數(shù)據(jù)速率之外，在60 GHz頻帶中的能量傳播也具有獨(dú)特特性，這些特 性使得能夠帶來很多其他益處，例如極好的抗干擾能力、高安全性以及頻 率復(fù)用。但是，為接收毫米頻率信號而設(shè)計(jì)的RFID標(biāo)簽比為接收低頻信 號而設(shè)計(jì)的標(biāo)簽更昂貴。因此，需要一種能夠利用低頻信號和高頻信號兩 者的優(yōu)勢的RFID系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
這里所公開和要求保護(hù)的是一種RFID系統(tǒng)，其包括用于發(fā)射具有第 一頻率的第一射頻(RF)信號的RF讀取器和被配置為接收第一 RF信號 的RFID標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽還被配置為響應(yīng)于第一 RF信號而發(fā)射具有第二 頻率的第二RF信號。在一個(gè)實(shí)施例中，第二頻率介于30 GHz禾fl 300 GHz 之間，而第一頻率低于30GHz。
根據(jù)對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的以下描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將更明了 本發(fā)明的其他方面、特征和技術(shù)。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RFID標(biāo)簽；
圖2A-2B示出根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的RFID系統(tǒng)；
7圖3示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的RFID系統(tǒng)；以及 圖4示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的RFID系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)方面在于雙頻RFID系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，可能優(yōu)選 的是在RFID系統(tǒng)中使用不同的無線電頻率。據(jù)此，較低頻率可被用于激 勵(lì)RFID標(biāo)簽，而較高頻率(例如毫米頻率)可被用于執(zhí)行范圍受限的射 頻通信。應(yīng)該意識到，這里的"較高頻率"指的是在毫米頻帶中的頻率， 其包括30 GHz和300 GHz ("毫米頻帶")之間的所有頻率。毫米頻帶 中的頻率也被稱為極高頻率(EFH)。與之不同，這里的"較低頻率"包 括毫米頻帶以下的所有頻率，具體而言，包括以大約125 kHz、 900 MHz、 1.8GHz和2.4GHz頻率為中心的頻率。
本發(fā)明的另一方面在于，在使RFID標(biāo)簽的功率需求最小化的同時(shí)， 充分利用毫米頻率傳輸?shù)慕梢暰嚯x(near line-of-sight)傳播特性。與繞 拐角彎曲或傳播通過障礙物從而可能到達(dá)非計(jì)劃到達(dá)的領(lǐng)地的較長波長相 比，毫米頻率信號享有內(nèi)在的安全性優(yōu)勢。標(biāo)簽上天線的設(shè)計(jì)可以使得來 自標(biāo)簽的發(fā)射具有很強(qiáng)的方向性，或者甚至是全向的。RFID讀取器因此 可以有選擇地向一特定物體(asset)發(fā)射和從特定物體接收。
在一個(gè)實(shí)施例中，毫米頻率(例如60GHz) RFID標(biāo)簽可以利用較低 頻率(例如900 MHz)信號來激活。在這種實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽的天線 可以充當(dāng)提供電感和電容屬性兩者的諧振電路，以利用接收的能量對其內(nèi) 部電路供電。 一旦使用較低頻率來供電，毫米頻率標(biāo)簽隨后就可以在較高 頻率(例如60 GHz頻帶)上發(fā)射響應(yīng)信號。與傳統(tǒng)的RFID系統(tǒng)相比， 這種布置將產(chǎn)生更多關(guān)于物體位置的特定于位置的信息。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的RFID系統(tǒng)將使得RFID讀取器能夠接收 針對特定的帶標(biāo)簽的物體的信息。迄今為止，激活RFID讀取器將使得讀 取器的覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有RFID標(biāo)簽都作出響應(yīng)。因此，將不能識別帶標(biāo) 簽的物體和接收存儲(chǔ)在該特定RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。但是，本發(fā)明允許用 戶識別特定的帶標(biāo)簽物體并且僅接收來自該RFID標(biāo)簽的信息。例如，用
8戶可以將RFID讀取器指向感興趣的帶標(biāo)簽物體。激活RFID讀物器將使 得低頻傳輸在讀取器的整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)傳播。但是，由于返回信號(例如 60 GHz)的方向性，只有來自所希望的RFID標(biāo)簽的RF信號將被RFID 讀取器檢測到。這樣，用戶可以識別感興趣的物體，并且接收響應(yīng)于低頻 輪詢(polling)信號的特定于物體的信息。
本發(fā)明的另一方面在于一種60 GHz RFID系統(tǒng)，其用于實(shí)現(xiàn)音頻/視 頻內(nèi)容的數(shù)字權(quán)限管理(Digital Right Management, DRM) 。 DRM是對 內(nèi)容的用戶權(quán)限的數(shù)字管理，其將特定的用戶權(quán)限鏈接到媒體，以便對用 戶行為(例如查看、復(fù)制和/或訪問)提供持續(xù)控制。為此，在一個(gè)實(shí)施 例中，在60 GHz頻帶內(nèi)進(jìn)行發(fā)射的RFID標(biāo)簽可被用于核實(shí)下述多媒體 設(shè)備的位置用戶請求將受DRM保護(hù)的內(nèi)容傳送到該多媒體設(shè)備。通過 使得內(nèi)容源(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、機(jī)頂盒等等)輪詢嵌入在多媒體設(shè)備中的 RFID標(biāo)簽，可以實(shí)現(xiàn)對DRM的遵循。給定60GHz頻帶信號(或任意毫 米頻帶信號)的傳播屬性，來自多媒體設(shè)備的響應(yīng)將證實(shí)該設(shè)備實(shí)際上是 一個(gè)本地設(shè)備。類似地，周期性的輪詢可被用于證實(shí)內(nèi)容被復(fù)制到的多媒 體設(shè)備保持在本地。
鑒于毫米頻率信號的方向性，可能有必要在單個(gè)物體上放置多個(gè) RFID標(biāo)簽。在某些實(shí)施例中，多個(gè)RFID標(biāo)簽可能具有相同的身份號并 被放在帶標(biāo)簽物體的不同表面上。但是，這樣做可能導(dǎo)致各個(gè)RFID標(biāo)簽 信號之間的干擾。因此，另一實(shí)施例在于，RFID標(biāo)簽可被配置為將延遲 的信號發(fā)回讀取器。在這種方式下，讀取器將能夠輪詢單個(gè)物體上的多個(gè) RFID標(biāo)簽，同時(shí)使干擾最小化。
本發(fā)明的另一方面在于將RFID系統(tǒng)與60 GHz無線網(wǎng)絡(luò)集成。在一 個(gè)實(shí)施例中，60 GHz網(wǎng)絡(luò)可能以周期性的間隔輪詢附接到其上的設(shè)備， 以估計(jì)新聯(lián)網(wǎng)客戶端的存在性以及現(xiàn)有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的任何狀態(tài)改變。在使用 60 GHz收發(fā)器和同步時(shí)鐘系統(tǒng)來認(rèn)證新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及建立連接方面也存 在極大的商業(yè)應(yīng)用?；?0 GHz上的操作的新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議正在涌現(xiàn)。這將 使得在本地區(qū)域內(nèi)以幾千兆比特每秒到幾十千兆比特每秒的速率提供真正 大容量的帶寬成為可能，從而可以在幾秒或幾毫秒內(nèi)無線地發(fā)送大容量信
9息源。以60 GHz的載波頻率進(jìn)行通信的大容量寬帶無線設(shè)備的能力將減 小對多個(gè)分層的存儲(chǔ)系統(tǒng)的需求，并減少現(xiàn)在復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的笨重 而麻煩的存儲(chǔ)設(shè)備(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、大紙張文本、CD和其他存儲(chǔ)設(shè) 備)。
在一個(gè)實(shí)施例中，鑒于要發(fā)射的信號的毫米帶寬頻率，RFID標(biāo)簽中 的發(fā)射器天線可以比早先可實(shí)現(xiàn)的尺寸小得多。具體而言，60 GHz的波 長是0.5 mm，并且天線尺寸通常在波長的一半或更小的數(shù)量級上。鑒于 此，或許可以將天線和/或整個(gè)RFID標(biāo)簽并入到半導(dǎo)體器件或封裝中。應(yīng) 該意識到，天線配置和極化可以有很多種，例如從全向到窄波束，以及從 線性極化到圓極化。
這里使用的術(shù)語"a"或"an"將表示一個(gè)或多于一個(gè)。這里所使用 的術(shù)語"多個(gè)"將表示兩個(gè)或多于兩個(gè)。術(shù)語"另一個(gè)"被定義為另一個(gè) 或多個(gè)。術(shù)語"包括"和/或"具有"是開放式的(例如"包含")。整 個(gè)文檔中提到的"一個(gè)實(shí)施例"、"某些實(shí)施例"、"實(shí)施例"或類似術(shù) 語意思是結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的 至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，遍及本說明書在各個(gè)位置上出現(xiàn)的這些短語不 一定都指代同一實(shí)施例。此外，特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以按任意合適的 方式被組合到一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，但不作為本發(fā)明的限制。
這里使用的術(shù)語"或"將被解釋為包含的或者意味著任意一種或任意
組合。因此"A、 B或C"意思是"以下組合中的任意一種A; B; C; A和B; A禾卩C; B和C; A、 B和C"。僅僅在元件、功能、步驟或動(dòng)作
的組合以某種方式內(nèi)在地相互排除時(shí)，才將發(fā)生這種定義的例外。
現(xiàn)在參考附圖，圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RFID標(biāo)簽100。 如上所述，標(biāo)簽100可以被放置在將被定位和/或以其他方式被識別的物 體的一個(gè)或多個(gè)表面上。該實(shí)施例的系統(tǒng)包括機(jī)械保護(hù)結(jié)構(gòu)102，該結(jié)構(gòu) 102防止天線104承受機(jī)械上的有害彎曲壓力。天線104可以由具有良好 導(dǎo)電屬性的金屬材料制成。天線104可以被進(jìn)一步配置為發(fā)射具有毫米頻 帶(例如30 GHz至U 300 GHz)中的頻率的信號，在一個(gè)實(shí)施例中，所述 頻率在60GHz頻帶內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，天線還被配置為充當(dāng)響應(yīng)于較低頻率輪詢信號(例如125 kHz、 900 MHz、 1.8 GHz、 2.4 GHz等等)的 諧振電路，并生成用于對處理器電路系統(tǒng)106供電的感生電流作為響應(yīng)。 在一個(gè)實(shí)施例中，處理器電路106包括用于檢測傳入的輪詢信號的電路、 簡單控制處理器以及用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)值的存儲(chǔ)器。處理器電路106可以被編 程為通過利用天線104以毫米波頻率發(fā)射數(shù)據(jù)來響應(yīng)來自讀取器的輪詢。 因此，RFID標(biāo)簽IOO的一個(gè)方面在于利用比其發(fā)射的信號更低的RF信號 來激活或加電。
在該實(shí)施例中，天線104是獨(dú)立于處理器電路106安裝的，而在其他 實(shí)施例中，天線104可以被附接為半導(dǎo)體封裝的一個(gè)組成部分或甚至是蝕 刻在半導(dǎo)體基板上的電路的一個(gè)組成部分。應(yīng)該意識到，天線104也可以 是印制環(huán)路或金屬環(huán)天線。此外，天線104的上述諧振屬性可以使用由電 感器和電容器(未示出)構(gòu)成的單獨(dú)的諧振電路來類似地提供。
還應(yīng)該意識到，RFID標(biāo)簽100可以包括低功率60 GHz振蕩器，用于 上變頻。另外，由于標(biāo)簽100的高傳播損耗和低功率需求，可能希望提供 一定程度的天線波束控制。在一個(gè)實(shí)施例中，波束控制可以利用后向天線 (retro-directive antenna)來提供，而在另一實(shí)施例中，波束控制可以通過 改變發(fā)射頻率來提供。
圖2A示出用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)200。如圖所示，系 統(tǒng)200包括讀取器205，其在覆蓋區(qū)域210上以較低頻率(例如125 kHz、 900MHz、 1.8 GHz、 2.4GHz等等)輻射RF能量。讀取器205受控 于系統(tǒng)控制器215。雖然系統(tǒng)控制器215被示為與讀取器距離較遠(yuǎn)，但是 在其他實(shí)施例中，控制器215可以與讀取器205相集成。此外，雖然從讀 取器205輻射的功率被示為全向的，但是多種其他輻射形狀和方向也可被 使用。
讀取器205被示為位于封閉區(qū)域220中，在一個(gè)實(shí)施例中，該封閉區(qū) 域220可以是一個(gè)房間或某種其他受限區(qū)域。在某些實(shí)施例中，讀取器 205的低頻率發(fā)射能夠穿透受限區(qū)域220，而較高頻率發(fā)射(例如毫米頻 率)則不能。
在受限區(qū)域220中還示出RFID標(biāo)簽al - a4，它們可以被附著于相應(yīng)
ii的物體。RFIS標(biāo)簽al - a4具有RF輻射圖樣225、 230、 235和240。在一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽al - a4在毫米頻帶(例如60 GHz頻帶)中發(fā)射具有RF輻射圖樣225、 230、 235和240的較高頻率信號。在一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽al-34被設(shè)計(jì)成類似于圖1中的RFID標(biāo)簽100。另外，單獨(dú)的RFID標(biāo)簽bl被示為位于封閉區(qū)域220之外，但是仍舊在讀取器205的覆蓋區(qū)域210之內(nèi)并且具有RF輻射圖樣245。雖然所示輻射圖樣都是全向的，但是它們可能類似地具有多種其他形狀和方向。例如，在某些實(shí)施例中，輻射圖樣225、 230、 235和240可以是高度方向性的。
假設(shè)RFID標(biāo)簽al - a4和bl都在覆蓋區(qū)域210中，它們則將能夠接收由讀取器205發(fā)射的低頻信號，以啟動(dòng)它們的電子電路。但是，只有來自封閉區(qū)域220中的那些RFID標(biāo)簽(即al - a4)的響應(yīng)將被讀取器205所接收，因?yàn)槟切┬盘柧哂蟹浅８叩念l率并且它們不能穿透封閉區(qū)域220。因此，系統(tǒng)200不僅可以驗(yàn)證特定物體的存在性，還可以確定這些物體的特定于位置的信息(例如，物體在特定房間中)。
此外，鑒于來自RFID標(biāo)簽al - a4的毫米頻率響應(yīng)無法穿透封閉區(qū)域220這一事實(shí)，由這些標(biāo)簽傳遞的信息的安全性被相應(yīng)地增強(qiáng)。這使得RFID標(biāo)簽?zāi)軌虬踩匕l(fā)射敏感的特定于物體的信息。
如前所述，當(dāng)將被發(fā)射的信號是方向性的時(shí)，多個(gè)標(biāo)簽可被用在一物體上。但是，為了防止數(shù)據(jù)沖突的可能性，這些標(biāo)簽可以被編程為以不同的延遲作出響應(yīng)。因此，當(dāng)物體被輪詢時(shí)，無論物品的朝向是怎樣的，都應(yīng)該有至少一個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蜃鞒鲰憫?yīng)，并且如果有多于一個(gè)標(biāo)簽作出響應(yīng)，讀取器則將仍舊能夠準(zhǔn)確地接收這些響應(yīng)。雖然在一個(gè)實(shí)施例中延遲時(shí)段是預(yù)定的，但是在另一實(shí)施例中，響應(yīng)延遲是一個(gè)隨機(jī)值?？商鎿Q地，延遲時(shí)段可以是標(biāo)簽在給定物體上的位置的函數(shù)。
仍舊參考圖2A，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)200可被用于實(shí)現(xiàn)用于受保護(hù)的多媒體內(nèi)容的數(shù)字權(quán)限管理(DRM)系統(tǒng)。例如，讀取器205可被包含在多媒體源(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、機(jī)頂盒等等)內(nèi)，而RFID標(biāo)簽al -a4和bl被包含在向該源請求受保護(hù)內(nèi)容的各個(gè)多媒體設(shè)備內(nèi)。由于在傳輸所請求的內(nèi)容之前，多媒體內(nèi)容源將輪詢多媒體設(shè)備，因此可以實(shí)現(xiàn)對
12DRM的遵循。在給定60GHz頻帶信號的傳播屬性的情況下，響應(yīng)信號將僅僅從位于內(nèi)容源本地的那些請求設(shè)備接收。在圖2A的實(shí)施例中，這意味著內(nèi)容將被傳輸?shù)嚼肦FID標(biāo)簽al -34所標(biāo)記的本地設(shè)備，但是不會(huì)傳輸?shù)嚼肦FID標(biāo)簽bl標(biāo)記的設(shè)備。
現(xiàn)在參考圖2B，其示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的RFID系統(tǒng)250。在該實(shí)施例中，示出兩個(gè)相鄰房間255和260，每個(gè)房間分別包含具有傳播圖樣275和280的讀取器265和270。在一個(gè)實(shí)施例中，讀取器265和270被連接到系統(tǒng)控制器285。房間255包含讀取器265以及RFID標(biāo)簽cl - c4。房間260包含讀取器270以及RFID標(biāo)簽bl - b4。在某些實(shí)施例中，RF讀取器265和270發(fā)射具有相對較低頻率(例如在毫米頻帶以下)的信號而RFID標(biāo)簽bl - b4和cl - c4發(fā)射具有在毫米波范圍(例如60GHz頻帶)中的頻率的響應(yīng)信號。在一個(gè)實(shí)施例中，RFID標(biāo)簽bl-b4和cl - c4被設(shè)計(jì)為類似于圖1的RFID標(biāo)簽100。
由于給定的讀取器將只接收來自同一房間中的那些標(biāo)簽的響應(yīng)信號，因此系統(tǒng)250可被用于識別特定物體位于房間255和260中的哪個(gè)房間中。即使讀取器265和270的RF信號穿過物理障礙物傳播，也只有來自本地RF標(biāo)簽的響應(yīng)信號將被檢測到。以這種方式，由于響應(yīng)標(biāo)簽信號的有限傳播特性，可以獲得更詳細(xì)的位置信息。另外，由于RFID標(biāo)簽bl-b4和cl - c4是使用讀取器265和270的低頻信號來激活的，因此用于響應(yīng)標(biāo)簽信號的有限傳播圖樣使得系統(tǒng)250可以具備前述安全性優(yōu)勢，而無需不必要地提高RFID標(biāo)簽bl- b4和cl - c4的成本。
圖3示出用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一實(shí)施例的系統(tǒng)300。在該實(shí)施例中，系統(tǒng)300包含讀取器305，該讀取器305在覆蓋區(qū)域310上以相對較低的頻率(例如毫米頻帶以下)輻射第一 RF信號并利用輻射圖樣325以毫米頻帶頻率輻射第二 RF信號。讀取器305可以受控于系統(tǒng)控制器315，該系統(tǒng)控制器315可以位于讀取器305本地或與讀取器305相距較遠(yuǎn)。此外，雖然從讀取器305輻射的功率被示為全向的，但是多種其他的輻射形狀和方向性也可被使用。
讀取器305被示為位于封閉區(qū)域320內(nèi)，在一個(gè)實(shí)施例中，該封閉區(qū)域320可以是一個(gè)房間或某種其他受限區(qū)域。在某些實(shí)施例中，讀取器305的低頻發(fā)射能夠穿透受限區(qū)域320，而其高頻發(fā)射(例如毫米頻率)則不能。
在受限區(qū)域320中還示出RFID標(biāo)簽dl - d4，它們可被附著于相應(yīng)的物體。RFID標(biāo)簽dl - d4發(fā)射具有類似于圖樣310的傳播圖樣的低頻RF信號(例如125kHz、 900MHz、 1.8GHz、 2.4GHz等等)。
在一個(gè)實(shí)施例中，讀取器305可以發(fā)射低頻信號(例如毫米頻帶以下)以激勵(lì)在其覆蓋區(qū)域310中的任意標(biāo)簽。此后，讀取器305可以發(fā)射具有圖樣325的第二較高頻信號(例如毫米頻帶)。在一個(gè)實(shí)施例中，該第二信號可被用于致使覆蓋區(qū)域325中的任意標(biāo)簽作出響應(yīng)。因此，在圖3的實(shí)施例中，只有標(biāo)簽dl將響應(yīng)于讀取器305，這是因?yàn)闃?biāo)簽dl是讀取器的傳播圖樣325中的唯一標(biāo)簽。在一個(gè)實(shí)施例中，由標(biāo)簽dl作出的響應(yīng)將具有低頻RF信號的形式，該低頻RF信號可被讀取器305所檢
以這種方式，系統(tǒng)300不僅可被用于驗(yàn)證特定物體的存在性，還可被用于確定這些物體的特定于位置的信息(例如物體在特定房間中)。另外，系統(tǒng)300允許用戶識別特定的帶標(biāo)簽物體并且僅接收來自該RFID標(biāo)簽的信息。例如，用戶可以將RFID讀取器指向感興趣的帶標(biāo)簽物體。激活RFID讀取器的操作將在讀取器的整個(gè)覆蓋區(qū)域中傳播低頻傳輸，從而激勵(lì)覆蓋區(qū)域中的所有標(biāo)簽。在一個(gè)實(shí)施例中作為毫米頻帶信號的第二信號將僅被其受限范圍內(nèi)的那些標(biāo)簽檢測到(并因此作出響應(yīng))。因此，用戶將能夠識別感興趣的物體并接收特定于物體的信息。
圖4示出RFID系統(tǒng)400的實(shí)施例，其中使用了方向性天線，并且四個(gè)物體410、 420、 430和440中的每一個(gè)具有附著于其的四個(gè)單獨(dú)的標(biāo)簽，每個(gè)標(biāo)簽附著于該物體的四個(gè)表面中的一個(gè)表面上。在該實(shí)施例中，系統(tǒng)400包含由讀取器監(jiān)視的封閉房間450，讀取器被示為位于兩個(gè)可能的位置460a和460b之一上，但是顯而易見，讀取器可以位于房間450中的任意其他位置上。如圖所示，讀取器被連接到可選的控制器470。但是，可替換地，控制器470可以被集成到讀取器205中。
14在系統(tǒng)400中，物體410、 420、 430和440分別具有四個(gè)附于其上的RFID標(biāo)簽(例如標(biāo)簽100)，標(biāo)簽具有高度方向性的天線傳播圖樣，如圖所示。當(dāng)讀取器從位置460a移動(dòng)到460b時(shí)，其傳輸圖樣從470a切換到470b。
當(dāng)讀取器位于位置470a上時(shí)，鑒于標(biāo)簽信號的方向性，它將僅檢測物體410和420的存在性，在一個(gè)實(shí)施例中，所述標(biāo)簽信號可以在60GHz頻帶中。類似地，當(dāng)讀取器移動(dòng)到位置470b時(shí)，只有物體430和440將被檢測到。雖然未示出，但是讀取器可以移動(dòng)得離物體410-440中的任意一個(gè)更近以僅檢測該特定物體。以這種方式，使用RFID系統(tǒng)400檢測關(guān)于物體的特定于位置的信息是可能的。此外，用戶能夠識別感興趣的物體，并且只要通過將讀取器放在標(biāo)簽的方向性信號圖樣附近就能夠接收響應(yīng)于低頻輪詢信號的特定于物體的信息。
考慮到來自單個(gè)物體的多個(gè)響應(yīng)信號可能彼此干擾，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)400的RFID標(biāo)簽可被配置為將延遲的信號發(fā)回讀取器。以這種方式，讀取器將能夠輪詢單個(gè)物體上的多個(gè)RFID標(biāo)簽，同時(shí)使干擾最小化。
如前所述，在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的RFID標(biāo)簽(例如標(biāo)簽100)可以在毫米波頻率(例如60 GHz)上操作，而無論讀取器是在該頻率上還是在更低的頻率上發(fā)射。就是說，來自讀取器的發(fā)射頻率可被用于激勵(lì)標(biāo)簽上的電路，從而減小RFID標(biāo)簽的成本和復(fù)雜性。另外，利用本發(fā)明針對無源RFID標(biāo)簽產(chǎn)生的優(yōu)勢也可應(yīng)用到利用有源標(biāo)簽的RFID系統(tǒng)的配置。有源標(biāo)簽可攜帶電源，例如電池。
雖然以上描述針對的是特定實(shí)施例，但是可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)想對這里描述的特定實(shí)施例進(jìn)行修改和/或變化。落在這里的描述的范圍內(nèi)的任何這樣的修改或變化也希望被包括于此?？梢岳斫?，這里的描述僅僅希望是示例性的而不希望限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種射頻識別(RFID)系統(tǒng)，包括射頻(RF)讀取器，用于發(fā)射具有第一頻率的第一RF信號；以及RFID標(biāo)簽，其被配置為接收所述第一RF信號，并響應(yīng)于此發(fā)射具有第二頻率的第二RF信號，其中所述第二頻率介于30GHz和300GHz之間并且所述第一頻率低于30GHz。
2. 如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中所述RFID標(biāo)簽包括 處理器電路；以及耦合到所述處理器電路的天線，所述天線被配置為響應(yīng)于所述第一 RF信號而充當(dāng)諧振電路，以便向所述處理器電路供電。
3. 如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中所述RFID標(biāo)簽還包括耦合 到所述處理器電路的存儲(chǔ)器，其中所述存儲(chǔ)器包含響應(yīng)于所述第一 RF信 號在發(fā)射信號中發(fā)射的數(shù)據(jù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中所述第一頻率的中心在一頻 帶附近，所述頻帶是從以下列表中選出的125 kHz、 900 MHz、 1.8 GHz 禾口 2.4 GHz。
5. 如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中所述第二頻率在57 GHz和 64 GHz之間。
6. 如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中所述第一 RF信號將穿透所述 第二 RF信號無法穿透的物理障礙物。
7. 如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，其中所述RFID標(biāo)簽被附于一物 體，所述系統(tǒng)還包括與所述讀取器通信的控制器，所述控制器被配置為在 所述讀取器接收響應(yīng)于所述第一 RF信號的所述第二 RF信號時(shí)確定所述物 體在一封閉區(qū)域內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求7所述的RFID系統(tǒng)，其中所述第一 RF信號傳播到所述 封閉區(qū)域之外，并且所述第二RF信號被限制在所述封閉區(qū)域之內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求1所述的RFID系統(tǒng)，還包括多個(gè)RFID標(biāo)簽，所述多 個(gè)RFID標(biāo)簽中的每一個(gè)被配置為與所述RFID標(biāo)簽相同，所述多個(gè)RFID標(biāo)簽被附著于一物體。
10. 如權(quán)利要求9所述的RFID系統(tǒng)，其中所述多個(gè)RFID標(biāo)簽中的每 一個(gè)被配置為響應(yīng)于所述第一 RF信號向所述讀取器發(fā)射延遲的信號。
11. 如權(quán)利要求l所述的RFID系統(tǒng)，還包括多個(gè)RFID標(biāo)簽，所述多個(gè)RFID標(biāo)簽中的每一個(gè)被配置為與所述 RFID標(biāo)簽相同，并且所述多個(gè)RFID標(biāo)簽位于多個(gè)相鄰的封閉區(qū)域中；多個(gè)讀取器，所述多個(gè)讀取器中的每一個(gè)被配置為與所述RF讀取器 相同，所述多個(gè)讀取器位于所述多個(gè)相鄰的封閉區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)封閉 區(qū)域中；以及與所述多個(gè)讀取器通信的控制器，所述控制器被配置為確定所述多個(gè) RFID標(biāo)簽中的哪個(gè)RFID標(biāo)簽在所述多個(gè)相鄰的封閉區(qū)域中的哪個(gè)封閉區(qū) 域中。
12. —種方法，包括從讀取器發(fā)射具有第一頻率的第一射頻(RF)信號； 射頻識別(RFID)標(biāo)簽接收所述第一RF信號；以及 響應(yīng)于所述接收，由所述RFID標(biāo)簽發(fā)射具有第二頻率的第二 RF信號，其中所述第二頻率介于30 GHz和300 GHz之間并且所述第一頻率低于30 GHz。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括使用所述第一 RF信號對所述 RFID標(biāo)簽的處理器電路供電。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括將所述RFID標(biāo)簽的天線配置 為響應(yīng)于所述第一 RF信號而充當(dāng)諧振電路，以便對所述處理器電路供 電。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括 將所述RFID標(biāo)簽附于一物體；以及當(dāng)所述物體位于一封閉區(qū)域中時(shí)，所述讀取器接收所述第二 RF信號。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第一 RF信號傳播到所述封 閉區(qū)域之外，并且所述第二RF信號被限制在所述封閉區(qū)域之內(nèi)。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括將多個(gè)RFID標(biāo)簽附于一物 體，所述多個(gè)RFID標(biāo)簽中的每一個(gè)被配置為與所述RFID標(biāo)簽相同。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括響應(yīng)于所述第一 RF信號，由 所述多個(gè)RFID標(biāo)簽中的每一個(gè)發(fā)射延遲的信號。
19. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一頻率的中心在一頻帶附 近，所述頻帶是從以下列表中選出的125 kHz、 900 MHz、 1.8GHz禾t3 2.4 GHzo
20. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第二頻率在57 GHz和64 GHz之間。
21. —種射頻識別(RFID)標(biāo)簽，包括 處理器電路；以及耦合到所述處理器電路的天線，該天線被配置為響應(yīng)于第一射頻 (RF)信號而充當(dāng)諧振電路，以便對所述處理器電路供電，其中所述 RFID標(biāo)簽被配置為接收所述第一RF信號，并響應(yīng)于此，發(fā)射具有第二頻 率的第二RF信號，其中所述第二頻率高于所述第一頻率。
22. 如權(quán)利要求21所述的RFID標(biāo)簽，其中所述第二頻率介于30 GHz 和300 GHz之間并且所述第一頻率低于30 GHz。
23. 如權(quán)利要求22所述的RFID標(biāo)簽，其中所述第一頻率的中心在一 頻帶附近，所述頻帶是從以下列表中選出的125 kHz、 900 MHz、 1.8 GHz和2.4 GHz 。
24. 如權(quán)利要求21所述的RFID標(biāo)簽，其中所述RFID標(biāo)簽位于一封 閉區(qū)域中，所述第一RF信號傳播到所述封閉區(qū)域之外，并且所述第二RF 信號被限制在所述封閉區(qū)域之內(nèi)。
25. —種用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字權(quán)限管理(DRM)的系統(tǒng)，包括 請求方多媒體設(shè)備，其具有相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽并被配置為無線地發(fā)射對于接收受DRM保護(hù)的內(nèi)容的請求；以及包括射頻識別(RFID)讀取器的多媒體內(nèi)容源，所述內(nèi)容源被配置為-接收來自所述請求方多媒體設(shè)備的所述請求，輪詢所述請求方多媒體設(shè)備的所述RFID標(biāo)簽， 基于所述輪詢接收來自所述請求方設(shè)備的響應(yīng)信號，其中所述響 應(yīng)信號具有介于57GHz和64GHz之間的頻率，以及 響應(yīng)于所述響應(yīng)信號發(fā)射所述受DRM保護(hù)的內(nèi)容。
26. —種射頻識別(RFID)系統(tǒng)，包括射頻(RF)讀取器，用于發(fā)射具有第一頻率的第一 RF信號和具有第 二頻率的第二RF信號，所述第二頻率高于所述第一頻率；以及RFID標(biāo)簽，其被配置為被所述第一RF信號所激勵(lì)，并且響應(yīng)于接收 到所述第二 RF信號，所述RFID標(biāo)簽還被配置為以第三頻率發(fā)射第三RF 信號，所述第三頻率低于所述第二頻率。
27. 如權(quán)利要求26所述的RFID系統(tǒng)，其中所述第二頻率介于30 GHz 和300 GHz之間。
28. 如權(quán)利要求27所述的RFID系統(tǒng)，其中所述第一頻率和第三頻率 低于30 GHz。
29. 如權(quán)利要求26所述的RFID系統(tǒng)，其中所述RFID標(biāo)簽包括 處理器電路；以及耦合到所述處理器電路的天線，所述天線被配置為響應(yīng)于所述第一 RF信號而充當(dāng)諧振電路，以便對所述處理器電路供電。
全文摘要
讀取器發(fā)射低頻信號以激勵(lì)RFID標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽利用高頻信號作出響應(yīng)。RFID標(biāo)簽上的天線在接收到低頻信號時(shí)充當(dāng)諧振電路以對RFID標(biāo)簽供電。在一個(gè)實(shí)施例中，高頻信號是毫米頻率信號。
文檔編號H04M1/66GK101529877SQ200780040036
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者彼得·施恩塔尼 申請人:索尼株式會(huì)社;索尼電子有限公司