專(zhuān)利名稱(chēng)：用于標(biāo)簽的織物天線(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻(RF)轉(zhuǎn)發(fā)器，如射頻識(shí)別(RFID)轉(zhuǎn)發(fā)器，具體而言涉及一種用于提供具有織物天線(xiàn)的RFID轉(zhuǎn)發(fā)器的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
RFID系統(tǒng)在各種各樣的應(yīng)用中是有用的，包括例如安全訪問(wèn)、零售自動(dòng)化、庫(kù)存控制、身份識(shí)別和制造自動(dòng)化。RFID系統(tǒng)典型地包括RFID轉(zhuǎn)發(fā)器(在以下為RF標(biāo)簽)，其具有半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和天線(xiàn)；以及RFID詢(xún)問(wèn)器，包括發(fā)射器-接收器單元，用于通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信鏈路來(lái)查詢(xún)RF標(biāo)簽。RF標(biāo)簽檢測(cè)詢(xún)問(wèn)信號(hào)并發(fā)送經(jīng)編碼的響應(yīng)信號(hào)給詢(xún)問(wèn)器。RF標(biāo)簽可以是有源或無(wú)源的。有源RF標(biāo)簽包括內(nèi)部電池源以操作有源RF標(biāo)簽的關(guān)聯(lián)電子器件，而無(wú)源RF標(biāo)簽不具有內(nèi)部電源。
RFID系統(tǒng)所提供的優(yōu)點(diǎn)是RF標(biāo)簽在遠(yuǎn)離詢(xún)問(wèn)器的距離處可讀。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是RF標(biāo)簽可被遮掩以防止被看見(jiàn)，并且可在隱藏位置處被附著于產(chǎn)品或人?？梢詾榱烁鞣N原因而隱藏RF標(biāo)簽，包括但不局限于安全、美學(xué)和制造成本的考慮。為了這些和其它原因，理想的是以很小的形狀因子來(lái)實(shí)施RF標(biāo)簽。由于電子器件小型化的進(jìn)展，硬幣大小的形狀因子是可能的。因此，RF標(biāo)簽可被實(shí)施于外衣標(biāo)簽、產(chǎn)品標(biāo)簽和衣服中。
然而，制造RF標(biāo)簽的限制因素是RF的內(nèi)置天線(xiàn)的尺寸。RF標(biāo)簽典型地包括在基片上形成并被電連接于RF標(biāo)簽的電子部件的天線(xiàn)。內(nèi)置天線(xiàn)允許在RF標(biāo)簽的規(guī)定距離(即“讀取區(qū)”)內(nèi)檢測(cè)詢(xún)問(wèn)器信號(hào)和從RF標(biāo)簽遠(yuǎn)距離地讀取經(jīng)編碼的信號(hào)。
各種天線(xiàn)配置對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，如例如偶極子天線(xiàn)。偶極子天線(xiàn)應(yīng)典型地具有近似RF標(biāo)簽工作頻率的一半波長(zhǎng)(λ/2)的物理長(zhǎng)度。盡管這種類(lèi)型的天線(xiàn)的長(zhǎng)度對(duì)于RF標(biāo)簽的工作頻率可能是短的(例如7cm長(zhǎng))，它仍比許多所需的RF標(biāo)簽形狀因子長(zhǎng)。
而且，較大天線(xiàn)的使用可被用于擴(kuò)展RF標(biāo)簽的讀取區(qū)。然而，在RF標(biāo)簽中包括較大的天線(xiàn)具有增加RF標(biāo)簽封裝的最小尺寸的不希望的效果。
因此，存在對(duì)克服由RF標(biāo)簽外殼或形狀因子的尺寸限制而強(qiáng)加于RF標(biāo)簽天線(xiàn)上的尺寸約束的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于RF標(biāo)簽的天線(xiàn)，其克服了由RF標(biāo)簽的外殼強(qiáng)加的尺寸限制。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有能改進(jìn)信號(hào)檢測(cè)和傳輸?shù)奶炀€(xiàn)的RF標(biāo)簽。
依照本教導(dǎo)，包括具有小形狀因子的RF標(biāo)簽的一種RF標(biāo)簽包括外殼，RF集成電路被封裝于該外殼中；以及織物天線(xiàn)，其被耦合于所述RF集成電路并位于外殼以外。此外，一種制造RF標(biāo)簽的方法被公開(kāi)，其中該方法包括以下步驟將RF集成電路封裝于外殼中，形成織物天線(xiàn)，將織物天線(xiàn)耦合于RF集成電路。
將參照以下詳述和所附的附圖頁(yè)來(lái)理解本發(fā)明的以上和其它目的、優(yōu)點(diǎn)和好處。


圖1是對(duì)適用于實(shí)施本教導(dǎo)的發(fā)明的RFID系統(tǒng)環(huán)境中的現(xiàn)有技術(shù)RF標(biāo)簽的描述；圖2是依照本教導(dǎo)的RF標(biāo)簽和被耦合于其的織物天線(xiàn)的示例實(shí)施例；圖3是依照本教導(dǎo)具有被耦合于其的織物天線(xiàn)并被結(jié)合到各種衣物中的RF標(biāo)簽的說(shuō)明性實(shí)施。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，所述為適用于具有本教導(dǎo)的織物天線(xiàn)的RF標(biāo)簽的示例RFID系統(tǒng)100環(huán)境。具體而言，圖1描述了RF標(biāo)簽2和與RF標(biāo)簽2關(guān)聯(lián)的RF詢(xún)問(wèn)器20。RF標(biāo)簽2包括示例的集成電路5。示例的集成電路5包括例如RF發(fā)射器，用于發(fā)送信號(hào)(例如信號(hào)25)；RF接收器，用于接收信號(hào)25；以及存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在主動(dòng)標(biāo)簽的情況下，電池10被提供于RF標(biāo)簽2中以向集成電路5供電。在RF標(biāo)簽2是被動(dòng)標(biāo)簽的實(shí)例中，電池10不被包括在RF標(biāo)簽2中。如在以下描述中將清楚的，本教導(dǎo)可被擴(kuò)展成包含主動(dòng)標(biāo)簽和被動(dòng)標(biāo)簽兩者。RF標(biāo)簽2說(shuō)明了這樣一種RF標(biāo)簽，其包括封裝RF標(biāo)簽2的外殼中的天線(xiàn)15。內(nèi)置天線(xiàn)15被耦合于集成電路5并便于分別將信號(hào)25發(fā)送到詢(xún)問(wèn)器20和從詢(xún)問(wèn)器20接收信號(hào)25。
適合于與RF標(biāo)簽2一起使用的詢(xún)問(wèn)器20包括例如收發(fā)器，用于發(fā)送信號(hào)25給RF標(biāo)簽2并從RF標(biāo)簽2接收信號(hào)25；信號(hào)處理器，用于處理信號(hào)25；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；電源；以及天線(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可使用離散部件或集成電路如單個(gè)芯片來(lái)以各種方式實(shí)施詢(xún)問(wèn)器20。
用于通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信鏈路來(lái)查詢(xún)RF標(biāo)簽2的由詢(xún)問(wèn)器20發(fā)送的信號(hào)25被RF標(biāo)簽2檢測(cè)以根據(jù)它來(lái)啟動(dòng)來(lái)自RF標(biāo)簽2的響應(yīng)。因此，由詢(xún)問(wèn)器20發(fā)送的信號(hào)25必須在天線(xiàn)15處足夠強(qiáng)以從RF標(biāo)簽2發(fā)出響應(yīng)。許多因素影響RF標(biāo)簽2的檢測(cè)能力，包括例如RF標(biāo)簽2和詢(xún)問(wèn)器20之間的距離、天線(xiàn)15的偏振、信號(hào)25的偏振、RF標(biāo)簽2(包括天線(xiàn)15)的取向、以及RF標(biāo)簽2和詢(xún)問(wèn)器20之間的中間介質(zhì)。這些因素僅僅是實(shí)例，并不旨在或應(yīng)當(dāng)將其理解成對(duì)影響RF標(biāo)簽2檢測(cè)能力的因素的窮舉。
天線(xiàn)15的配置，包括尺寸、形狀和路由，可具有對(duì)RF標(biāo)簽2檢測(cè)能力的有利影響。例如，增加天線(xiàn)15的尺寸和/或取向可具有對(duì)增加RF標(biāo)簽2和詢(xún)問(wèn)器20可被分離但仍相互可靠通信的讀取區(qū)或距離的正面影響。然而，增加內(nèi)置天線(xiàn)15的尺寸以便于最優(yōu)檢測(cè)與將RF標(biāo)簽2封裝于小形狀因子中是相互矛盾的。RF標(biāo)簽封裝(即外殼)的尺寸亦可對(duì)內(nèi)置天線(xiàn)15的形狀和路由強(qiáng)加限制。
如以上所討論的，在許多應(yīng)用中由于高度理想的是以盡可能小的形狀因子來(lái)封裝RF標(biāo)簽2，具有小形狀因子和通過(guò)增加被內(nèi)置且容納于RF標(biāo)簽2中的天線(xiàn)15的尺寸來(lái)增加讀取區(qū)是競(jìng)爭(zhēng)的目的。因此，獲得系統(tǒng)目的的折中可被決定于系統(tǒng)100中。
轉(zhuǎn)到圖2，所述為依照本發(fā)明教導(dǎo)的主動(dòng)RF標(biāo)簽200。在本教導(dǎo)的一個(gè)方面，RF標(biāo)簽200包括織物天線(xiàn)50，其位于RF標(biāo)簽200外殼30以外。外殼30例如封裝集成電路5和電池10。RF標(biāo)簽200的集成電路5和電池10的功能工作可通過(guò)參考以上對(duì)RF標(biāo)簽2的討論來(lái)理解。
在本發(fā)明的方面中，織物天線(xiàn)50是撓性織物天線(xiàn)?？椢锾炀€(xiàn)50可被附著于外衣的內(nèi)和/或外表面(例如織物)并且/或者被隱藏于外衣的接縫中。織物天線(xiàn)50可包括被放置在織物表面上的撓性傳導(dǎo)性材料，與外衣的織物交織的多個(gè)傳導(dǎo)性線(xiàn)，或者其組合。用于在實(shí)施織物天線(xiàn)50的過(guò)程中使用的示例織物是被鍍有一層銅、銀或鎳的編織尼龍，如例如SheildexTM?？墒褂脗鲗?dǎo)性、絕緣和電介質(zhì)材料的層來(lái)實(shí)施織物天線(xiàn)50。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，織物天線(xiàn)50可包括適合于RF通信的所有天線(xiàn)，包括但不局限于偶極、接線(xiàn)、折疊偶極、和偏振天線(xiàn)。織物天線(xiàn)50可處于傳導(dǎo)性編織材料的帶的形式。
織物天線(xiàn)50可被實(shí)施為在外衣中分布的多個(gè)織物天線(xiàn)，其中所述多個(gè)織物天線(xiàn)的每個(gè)都使用適合的導(dǎo)體而耦合于另一個(gè)織物天線(xiàn)或RF標(biāo)簽200。天線(xiàn)50亦可包括被放置在各種衣物(例如鞋、一條褲子的每條腿、以及襯衣領(lǐng)子)中的多個(gè)織物天線(xiàn)。RF標(biāo)簽200的應(yīng)用環(huán)境可被用作確定在外衣中放置織物天線(xiàn)50以便于進(jìn)行最優(yōu)的信號(hào)檢測(cè)和改進(jìn)讀取區(qū)的過(guò)程中的因素。
可使用例如傳導(dǎo)性線(xiàn)、傳導(dǎo)性膠和被縫在一起的材料的鄰接的(即接觸的)傳導(dǎo)性層將織物天線(xiàn)50耦合于其它織物天線(xiàn)元件和RF標(biāo)簽200。可使用同軸線(xiàn)纜、微波傳輸帶(micro strip)、帶狀線(xiàn)、雙線(xiàn)、三片(tri-plate)、或用于RF標(biāo)簽200和天線(xiàn)50的工作環(huán)境的其它適合的饋55線(xiàn)將織物天線(xiàn)50耦合于RF標(biāo)簽200。微波傳輸帶、帶狀線(xiàn)、雙線(xiàn)和三片優(yōu)選地包括由電介質(zhì)分離的并聯(lián)導(dǎo)體的層，而同軸實(shí)施可包括由電介質(zhì)分離的同心安排的內(nèi)部和外部導(dǎo)體。因此，織物天線(xiàn)50和RF標(biāo)簽200之間的饋線(xiàn)55可使用類(lèi)似于被用于織物天線(xiàn)50的傳導(dǎo)和絕緣織物層來(lái)實(shí)施。以這種方式，饋線(xiàn)55可被隱藏、嵌入于例如形成外衣的織物，或者作為其一部分。
如在此所公開(kāi)的，織物天線(xiàn)50位于RF標(biāo)簽外殼30以外。這樣，RF標(biāo)簽200可被使得小于具有在RF標(biāo)簽外殼30內(nèi)容納的內(nèi)置天線(xiàn)的以前的RF標(biāo)簽。依照本教導(dǎo)，用于RF標(biāo)簽200的形狀因子的尺寸不受織物天線(xiàn)50的配置的約束，或者反之亦然。而且，工作優(yōu)點(diǎn)，如改進(jìn)RF標(biāo)簽200的檢測(cè)能力，可依照本教導(dǎo)通過(guò)將織物天線(xiàn)50耦合于RF標(biāo)簽200來(lái)實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)樘炀€(xiàn)50不受RF標(biāo)簽外殼30的尺寸的約束。這樣，織物天線(xiàn)的尺寸、形狀和路由可被實(shí)施用于RF標(biāo)簽200的最優(yōu)性能。
在本教導(dǎo)的方面中，織物天線(xiàn)是撓性且易彎的，由此幫助采取并符合例如RF標(biāo)簽200和織物天線(xiàn)50所附著的外衣的形狀。參考圖3，RF標(biāo)簽和被附著于其的關(guān)聯(lián)織物天線(xiàn)的許多實(shí)例被示出。例如，RF標(biāo)簽60位于夾克80上部肩膀區(qū)域中。亦說(shuō)明了被嵌入夾克80的下部袖子區(qū)域中的RF標(biāo)簽65。被耦合于織物天線(xiàn)50的RF標(biāo)簽75位于鞋90中。在RF詢(xún)問(wèn)器位于地板內(nèi)的情況下，在鞋90中放置RF標(biāo)簽50可能是特別有利的。褲85中的RF標(biāo)簽70說(shuō)明了多重織物天線(xiàn)，也就是織物天線(xiàn)50和50’被耦合于公用RF標(biāo)簽的實(shí)例。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，系統(tǒng)環(huán)境、織物天線(xiàn)50、衣物和所述教導(dǎo)的其它方面在此僅僅是適合于本教導(dǎo)的織物天線(xiàn)的工作環(huán)境的實(shí)例，并因此不限制本發(fā)明可被適當(dāng)?shù)貙?shí)施的范圍或各種應(yīng)用。這樣，應(yīng)理解，以上描述僅僅說(shuō)明了在此的教導(dǎo)的當(dāng)前實(shí)施?？捎杀绢I(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)各種可替換形式和修改。因此，本發(fā)明旨在包含屬于所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有這樣的可替換形式、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種射頻(RF)轉(zhuǎn)發(fā)器(200)，所述轉(zhuǎn)發(fā)器包括轉(zhuǎn)發(fā)器外殼(30)；RF電路(5)，其被封裝在所述轉(zhuǎn)發(fā)器外殼中；以及織物天線(xiàn)，其位于所述轉(zhuǎn)發(fā)器以外并被耦合于所述RF電路。
2.一種制造射頻(RF)轉(zhuǎn)發(fā)器(200)的方法，所述方法包括以下步驟將RF電路(5)封裝在轉(zhuǎn)發(fā)器外殼(30)中；將織物天線(xiàn)(50)置于所述轉(zhuǎn)發(fā)器外殼外面；以及將所述織物天線(xiàn)耦合于所述RF電路。
3.如權(quán)利要求1所述的RF轉(zhuǎn)發(fā)器或如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述織物天線(xiàn)由選自包含以下材料的組中選擇的至少一種材料組成導(dǎo)體線(xiàn)、導(dǎo)體膠和導(dǎo)體材料的鄰接層。
4.如權(quán)利要求1所述的RF轉(zhuǎn)發(fā)器或如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述織物天線(xiàn)包括被放置在織物表面上的導(dǎo)體材料。
5.如權(quán)利要求1所述的RF轉(zhuǎn)發(fā)器或如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述織物天線(xiàn)包括在織物表面的接縫中隱藏的導(dǎo)體材料。
6.如權(quán)利要求1所述的RF轉(zhuǎn)發(fā)器或如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述織物天線(xiàn)包括與織物表面交織的至少一個(gè)導(dǎo)體線(xiàn)。
7.如權(quán)利要求1所述的RF轉(zhuǎn)發(fā)器或權(quán)利要求2所述的方法，其中所述織物天線(xiàn)由選自包含以下材料的組中選擇的至少一種材料組成導(dǎo)體材料、絕緣材料和電介質(zhì)材料。
8.如權(quán)利要求1所述的織物天線(xiàn)或如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述織物天線(xiàn)是撓性的。
9.如權(quán)利要求1所述的織物天線(xiàn)，其中所述織物天線(xiàn)的尺寸、形狀或路由大于由所述轉(zhuǎn)發(fā)器外殼封裝的區(qū)域。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟配置大于由所述轉(zhuǎn)發(fā)器外殼封裝的區(qū)域的所述織物天線(xiàn)的尺寸、形狀或路由。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，包括形成所述織物天線(xiàn)的步驟。
全文摘要
一種用于提供具有織物天線(xiàn)(50)的RFID轉(zhuǎn)發(fā)器(200)的方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括射頻(RF)轉(zhuǎn)發(fā)器，該轉(zhuǎn)發(fā)器具有外殼(30)，RF電路(5)被封裝于所述外殼中，并且織物天線(xiàn)被耦合于所述RF電路。制造射頻(RF)轉(zhuǎn)發(fā)器的方法包括以下步驟將RF電路封裝在外殼中，形成織物天線(xiàn)，以及將織物天線(xiàn)耦合于RF電路。
文檔編號(hào)A41D1/00GK1639732SQ03804512
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月25日
發(fā)明者C·R·范希爾登, G·馬馬羅波洛斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司