專利名稱：具有補(bǔ)償元件的射頻識別標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于文檔和文件管理的射頻識別系統(tǒng)的使用，更具體地涉及用于射頻識別系統(tǒng)的射頻識別標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識別(RFID)技術(shù)實(shí)際上在每種行業(yè)中得到廣泛的使用，包括交通、制造、廢物管理、郵政跟蹤、航空包裹核對以及公路費(fèi)管理。典型的RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽，具有天線以及計算裝置的RFID閱讀機(jī)。RFID閱讀機(jī)包括發(fā)射機(jī)，其提供能量或信息給標(biāo)簽；以及接收機(jī)，其從標(biāo)簽接收標(biāo)識和其它信息。該計算裝置處理由RFID閱讀機(jī)獲得的信息。
通常，從標(biāo)簽接收到的信息對于具體應(yīng)用是特定的，但是經(jīng)常提供對于其上固定有標(biāo)簽的物品的識別。該物品可以為制造的產(chǎn)品、車輛、動物或個體、或幾乎任何其它有形物品。還將為該物品提供另外的數(shù)據(jù)。標(biāo)簽可以在制造過程中使用，例如在制造期間指出汽車底盤的涂料顏色或指出其它有用信息。
發(fā)射機(jī)通過天線輸出RF信號來創(chuàng)建電磁場，使得標(biāo)簽返回攜帶信息的RF信號。在一些配置中，發(fā)射機(jī)啟動通信，并使用放大器來利用調(diào)制后的輸出信號驅(qū)動天線，以與RFID標(biāo)簽通信。在其它配置中，RFID標(biāo)簽從RFID閱讀機(jī)接收連續(xù)波形信號，并通過立即利用其信息進(jìn)行響應(yīng)來啟動通信。
傳統(tǒng)標(biāo)簽可以為包括內(nèi)部電源的“有源”標(biāo)簽或由場激勵的“無源”標(biāo)簽。在任一種情況下，RFID標(biāo)簽使用預(yù)定協(xié)議進(jìn)行通信，允許RFID閱讀機(jī)接收來自一個或多個標(biāo)簽的信息。計算裝置通過從RFID閱讀機(jī)接收信息并執(zhí)行一些動作，比如更新數(shù)據(jù)庫或發(fā)出警報，起到信息管理系統(tǒng)的作用。此外，計算裝置作為用于經(jīng)由發(fā)射機(jī)將數(shù)據(jù)編程到標(biāo)簽中的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
射頻識別(RFID)標(biāo)簽包括補(bǔ)償元件。當(dāng)在其它RFID標(biāo)簽組面前出現(xiàn)補(bǔ)償后的RFID標(biāo)簽時，可以認(rèn)識到補(bǔ)償元件30的作用。補(bǔ)償元件30增加補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽20被RFID系統(tǒng)檢測出來的可能性，即使在相當(dāng)接近其它RFID標(biāo)簽的情況下，無論該其它RFID標(biāo)簽為類似地補(bǔ)償、不同地補(bǔ)償或未補(bǔ)償。
補(bǔ)償元件可包括充分接近RFID標(biāo)簽天線布置的導(dǎo)電材料的閉合回路。在使用中，補(bǔ)償元件電磁耦合到RFID標(biāo)簽天線，這樣在RFID天線中感應(yīng)的原電流在補(bǔ)償元件中感應(yīng)出反環(huán)流寄生電流。此寄生電流導(dǎo)致在補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽和組中的其它RFID標(biāo)簽之間的標(biāo)簽到標(biāo)簽耦合減少。
本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的細(xì)節(jié)將在如下的附圖和描述中闡明。本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)從描述、附圖和權(quán)利要求中將顯而易見。


圖1為描述射頻識別(RFID)系統(tǒng)的框圖，其中RFID標(biāo)簽包含根據(jù)這里描述的技術(shù)的補(bǔ)償元件。
圖2為根據(jù)這里描述的技術(shù)的補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的一個示例實(shí)施例的示意圖。
圖3-10為補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的另外示例實(shí)施例的示意圖。
圖11A-11C為補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的另外示例實(shí)施例的側(cè)透視圖。
圖12A-12C為補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的另外示例實(shí)施例的側(cè)透視圖。
圖13為大體描述在補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽中的電流的方向的圖。
圖14為顯示存在詢問場時五個補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的示例響應(yīng)的圖。
圖15A為顯示直線形(rectilinear)補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的共振頻率和補(bǔ)償元件的尺寸之間的關(guān)系的圖。
圖15B為顯示直線形補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的共振頻率和補(bǔ)償元件的尺寸之間的關(guān)系，以及圓形補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的共振頻率和補(bǔ)償元件的尺寸之間的關(guān)系的圖。
圖16為顯示補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽的共振頻率和補(bǔ)償元件的角位移之間的關(guān)系的圖。
圖17為顯示共振頻率和振幅與在補(bǔ)償?shù)腞FID標(biāo)簽中的多個短路線圈(shorted coil)組合之間的關(guān)系的圖。
圖18為顯示導(dǎo)電基底上具有補(bǔ)償元件的RFID標(biāo)簽的圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為描述示例RFID系統(tǒng)10的框圖，其中RFID標(biāo)簽包括根據(jù)這里描述的技術(shù)的補(bǔ)償元件。在圖1所示的示例中，RFID系統(tǒng)10用于跟蹤書本、文檔、文件或其它物品。該RFID系統(tǒng)可以例如配置在圖書館、律師事務(wù)所、政府機(jī)構(gòu)或其它產(chǎn)生和/或存儲文檔和文件的機(jī)構(gòu)中，例如商務(wù)、刑事和醫(yī)務(wù)記錄。物品包括唯一地識別該物品的RFID標(biāo)簽。此外，每個RFID標(biāo)簽也可以包括描述該物品的信息以及指示該物品的移動是否被批準(zhǔn)的信息。RFID標(biāo)簽可以嵌在物品中，這樣標(biāo)簽基本察覺不到，從而減少或阻止損害。
如圖1中所描述的，RFID系統(tǒng)10包括退出控制系統(tǒng)15，其檢測物品從保護(hù)區(qū)域的未批準(zhǔn)移動。例如，該保護(hù)區(qū)域可以為圖書館而該物品可以為書本或其它通常經(jīng)檢查帶出或帶入圖書館的物品。技術(shù)還可以應(yīng)用于其它類型的物品而不偏離本發(fā)明的范圍。
退出控制系統(tǒng)15包括格架19A和19B，這兩個格架限定位于保護(hù)區(qū)域的出口附近的詢問區(qū)或通道。該格架19A和19B包括天線，用于當(dāng)RFID標(biāo)簽通過通道時詢問該RFID標(biāo)簽，以確定附著有該標(biāo)簽的物品的移動是否是批準(zhǔn)的。出口控制系統(tǒng)15可以使用至少一個RFID閱讀機(jī)(未顯示)來驅(qū)動天線。為了檢測標(biāo)簽，RF閱讀機(jī)通過天線輸出RF功率來在詢問通道中創(chuàng)建電磁場。通常當(dāng)磁性元件用于與RFID標(biāo)簽耦合時，術(shù)語“電磁場”和“磁場”在這里互換地使用。
RF閱讀機(jī)從出現(xiàn)在詢問通道中的任何標(biāo)簽接收信息，并且出口控制系統(tǒng)15確定該物品的移動是否是批準(zhǔn)的。如果該物品的移動未批準(zhǔn)，那么出口控制系統(tǒng)15啟動一些合適的安全行為，例如發(fā)出可聽到的警報、鎖定出口門或其它行為。
此外，RFID系統(tǒng)10包括登記/取出區(qū)11，通過該區(qū)授權(quán)人處理物品的取出和返還。具體地說，登記/取出區(qū)11包括RFID閱讀機(jī)18，其用于詢問固定到物品上的RFID標(biāo)簽，并按照需要改變它們的狀態(tài)，例如登記或取出物品。登記/取出區(qū)11可以用于例如在將文件取出文件夾或?qū)窘璩鰣D書館。
此外，物品可以放置在一定數(shù)量的存儲區(qū)12中，例如放置在開放書架12A、櫥柜12B、垂直文件隔離器12C中或其它位置，如圖1中所示。每個存儲區(qū)12包含標(biāo)簽詢問能力，其使得可以跟蹤機(jī)構(gòu)各處的物品。例如在辦公室或醫(yī)務(wù)設(shè)置(setting)中的文件夾，可以經(jīng)由存儲區(qū)12在機(jī)構(gòu)各處進(jìn)行跟蹤。例如在圖書館設(shè)置中，可以在登記后跟蹤在書架12A上的書本。
為了提供RFID詢問能力，每個存儲在存儲區(qū)12中的物品具有相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽。該標(biāo)簽可以嵌入在物品中或應(yīng)用于物品或物品的包裝，這樣標(biāo)簽至少是基本不可察覺的，其可以幫助阻止檢測和損害。RFID標(biāo)簽可以在最終用戶位置處應(yīng)用，或可以在物品的制造期間插入或應(yīng)用至物品例如文件夾、文檔、書本或類似。
用于在電磁頻譜的高頻(HF)范圍例如大于3兆赫茲(MHz)中操作的RFID系統(tǒng)的各個標(biāo)簽，典型地使用感應(yīng)環(huán)路天線，其具有幾毫米(mm)到幾十毫米(mm)的直徑尺寸。附著到感應(yīng)環(huán)路天線的硅管芯提供電子功能，其可以包括信號接收和發(fā)送、數(shù)據(jù)處理、唯一識別信息和數(shù)據(jù)存儲和尋址。位于RFID系統(tǒng)10中例如在出口控制系統(tǒng)15、登記/取出站11和存儲位置12處的RFID閱讀機(jī)或詢問機(jī)，使用天線來通過電磁(無線)傳輸和接收的信號與RFID標(biāo)簽通信。RFID閱讀機(jī)隨后通過無線鏈路或有線電纜連接來與物品管理系統(tǒng)14通信。
RFID標(biāo)簽可以使用電化學(xué)電池供電(也稱為“有源標(biāo)簽”)，或RFID標(biāo)簽完全利用從閱讀機(jī)發(fā)射的RF場來獲得其動力(也稱為“無源標(biāo)簽”)。在后一種情況中，RFID標(biāo)簽可以保持無動力以及不確定的休眠，而不需要電池或外部電源的維持。雖然以下的討論將主要集中在無源(也就是無電池)RFID標(biāo)簽上，將知道本發(fā)明不局限于無源標(biāo)簽，并且這里描述的原理和結(jié)果也可應(yīng)用到具有感應(yīng)環(huán)路天線的有源HF RFID標(biāo)簽中。
RFID系統(tǒng)10可以在政府條例(regulation)對于電磁輻射限定的電磁頻譜頻段中進(jìn)行操作。例如，RFID系統(tǒng)10可以以世界通用標(biāo)準(zhǔn)在中心為13.56MHz并允許頻率在+/-7kHz中變化的工業(yè)科研醫(yī)療(ISM)頻段中進(jìn)行操作。然而，其它頻率也可以用于RFID應(yīng)用，并且本發(fā)明并不局限于此，例如，一些在大的存儲區(qū)例如倉庫中的RFID系統(tǒng)可以使用在大約900MHz處操作的RFID系統(tǒng)。應(yīng)該知道本領(lǐng)域技術(shù)人員可以合理地將RFID系統(tǒng)10的操作擴(kuò)展到其它頻率，例如感應(yīng)環(huán)路RFID天線在HF頻段中不同于13.56MHz的頻率處操作，或者在其它頻段例如125kHz到138kHz的低頻(LF)段操作。
位于RFID系統(tǒng)10中的閱讀機(jī)和詢問機(jī)的天線通常利用近場磁感應(yīng)耦合到RFID標(biāo)簽。例如，由閱讀機(jī)產(chǎn)生的時變RF場通過磁感應(yīng)耦合到RFID標(biāo)簽上的環(huán)路天線，并在RFID標(biāo)簽天線的感應(yīng)環(huán)路(多個)中感應(yīng)出電動勢(“電壓”)。該感應(yīng)出的電動勢驅(qū)動通過RFID標(biāo)簽天線的電流。由RFID標(biāo)簽天線接收到的電能利用RFID管芯轉(zhuǎn)換為操作管芯內(nèi)部電路所需要的電壓。閱讀機(jī)利用對于載波頻率的適當(dāng)調(diào)制與RFID管芯進(jìn)行通信。管芯通過調(diào)制其提交給RFID標(biāo)簽天線的負(fù)載與閱讀機(jī)通信，致使RFID標(biāo)簽周圍的RF場的調(diào)制后向散射。閱讀機(jī)的接收機(jī)檢測來自RFID標(biāo)簽的后向散射信號。閱讀機(jī)可以可靠地與標(biāo)簽通信的距離，“閱讀距離”，是閱讀機(jī)設(shè)計、輻射功率、RFID管芯設(shè)計、RFID標(biāo)簽天線和閱讀機(jī)標(biāo)簽天線方向的函數(shù)。
為了得到最大的閱讀范圍，可以調(diào)諧RFID標(biāo)簽，以在RFID系統(tǒng)的操作頻率附近電子共振。調(diào)諧到系統(tǒng)操作頻率支持從RF場到RFID標(biāo)簽的最大能量傳輸。
RFID詢問機(jī)或閱讀機(jī)將位置信息通信給物品管理系統(tǒng)14，該物品管理系統(tǒng)14提供用于位置信息的聚集的中心數(shù)據(jù)存儲。物品管理系統(tǒng)14可以連接網(wǎng)絡(luò)或另外耦合到一臺或多臺計算機(jī)，這樣在不同位置的個體可以存取與那些物品相關(guān)的數(shù)據(jù)。
位置信息的收集和聚集對于許多目的是有效的。例如，用戶可以請求特定物品或物品組例如文件或一組書本的位置。物品管理系統(tǒng)14可以從數(shù)據(jù)存儲中尋址位置信息，并向用戶報告在存儲區(qū)之一中物品所位于的最后位置?？蛇x地，物品管理系統(tǒng)14可以再詢問或另外再取得物品的當(dāng)前位置，以核實(shí)物品在數(shù)據(jù)庫中指示的位置。
如上所述，系統(tǒng)10的每個存儲區(qū)12可以配置有一個或多個閱讀機(jī)天線來詢問物品以協(xié)助確定哪件物品位于每個存儲區(qū)中。一個可以使用的示例閱讀機(jī)天線在2003年3月3日提交的待審批中且共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請序號10/378,458中進(jìn)行描述，該專利申請的全部內(nèi)容通過參考包括在這里。一個或多個天線可以布置在開放書架12A中來創(chuàng)建用于與存儲在其中的物品相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽通信的電磁場。類似地，天線可以位于櫥柜12B、垂直文件隔離器12C、桌面閱讀機(jī)12D或其它位置中。天線可以以多種方式進(jìn)行布置，例如在每個書架的頂部或底部、在書架的背部或垂直地支持，散布在文件之間。天線可以改裝至現(xiàn)有的書架或裝入書架并且作為組件購買。系統(tǒng)可以配置為以任何方式詢問或調(diào)查RFID標(biāo)簽。例如，天線可以連續(xù)地調(diào)查RFID標(biāo)簽，按照用戶規(guī)定的順序調(diào)查標(biāo)簽或根據(jù)需要調(diào)查標(biāo)簽。
經(jīng)常，一組具有RFID標(biāo)簽的物品，例如書架上的文件夾很接近地布置在RFID系統(tǒng)10的閱讀機(jī)或詢問機(jī)中。傳統(tǒng)的RFID標(biāo)簽，包括調(diào)諧用于在RFID系統(tǒng)操作頻率f0處得到最優(yōu)功能的標(biāo)簽，顯示出明顯的干擾，也就是當(dāng)標(biāo)簽彼此接近時的標(biāo)簽到標(biāo)簽耦合。此干擾導(dǎo)致不能“閱讀”或識別組中的各個RFID標(biāo)簽的一些或全部。結(jié)果，不能獲得精確或最新信息，例如標(biāo)簽有傳統(tǒng)RFID標(biāo)簽的各個物品的位置。
相反的，RFID系統(tǒng)10使用包括補(bǔ)償元件30的“補(bǔ)償RFID標(biāo)簽”。補(bǔ)償RFID標(biāo)簽在例如需要閱讀一組彼此接近的RFID標(biāo)簽時是有用的。例如，當(dāng)包含標(biāo)簽的物品存儲在書架上或在抽屜中，或被攜帶通過出口控制系統(tǒng)時，附著到文件夾或書本的RFID標(biāo)簽可能很接近其它RFID標(biāo)簽。補(bǔ)償RFID標(biāo)簽設(shè)計為使得每個補(bǔ)償RFID標(biāo)簽當(dāng)其很接近其它RFID標(biāo)簽時也可以獨(dú)立地讀取，不管其它RFID標(biāo)簽是否相似地補(bǔ)償、不同地補(bǔ)償或未補(bǔ)償。
補(bǔ)償元件和補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的多個示例實(shí)施例現(xiàn)在將參考圖2-12給出。補(bǔ)償元件和補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的多個示例實(shí)施例的操作的詳細(xì)描述將在下面參考圖13-17給出。
圖2為描述具有補(bǔ)償元件30的RFID標(biāo)簽20的示例實(shí)施例的示意圖。具有補(bǔ)償元件的RFID標(biāo)簽20將在這里稱為“補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20”或“補(bǔ)償RFID標(biāo)簽”。傳統(tǒng)的當(dāng)前技術(shù)中公知的未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽被稱為“未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽”。為了描述方便，補(bǔ)償元件30在圖2中顯示為完全放置在天線24的最里面環(huán)路24A之內(nèi)。然而應(yīng)該知道，顯示在圖2的實(shí)施例中的補(bǔ)償元件30的具體位置為其中補(bǔ)償元件可以關(guān)于天線24布置的很多實(shí)施例之一，并且在這個方面本發(fā)明不受局限。補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20和補(bǔ)償元件30的替換實(shí)施例將在下面更詳細(xì)地顯示和描述。
基底22為天線24、補(bǔ)償元件30和補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的其它元件提供支持。天線24為具有多環(huán)路的多匝感應(yīng)環(huán)路天線，包括最里面環(huán)路24A和最外面環(huán)路24B。雖然天線24在所有附圖中顯示為多匝感應(yīng)環(huán)路天線，應(yīng)該知道天線24可以具有單個環(huán)路，或也可以具有比附圖中明確顯示的更多或更少的環(huán)路。天線24可以利用多種導(dǎo)電圖案化技術(shù)中的任一種形成在基底22上，或可以獨(dú)立地形成并轉(zhuǎn)移到基底。一個或多個調(diào)諧電容器(未顯示)可以連接到天線24來形成調(diào)諧電路。天線24的多個環(huán)路經(jīng)由一個或多個孔連接器28閉合。RFID管芯26可使用多種互相連接技術(shù)之一連接到天線24，該互相連接技術(shù)例如為導(dǎo)電粘合劑、焊接或金屬到金屬接觸。
在圖2中所示的實(shí)施例中，補(bǔ)償元件30為導(dǎo)電材料的閉合回路。在一個實(shí)施例中，補(bǔ)償元件30充分放置在平行接近于對其提供補(bǔ)償?shù)奶炀€24的平面上。在另一個實(shí)施例中，補(bǔ)償元件30充分放置在對其提供補(bǔ)償?shù)奶炀€24的相同平面中(也就是充分同平面)。補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20和補(bǔ)償元件30的這些和其它實(shí)施例在下面進(jìn)一步詳細(xì)描述。
顯示在圖2中的補(bǔ)償元件30的實(shí)施例基本為直線形且形狀與天線24相似。然而，將知道補(bǔ)償元件30可以采用很多其它形狀并且其不需要與天線24相似地成形。術(shù)語“閉合環(huán)路”因此可定義為其上閉合的任何形狀，例如其上閉合的方形、矩形、圓形、橢圓形、三角形、任何其它多邊形或曲邊形的形狀，這樣電流可以在環(huán)路中流過。補(bǔ)償元件30和補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的這些和其它實(shí)施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解本說明書之后能夠容易地了解。
補(bǔ)償元件30的功能當(dāng)補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20在至少一個其它RFID標(biāo)簽面前時是起作用的。使用中，補(bǔ)償元件30電磁耦合到RFID標(biāo)簽天線24，這樣在RFID天線24中感應(yīng)出的原電流在補(bǔ)償元件30中感應(yīng)出反環(huán)流寄生電流。該寄生電流導(dǎo)致在組中的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽和其它RFID標(biāo)簽之間的標(biāo)簽到標(biāo)簽的耦合減少。補(bǔ)償元件30從而增加補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20被RFID系統(tǒng)10檢測出來的可能性，即使當(dāng)其很接近其它RFID標(biāo)簽時，且不論其它RFID標(biāo)簽是相似地補(bǔ)償、不同地補(bǔ)償或未補(bǔ)償。補(bǔ)償元件30的操作將參考圖13-17在下面進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
補(bǔ)償元件30可以以多種方式中的任何一種形成。一種方法為使用與制造基本天線結(jié)構(gòu)相同的操作，在制造期間形成補(bǔ)償元件30作為RFID標(biāo)簽天線24的部分。電路形成操作的示例包括但是不局限于管芯切割或圖案化金屬薄片、電鍍導(dǎo)電材料、印刷導(dǎo)電墨水、通過隨后的加熱或干燥還原到導(dǎo)電狀態(tài)的印刷前導(dǎo)材料(例如有機(jī)金屬化合物)以及類似?；?2可以為聚合物膜、紙、硬塑料膜、電路板或其它類似非導(dǎo)電性材料。
另外一種方法為在與天線制造分開的制造過程中，在RFID天線24的第一或第二表面上，使用與用于創(chuàng)建圖案化的導(dǎo)電天線24相同的方法或者不同的方法來形成補(bǔ)償元件30。
另一種方法為通過前述多種導(dǎo)電圖案化技術(shù)中的任一種來作為獨(dú)立電路形成補(bǔ)償元件30。補(bǔ)償元件30可以相當(dāng)接近但是不附著到RFID標(biāo)簽20布置?；蛘撸a(bǔ)償元件30可以使用例如粘合膜、可固化的粘合膏、雙面壓敏粘膠帶或類似附著到RFID標(biāo)簽天線24來形成單個單元，以創(chuàng)建與RFID標(biāo)簽天線24接近的補(bǔ)償元件30的適合構(gòu)造。
圖3顯示了具有補(bǔ)償元件30的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的又一個實(shí)施例。又一次為了描述的方便，補(bǔ)償元件30在此實(shí)施例中完全位于天線24的最里面環(huán)路24A之內(nèi)。在圖3中，補(bǔ)償元件30經(jīng)由導(dǎo)電跨接器(短路)32電氣連接到天線24，該導(dǎo)電跨接器32在補(bǔ)償元件30的周界上的一點(diǎn)將最里面的環(huán)路24A連接到補(bǔ)償元件30。也就是說，補(bǔ)償元件30可以與RFID標(biāo)簽天線24電氣接觸并依然執(zhí)行這里描述的補(bǔ)償功能。
在圖2中，補(bǔ)償元件30沒有電氣連接到天線24。應(yīng)該知道補(bǔ)償元件30可以電氣連接到RFID標(biāo)簽天線24，或補(bǔ)償元件30可以接近但是與RFID標(biāo)簽天線24電氣隔離地布置。任一種方案，不管補(bǔ)償元件30是電氣連接到RFID標(biāo)簽天線24還是與之電氣隔離，導(dǎo)致補(bǔ)償元件30可以具有這里描述的補(bǔ)償效果。
圖4顯示了補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的又一個示例實(shí)施例。其中，補(bǔ)償元件30散布在天線24的環(huán)路之間。補(bǔ)償元件30實(shí)際上可以位于天線24的任何環(huán)路之間并依然具有這里描述的補(bǔ)償效果。
圖5顯示了補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的又一個實(shí)施例。在此實(shí)施例中，補(bǔ)償元件30位于天線24的最外面環(huán)路24B的外部。在圖2-5中顯示的實(shí)施例表明補(bǔ)償元件30可以完全位于天線24的環(huán)路之內(nèi)、散布在天線24的環(huán)路之間或完全位于天線24的環(huán)路之外，而不偏離本發(fā)明的范圍。
圖6顯示了包括補(bǔ)償元件30的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20，該補(bǔ)償元件30具有充分與天線24的軸對齊的軸。也就是，補(bǔ)償元件30的線充分與天線24的對應(yīng)線平行。
圖7顯示了具有補(bǔ)償元件30的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的另一個實(shí)施例，該補(bǔ)償元件30具有相對于天線24的軸成大約45度的“偏移角”的軸。在一些RFID標(biāo)簽應(yīng)用中，可以使用如圖6中所示的實(shí)施例。例如，當(dāng)在制造時候?qū)⒀a(bǔ)償元件30安裝到RFID標(biāo)簽中時，可以確保補(bǔ)償元件30和RFID標(biāo)簽天線24的充分對齊。在這種情況下，補(bǔ)償元件30可以簡單地包括在RFID標(biāo)簽20自身的生產(chǎn)布線圖中，并可以得到補(bǔ)償元件30和RFID標(biāo)簽天線24的軸的充分對齊。
在其它應(yīng)用中，如圖7中所示的實(shí)施例可以是合適的。例如，當(dāng)添加補(bǔ)償元件30到傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽中時，由于人為錯誤或通過設(shè)計，補(bǔ)償元件30可能相對于天線24的軸成偏移角34布置。因此應(yīng)當(dāng)理解，補(bǔ)償元件30相對于天線24的軸的角度布置不是本發(fā)明的目的的限制因素，并且補(bǔ)償元件30相對于天線24的軸成任何角度布置都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖8顯示了補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的另一個示例實(shí)施例。在此示例實(shí)施例中，補(bǔ)償元件30是圓形的，而不是參考圖2-7如上描述的直線形。實(shí)際上，補(bǔ)償元件30實(shí)際上可以為任何其它形狀，包括三角形、橢圓形、方形、矩形、或者其它多邊形或者曲邊形的閉合形狀的任一種，并可依然執(zhí)行補(bǔ)償功能。應(yīng)該知道，因此補(bǔ)償元件30的形狀不是本發(fā)明目的的限制因素，并且補(bǔ)償元件30實(shí)際上可以采用任何形狀而不偏離本發(fā)明的范圍。如圖8中所示的圓形補(bǔ)償元件20的布置將不表示角度關(guān)系，因?yàn)閳A形環(huán)路繞著環(huán)路中心是圓周對稱的。當(dāng)補(bǔ)償電路元件20的幾何中心與RFID標(biāo)簽天線24的幾何中心是重合的時候，補(bǔ)償電路元件20的效果被最大化。
圖9A和圖9B分別顯示了補(bǔ)充補(bǔ)償物品21的示例實(shí)施例的俯視圖和側(cè)視圖。補(bǔ)充補(bǔ)償物品21包括補(bǔ)償元件30，其位于基底23的頂側(cè)，并且在基底23的相對側(cè)布置有粘合表面25。補(bǔ)充補(bǔ)償物品21可以用于以圖10中所示的方法對傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽添加補(bǔ)償。粘合表面25可以為粘性膜、可固化的粘合膏、雙面壓敏粘膠帶或者類似。
圖10顯示了傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽33的透視圖，其在基底37上布置有RFID天線35。為了改進(jìn)此未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽33的性能，補(bǔ)充補(bǔ)償物品21可以附著到未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽33。在補(bǔ)充補(bǔ)償物品21的基底23的下側(cè)上的粘性表面25與未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽33接觸。在非旋轉(zhuǎn)獨(dú)立形狀(例如方形、矩形、橢圓形等)的情況下，補(bǔ)償元件30可以與RFID天線35的軸對齊或相對于RFID天線35的軸成偏移角布置。可選擇的，粘性表面25可以布置在補(bǔ)償元件30和基底23之間，或布置在補(bǔ)償元件30的頂部。然后將適當(dāng)?shù)卣澈涎a(bǔ)充補(bǔ)償物品21。補(bǔ)充補(bǔ)償物品21的使用允許傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的用戶容易地對它們的傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽添加補(bǔ)償元件，而不需要購買一套全新標(biāo)簽。
圖11A、11B和11C是補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的示例實(shí)施例的側(cè)視圖，圖11A、11B和11C的每一個顯示了具有基底22和RFID天線24的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20。在圖11A-11C中的每幅圖中的補(bǔ)償元件30充分位于天線24的平面內(nèi)。補(bǔ)償元件30可以完全位于最里面環(huán)路24A內(nèi)(圖11A)、散布在環(huán)路之間(圖11B)和全部位于最外面環(huán)路24B之外(圖11C)。
圖12A、12B和12C是補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的另外示例實(shí)施例的側(cè)視圖。圖12A、12B和12C的每個顯示了具有基底22和RFID天線24的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20。在圖12A-12C的每個中的補(bǔ)償元件30位于與天線24的平面充分平行和接近的平面中。從這些視圖中，補(bǔ)償元件30可以但是不需要利用基底層23進(jìn)行物理隔離。此外，補(bǔ)償元件30可以全部位于最里面環(huán)路24A內(nèi)(圖12A)、散布在環(huán)路之間(圖12B)或全部位于最外面環(huán)路24B之外(圖12C)。
現(xiàn)在考慮一組物品，例如位于書架上并標(biāo)簽有傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的文件夾。當(dāng)傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽很接近其它RFID標(biāo)簽時，例如它們可以在一組置于書架上的文件夾或類似物品中，來自第一未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的電磁場與其它附近RFID標(biāo)簽相互影響并耦合到其它附近RFID標(biāo)簽?；ハ嘤绊懙奈囱a(bǔ)償RFID標(biāo)簽的總和的有效共振頻率向下偏移并可能移動到RFID系統(tǒng)的操作的帶寬之外。當(dāng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽組的共振頻率從系統(tǒng)操作頻率偏移時，則在閱讀機(jī)和未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽組之間的通信可能降低品質(zhì)或完全失去。
補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的補(bǔ)償元件30修改補(bǔ)償RFID標(biāo)簽天線24的有效電感L。補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的共振頻率fTAG較少受到附近其它RFID標(biāo)簽的物理存在的影響。對于組中的每個補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20都是如此，與組中的其它RFID標(biāo)簽是類似地補(bǔ)償、不同地補(bǔ)償還是未補(bǔ)償無關(guān)。
可以調(diào)諧補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20，使得其共振頻率fTAG集中在RFID系統(tǒng)10的操作頻率f0附近，這樣其可以與其它RFID標(biāo)簽分開地讀取。當(dāng)補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20為一組其它RFID標(biāo)簽之一時，無論其它RFID標(biāo)簽補(bǔ)償與否，補(bǔ)償RFID標(biāo)簽響應(yīng)fTAG在系統(tǒng)操作頻率附近保持調(diào)諧。當(dāng)補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20為一組補(bǔ)償RFID標(biāo)簽之一時，補(bǔ)償RFID標(biāo)簽對于每個補(bǔ)償標(biāo)簽的響應(yīng)保持調(diào)諧在系統(tǒng)操作頻率附近，并且組響應(yīng)fGROUP也保持調(diào)諧在系統(tǒng)操作頻率附近。這樣，當(dāng)標(biāo)簽為補(bǔ)償RFID標(biāo)簽時，RFID系統(tǒng)10將檢測到在組中存在的特定RFID標(biāo)簽的可能性被提高，不論組中的其它標(biāo)簽是相似地補(bǔ)償、不同地補(bǔ)償還是未補(bǔ)償。類似的，當(dāng)組中的所有標(biāo)簽是補(bǔ)償RFID標(biāo)簽時，RFID系統(tǒng)10將檢測到組中所有標(biāo)簽的存在的可能性增加。
圖13為顯示在補(bǔ)償RFID標(biāo)簽中流通的電流的方向的圖。在操作中，來自由RFID系統(tǒng)10的RFID閱讀機(jī)產(chǎn)生的永久磁詢問場的磁通量在逆時針方向上感應(yīng)出原電流，該原電流在圖13的示例中在天線24流動中由線42指出，此原電流42依靠電磁耦合在補(bǔ)償元件30中感應(yīng)出通常由線44表示的反向環(huán)流寄生電流。感應(yīng)寄生電流44的結(jié)果包括RFID標(biāo)簽天線24的降低的有效電感、增加的共振頻率fTAG、對于由RF閱讀機(jī)施加的磁場的減少的響應(yīng)或靈敏度以及標(biāo)簽到標(biāo)簽耦合的減少?？偟慕Y(jié)果為RFID系統(tǒng)10更可能在一組RFID標(biāo)簽中檢測到每個補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20。
圖14顯示了對于補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的響應(yīng)。曲線40表示RFID系統(tǒng)10的響應(yīng)。單個標(biāo)簽補(bǔ)償RFID標(biāo)簽響應(yīng)(曲線52)被調(diào)諧到中心位于14.5MHz附近，稍微高于系統(tǒng)操作頻率f0＝13.56MHz。然而應(yīng)該知道補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20可以調(diào)諧到接近13.56Hz，例如13.56±1MHz。當(dāng)?shù)诙a(bǔ)償RFID標(biāo)簽與第一補(bǔ)償RFID標(biāo)簽同軸對齊且間隔小于0.5英寸時，這對標(biāo)簽的共振頻率降低到13.8Hz如曲線54所示。當(dāng)集合五個補(bǔ)償RFID標(biāo)簽如曲線56所示時，該組的中心共振頻率14.0MHz相對于該對共振(曲線54)幾乎沒有改變，并且響應(yīng)振幅在單個補(bǔ)償RFID標(biāo)簽響應(yīng)(52)的0.5dB之內(nèi)。當(dāng)堆疊(stack)十個補(bǔ)償RFID標(biāo)簽時，響應(yīng)曲線58顯示組共振頻率的峰值在14.3MHz，相對于兩個和五個補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的情況幾乎沒有改變。因此，在組中的每個補(bǔ)償RFID標(biāo)簽可利用單個RFID閱讀機(jī)獨(dú)立地讀取。圖14表示補(bǔ)償元件30導(dǎo)致這樣的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽，其中一個、兩個或更多標(biāo)簽可以利用在系統(tǒng)操作頻率處操作的RFID閱讀機(jī)進(jìn)行讀取。
對感應(yīng)耦合的RFID標(biāo)簽天線24添加補(bǔ)償元件30改變了由天線24產(chǎn)生并投射于補(bǔ)償元件30上的RF能量場的磁場分量與補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20之間的相互作用。電感L描述在RFID標(biāo)簽天線24中感應(yīng)的電流和通過天線24的磁通量之間的耦合。磁通量是磁場B、天線A的面積以及在天線中的轉(zhuǎn)數(shù)N的函數(shù)。磁場B為由閱讀機(jī)、RFID標(biāo)簽中的感應(yīng)電流和在相鄰RFID標(biāo)簽中的電流創(chuàng)建的場的矢量和。補(bǔ)償元件30通過減少RFID天線24的視在電感，促進(jìn)在補(bǔ)償RFID標(biāo)簽中流動的凈電流，并對相鄰RFID標(biāo)簽的存在進(jìn)行補(bǔ)償，不論該相鄰RFID標(biāo)簽是補(bǔ)償或未補(bǔ)償?shù)摹?br> 圖15A顯示了補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的頻率和振幅響應(yīng)相對于補(bǔ)償元件30的尺寸的圖。結(jié)果從修改為包括多種尺寸的直線形補(bǔ)償元件30的標(biāo)準(zhǔn)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽得到。被測試的RFID標(biāo)簽的最里面環(huán)路的直徑大約為25mm，而最外面環(huán)路的直徑大約為45mm。如圖15A中所示，對于直徑小于22.5mm的補(bǔ)償元件30，補(bǔ)償元件30對于被測試的RFID標(biāo)簽的響應(yīng)不起作用。然而，一旦補(bǔ)償元件30的直徑變得接近被測試的標(biāo)簽的最里面環(huán)路的直徑時，可以看到可測量的效果。也就是，頻率響應(yīng)向上偏移，并在補(bǔ)償元件30的直徑接近40mm時最大。圖15B顯示了補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的頻率和振幅響應(yīng)相對于圓形補(bǔ)償元件30的尺寸的圖。還顯示了相似尺寸直線形補(bǔ)償元件30的結(jié)果。如同使用直線形補(bǔ)償元件，一旦補(bǔ)償元件的直徑變得接近被測試的標(biāo)簽的最里面環(huán)路的直徑時，可以看到可測量的效果。此外，頻率響應(yīng)向上偏移，并當(dāng)圓形補(bǔ)償元件以及方形補(bǔ)償元件的直徑大約40mm時最大。從圖15A和圖15B中我們可以推斷，補(bǔ)償元件30實(shí)際上可以采用任何形狀而依然執(zhí)行這里描述的補(bǔ)償功能。
圖15A和圖15B還指示補(bǔ)償元件30的效應(yīng)為鄰近耦合效應(yīng)。也就是，補(bǔ)償元件30鄰近耦合到RFID標(biāo)簽天線24。補(bǔ)償元件30攜帶由RFID標(biāo)簽天線24中的電流驅(qū)動的耦合寄生電流。補(bǔ)償元件30因此與RFID閱讀機(jī)天線產(chǎn)生的詢問磁場相反地電磁耦合到RFID標(biāo)簽天線24。為了產(chǎn)生此鄰近耦合效應(yīng)，補(bǔ)償元件30可以被布置以電磁耦合到RFID標(biāo)簽天線，也就是在天線24中的原電流在補(bǔ)償元件30中感應(yīng)出寄生電流。該補(bǔ)償元件30可以布置在天線24的至少一個環(huán)路的10導(dǎo)線寬度內(nèi)，以布置用于電磁耦合到RFID標(biāo)簽天線24來產(chǎn)生鄰近耦合效應(yīng)。術(shù)語“導(dǎo)線寬度”指的是天線24的鄰近耦合環(huán)路(多個)的線寬度。當(dāng)補(bǔ)償元件30更接近于天線24的至少一個環(huán)路布置時，例如當(dāng)補(bǔ)償元件30布置在天線24的至少一個環(huán)路的1-2導(dǎo)線寬度之內(nèi)時，得到更強(qiáng)的鄰近耦合。然而，應(yīng)該知道，在補(bǔ)償元件30和天線24為了電磁耦合進(jìn)行布置時，它們相距的準(zhǔn)確距離不是本發(fā)明的目的限制因素。
圖16顯示了基本直線形補(bǔ)償元件30相對于基本直線形天線24的軸的角位移。補(bǔ)償元件被選擇具有大約與RFID標(biāo)簽天線的多個環(huán)路的平均邊緣長度相等的邊緣長度。如所示的，鄰近耦合效應(yīng)在0度的角位移或偏移角(見圖6和圖7)處是最大的。隨著角位移的增加，鄰近耦合效應(yīng)非線性地降低，直到達(dá)到大約10度的角位移。對于大于10度的角位移，鄰近耦合效應(yīng)緩慢地降低直到角位移達(dá)到45度。
圖16顯示在fTAG上的鄰近耦合效應(yīng)在0度的角位移處最大，并然后隨著角位移增加到大約10度下降。對于大于10度的角位移，在角位移上的另外改變對RFID標(biāo)簽響應(yīng)起到較少的作用。這意味著對于其中補(bǔ)償元件30附著到傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的應(yīng)用，如果補(bǔ)償元件30以夾角附著到未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽而不是與天線24的環(huán)路“成直角”，則可以得到更穩(wěn)定的可預(yù)測的結(jié)果。應(yīng)該知道雖然圖16關(guān)于基本方形補(bǔ)償元件和RFID天線24進(jìn)行測量，對于其它非旋轉(zhuǎn)獨(dú)立形狀也能夠得到相似的結(jié)果。對于旋轉(zhuǎn)獨(dú)立形狀(例如圓形)，角位移將不起作用。
補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20和補(bǔ)償元件30的其它實(shí)施例現(xiàn)在參考圖17進(jìn)行描述。圖17顯示了具有不同補(bǔ)償元件30構(gòu)造的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的頻率響應(yīng)fTAG101和振幅103。圖17的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽為天線24的“短路”線圈或環(huán)路的多種組合。也就是，在天線24中的環(huán)路或線圈的不同組合電氣連接或短路到天線24的其它環(huán)路。以這種方式，其響應(yīng)顯示在圖17中的補(bǔ)償元件30類似于參考圖3的以上描述的補(bǔ)償元件，因?yàn)樗鼈冸姎膺B接到RFID標(biāo)簽天線，但是它們不是從RFID標(biāo)簽天線的內(nèi)端追溯到其外端的直接電氣通路(電路)的部分。也就是說，雖然其響應(yīng)在圖17中顯示的補(bǔ)償元件30電氣連接到RFID標(biāo)簽天線，它們不形成RFID標(biāo)簽天線自身的部分。天線的線圈從1(最里面的環(huán)路或線圈)到9(最外面的環(huán)路或線圈)編號。短路線圈的構(gòu)造和相關(guān)聯(lián)的響應(yīng)如下在圖17上指出。
參考數(shù)字短路線圈100 無102 線圈1到2
104線圈2到3106線圈4到5108線圈8到9110線圈1和2到3112線圈2和3到4114線圈3到4，線圈7到8116線圈7和8到9118線圈1到2，線圈3到4，線圈5到6，線圈7到8120線圈1、2、3和4到5從圖17中可以做出多個概括。例如，從最里面環(huán)路到最外面環(huán)路，短路任一天線環(huán)路到另外天線環(huán)路，產(chǎn)生補(bǔ)償元件效應(yīng)。此外，短路多個線圈到相鄰線圈或非相鄰線圈也產(chǎn)生補(bǔ)償元件效應(yīng)。圖17指示存在很多可以執(zhí)行補(bǔ)償功能的短路線圈的可能組合。因此應(yīng)該知道，短路線圈的這些和其它組合作為補(bǔ)償元件是落在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。
因此描述了兩種不同類型的補(bǔ)償元件30。一種類型參考圖2-6進(jìn)行描述，其中補(bǔ)償元件30形成為從RFID天線24物理分開。此物理分開的補(bǔ)償元件30可以電氣連接到RFID天線24或與之電氣隔離(也就是不連接)。另一種類型類似以上參考圖17描述的類型，其中天線24自身的物理線圈或環(huán)路短路到天線24的其它線圈或環(huán)路，以形成補(bǔ)償元件30。形成連續(xù)環(huán)路補(bǔ)償元件30的每個線圈或環(huán)路連接到天線24的線圈或環(huán)路的電氣接觸單點(diǎn)。補(bǔ)償元件30類型的選擇，也就是形成為物理分開元件還是形成為RFID標(biāo)簽天線自身的部分，可取決于RFID標(biāo)簽用于的特定應(yīng)用、補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的期望共振頻率、用于生產(chǎn)RFID標(biāo)簽的制造技術(shù)以及補(bǔ)償元件30是在制造期間安裝入RFID標(biāo)簽還是以以上參考圖10討論的方式添加到先前存在的未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽。
圖18顯示了補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的另一種應(yīng)用。圖18為顯示在導(dǎo)電基底160上的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的圖。該補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20包括基底22、天線24、可選的RFID管芯(未顯示)、補(bǔ)償元件基底23和補(bǔ)償元件30。介質(zhì)隔板164提供在補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20和將要標(biāo)簽的導(dǎo)電表面160之間的物理和電磁隔離。此外為了便于描述，補(bǔ)償元件30顯示為全部位于天線24的最里面環(huán)路24A之內(nèi)。應(yīng)該知道補(bǔ)償元件30可以采用多種可能形式的任一種，包括以上參考圖2-12顯示并說明的任意一種。
補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20可以用于具有金屬和其它導(dǎo)電表面的物品的標(biāo)簽或標(biāo)注。當(dāng)RFID標(biāo)簽附著到金屬或其它導(dǎo)電表面并被磁感應(yīng)耦合RFID系統(tǒng)檢測到時，補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20相對于標(biāo)準(zhǔn)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽顯示出改進(jìn)的性能。
閱讀范圍，也就是RFID閱讀機(jī)可以檢測到并與RFID標(biāo)簽通信的距離，可以用作對于RFID標(biāo)簽效力的量化測量。在導(dǎo)電表面160存在時，在介質(zhì)隔板164上的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20顯示出比安裝在類似導(dǎo)電表面上的類似介質(zhì)隔板上的相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽更大的閱讀范圍。
當(dāng)標(biāo)注導(dǎo)電表面時，需要考慮響應(yīng)在RFID標(biāo)簽中的電流分布形成在導(dǎo)電表面中的電氣“像電流”的作用。當(dāng)RFID標(biāo)簽和導(dǎo)電平面很接近時，像電流有效地抵消在RFID標(biāo)簽中的電流分布。標(biāo)簽加上像電流的效果可以減少標(biāo)簽對于RFID閱讀機(jī)的顯然響應(yīng)，閱讀機(jī)可能認(rèn)為其為“沒有標(biāo)簽”存在。
介質(zhì)隔板164從導(dǎo)電表面中的感應(yīng)像電流中分離RFID標(biāo)簽中的電流。介質(zhì)隔板164的有效電氣厚度(物理厚度t和介電常數(shù)ε的乘積)可通過增加實(shí)際物理厚度t或增加介電常數(shù)ε來增加。對于其中RFID標(biāo)簽用作標(biāo)注的應(yīng)用，厚介質(zhì)隔板可使得RFID太厚以致不能作為用來標(biāo)計物品的實(shí)際解決方案。為了在導(dǎo)電表面上的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽，介質(zhì)隔板可以由具有適度低的ε例如在一個實(shí)施例中ε＜10或在另一個實(shí)施例中ε＜3的介質(zhì)材料制成。這些材料的示例包括例如泡沫聚合物膜、或中空充有空氣的玻璃或在低ε基體例如聚乙烯或聚四氟乙烯(PTFE)中的聚合物泡。該介質(zhì)隔板164的厚度應(yīng)當(dāng)充足以獲得對于導(dǎo)電表面160上的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20的期望閱讀范圍。例如，厚度t＜10mm或厚度t＜5mm的介質(zhì)隔板。大體上，補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20允許使用較薄介質(zhì)隔板164，這樣RFID標(biāo)簽較少地突出。
補(bǔ)償RFID標(biāo)簽20導(dǎo)致導(dǎo)電表面上的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的閱讀功能的功效增加。首先，補(bǔ)償RFID標(biāo)簽在存在用于電氣薄介質(zhì)隔板的導(dǎo)電表面時提供較長閱讀范圍。導(dǎo)電表面上的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽還在物理上較薄構(gòu)造中提供等同的閱讀范圍。此外，導(dǎo)電表面上的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽在相對于傳統(tǒng)未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽較小的標(biāo)簽中提供等同的性能。
描述了本發(fā)明的多個實(shí)施例。這些和其它實(shí)施例落在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種包括導(dǎo)電材料閉合環(huán)路的補(bǔ)償元件，該閉合環(huán)路具有用于電磁耦合到感應(yīng)環(huán)路天線的尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的補(bǔ)償元件，其中在補(bǔ)償元件中響應(yīng)到感應(yīng)環(huán)路天線的電磁耦合感應(yīng)出寄生電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的補(bǔ)償元件，其中導(dǎo)電材料包括管芯切割金屬薄片、圖案化的金屬薄片、電鍍導(dǎo)電金屬、印刷的導(dǎo)電墨水以及還原到導(dǎo)電狀態(tài)的印刷前體材料之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的補(bǔ)償元件，其具有充分的直線形形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的補(bǔ)償元件，其具有充分的圓形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的補(bǔ)償元件，其進(jìn)一步包括其上布置有閉合環(huán)路的基底。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的補(bǔ)償元件，其進(jìn)一步包括布置在基底的一側(cè)上的粘性層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的補(bǔ)償元件，其中補(bǔ)償元件和粘性層布置在基底的相同側(cè)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的補(bǔ)償元件，其中補(bǔ)償元件和粘性層布置在基底的相對側(cè)上。
10.一種射頻識別(RFID)標(biāo)簽，其包括感應(yīng)環(huán)路天線；以及補(bǔ)償元件，其布置用于電磁耦合到感應(yīng)環(huán)路天線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中利用在感應(yīng)環(huán)路天線中的原電流在補(bǔ)償元件中感應(yīng)出寄生電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件布置用于電磁耦合到感應(yīng)環(huán)路天線，這樣在很接近其它RFID標(biāo)簽時RFID系統(tǒng)詢問天線能夠檢測到補(bǔ)償RFID標(biāo)簽。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其還包括其中存儲有識別信息的RFID管芯。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件包括導(dǎo)電材料的閉合環(huán)路。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路具有充分的直線形形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路具有充分的圓形形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路與感應(yīng)環(huán)路天線電氣隔離。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路電氣連接到感應(yīng)環(huán)路天線。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路布置在感應(yīng)環(huán)路天線的最里面環(huán)路內(nèi)部。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路布置在感應(yīng)環(huán)路天線的環(huán)路之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路布置在感應(yīng)環(huán)路天線的最外面環(huán)路之外。
22.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件具有相對于感應(yīng)環(huán)路天線的軸0到45度的角位移。
23.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中導(dǎo)電材料包括管芯切割金屬薄片、圖案化的金屬薄片、電鍍導(dǎo)電金屬、印刷導(dǎo)電墨水和還原到導(dǎo)電狀態(tài)的印刷前材料之一。
24.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路布置在感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個環(huán)路的10線寬度內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求14的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路布置在感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個環(huán)路的2線寬度之內(nèi)。
26.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件具有軸，該軸與感應(yīng)環(huán)路天線的軸充分對齊。
27.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件充分位于與感應(yīng)環(huán)路天線的平面平行和接近的平面內(nèi)。
28.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件充分地與感應(yīng)環(huán)路天線共面。
29.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中RFID標(biāo)簽在大約13.56±1.0MHz的頻率處共振。
30.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件與感應(yīng)環(huán)路天線物理分開。
31.根據(jù)權(quán)利要求10的RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件包括感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個環(huán)路，其電氣連接到感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個其它環(huán)路。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的RFID標(biāo)簽，其中閉合環(huán)路包括感應(yīng)環(huán)路天線的至少兩個環(huán)路，并且其中感應(yīng)環(huán)路天線的兩個環(huán)路的每一個電氣連接到感應(yīng)環(huán)路天線的另一個不同的環(huán)路。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的RFID標(biāo)簽，其中電氣連接到感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個其它環(huán)路的感應(yīng)環(huán)路天線的至少兩個環(huán)路為相鄰環(huán)路。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的RFID標(biāo)簽，其中電氣連接到感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個其它環(huán)路的感應(yīng)環(huán)路天線的至少兩個環(huán)路為不相鄰環(huán)路。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的RFID標(biāo)簽，其中感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個環(huán)路電氣短路到感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個其它環(huán)路。
36.一種射頻識別(RFID)系統(tǒng)，其包括存儲區(qū)，其用于存儲多個物品，每個物品都具有相關(guān)聯(lián)的多個RFID標(biāo)簽之一，并且其中RFID標(biāo)簽的至少一個為補(bǔ)償RFID標(biāo)簽；詢問天線，其接近存儲區(qū)以產(chǎn)生充分的詢問電磁場來感應(yīng)出來自多個RFID標(biāo)簽的響應(yīng)；以及RFID閱讀機(jī)，其耦合到詢問天線，用于控制到天線的功率，并接收來自RFID標(biāo)簽并利用詢問天線傳送的信息，其中補(bǔ)償RFID標(biāo)簽包括感應(yīng)環(huán)路天線和補(bǔ)償元件，該補(bǔ)償元件布置用于電磁耦合到感應(yīng)環(huán)路天線，使得即使當(dāng)補(bǔ)償RFID標(biāo)簽出現(xiàn)在其它RFID標(biāo)簽中時詢問天線也能夠與補(bǔ)償RFID標(biāo)簽通信。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中通過在感應(yīng)環(huán)路天線中的原電流在補(bǔ)償元件中感應(yīng)出寄生電流。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，還包括物品管理系統(tǒng)來接收來自RFID閱讀機(jī)的信息并將信息存儲在數(shù)據(jù)庫中。
39.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，還包括耦合到物品管理系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計算機(jī)，其用于將信息呈現(xiàn)給遠(yuǎn)程用戶。
40.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中存儲區(qū)包括書架單元、櫥柜、垂直文件隔離器、智能小車和桌面閱讀機(jī)中的至少一個。
41.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中信息包括在存儲區(qū)內(nèi)的物品的位置信息。
42.根據(jù)權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中具有相關(guān)聯(lián)的RFID標(biāo)簽的物品包括文件和文檔的至少一種。
43.根據(jù)權(quán)利要求36的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽，其中補(bǔ)償元件布置在感應(yīng)環(huán)路天線的至少一個環(huán)路的10線寬度內(nèi)。
44.根據(jù)權(quán)利要求36的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽，其中至少一些其它RFID標(biāo)簽是未補(bǔ)償RFID標(biāo)簽。
45.根據(jù)權(quán)利要求36的補(bǔ)償RFID標(biāo)簽，其中至少一些其它RFID標(biāo)簽是補(bǔ)償RFID標(biāo)簽。
46.一種射頻識別(RFID)標(biāo)簽，用于布置在導(dǎo)電平面上，其包括基底；布置在基底上的感應(yīng)環(huán)路天線；補(bǔ)償元件，其布置用于電磁耦合到感應(yīng)環(huán)路天線；以及介質(zhì)隔板，其布置在基底和導(dǎo)電表面之間。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的RFID標(biāo)簽，其中介質(zhì)隔板具有小于10的介電常數(shù)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的RFID標(biāo)簽，其中介質(zhì)隔板具有小于3的介電常數(shù)。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的RFID標(biāo)簽，其中介質(zhì)隔板具有小于10mm的厚度。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的RFID標(biāo)簽，其中介質(zhì)隔板具有小于5mm的厚度。
全文摘要
射頻識別(RFID)標(biāo)簽包括補(bǔ)償元件。補(bǔ)償元件增強(qiáng)補(bǔ)償RFID標(biāo)簽的操作，甚至當(dāng)其很接近其它RFID標(biāo)簽時，不論其它標(biāo)簽是補(bǔ)償標(biāo)簽還是未補(bǔ)償標(biāo)簽。補(bǔ)償元件可以包括添加到RFID標(biāo)簽天線的導(dǎo)電材料的閉合環(huán)路。當(dāng)多個RFID標(biāo)簽很接近時導(dǎo)電環(huán)路補(bǔ)償RFID標(biāo)簽性能，并將標(biāo)簽的裝配組的頻率響應(yīng)居中到RFID系統(tǒng)的操作頻率附近。
文檔編號G06K7/00GK1934746SQ200580009179
公開日2007年3月21日 申請日期2005年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者威廉姆·C·埃格伯特, 托馬斯·赫特勒 申請人:3M創(chuàng)新有限公司