專利名稱:電磁輻射的增強(qiáng)和去耦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及處理電磁輻射(EM)的裝置,尤其涉及一種將能量耦合到 例如RF (射頻)標(biāo)簽這樣的識別裝置中的場。本發(fā)明允許將標(biāo)簽從降低標(biāo) 簽性能的表面(例如金屬表面)去耦(即隔離)。本發(fā)明涉及所 有EM標(biāo)簽,尤其涉及那些依靠擴(kuò)散波(propagating wave)相互作用(與磁 性標(biāo)簽表現(xiàn)出來的感應(yīng)耦合相反)的EM標(biāo)簽。因此本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例涉 及大范圍系統(tǒng)標(biāo)簽(例如UHF范圍的標(biāo)簽和微波范圍的標(biāo)簽)的應(yīng)用。
背景技術(shù):
能傳輸可以被適當(dāng)?shù)拈喿x器檢測到的調(diào)制電磁信號的電子裝置廣泛用 于對象的識別和跟蹤,尤其是用于商店或倉庫環(huán)境中的物品的識別和跟蹤。 這樣的裝置在說明書中通稱EM標(biāo)簽或簡稱標(biāo)簽,其一般包括連接至一體化 天線(integral antenna)的芯片,該一體化天線被調(diào)諧到特定的工作頻率。 目前EM標(biāo)簽的工作頻率一般為射頻(RF),包括超高頻(UHF)范圍和微 波范圍,但是本發(fā)明適用于在任何頻率工作的標(biāo)簽。標(biāo)簽可以是無源的,因 為標(biāo)簽與適當(dāng)頻率的入射輻射相互作用,再將調(diào)制信號轉(zhuǎn)發(fā)回閱讀器;或者 標(biāo)簽也可以是有源的,其中標(biāo)簽包含有自己的電源。
這些標(biāo)簽、特別是無源標(biāo)簽的一個(gè)公認(rèn)缺點(diǎn)就是,如果將標(biāo)簽直接放在 金屬表面上(或者與金屬表面相距幾個(gè)毫米之內(nèi)),那么標(biāo)簽的閱讀范圍會 下降到不能接受的程度,更典型地是標(biāo)簽不能被閱讀或查詢。這是因?yàn)閿U(kuò)散 波RF標(biāo)簽使用一體化天線接收入射輻射天線的尺寸和幾何形狀限定了它 的共振(resonate)頻率,因此劃定(tailor) 了標(biāo)簽的工作頻率(通常對UHF (超高頻)范圍的標(biāo)簽來說為866MHz或915MHz,對微波范圍的標(biāo)簽來說 為2.4-2.5GHz或5.8GHz)。當(dāng)標(biāo)簽放置在金屬表面附近或者與金屬表面直 接接觸時(shí),標(biāo)簽的傳導(dǎo)天線與該表面相互作用,因此它的共振特性會退化, 或更典型的是會消失。因此,用UHFRF標(biāo)簽很難對例如籠子或容器這樣的不采用其它更昂貴的定位系統(tǒng),例如GPS。
當(dāng)用于與RF (射頻)電磁波相互作用的某些其它表面(例如某些類型 的玻璃和含有大量水分的表面,實(shí)例包括某些類型的含有大量水分或汁液的 木材)時(shí),UHFRFID標(biāo)簽也有類似的問題。對含有水/容納有水的材料(例 如水瓶、飲料罐或人體等等)加標(biāo)簽時(shí),同樣會遇到問題。
解決這個(gè)問題的一種方式是在RF標(biāo)簽與該表面之間放置泡沫隔離物, 防止天線與表面的相互作用。用目前可用的系統(tǒng),泡沫隔離物典型地需要至 少厚達(dá)10mm-15mm,以將RF標(biāo)簽與該表面在實(shí)體上充分地隔離。顯然,對 于很多應(yīng)用來說,這么厚的隔離物不實(shí)用,并且易于被不慎撞擊、損壞。
其它方法涉及設(shè)置特別構(gòu)圖的天線,這種天線己經(jīng)被設(shè)計(jì)為使特定RF 標(biāo)簽與特定環(huán)境阻抗匹配。例如,授予Avery Dennison的國際專利申請 WO2004/093249試圖通過使用具有帶有補(bǔ)償元件的天線的標(biāo)簽來解決這個(gè) 問題。這種天線設(shè)計(jì)為預(yù)計(jì)有表面效應(yīng),并且被調(diào)諧到特定環(huán)境或可能環(huán)境 的范圍。這樣不需要大的隔離物,但是需要比較復(fù)雜的天線設(shè)計(jì),這種天線 設(shè)計(jì)對于每個(gè)標(biāo)簽都必須不同,因此增加了成本和制造復(fù)雜度。
US 5,995,048描述了一種能夠?qū)⒈砻嫘?yīng)最小化的天線設(shè)計(jì),其中將四 分之一波長的片狀天線(patch antenna)與更大的地平面相隔離。這種設(shè)計(jì) 不能將表面反射效應(yīng)最小化,但是片狀天線優(yōu)選為與地平面相距等于四分之 一波長的距離,這個(gè)距離是一個(gè)大間隔,與上述泡沫隔離物有同樣的問題。 此外還要求大的地平面,這不是所有環(huán)境下都能實(shí)現(xiàn)的。此外,為了有效地 工作,片狀天線(其是共振電路)必須與標(biāo)簽共振電路小心地阻抗匹配。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的是提供一種EM標(biāo)簽的支架,EM標(biāo)簽充當(dāng)電磁輻 射去耦器材料,去耦器材料至少減輕與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)的一些問題,也就 是厚度、尺寸以及靈活性的問題。
本發(fā)明的另一目的是提供一種設(shè)備,用于將入射能量耦合到電子裝置或 標(biāo)簽,同時(shí)將這種耦合效應(yīng)從安裝有所述裝置或標(biāo)簽的襯底的可能相反的效 應(yīng)中隔離出來。
因此,根據(jù)本發(fā)明,提供一種電磁輻射去耦器,包括腔結(jié)構(gòu),所述腔結(jié)構(gòu)包括傳導(dǎo)基底部分,所述傳導(dǎo)基底部分連接到第一傳導(dǎo)側(cè)壁和第二傳導(dǎo)側(cè) 壁,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁和所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁分開且基本上平行。優(yōu)選地,所 述腔結(jié)構(gòu)中設(shè)置有電介質(zhì)材料。
因此,本發(fā)明實(shí)施例可以是包括腔結(jié)構(gòu)的很簡單的結(jié)構(gòu),所述腔結(jié)構(gòu)由 兩個(gè)分開的、平行的傳導(dǎo)表面和傳導(dǎo)基底部分形成,每個(gè)傳導(dǎo)表面都連接到 傳導(dǎo)基底部分。腔本身由兩個(gè)傳導(dǎo)側(cè)壁的重疊區(qū)域與傳導(dǎo)端部限定。當(dāng)電介 質(zhì)材料是像氣體(例如空氣)那樣的流體時(shí),腔的固體結(jié)構(gòu)可以僅由傳導(dǎo)側(cè) 壁和傳導(dǎo)基底部分限定,盡管可以有一些固體隔離物用于保持側(cè)壁的間隔。 當(dāng)電介質(zhì)材料是固體時(shí),電介質(zhì)材料的側(cè)邊可以限定腔結(jié)構(gòu)的非傳導(dǎo)側(cè)壁。
根據(jù)本發(fā)明該方案的實(shí)施例可以被認(rèn)為是提供一種非常的薄的副波長 共振腔,腔的一端封閉。具有所關(guān)注波長的入射輻射耦合在電介質(zhì)材料中, 并且在共振頻率時(shí)形成駐波。當(dāng)腔的長度(由第一傳導(dǎo)側(cè)壁與第二傳導(dǎo)側(cè)壁 的重疊區(qū)域限定)是入射輻射的波長的四分之一時(shí)(在使用的特定電介質(zhì)材 料中),產(chǎn)生駐波情況。傳導(dǎo)基底部分和兩個(gè)壁部分一起形成連續(xù)金屬邊界, 包圍電介質(zhì)核心的三個(gè)側(cè)邊,促使與基底部分的表面平行的電場在基底部分 為最小值(或者節(jié)點(diǎn)),因此(因?yàn)樗L為四分之一波長),在腔結(jié)構(gòu)與傳 導(dǎo)基底部分的相對端,電場為最大值(反節(jié)點(diǎn))。
這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致核心中的電磁場強(qiáng)度被共振增強(qiáng)被基底部分從內(nèi)部反射 的波與那些通過腔的開口端耦合的來自查詢天線的波之間的結(jié)構(gòu)性干涉被
疊加,導(dǎo)致場強(qiáng)比入射輻射場強(qiáng)大50或100倍。優(yōu)選地,可產(chǎn)生200倍甚 至300倍以上的增強(qiáng)系數(shù)。在典型地涉及極小裝置的更特殊的應(yīng)用中,20倍、 30倍或40倍的較低增強(qiáng)系數(shù)仍然可以產(chǎn)生可讀系統(tǒng),而在沒有這種增強(qiáng)的 情況下就不可能。場模式為使得在腔的開口端最強(qiáng)(具有反節(jié)點(diǎn))。由于腔 的厚度小,隨著腔外到開口端距離的增加,場強(qiáng)急劇下降。這在超出開口端 一個(gè)短距離(典型地是5mm)的地方產(chǎn)生近零電場的區(qū)域,與高度增強(qiáng)場區(qū) 域并列。因此放在這個(gè)區(qū)域的電子裝置或EM標(biāo)簽暴被露在強(qiáng)場梯度和強(qiáng)電 勢梯度下,與安裝標(biāo)簽以及去耦器的表面無關(guān)。
放在強(qiáng)電勢梯度區(qū)域中的EM標(biāo)簽將經(jīng)歷不同的容性耦合作為容性耦 合的性質(zhì),標(biāo)簽從腔開始的暴露在高電勢下的部分本身將被充電到高電勢。 類似地,標(biāo)簽暴露在低電勢下的部分將被充電到低電勢。如果芯片任一側(cè)EM標(biāo)簽的部分在不同電勢區(qū)域中,那么就在芯片兩端產(chǎn)生電勢差,在本發(fā)明實(shí) 施例中這個(gè)電勢差足以驅(qū)動(dòng)芯片工作。電勢差的大小將取決于去耦器的尺度
和材料,還取決于EM標(biāo)簽的位置和方向。
典型的EPC Gen 2 RFID芯片的閾值電壓為0.5V,低于這個(gè)電壓就不能 閱讀芯片。如果跨過腔的開口端的全部電壓要加在芯片兩端,然后基于lmm 厚的核心以及跨過開口端的電場的簡單合并,電場將需要約250V/m的大小。 如果裝置上典型的入射波幅度為2.5V/m (與工作在大約5m距離處的標(biāo)準(zhǔn) RFID閱讀器系統(tǒng)一致),那么需要增強(qiáng)系數(shù)約為100。在入射幅度的增強(qiáng)變 得不足以激勵(lì)芯片時(shí),場增強(qiáng)較大的實(shí)施例將提供較大的閱讀范圍。
因此本發(fā)明提供一種裝置,能用在任何表面上,并將放在上面的EM標(biāo) 簽與所有的表面效應(yīng)去耦,當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方案使用時(shí),可以以與在空氣中 相同的范圍、或者有時(shí)候以更大的范圍閱讀RFID標(biāo)簽。這樣就不需要重新 設(shè)計(jì)天線,也不需要高指數(shù)隔離物材料,同時(shí)保持很小的總厚度。
可以將裝置設(shè)計(jì)為將工作頻率為v的電磁輻射去耦。當(dāng)裝置或去耦器設(shè) 計(jì)為用于EM標(biāo)簽時(shí),其工作頻率將會是標(biāo)簽被設(shè)計(jì)為的工作頻率,和/或閱 讀器裝置的工作頻率。第一傳導(dǎo)側(cè)壁優(yōu)選具有大約^/4的連續(xù)長度(從傳導(dǎo) 基底部分測量),其中&是工作頻率為v的EM輻射在電介質(zhì)材料中的波長。 換言之,第一傳導(dǎo)側(cè)壁從傳導(dǎo)基底部分延伸的距離大約是^/4。優(yōu)選地,第 一傳導(dǎo)側(cè)壁的長度范圍在^/4與1.15倍的^/4之間、或^/4與1.1倍的^/4 之間、或4/4與1.05倍的4/4之間,和/或在^/4與0.85倍的4/4之間、或 4/4與0.9倍的^/4之間、或4/4與0.95倍的^/4之間。
應(yīng)當(dāng)理解,本說明書中傳導(dǎo)層或調(diào)諧層的長度可稱為被電介質(zhì)的折射率 修正的"有效長度",本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚其確切含義。
應(yīng)當(dāng)注意,盡管裝置在設(shè)計(jì)的工作頻率下最有效,但實(shí)際上它是在一個(gè) 頻率范圍內(nèi)有效。關(guān)于需要的工作頻率有一個(gè)頻率范圍,在這個(gè)范圍內(nèi)裝置 將在腔的與傳導(dǎo)基底部分相對的端部產(chǎn)生強(qiáng)場區(qū)域。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員 還可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生與不同諧波對應(yīng)的其它駐波模式。例如,如果腔的長度對應(yīng) 于入射輻射的波長的3/4,就會產(chǎn)生駐波,駐波在腔的開口端具有最大值。 因此腔的長度可以是所要工作的波長的四分之一波長的任何奇數(shù)倍。但是優(yōu) 選為共振頻率,即對應(yīng)于腔長度(等于四分之一波長)。第二傳導(dǎo)側(cè)壁具有與第一傳導(dǎo)側(cè)壁至少一樣長的連續(xù)長度(從傳導(dǎo)基底 部分測量)。因此第二傳導(dǎo)側(cè)壁與第一傳導(dǎo)側(cè)壁尺寸相同或更大。當(dāng)使用固 體電介質(zhì)材料時(shí),電介質(zhì)材料可以設(shè)置為與傳導(dǎo)基底部分相鄰的連續(xù)層,電 介質(zhì)材料延伸為與第一傳導(dǎo)側(cè)壁基本上一樣長,即第一傳導(dǎo)側(cè)壁的端部也就 是電介質(zhì)材料的端部?;蛘?,電介質(zhì)材料可以延伸超出所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁的 端部。
因此,本發(fā)明的實(shí)施例在長度上可以小到義/4,在寬度上可以更小。所 以這種裝置的尺寸或面積可以很小,這對于較小產(chǎn)品的應(yīng)用或者產(chǎn)品上安裝 裝置的空間有限是有利的。此外,小裝置需要的材料少,從批量制造方面來 看這代表成本顯著降低。
傳導(dǎo)側(cè)壁和電介質(zhì)材料的厚度可以小。這個(gè)厚度可以遠(yuǎn)小于工作波長。 例如有些實(shí)施例的總厚度可以小于義/10、或義/300、或義/1000 。厚度可以為 lmm以下、或2mm以下、或500;/m以下、或100/^以下。因此本發(fā)明的實(shí)施 例可以比泡沫隔離物或已知的調(diào)諧天線配置更薄更輕。此外,對適當(dāng)材料和 厚度的選擇可以使裝置靈活,能應(yīng)用于非平面表面或彎曲表面。
因此,本發(fā)明提供極小外形的裝置,不需要大的隔離物層。
EM標(biāo)簽可以設(shè)計(jì)為以任何頻率工作,例如在lOOMHz到600GHz的范 圍內(nèi)。目前的商用RF標(biāo)簽是可用的,這種標(biāo)簽有芯片和天線,工作在 866MHz、 915 MHz或954 MHz下。微波范圍的標(biāo)簽也是有效的,這種標(biāo)簽 工作在2.4-2.5GHz或5.8GHz下。工作在866MHz下的標(biāo)簽其自由空間波長 約為0.35米(35cm)。因此根據(jù)本發(fā)明,具有空氣核心的裝置長度約為8cm。 對于工作在2.5GHz下的標(biāo)簽而言,其自由空間波長約為12cm,具有空氣核 心的裝置長度略小于3cm。
如上所述,第二傳導(dǎo)側(cè)壁尺寸可以與第一傳導(dǎo)側(cè)壁的相同。如果采用固 體電介質(zhì)材料,就可以采用相同尺寸的層,從而提供極小面積的去耦器。在 使用中,EM標(biāo)簽可以設(shè)置在腔結(jié)構(gòu)的開口端(即與傳導(dǎo)基底部分相對的端) 附近。它可以設(shè)置在腔結(jié)構(gòu)與傳導(dǎo)基底部分相對的端部中或者設(shè)置為跨過腔 結(jié)構(gòu)與傳導(dǎo)基底部分相對的端部(這意味著它至少部分地嵌入固體電介質(zhì)材 料中),或者可以設(shè)置在第一傳導(dǎo)側(cè)壁的邊緣附近或者設(shè)置為跨過第一傳導(dǎo) 側(cè)壁的邊緣。注意,關(guān)于傳導(dǎo)腔,整個(gè)說明書中將使用術(shù)語"開口端",表
ii示腔結(jié)構(gòu)與傳導(dǎo)基底部分相對的端部。它由第一傳導(dǎo)層的端部限定。術(shù)語"開 口端"不表示沒有材料或者空缺,真正的電介質(zhì)材料可以很好地從腔內(nèi)延伸 通過開口端,但是在開口端沒有傳導(dǎo)基底部分。
方便地是在第一傳導(dǎo)側(cè)壁與第二傳導(dǎo)側(cè)壁之間除了傳導(dǎo)基底部分外沒 有其它電連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解,傳導(dǎo)通路可以合并在所述側(cè)壁之 間。但是,形成實(shí)質(zhì)上封閉的側(cè)邊的其它傳導(dǎo)部分將產(chǎn)生要建立在腔結(jié)構(gòu)中 的其它駐波,還可以影響去耦器中目前希望的加強(qiáng)效果。
第一傳導(dǎo)層跨過其寬度的長度可以不變,也就是從傳導(dǎo)基底部分到第一
傳導(dǎo)層端部的縱向距離在所有橫斷點(diǎn)都相同,或者也可以變化。改變傳導(dǎo)基 底部分與第一傳導(dǎo)側(cè)壁的相對邊緣之間的距離可使去耦器在波長范圍內(nèi)同
時(shí)工作。
第一傳導(dǎo)側(cè)壁和第二傳導(dǎo)側(cè)壁以及傳導(dǎo)基底部分可以包括連續(xù)材料層, 也可以由材料相同或不同的分離的層形成。傳導(dǎo)材料可以是在關(guān)注的電磁波 長下具有金屬性或者電傳導(dǎo)響應(yīng)的任何材料。適當(dāng)材料的實(shí)例包括金屬、金 屬合金、金屬化合物或者碳。傳導(dǎo)材料的厚度必須使得它關(guān)于電磁輻射的利 用頻率至少部分地不能傳導(dǎo)(這由不匹配阻抗和皮膚深度計(jì)算來確定,是本 領(lǐng)域技術(shù)人員所公知)。因此,對于標(biāo)準(zhǔn)金屬而言,第一傳導(dǎo)側(cè)壁和第二傳
導(dǎo)側(cè)壁以及傳導(dǎo)基底部分的厚度通常大于0.10微米,這個(gè)厚度優(yōu)選在0.25 微米到5微米的范圍內(nèi),更優(yōu)選在1微米到2微米的范圍內(nèi)。如果需要,厚 度可以增加到超過5微米,特別是如果為了保證所選擇的傳導(dǎo)材料提供對目 標(biāo)波長的部分障礙物而要求這樣。但是,厚度的任何明顯增加都會影響靈活 性、增加制造成本。當(dāng)使用去耦器使得第二傳導(dǎo)側(cè)壁在EM標(biāo)簽與希望將EM 標(biāo)簽從那里去耦的表面之間時(shí),對第二傳導(dǎo)側(cè)壁沒有最大厚度要求。方便的 是,第二傳導(dǎo)側(cè)壁厚度仍然可以從與第一傳導(dǎo)側(cè)壁相同的范圍中選擇。這是 保持靈活性所期望的。
一種或多種不同的電介質(zhì)材料可以設(shè)置在兩個(gè)傳導(dǎo)側(cè)壁之間以形成電 介質(zhì)核心。電介質(zhì)材料可以是任何適當(dāng)?shù)幕蛘叱S玫碾娊橘|(zhì)材料,但是優(yōu)選 地,電介質(zhì)核心不能有損耗,也就是復(fù)介電常數(shù)的虛部和復(fù)磁導(dǎo)率的虛部最 好為零。電介質(zhì)可以是氣體,例如空氣或惰性氣體,可以被部分地抽空或加 壓。顯然,如果使用空氣之外的氣體,和/或氣體不處于大氣壓下,則去耦器必須有密封裝置來保持核心中正確的電介質(zhì)材料/壓力。方便的是,如果電介 質(zhì)材料不是固體材料,那么就能用傳導(dǎo)側(cè)壁之間的非電傳導(dǎo)材料(例如皺紙 板、蜂窩結(jié)構(gòu)或者有大量空心的泡沫)來部分地加強(qiáng)第一傳導(dǎo)側(cè)壁與第二傳
導(dǎo)側(cè)壁之間的分離。電介質(zhì)核心材料可以由包裝材料的組成部分(integral part)或部分容器形成。
當(dāng)電介質(zhì)是包裝或容器的組成部分(例如形成硬紙盒的皺紙板)時(shí),希 望能夠在制造過程中將去耦器整合在它的結(jié)構(gòu)中,以降低成本、減少額外制 造步驟。腔周圍電連接的堅(jiān)固和連續(xù)是重要的,因此像金屬印刷這樣的處理 技術(shù)不合適。在制造過程中,建議將金屬層沉積在電介質(zhì)層(例如紙板)邊 緣并延伸到邊緣外。然后在制造過程中將金屬層繞電介質(zhì)邊緣折疊,以形成 所需要的具有封閉端的金屬/電介質(zhì)/金屬結(jié)構(gòu)。
電介質(zhì)核心材料也可以(但是不僅僅)從聚合體中選擇,例如PET、聚 苯乙烯、BOPP、聚碳酸酯以及任何類似的低損耗RF薄片。常用的容器材料 (可以形成部分電介質(zhì)材料或基本上全部的電介質(zhì)材料)可以是纖維素材 料,例如紙張、卡片、皺紙板、或木材。也可以使用某些陶瓷、鐵素體或玻 璃。
在一個(gè)實(shí)施例中,電介質(zhì)核心中選擇使用的材料的折射率能可控地改 變,以控制要去耦的輻射的波長。例如,可使用聚合物分散液晶(PDLC) 材料作為核心。如果去耦器結(jié)構(gòu)配置為使得能將電壓加在核心材料上,就能 改變它的折射率,并以修正的方式改變?nèi)ヱ畹牟ㄩL。當(dāng)一個(gè)去耦器用于EM 標(biāo)簽波長或者受控為使得去耦動(dòng)作可以啟動(dòng)或停止時(shí),這樣特別有利。
此外,如果去耦器的連接對象需要不同的EM標(biāo)簽用于不同位置(例如 不同國家)時(shí),具有可調(diào)諧折射率的電介質(zhì)核心層材料就能允許同樣的去耦 器用于以不同波長工作的EM標(biāo)簽。
本發(fā)明的實(shí)施例可包括超過一個(gè)腔結(jié)構(gòu)。可配置兩個(gè)或更多個(gè)腔,每個(gè) 腔都可以配置為以不同頻率最大地去耦。這樣就可以允許使用以不同頻率工 作的多個(gè)標(biāo)簽。
去耦器可包括兩個(gè)腔結(jié)構(gòu),它們共用一個(gè)公共傳導(dǎo)端部,即去耦器配置 為背靠背式。在這種配置中,去耦器還包括第二腔結(jié)構(gòu),第二腔結(jié)構(gòu)包括傳 導(dǎo)基底部分、第三傳導(dǎo)側(cè)壁以及第四傳導(dǎo)側(cè)壁,傳導(dǎo)基底部分連接到第三傳導(dǎo)側(cè)壁和第四傳導(dǎo)側(cè)壁,第三傳導(dǎo)側(cè)壁和第四傳導(dǎo)側(cè)壁分隔開且基本上平 行,在第二腔結(jié)構(gòu)中設(shè)置有第二電介質(zhì)材料,其中第一腔結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)基底部 分也就是第二腔結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)基底部分。
兩個(gè)腔結(jié)構(gòu)的側(cè)壁通??裳刂喾吹姆较蜓由?。第一傳導(dǎo)側(cè)壁可與第三 傳導(dǎo)側(cè)壁連續(xù),和/或第二傳導(dǎo)側(cè)壁可與第四傳導(dǎo)側(cè)壁連續(xù),也就是說,可以 有兩個(gè)連續(xù)的材料層形成兩個(gè)腔的側(cè)壁。第一傳導(dǎo)側(cè)壁從傳導(dǎo)基底部分到它 的邊緣測得的長度與第三傳導(dǎo)側(cè)壁的長度可以相同,也可以不同。換言之, 兩個(gè)腔的長度可以相同,或者,第一腔結(jié)構(gòu)的長度與第二腔結(jié)構(gòu)的長度可以 不同。通過這種方式,兩個(gè)腔可配置為將不同的頻率最好地去耦——第一腔 的長度可對應(yīng)于第一波長A的四分之一波長,第二腔的長度可對應(yīng)于第二波
長^的四分之一波長。在使用中,被調(diào)諧為以對應(yīng)于4的頻率工作的EM標(biāo) 簽可設(shè)置在第一腔結(jié)構(gòu)的開口端附近,被調(diào)諧為以對應(yīng)于^的頻率工作的標(biāo) 簽可設(shè)置在第二腔結(jié)構(gòu)處。設(shè)置在第一腔結(jié)構(gòu)中的電介質(zhì)材料與第二電介質(zhì) 材料可以相同,也可以不同。
在替代性配置中,兩個(gè)腔結(jié)構(gòu)可配置為它們的開口端相鄰。可以有兩個(gè) 明顯的腔結(jié)構(gòu),在這兩個(gè)腔結(jié)構(gòu)之間可以有一些分隔物,也可以沒有。如果 有分隔物,那么分隔物可以是到每個(gè)腔的開口端有一個(gè)小距離的傳導(dǎo)分隔 物。每個(gè)腔的第二側(cè)壁可以通過傳導(dǎo)分隔物(如果有的話)傳導(dǎo)性地連接, 只要在每個(gè)腔的第一側(cè)壁之間實(shí)際上有間隙。實(shí)際上, 一個(gè)腔的第二側(cè)壁可 以形成第二腔結(jié)構(gòu)的側(cè)壁,也就是說,有一個(gè)連續(xù)的材料層。本實(shí)例中去耦 器還包括第二腔結(jié)構(gòu),第二腔結(jié)構(gòu)包括傳導(dǎo)基底部分、第三傳導(dǎo)側(cè)壁以及第 四傳導(dǎo)側(cè)壁,傳導(dǎo)基底部分連接到第三傳導(dǎo)側(cè)壁和第四傳導(dǎo)側(cè)壁,第三傳導(dǎo) 側(cè)壁和第四傳導(dǎo)側(cè)壁分隔開且基本上平行,其中第二傳導(dǎo)側(cè)壁和第四傳導(dǎo)側(cè) 壁包括傳導(dǎo)材料連續(xù)層,第一傳導(dǎo)側(cè)壁和第三傳導(dǎo)側(cè)壁的邊緣限定它們之間 的縫隙,在第二腔結(jié)構(gòu)中也設(shè)置有電介質(zhì)材料。
第一傳導(dǎo)側(cè)壁與第三傳導(dǎo)側(cè)壁之間的縫隙可以是兩個(gè)壁的邊緣之間的 完整間隙。但是在第一傳導(dǎo)側(cè)壁與第三傳導(dǎo)側(cè)壁之間可以有小的接觸區(qū)域或 連接。實(shí)際上,第一傳導(dǎo)側(cè)壁和第三傳導(dǎo)側(cè)壁可以包括傳導(dǎo)材料連續(xù)層,傳 導(dǎo)材料連續(xù)層有一個(gè)縫隙延伸為基本上橫穿兩個(gè)腔結(jié)構(gòu),以限定腔的邊緣。
本配置中優(yōu)選地,兩個(gè)腔的組合長度為^/2,第一傳導(dǎo)側(cè)壁與第三傳導(dǎo)
1側(cè)壁之間的縫隙設(shè)置在與任一個(gè)傳導(dǎo)基底部分相距A,/4處。
兩個(gè)或更多個(gè)去耦器可以堆疊在彼此的頂部,或者并排設(shè)置。第一腔結(jié) 構(gòu)的第二側(cè)壁可形成設(shè)置在第一腔結(jié)構(gòu)側(cè)邊的第二腔結(jié)構(gòu)的第二側(cè)壁。另 外,兩個(gè)腔結(jié)構(gòu)長度可以不同。
本發(fā)明的上述方案提供兩個(gè)傳導(dǎo)層來形成去耦器的側(cè)壁或傳導(dǎo)基底部 分。但是,在將材料直接涂覆到金屬表面或其它傳導(dǎo)性表面(例如車廂、容 器、器皿或滾籠)上、或者將材料形成金屬表面或其它傳導(dǎo)性表面的組成部 分時(shí),金屬表面可形成第二傳導(dǎo)側(cè)壁和/或傳導(dǎo)基底部分。如果正確確定了尺 寸的第一傳導(dǎo)側(cè)壁設(shè)置為到金屬表面有一個(gè)小距離的話,通過設(shè)置在它們之 間的電介質(zhì)和傳導(dǎo)基底部分,整個(gè)結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)前述功能,將放在上面的任 何EM標(biāo)簽從金屬表面效應(yīng)去耦。
因此在本發(fā)明的另一方案中,提供一種電磁輻射去耦器,用于將電子裝 置從傳導(dǎo)表面去耦,去耦器包括第一傳導(dǎo)側(cè)壁以及將第一傳導(dǎo)側(cè)壁從傳導(dǎo)表 面分開的部件,第一傳導(dǎo)側(cè)壁連接到傳導(dǎo)端部該部件使得傳導(dǎo)端部與傳導(dǎo)表 面形成接觸。將第一傳導(dǎo)側(cè)壁從傳導(dǎo)表面分開的部件可以是至少一層電介質(zhì) 材料,在使用中,這至少一層電介質(zhì)材料將設(shè)置在第一傳導(dǎo)側(cè)壁與傳導(dǎo)表面 之間?;蛘?,如果電介質(zhì)材料是空氣,那么將第一傳導(dǎo)側(cè)壁從傳導(dǎo)表面分開 的部件可以包括一個(gè)或多個(gè)隔離物。
優(yōu)選地,第一傳導(dǎo)側(cè)壁的長度大約是所要工作的輻射的四分之一波長。 該長度范圍在A/4與1.15倍的^/4之間、或^/4與l.l倍的4/4之間、或A/4 與1.05倍的^/4之間,和/或在^/4與0.85倍的^/4之間、或^/4與0.9倍 的^/4之間、或^/4與0.95倍的^/4之間。
本發(fā)明前述所有優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例同樣適用于本發(fā)明的該方案。
本發(fā)明允許將EM標(biāo)簽(特別是RF標(biāo)簽)設(shè)置在任何表面上而沒有不 利效應(yīng)。因此本發(fā)明也涉及基本上獨(dú)立于表面的EM標(biāo)簽,包括安裝在如上 所述的去耦器上的EM標(biāo)簽。
如上所述,當(dāng)討論所產(chǎn)生的電場增強(qiáng)特性時(shí),將EM標(biāo)簽安裝在第一傳 導(dǎo)側(cè)壁的邊緣附近。它可以至少部分地設(shè)置在第一傳導(dǎo)側(cè)壁上,并且可以設(shè) 置為使得標(biāo)簽天線位于第一傳導(dǎo)側(cè)壁與傳導(dǎo)基底部分相對的邊緣處,即傳導(dǎo) 腔的開口端。EM標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)與第一、第二傳導(dǎo)側(cè)壁電隔離,也就是沒有直接
15電接觸。通常將RF標(biāo)簽印制在電介質(zhì)基板上,并將該基板放置為與第一傳 導(dǎo)側(cè)壁的表面直接接觸。但是優(yōu)選地,還可以有另外的電介質(zhì)材料(限定為 隔離物)放置在EM標(biāo)簽與去耦器材料之間。當(dāng)有隔離物時(shí),隔離物的長度 和寬度尺寸必須至少與EM標(biāo)簽的金屬區(qū)域(例如天線)的相同。所提供的 大多數(shù)EM標(biāo)簽己經(jīng)安裝在它們本身的基板上,基板的厚度隨制造商的不同 而變化,在本發(fā)明的實(shí)施例中標(biāo)簽基板可充當(dāng)隔離物。EM標(biāo)簽不必與第一 或第二傳導(dǎo)側(cè)壁的任一個(gè)直接電接觸。
優(yōu)選地,EM標(biāo)簽的金屬部分與去耦器之間的(總)間隙(即隔離物厚 度+RF標(biāo)簽基板厚度)在100微米到1000微米的范圍內(nèi),或者在175微米 到800微米、或者300微米到800微米、或者300微米到600微米的范圍內(nèi)。
如果隔離物或標(biāo)簽基板表現(xiàn)出有損耗或者采用很高或很低的折射率(也就是 如果使用除了像PET這樣的標(biāo)準(zhǔn)聚合體基板之外的基板),那么這些值可以 不同。類似地,向更高或更低工作頻率的移動(dòng)也會影響隔離物厚度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,EM標(biāo)簽可以看作共振電路,并且腔結(jié)構(gòu)也 可以看作不同的共振電路。在腔的開口端附近/沒有表面的區(qū)域,腔充當(dāng)獨(dú)立 于表面的場增強(qiáng)器——能量耦合到去耦器中并形成駐波。假設(shè)標(biāo)簽或裝置設(shè) 置在強(qiáng)場增強(qiáng)區(qū)域中,那么能量將從腔耦合到標(biāo)簽。在這種情況下,兩個(gè)電 路不是通過直接的電連接或歐姆連接,而是經(jīng)由容性耦合相鏈接。與現(xiàn)有技 術(shù)的方式不同,這樣減少了阻抗匹配的需要,因此不必為不同的標(biāo)簽重新設(shè) 計(jì)去耦器。
作為將標(biāo)簽設(shè)置在去耦器表面上的替代方式,可以將EM標(biāo)簽設(shè)置為跨 過傳導(dǎo)腔的開口端或者設(shè)置在傳導(dǎo)腔的開口端內(nèi),也就是設(shè)置在第一傳導(dǎo)側(cè) 壁與第二傳導(dǎo)側(cè)壁之間。因此,EM標(biāo)簽可以至少部分地嵌入電介質(zhì)材料或
者設(shè)置在電介質(zhì)材料內(nèi)。但是保證標(biāo)簽與第一或第二傳導(dǎo)側(cè)壁沒有電接觸仍 然重要。
普通的處理容易使EM標(biāo)簽的金屬天線變形或擦傷。優(yōu)選地,可以用保 護(hù)外殼將EM標(biāo)簽和去耦器部分地覆蓋或包住。外殼可以是沉積在EM標(biāo)簽 和去耦器表面上的非傳導(dǎo)性材料。非傳導(dǎo)性材料可以僅僅是經(jīng)由旋涂技術(shù), 沉積像PET、 PETG UPVC、 ABS這樣的材料或任何適當(dāng)?shù)墓嘧⒒旌衔?例 如環(huán)氧樹脂等)而涂覆的其它電介質(zhì)材料。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在250微米到2000微米范圍內(nèi)甚至厚達(dá)5000微米的這種外殼涂覆不會明顯影響RF標(biāo)簽的閱讀 范圍。顯然,可以根據(jù)標(biāo)簽所要求的環(huán)境和靈活性來選擇外殼的厚度。
通常RF標(biāo)簽包括芯片和一體化天線,芯片與一體化天線電連接, 一體 化天線的長度通常可與它們的工作波長(例如其1/3")相比。本發(fā)明人出乎 意料地發(fā)現(xiàn),具有小得多的未調(diào)諧天線(也就是在UHF波長下一般無望有 效工作)的標(biāo)簽可以結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的去耦器使用。通常,具有這種"短小" 天線(如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的,有時(shí)候稱為低Q天線)的標(biāo)簽在開放 空間中只具有幾個(gè)厘米甚至幾個(gè)毫米的閱讀范圍。但是已經(jīng)出乎意料地發(fā) 現(xiàn),使用本發(fā)明的這種將低Q天線安裝在去耦器上的標(biāo)簽具備可操作性,并 且表現(xiàn)出有用的閱讀范圍,達(dá)到(甚至超過)沒有去耦器、在自由空間中工 作的最好的商用EM標(biāo)簽的閱讀范圍。與傳統(tǒng)的調(diào)諧天線相比,低Q天線對 制造商來說更便宜,占據(jù)的表面面積更小(也就是說這種標(biāo)簽的天線長度可 以比常用的更短)。因此EM標(biāo)簽可以是低Q標(biāo)簽,也就是具有小的、未調(diào) 諧天線的EM標(biāo)簽。通過這種方式,本發(fā)明的去耦器可認(rèn)為放棄了準(zhǔn)確調(diào)諧 標(biāo)簽天線的多余物標(biāo)簽天線很多設(shè)計(jì)中的外圍調(diào)諧元件完全不必要所需 要的是中心回路和芯片。這樣就允許將標(biāo)簽的尺寸(因此去耦器的尺寸)減 少到小于典型標(biāo)簽尺寸(c.l0cm)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中并入了這種回路或低Q天線,但是術(shù)語"去耦器" 仍然適用,因?yàn)樘峁┑臉?biāo)簽系統(tǒng)基本上不受襯底效應(yīng)的影響或者與襯底效應(yīng) 的影響隔離,但是考慮從襯底本身去耦的標(biāo)簽可能意義不大。當(dāng)然,這有助 于理解它是將入射能量收集在腔中,因此標(biāo)簽被局部的場增強(qiáng)激發(fā),局部的 場增強(qiáng)從襯底(裝置安裝在襯底上)的可能不利效應(yīng)去耦,或者基本上不受 襯底的可能不利效應(yīng)影響。
本發(fā)明被確定尺寸為在特定EM標(biāo)簽的頻率下工作的實(shí)施例可結(jié)合任何 表面上的標(biāo)簽使用,不需要對標(biāo)簽調(diào)諧。得到的結(jié)構(gòu)小且薄,因此適用于很 多表面,不需要突出隔離物等部件。它也可以用于小產(chǎn)品。此外,材料成本 和制造費(fèi)用很低。當(dāng)用于金屬表面時(shí),該表面甚至可形成結(jié)構(gòu)的一部分,從 而進(jìn)一步減少材料成本、縮小外形。
在使用中,去耦器可以設(shè)置在任何表面上,與不使用去耦器相比,在與 EM標(biāo)簽/RF標(biāo)簽工作這方面可以提供多種優(yōu)點(diǎn),如下所述。去耦器顯然可以在表面上使用,由于材料中或者實(shí)際上在材料表面上的電磁相互作用,表
面對EM標(biāo)簽自身天線的工作另外還有不利效應(yīng)。
去耦器允許正確設(shè)置的RF標(biāo)簽在對入射RF輻射或者是非反射性的、 或者是反射性的表面上工作,或者在該表面附近工作,因?yàn)槿ヱ钇饔行У爻?當(dāng)了電磁輻射進(jìn)一步傳播的障礙物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在反射性的表面上是顯然 的,在對入射輻射有不利于電子裝置接收的效果的表面上也是顯然的。通常, 這種RF反射表面可以是傳導(dǎo)材料(這些材料包括很多液體成分),也可以 是形成這種流體的容納器件一部分的表面。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些類型的玻璃與RF 標(biāo)簽相互作用,因此去耦器也可以在玻璃、硅土或陶瓷材料上找到用途。
通常RF反射性傳導(dǎo)材料可以是碳、金屬、金屬合金、銦錫氧化物(ITO) 或者金屬化合物。有很多液體成分的材料可以是纖維素材料,例如某些木材、 卡片、紙張或者任何其它含有很多液體成分的原生材料。
去耦器也可以有用地應(yīng)用于處于濕度大的外界環(huán)境中區(qū)域的表面,甚至 可應(yīng)用于部分或完全浸沒在流體(例如像水這樣的液體)表面下的表面。因 此通過適當(dāng)?shù)陌b,去耦器以及使用中的EM標(biāo)簽既可以設(shè)置在飲料或食物 容器的外側(cè),也可以設(shè)置在內(nèi)側(cè)。水下環(huán)境中去耦器的其它應(yīng)用包括用RFID 技術(shù)識別水下管線。
去耦器可應(yīng)用于形成流體的容納器件(例如食物、飲料或化學(xué)品的容器) 的組成部分的表面。已知流體(例如水)與RF輻射干涉,因此對它們附近 的RF標(biāo)簽的性能產(chǎn)生不利影響。
如上所述,本發(fā)明對于將RF標(biāo)簽從安裝RF標(biāo)簽的表面的效應(yīng)去耦或 者隔離特別重要。因此本發(fā)明的另一方案是將所述裝置用作RF標(biāo)簽的底座, 特別是在將與入射的RF輻射相干涉的表面上。本發(fā)明還涉及將所述裝置與 低Q標(biāo)簽使用,以獲得有用的閱讀范圍。
因此根據(jù)本發(fā)明的其它方案,提供這樣一種設(shè)備的用途,該設(shè)備包括共 振電介質(zhì)腔,共振電介質(zhì)腔限定在基本上平行的第一、第二傳導(dǎo)側(cè)壁之間, 它的一個(gè)邊緣被傳導(dǎo)基底部分封閉,傳導(dǎo)基底部分電連接在第一、第二傳導(dǎo) 側(cè)壁之間,以在所述腔的打開邊緣增強(qiáng)入射電場。
在一些實(shí)施例中,入射電場的增強(qiáng)系數(shù)大于或等于50、或者大于或等于 100、或者大于或等于200。如果裝置上典型的入射波輻射幅度取為2或3V/m(與典型距離約5m的當(dāng)前商用閱讀器系統(tǒng)一致),那么這種增強(qiáng)可有利地 用于驅(qū)動(dòng)裝置(例如RF裝置的識別芯片)工作,容易達(dá)到例如超過100、 200、 300V/m或更大的增強(qiáng)值。但是應(yīng)當(dāng)理解,對特定的應(yīng)用可以修正入射 波幅度、增強(qiáng)系數(shù)、增強(qiáng)的場強(qiáng)以及裝置兩端的驅(qū)動(dòng)電壓。通過這種方式使 用設(shè)備允許使用商用閱讀器技術(shù)來閱讀這樣動(dòng)的裝置例如本發(fā)明所述具有 小的、未調(diào)諧天線或回路的低Q標(biāo)簽,其在其它情況下實(shí)際上是不可讀的。 本發(fā)明另一方案提供的設(shè)備包括共振電介質(zhì)腔,共振電介質(zhì)腔限定在基 本上平行的第一、第二傳導(dǎo)側(cè)壁之間,所述共振腔的一個(gè)邊緣被傳導(dǎo)基底部 分封閉,傳導(dǎo)基底部分電連接在第一、第二側(cè)壁之間,所述設(shè)備還包括電子 裝置,設(shè)置為與所述腔的打開邊緣相鄰。所述電子裝置優(yōu)選地響應(yīng)電場,即 對足夠大小的入射電場有期望的響應(yīng),例如本發(fā)明討論的RFID標(biāo)簽和低Q 標(biāo)簽。
典型地,共振腔適于在所述腔的打開邊緣增強(qiáng)入射電場,電子裝置至少 部分地設(shè)置在所述打開邊緣處增強(qiáng)電場的區(qū)域內(nèi)。例如當(dāng)裝置是包括芯片和 耦合回路的低Q標(biāo)簽時(shí),所述裝置的至少一部分,例如一部分回路(如果不 是芯片自身的話)優(yōu)選設(shè)置在增強(qiáng)區(qū)域內(nèi)。
雖然可以構(gòu)思將裝置設(shè)置在與傳導(dǎo)基底部分相鄰的邊緣的實(shí)施例,但是 優(yōu)選地,打開邊緣實(shí)際上與傳導(dǎo)基底部分相對。
電子裝置優(yōu)選與所述第一或第二側(cè)壁沒有電接觸、或者換一個(gè)方式來說 沒有歐姆接觸。
本發(fā)明擴(kuò)展到基本上參照附圖所述的方法、設(shè)備和/或用途。 本發(fā)明中一個(gè)方案的任何特點(diǎn)都可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合方式應(yīng)用于本 發(fā)明的其它方案。具體而言,方法方案可以應(yīng)用于設(shè)備方案,反之亦然。
下面參照附圖,完全通過實(shí)例來描述本發(fā)明的優(yōu)選特征,附圖中 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的側(cè)視圖; 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的透視圖3示出將RF標(biāo)簽安裝在去耦器上的可能位置; 圖4示出商用RF識別標(biāo)簽;圖5示出本發(fā)明具有多個(gè)腔的實(shí)施例;
圖6示出本發(fā)明的替代性實(shí)施例;
圖7示出背靠背雙腔結(jié)構(gòu);
圖8示出背靠背腔結(jié)構(gòu)的透視圖9示出寬帶去耦器的實(shí)施例;
圖IO示出本發(fā)明具有并排的腔的另一實(shí)施例;
圖11示出開口端協(xié)同定位的雙腔結(jié)構(gòu);
圖12示出另一種端對端(endtoend)的腔結(jié)構(gòu);
圖13示出替代性并排腔結(jié)構(gòu);
圖14示出本發(fā)明具有可變的腔長度的實(shí)施例;
圖15示出低Q的RF標(biāo)簽;
圖16至圖28示出本發(fā)明各種實(shí)施例的性能;
圖29示出本發(fā)明實(shí)施例的傳導(dǎo)基底部分和壁部分的可能構(gòu)造;以及 圖30至圖32示出本發(fā)明基底部分為曲線形的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖l示出根據(jù)本發(fā)明的裝置或去耦器的側(cè)視圖。該去耦器具有 一個(gè)金 屬層,用于形成第一傳導(dǎo)側(cè)壁2;另一個(gè)金屬層,用于形成第二傳導(dǎo)側(cè)壁4, 其中兩個(gè)金屬層間隔開且平行。這兩個(gè)側(cè)壁包圍電介質(zhì)材料6,電介質(zhì)材料
6可以是空氣,也可以是一個(gè)或多個(gè)材料層,例如PET層。兩個(gè)傳導(dǎo)側(cè)壁限 定副波長腔(sub wavelength cavity),副波長腔一端被傳導(dǎo)端或基底部分8 封閉。第一傳導(dǎo)側(cè)壁2和第二傳導(dǎo)側(cè)壁4中的一個(gè)可與傳導(dǎo)基底部分8相連, 或者第一傳導(dǎo)側(cè)壁2和第二傳導(dǎo)側(cè)壁4兩者都與傳導(dǎo)基底部分8相連。腔的 與傳導(dǎo)基底部分8相對的一端是開口端,也就是其沒有傳導(dǎo)壁。傳導(dǎo)基底部 分8是第一傳導(dǎo)側(cè)壁2與第二傳導(dǎo)側(cè)壁4之間唯一的傳導(dǎo)連接。圖2用透視 圖示出去耦器。為清楚起見沒有示出固體電介質(zhì)層。
該裝置設(shè)計(jì)為將特定頻率的輻射去耦??紤]去耦器功能性的簡單化模型 是方便的,其中,RP波被耦合至腔內(nèi),沿著腔內(nèi)部傳播,直到到達(dá)封閉端 (例如金屬壁)或者開口端。 一部分波在端部反射(不管端部是打開還是封 閉)并在腔內(nèi)沿著腔返回。
20如果腔的長度剛好合適,則來回往復(fù)的波建立起駐波。駐波導(dǎo)致產(chǎn)生電 場極強(qiáng)的區(qū)域——電場被共振增強(qiáng)了。以靠近強(qiáng)場區(qū)域的頻率或者以強(qiáng)場區(qū)
域中的頻率工作的RF標(biāo)簽被強(qiáng)制工作。
電場在靠近金屬壁或基底部分(封閉端)處為最小值,在開口端為最大 值。因此形成的駐波圖案是四分之一波圖案,如圖1所示。因此當(dāng)Z-^/4時(shí), 將在腔的電介質(zhì)材料中產(chǎn)生四分之一波的駐波圖案,其中^等于電介質(zhì)材料 中入射輻射的波長(等于自由空間波長除以電介質(zhì)材料的折射率,。 不管將去耦器安裝在什么材料上,在開口端附近范圍內(nèi),這導(dǎo)致在所關(guān)注頻 率具有很強(qiáng)的場。因此可以將標(biāo)簽放在開口端上或開口端附近,以與這個(gè)區(qū) 域中的增強(qiáng)場耦合。
圖3示出將標(biāo)簽置于去耦器上的一些可能位置。RF標(biāo)簽10可跨過側(cè)壁 端部放置在第一傳導(dǎo)側(cè)壁2上。該標(biāo)簽放置在隔離物(未示出)上,與傳導(dǎo) 材料表面稍微隔開。該區(qū)域中的電場強(qiáng),能與標(biāo)簽天線很好地耦合。或者, 可以將標(biāo)簽12放在腔內(nèi),靠近開口端。附圖只是示意性地示出標(biāo)簽12,應(yīng) 當(dāng)理解,腔內(nèi)標(biāo)簽的準(zhǔn)確方位將取決于標(biāo)簽和腔的準(zhǔn)確幾何形狀。當(dāng)給定很 多實(shí)施例中的小厚度時(shí),平面標(biāo)簽很可能被放置在腔內(nèi),基本上與上、下層 平行。
圖4示出商用標(biāo)準(zhǔn)UHF標(biāo)簽(例如866MHz的Alien Technologies公司 的UHF "Squiggle"標(biāo)簽)的平面圖,該標(biāo)簽包括芯片20,芯片20具有一 體化天線22。標(biāo)簽的寬度w是8mm,標(biāo)簽的長度1是95mm。可以清楚地看 到,標(biāo)簽尺寸的大部分是由于天線(商用UHFRFID標(biāo)簽的典型情形)。芯 片本身小得多,量級為l-2mm。天線被調(diào)諧用于自由空間工作,盡管可使用 不同的天線,這些天線被調(diào)諧用于特定環(huán)境中使用的標(biāo)簽。不同環(huán)境中的工 作需要不同調(diào)諧的天線。本發(fā)明允許將調(diào)諧用于自由空間的這種標(biāo)簽安裝在 去耦器上,從而令人滿意地用于通常來說性能會退化的多種環(huán)境中。
一些RF標(biāo)簽具有定向天線(也就是優(yōu)先與特定方向的線性極化 (polarisation)相互作用的天線),因此當(dāng)將標(biāo)簽相對于閱讀器正確定向,以 保證入射到標(biāo)簽上和/或從標(biāo)簽發(fā)射出來的輻射與閱讀器發(fā)出或接收的輻射 的極化相匹配時(shí),標(biāo)簽才能正確工作。因此,當(dāng)將標(biāo)簽安裝在去耦器的表面 時(shí),通常應(yīng)當(dāng)將它配置為與腔的軸線相一致(in line with)。對某些應(yīng)用而言,例如在標(biāo)準(zhǔn)封裝(其中在物品上將標(biāo)簽和去耦器設(shè)置 于已知的位置和方向)上,正確方向的需求不一定是個(gè)問題。用發(fā)射器/接收 器系統(tǒng)(其利用圓形極化或橢圓極化)或者多個(gè)不同排列的天線也可以解決 定向問題。例如,圖5示出本發(fā)明的兩個(gè)四分之一波去耦器, 一個(gè)在另一個(gè)
上方并旋轉(zhuǎn)90度。具有第一極化的適當(dāng)波長的輻射在其中一個(gè)去耦器中可 形成駐波。而正交極化的輻射在另一個(gè)去耦器中可形成駐波。如果每個(gè)去耦 器承載一個(gè)適當(dāng)放置的RF標(biāo)簽,那么不管入射輻射的極化方向如何,都會 有一個(gè)標(biāo)簽被激發(fā)。顯然,除了將一個(gè)去耦器設(shè)置在另一個(gè)的上方,兩個(gè)去 耦器也可以在同一平面上,并且在不同方向上可使用兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的去 耦器。圖6示出替代性配置,其中去耦器在同一平面上,但是側(cè)壁不在同一 平面。例如在對象的角部,這樣的配置可以得到應(yīng)用。
兩個(gè)去耦器可以背靠背設(shè)置。圖7示出兩個(gè)去耦器以背靠背設(shè)置的側(cè)視 圖。這兩個(gè)去耦器共用公共傳導(dǎo)端部8。左手側(cè)去耦器的上側(cè)壁2與右手側(cè) 去耦器的上側(cè)壁14可以是連續(xù)層,也可以分離。類似地,左手側(cè)去耦器的 下側(cè)壁4也可以是形成右手側(cè)去耦器下側(cè)壁16的連續(xù)層。
左側(cè)腔的長度是L,,右側(cè)腔的長度是L2。盡管這些腔的長度可以相同, 但是有利地是要確保它們長度不同,每個(gè)腔都配置為以不同的波長來耦合輻 射。因此,標(biāo)簽10或12可以設(shè)置在左手側(cè)去耦器上,另一個(gè)標(biāo)簽18可以 設(shè)置在右手側(cè)去耦器上,其中標(biāo)簽10或12的工作頻率對應(yīng)于波長4Ln標(biāo) 簽18的工作頻率對應(yīng)于波長4L2。這樣就允許要安裝在裝置上的兩個(gè)不同標(biāo) 簽都能工作。這對于為環(huán)行世界(各地使用不同的頻率)的對象加標(biāo)簽是有 用的。即使要用的標(biāo)簽只有一個(gè),去耦器的這種設(shè)計(jì)也允許用戶選擇標(biāo)簽頻 率。圖8示出從立體的視角觀察,類似的背靠背去耦器設(shè)計(jì)。
圖9示出去耦器的另一種設(shè)計(jì),其允許對不同的波長去耦。這里,兩個(gè) 去耦器有效地疊置在彼此的頂部,共用公共第二傳導(dǎo)側(cè)壁。長度為^/4的第 一腔由傳導(dǎo)層30、電介質(zhì)32以及第二傳導(dǎo)層33構(gòu)成。該第一傳導(dǎo)腔的一個(gè) 端部被傳導(dǎo)基底部分37封閉。注意,電介質(zhì)材料32和第二傳導(dǎo)層33都延 伸超出第一傳導(dǎo)層30。腔的長度由重疊區(qū)域的長度(也就是第一傳導(dǎo)層30 的長度)確定。第二傳導(dǎo)腔由第三傳導(dǎo)層35、電介質(zhì)34以及第二傳導(dǎo)層33 構(gòu)成,該第二傳導(dǎo)腔的一個(gè)端部被傳導(dǎo)基底部分37封閉。同樣地,電介質(zhì)材料34和第二傳導(dǎo)層33都延伸超出第三傳導(dǎo)層35,并且由第三傳導(dǎo)層的長 度所限定的腔的長度為^/4。因此顯然,每個(gè)腔將以不同波長最有效地工作, 并且因此,適當(dāng)?shù)臉?biāo)簽36可以設(shè)置在與強(qiáng)場區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中,該區(qū)域在 適當(dāng)?shù)念l率下使用。
這種配置有利于相同長度的去耦器腔。在圖10所示的配置中,標(biāo)簽被 放置為將它的天線跨過兩個(gè)腔的開口端,該標(biāo)簽將受益于雙腔的增強(qiáng)效應(yīng)。 大體上,兩個(gè)振蕩、同相的偶極被表示為跨過AB和CD。第三偶極形成為 跨過金屬區(qū)域BC,但是它與另外兩個(gè)不同相??烧J(rèn)為,因?yàn)锽C在長度上遠(yuǎn) 小于AB或CD,所以跨過BC的場占優(yōu)勢,與經(jīng)由單腔得到的相比,能產(chǎn)生 更大的場強(qiáng)?;蛘?,也可以形成這樣的幾何形狀,其中AB和CD的場占優(yōu) 勢,與單腔情況相比,能更有效地驅(qū)動(dòng)通過天線的電流。雖然示出的是兩個(gè) 腔,但是這個(gè)概念可以擴(kuò)展到以類似方式接合的三個(gè)或更多個(gè)腔。
圖11示出替代性實(shí)施例,其中,兩個(gè)腔的開口端相鄰。第一腔由傳導(dǎo) 層40、 42形成。這兩個(gè)層包圍電介質(zhì)材料50。腔的一端被傳導(dǎo)基底部分46 封閉。傳導(dǎo)層42延伸后還形成第二腔的側(cè)壁,第二腔還包括傳導(dǎo)層44。傳 導(dǎo)層44和42也包圍電介質(zhì)材料50,另外,傳導(dǎo)基底部分48將第二腔的一 個(gè)端封閉。在傳導(dǎo)層40與44之間的小間隙或縫隙52設(shè)置在兩個(gè)傳導(dǎo)基底 部分46與48的中間。該縫隙為兩個(gè)腔(雖然可以認(rèn)為它是兩端封閉且其中 有四分之一波長的狹縫的半波長腔)提供了一個(gè)有效的開口端。使用時(shí),位 于縫隙52上或者位于縫隙附近的電介質(zhì)材料中的RF標(biāo)簽將設(shè)置在電場強(qiáng)的 區(qū)域中,并且將與任何表面效應(yīng)去耦。
圖12示出相似的實(shí)施例,但是在兩個(gè)腔之間有隔離物54。
圖13示出多腔去耦器的不同實(shí)施例,其中多個(gè)腔并排,并且被隔離物 56間隔開,隔離物56既可以是傳導(dǎo)性的,也可以是非傳導(dǎo)性的。這可以由 單個(gè)四分之一波去耦器有效地形成,該四分之一波去耦器在頂層中有縫隙。
如上所述,去耦器腔的長度并且因此它能最佳去耦的波長由兩個(gè)傳導(dǎo)側(cè) 壁的重疊區(qū)域的長度確定。通常,去耦器設(shè)計(jì)為預(yù)計(jì)有特定頻率,因此去耦 器腔跨過(across)其寬度的長度將不變。這可以容易地通過保證第一傳導(dǎo) 側(cè)壁與傳導(dǎo)基底部分接觸的邊緣與另一個(gè)邊緣基本上平行來實(shí)現(xiàn)。但是,故 意改變腔跨過寬度的長度是有利的。圖14示出根據(jù)本發(fā)明另一方案的去耦器的第一傳導(dǎo)側(cè)壁的平面圖。
一般表示為60的去耦器具有第一傳導(dǎo)側(cè)壁62。在去耦器的一端66連接 傳導(dǎo)基底部分,形成封閉端。去耦器的另一端與封閉端66不平行,而是, 第一傳導(dǎo)層的長度隨著層而變化。因此,該去耦器將在不同頻率的范圍內(nèi)形 成駐波,并且因此,該去耦器可用于很多種不同標(biāo)簽。去耦器層的邊緣不一 定是直線,也可以采用曲線型邊緣。
已經(jīng)觀察到,本來設(shè)計(jì)用于866MHz的去耦器也可以將自由空間中在 915MHz下工作的標(biāo)簽去耦。通過實(shí)例,Alien Technologies公司的915MHz "Squiggle"標(biāo)簽與Alien 866MHz的標(biāo)簽非常相似,唯一的區(qū)別就在于被調(diào) 諧用于915MHz的天線的主體。用于將阻抗回路和相關(guān)阻抗回路合并的兩個(gè) 標(biāo)簽的天線基本上相同。已經(jīng)顯示,去耦器造成天線的主體多余。因此當(dāng)天 線在去耦器上時(shí),它僅僅是起作用的阻抗回路。
去耦器仍然在866MHz下最佳地截取功率,在915MHz下實(shí)質(zhì)上不截取 功率,因?yàn)槿ヱ钇鞯男阅芮€在該頻率下接近OdB。因此,不管標(biāo)簽是否設(shè) 計(jì)為在915MHz下工作,標(biāo)簽都是在866MHz下被驅(qū)動(dòng)工作。這是可能的, 因?yàn)樾酒?66MHz下工作與它在915MHz下工作差不多一樣好。因此,去 耦器在一個(gè)頻率范圍內(nèi)截取功率,但是當(dāng)去耦器、閱讀器、以及標(biāo)簽(重要 性較低)都在同一頻率下工作時(shí),將獲得最佳性能。
因此本發(fā)明人認(rèn)識到,可以使用只具有小天線的RF標(biāo)簽。當(dāng)去耦器將 輻射耦合到它的電介質(zhì)核心并在腔的開口端產(chǎn)生強(qiáng)電場時(shí),設(shè)置在該區(qū)域的 標(biāo)簽將在強(qiáng)場區(qū)域中工作,并且不需要大的調(diào)諧天線。因此,本發(fā)明的去耦 器可以與所謂的低Q標(biāo)簽一起使用。圖15示出低Q標(biāo)簽的實(shí)例,低Q標(biāo)簽 有小回路70,小回路70連接到芯片20。例如,該回路的長度約為20mm。 再參照圖4,可以看出,調(diào)諧標(biāo)簽具有芯片和有效的電感回路,還有大量的 附加調(diào)諧天線結(jié)構(gòu)。因此低Q標(biāo)簽可以認(rèn)為是調(diào)諧標(biāo)簽的較小變型。低Q 標(biāo)簽在自由空間中不會起作用,除非查詢波長與天線周長對應(yīng)(例如對于5cm 回路是6GHz工作),因此,除非閱讀器設(shè)置在芯片的lmm或2mm以內(nèi), 否則低Q標(biāo)簽在標(biāo)準(zhǔn)UHF頻率(例如866MHz)下不會工作,因?yàn)樘炀€70 不足以耦合至入射的UHF輻射。低Q標(biāo)簽可以只比芯片本身稍大,根據(jù)本 發(fā)明,低Q標(biāo)簽可以放在任何去耦器上。注意,可以用向外延伸、或者部分
24地纏繞隔離物的短"臂"代替小回路部分,因?yàn)槿绻Y(jié)合正確設(shè)計(jì)的去耦器, 那么即使金屬的兩個(gè)短"梢"也足以將功率耦合到芯片中??s小天線尺寸使
得RFID系統(tǒng)更加緊湊,而不需要將現(xiàn)有天線纏繞在去耦器的主體上。另一 個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減少了用于RF ID制造工藝的材料。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)去耦器的幾何形狀、制造去耦器的材料以及標(biāo)簽相對于去耦器 的位置和方向都影響系統(tǒng)的性能,反過來系統(tǒng)的性能決定標(biāo)簽?zāi)鼙婚喿x的范 圍。下面參照圖16到圖29描述為了獲得最佳去耦器設(shè)計(jì)而進(jìn)行的一系列實(shí) 驗(yàn)。最大閱讀范圍是最普通的參數(shù),通過該參數(shù)可以測量設(shè)計(jì)變化的效果。
對去耦器核心中波長(義核心)的第一近似涉及自由空間中的波長(義自由空 ra)除以折射率n,即
n
材料的折射率越大,波通過它就越慢。波的頻率保持不變,因此它們的
波長變小。以PETG (折射率c丄8)為例,用于四分之一波長去耦器的必須 長度為48mm。這可以通過從明顯長于48mm的四分之一波長去耦器開始并 記錄當(dāng)縮短去耦器長度時(shí)得到的閱讀范圍來經(jīng)驗(yàn)性地證明。圖16示出使用 Alien AL870的866MHz閱讀器系統(tǒng)和來自Alien World Tag的回路時(shí)的閱讀 范圍作為腔長度的函數(shù)。
長度的縮短減少了截留入核心的輻射的波長,增加了去耦器的工作頻 率。當(dāng)去耦器長度使得其工作頻率與閱讀器系統(tǒng)的工作頻率匹配時(shí),耦合在 去耦器中的功率量被最大化,并且系統(tǒng)的閱讀范圍被最大化。
當(dāng)進(jìn)一步縮短長度時(shí),去耦器的工作頻率變得比閱讀器系統(tǒng)的工作頻率 更大,并且耦合在去耦器中的功率量再次減少,導(dǎo)致閱讀范圍下降。
顯然,最佳腔長度在48.5mm與49mm之間,接近理論值48mm。次要 矛盾被認(rèn)為是由于因標(biāo)簽所致去耦器共振的混亂因?yàn)闃?biāo)簽的金屬成分與去 耦器(其總體上移動(dòng)系統(tǒng)的共振頻率)的相互作用,所以出現(xiàn)附加電抗。
標(biāo)簽(和回路)與去耦器上表面之間的PET隔離物的厚度在50微米到 3000微米之間變化。使用866MHz閱讀器系統(tǒng),并使用915MHz Alien Squiggle的中心回路。圖17示出閱讀范圍作為隔離物厚度的函數(shù)。可以看出 最佳隔離物厚度在500微米到1000微米之間。變化趨勢正是所期望的當(dāng)隔離物厚度減少時(shí),去耦器的上金屬層與重 疊在上面的回路部分之間的容性耦合增加。在隔離物厚度趨向零的極限情況 下,回路的那一側(cè)將與上金屬層接觸。在這種情況下,該回路充當(dāng)回路所連 接芯片的一側(cè)與上金屬層之間的短接部分。這樣就消除了芯片兩端的電壓, 因此沒有電流流動(dòng),系統(tǒng)停止工作。
當(dāng)隔離物厚度增加到超出1000微米時(shí),電場強(qiáng)度開始急劇下降跨過 天線端子的電勢更小,因此閱讀范圍更小。
如上所述,去耦器通過形成顯著增強(qiáng)的電場區(qū)域而起作用,所述電場強(qiáng) 迫放在這些區(qū)域的任一個(gè)區(qū)域中的標(biāo)簽工作。去耦器上有一些位置電場強(qiáng), 而其它位置電場弱。通過改變?nèi)ヱ钇魃蠘?biāo)簽的位置,從電場強(qiáng)的位置改變到 電場弱的位置,就可以證明利用的是電場而不是磁場。
考慮圖18a所示的四分之一波去耦器。在核心或腔的開口端(向右看)
電場最強(qiáng),電場在與將上導(dǎo)體與下導(dǎo)體連接在一起的基底部分相鄰的封閉端 變?yōu)榱恪k妶鲈鰪?qiáng)的區(qū)域延伸超出腔邊緣,但是當(dāng)該電場增強(qiáng)的區(qū)域到去耦
器表面的距離增加時(shí),電場強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律下降。作為參考,圖18b示出磁
場,可以看出靠近金屬基底部分時(shí)磁場最大,并且在腔的開口端磁場趨向于 零。
電場大小從0V/m到50V/m。入射波的電場幅度為1V/m,因此電場增強(qiáng) 的系數(shù)約為50。磁場(自由空間值1/377 A/m)大小從0 A/m到0.25 A/m, 因此磁場增強(qiáng)的系數(shù)超過70。
圖19示出標(biāo)簽在電介質(zhì)腔上的不同放置位置,其中入射電場在箭頭1910 所示的方向上,基本上與基底部分1900垂直。在沿著與基底部分1900相對 的1側(cè)的任何地方都可以放標(biāo)簽,如1902所示,典型地,對于50mm寬的 PETG核心去耦器而言,可以在4m的范圍內(nèi)閱讀標(biāo)簽。注意,也可以繞著 核心的開口邊緣折疊標(biāo)簽,如1904所示。也可以沿著2側(cè)放置標(biāo)簽,例如 1906所示。沿著2側(cè)遠(yuǎn)離金屬基底部分移動(dòng)時(shí),電場強(qiáng)度增加。如同所期望 的,這樣使得閱讀范圍增加,如圖20的曲線圖所示。
在這種情況下,去耦器核心厚度為4mm,腔長度為67mm。沿著2側(cè)距 離腔邊緣約20mm處出現(xiàn)最大閱讀范圍。
從基底部分沿著腔向開口端移動(dòng)時(shí),電場增加,因此電壓增加,而磁場和電流減小——因此阻抗增加。因?yàn)檩p微的阻抗效應(yīng),所以建議閱讀范圍在 離開邊緣的短距離處為最大值,雖然應(yīng)用人不受該建議所限。
考慮沿著開口端(圖19的1側(cè))的電場強(qiáng)度,沿著該開口端的整個(gè)長 度電場強(qiáng)度保持為大電場強(qiáng)度,因此能閱讀沿著該開口端放置在任何地方的 標(biāo)簽。但是當(dāng)沿著該邊緣移動(dòng)標(biāo)簽時(shí),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在能夠獲得的最大閱讀范圍
中一些較小的變化,如圖21所示。
靠近邊緣中心處獲得最大閱讀范圍,在邊緣出現(xiàn)最小閱讀范圍。標(biāo)簽本 身不對稱,這被認(rèn)為是結(jié)果中輕微不對稱的原因。
如果電場與從一個(gè)天線端子到另一個(gè)天線端子直接畫出的直線平行,如 圖22b所示,那么兩個(gè)端子之間的電壓將是最大值,并且閱讀范圍相應(yīng)地大。 如果電場與該直線垂直,如圖22a所示,那么兩個(gè)端子的電勢將會相同在 端子之間將沒有電流流動(dòng),不能閱讀標(biāo)簽(這里假定為局部均勻電場)。在 垂直與平行之間的角度,去耦器能起作用,但是范圍縮小。曾經(jīng)做過實(shí)驗(yàn)來 確定閱讀范圍與角度之間的關(guān)系。圖23畫出相對于旋轉(zhuǎn)角度獲得的閱讀范 圍。
可以看出,當(dāng)電場與天線端子之間的直線平行(90度)時(shí),閱讀范圍是 5m,當(dāng)與場垂直(0度)時(shí),閱讀范圍為零。
下面參照圖24到圖27描述芯片和回路離上傳導(dǎo)平面的邊緣有偏移時(shí), 裝置的性能變化。
耦合元件或者回路相對于上傳導(dǎo)層邊緣的位置從-lmm到+llmm變化, 如圖24所示。保持閱讀器天線與標(biāo)簽之間的距離不變,同時(shí)閱讀器系統(tǒng)的 功率輸出從最大值(2瓦特)逐漸減少,直到達(dá)到閾值,低于這個(gè)閾值就不 能閱讀標(biāo)簽這個(gè)閾值越小,標(biāo)簽性能就越好。
畫出閾值功率相對于耦合元件位置的關(guān)系得到的曲線圖是,標(biāo)簽性能最 好的地方閾值功率的值最小。為了讓曲線圖更直觀,通過從2瓦特(閱讀器 系統(tǒng)的最大輸出功率)減去功率閾值,將圖反轉(zhuǎn)。這樣形成"剩余功率"曲 線圖,標(biāo)簽性能最好的地方剩余功率的值最大。
當(dāng)耦合元件相對于上導(dǎo)體邊緣移動(dòng)時(shí),理論建模允許計(jì)算芯片兩端的電 壓。形成一系列模型(其中耦合元件從-8mm移動(dòng)到+14mm),并計(jì)算每種 構(gòu)造中芯片兩端的峰值電壓。在這種情況下,入射到標(biāo)簽上的功率保持不變,因此電壓越大,表示標(biāo)簽性能越好。將電壓值進(jìn)行縮放,使模擬峰值電壓值
(modelled peak voltage value)與通過實(shí)驗(yàn)測量的峰值剩余功率值的大小相 同,從而使兩個(gè)數(shù)據(jù)組之間的比較更容易。圖25中畫出這些結(jié)果。
當(dāng)芯片從0mm偏移(芯片正好在上傳導(dǎo)層的邊緣上面)移開時(shí),芯片 兩端的電壓增加,在+10mm達(dá)到最大值,超過+10mm后急劇減小??梢酝?過檢查去耦器周圍的電場強(qiáng)度來說明這種特性。
圖26示出與去耦器垂直的平面上電場大小的示意圖。該示意圖清楚地 示出,增強(qiáng)電場的區(qū)域從上導(dǎo)體的邊緣開始只延伸超出去耦器腔的開口端一 個(gè)短距離c.l5mm (從-5mm到+10mm)。
為清楚起見,將傳導(dǎo)層示出為虛線。注意,圖26中的大小從20V/m(黑 色)擴(kuò)大到110V/m (白色),入射電場強(qiáng)度(波幅度)為1V/m。這說明在 腔的開口邊緣,具有系數(shù)為110的電場增強(qiáng)。
本實(shí)例中使用的回路為22mm長,因此大約延伸10.5mm到芯片的每一 側(cè)(芯片為c.lmm2)。超出+10.5mm時(shí),回路不再與上金屬層的邊緣(這里 場最強(qiáng))重疊,因此,回路離開上傳導(dǎo)平面邊緣的進(jìn)一步位移將回路暴露在 逐漸變?nèi)醯膱鲋?,因此芯片兩端的電壓和剩余功率都下降?br>
通過正好在上導(dǎo)體邊緣上面(Omm偏移)的芯片,電壓具有局部最小值,
不能閱讀標(biāo)簽。閱讀失敗也可以歸因于電壓太低,不能激活芯片。
理論模型預(yù)測當(dāng)耦合元件在上傳導(dǎo)層上進(jìn)一步移動(dòng)時(shí)(具有負(fù)偏移), 電壓應(yīng)當(dāng)再次上升。在-2mm與-4mm之間電壓急劇下降,這是由于增強(qiáng)電場 關(guān)于調(diào)諧平面邊緣的不對稱分布,如圖3所示。實(shí)驗(yàn)測量沒有延伸超出-lmm, 所以不能證實(shí)這個(gè)預(yù)測。
這個(gè)特性說明去耦器充當(dāng)了用于產(chǎn)生高度局部化的電壓的裝置,該高度 局部化的電壓隨后經(jīng)由去耦器與回路之間的容性耦合被傳輸給芯片芯片兩 端的電壓和剩余功率保持為高,同時(shí),與芯片相鄰的回路部分在增強(qiáng)場區(qū)域 內(nèi)。在這個(gè)區(qū)域外面,電勢梯度(電場強(qiáng)度)低,因此芯片兩端的電壓低。 這種工作機(jī)制與參照圖22討論的特性一致,在圖22中,在去耦器平面上回 路旋轉(zhuǎn)卯度。這樣將回路部分放置在等電勢區(qū)域中芯片的任一側(cè),導(dǎo)致芯 片兩端的零電壓。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí),在這個(gè)方向上不能閱讀標(biāo)簽。
現(xiàn)在考慮電介質(zhì)共振腔的厚度,已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),其中去耦器核心的厚度(用t表示)在0.125mm與3mm之間變化。每種核心厚度的最佳腔長度 通過逐漸減小腔長度并記錄閱讀范圍來確定。在所有情況下,核心材料是聚 酯,金屬層由鋁箔形成。結(jié)果在圖27中畫出。
如同對所有去耦器所期望的,當(dāng)腔長度使得其共振頻率與閱讀器系統(tǒng)的 共振頻率匹配時(shí),閱讀范圍達(dá)到峰值。較厚的核心相比較薄的核心而言,峰 值閱讀范圍要大得多。圖28更清楚地示出最大閱讀范圍相對于核心厚度的 變化。但是要理解,在較厚核心與部件總厚度之間有一個(gè)權(quán)衡。對任何給定 應(yīng)用而言都有適當(dāng)?shù)暮诵暮穸?,在保持小外形裝置的同時(shí)提供充分的閱讀范 圍。
因?yàn)槿ヱ钇鞯南聦邮墙饘?,要放置去耦器的對象也常常是金屬,所以?發(fā)明的實(shí)施例用要加標(biāo)簽的對象的金屬作為下傳導(dǎo)層。在這種情況下,去耦 器變成雙層裝置上傳導(dǎo)層和電介質(zhì)核心。
四分之一波長去耦器需要環(huán)繞電介質(zhì)核心三側(cè)的連續(xù)傳導(dǎo)路徑,因此, 使用要安裝去耦器的對象作為下層時(shí)必須小心,以避免實(shí)質(zhì)上的不連續(xù)。已 經(jīng)進(jìn)行了一系列測試來評估圖29所示的不同構(gòu)造以及得到的閱讀范圍。
在所有情況下,核心材料是聚酯,并且用915MHz系統(tǒng)來進(jìn)行測試。去 耦器寬50mm,在最佳情況下,對于44mm的腔長度而言,發(fā)現(xiàn)最大閱讀范 圍是6.0m。確定閱讀范圍的過程中,去耦器固定在金屬板上,金屬板的尺寸 比去耦器大。
制造這些去耦器時(shí)使用的箔實(shí)際上覆蓋有薄的絕緣聚合物層,因此當(dāng)兩 個(gè)層配置為平行時(shí),在它們之間幾乎沒有或者沒有直接的電流流動(dòng)。每種構(gòu) 造都有不同的不連續(xù)(discontinuity)的可能來源,如附圖中直線所示。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不連續(xù)導(dǎo)致閱讀范圍較小,每種不連續(xù)將范圍減少具有真正連 續(xù)傳導(dǎo)層的去耦器的最大值的c.40%。因此有兩個(gè)不連續(xù)的設(shè)計(jì)與有一個(gè)不 連續(xù)的設(shè)計(jì)相比,趨向于具有較小的閱讀范圍,有一個(gè)不連續(xù)的設(shè)計(jì)與沒有 不連續(xù)的去耦器相比,相應(yīng)地性能較差。這個(gè)規(guī)律的唯一例外是構(gòu)造2,其 中箔與金屬背板之間的不良電接觸是閱讀范圍縮小的可能原因。
圖30示出四分之一波去耦器的實(shí)施例,配置為一個(gè)象限或四分之一圓。 這種配置的優(yōu)點(diǎn)是減少了方向相關(guān)性。
當(dāng)去耦器的共振尺度與入射電場矢量平行時(shí),給定的去耦器和標(biāo)簽構(gòu)造
29性能最好。當(dāng)共振尺度與電場垂直時(shí),隨著去耦器旋轉(zhuǎn),閱讀范圍下降達(dá)到 零。
在圖30的實(shí)例中,用鋁箔制造去耦器,用4-5mm厚的皺紙板作為電介 質(zhì)腔。去耦器形成90度的扇形,在上表面上、繞著彎曲的邊緣、跨過下表 面有連續(xù)的箔片。兩個(gè)直邊緣不具有在該邊緣上延伸的導(dǎo)體。標(biāo)簽配置在直 邊緣的頂點(diǎn),如圖30所示。
逐漸減小四分之一圓的半徑,以確定最佳值。從158mm的半徑開始, 從弓形邊緣逐漸消減標(biāo)簽,發(fā)現(xiàn)在121mm的半徑時(shí)出現(xiàn)最大閱讀范圍5.5m。
另一實(shí)施例與圖30的相似,但是將兩個(gè)直邊相交的角部截去,形成27mm 長的第三直邊,與另兩個(gè)直邊成45度。發(fā)現(xiàn)在120mm的半徑時(shí)出現(xiàn)最大閱 讀范圍8m。
然后研究四分之一圓去耦器與方位角的相關(guān)性。在與閱讀器天線的平面 平行并包含入射電場矢量的平面內(nèi),旋轉(zhuǎn)去耦器360度。圖31給出了結(jié)果, 其中用塊箭頭表示電場,用去耦器上的實(shí)線表示標(biāo)簽的長軸。
對于0度與90度之間以及180度與270度之間的所有角度,閱讀范圍 保持不變,為6m。在這些角度范圍內(nèi),可期望電場矢量總是與從最靠近標(biāo) 簽的角部沿著徑向畫出的直線平行,使得它跨過金屬區(qū)域,因此對正確的共 振尺度連續(xù)采樣。這使得在去耦器核心內(nèi)與共振模式有效耦合。90度到180 度以及270度到360度的范圍返回到閱讀范圍零,因?yàn)檫@個(gè)范圍內(nèi)電場矢量 從不與共振尺度平行。因此在o度與90度之間以及180度與270度之間, 四分之一圓去耦器表現(xiàn)出方向無關(guān)性。
圖32示出去耦器,其也具有連接上、下傳導(dǎo)平面的弓形基底部分,但 是這一次形狀為半圓。在傳導(dǎo)層的上部切出狹縫(如圖32b的狹縫1所示), 從直邊緣的中心垂直延伸,長度差不多是去耦器半徑的一半。
通過在去耦器中心將標(biāo)簽纏繞在去耦器的直邊緣(如圖32a所示,但是 狹縫不明顯),在0.5m的范圍內(nèi),除了關(guān)于去耦器的直邊緣與入射波的電 場平行的方向上10度范圍之外,可以在所有方向閱讀標(biāo)簽(在與閱讀器天 線的平面平行的平面中旋轉(zhuǎn)360度)。當(dāng)去耦器與閱讀器天線之間的距離增 加時(shí),能閱讀標(biāo)簽的角度范圍縮小——方向相關(guān)性增加。
通過放置在去耦器上表面、與狹縫垂直、并且端子跨過狹縫(按照圖29b
30所示標(biāo)簽方向)的標(biāo)簽,當(dāng)去耦器的直邊緣與電場平行時(shí),可以在幾米處閱
讀標(biāo)簽,但是如果旋轉(zhuǎn)去耦器超過45度,則閱讀范圍會降到零。
在第一狹縫的端部并且與第一狹縫垂直地切出較短的第二狹縫(大約長 10mm),從而在傳導(dǎo)層上部形成T形縫隙(如圖32b狹縫2所示)。通過 纏繞在去耦器上的標(biāo)簽(按照圖32a的標(biāo)簽構(gòu)造,在較長的狹縫上),去耦 器可以旋轉(zhuǎn)360度,而標(biāo)簽保持可讀性,只有很少的可見"死點(diǎn)"。
應(yīng)當(dāng)理解上面僅僅通過實(shí)例描述了本發(fā)明,在本發(fā)明范圍內(nèi)可以對細(xì)節(jié) 進(jìn)行修改。
說明書以及(在適當(dāng)時(shí))權(quán)利要求書和附圖中公開的每個(gè)特征都可以單 獨(dú)提供或者以適當(dāng)?shù)慕M合方式提供。
權(quán)利要求
1、一種電磁輻射去耦器,包括腔結(jié)構(gòu),所述腔結(jié)構(gòu)包括傳導(dǎo)基底部分,所述傳導(dǎo)基底部分連接到第一傳導(dǎo)側(cè)壁和第二傳導(dǎo)側(cè)壁,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁和所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁分隔開且基本上平行。
2、 如權(quán)利要求1所述的去耦器,其中,所述腔結(jié)構(gòu)中設(shè)置有電介質(zhì)材料。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁從所述 傳導(dǎo)基底部分測得的連續(xù)長度約為^/4,其中^是工作頻率為v的EM輻射 在所述電介質(zhì)材料中的波長。
4、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁 從所述傳導(dǎo)基底部分測得的連續(xù)長度至少與所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁的長度相同。
5、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述腔結(jié)構(gòu)中設(shè)置 有作為與所述傳導(dǎo)基底部分相鄰的連續(xù)層的電介質(zhì)材料,所述電介質(zhì)材料延 伸為與所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁基本上一樣長。
6、 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述腔結(jié)構(gòu)中設(shè) 置有電介質(zhì)材料,并且所述電介質(zhì)材料延伸為超出所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁的端 部。
7、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述去耦器的總厚 度小于義/10、或義/300 、或A/1000 。
8、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述去耦器的總厚 度為lmm以下、2mm以下、500//w以下、或100/zw以下。
9、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)層跨 過其寬度的長度不變。
10、 如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)層 跨過其寬度的長度變化。
11、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁、 所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁和所述傳導(dǎo)基底部分包括連續(xù)材料層。
12、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,在兩個(gè)所述傳導(dǎo)側(cè)壁之間 設(shè)置有一種以上的不同電介質(zhì)材料,以形成電介質(zhì)核心。
13、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,所述去耦器包括多于一個(gè) 的腔結(jié)構(gòu)。
14、 如權(quán)利要求13所述的去耦器,其中,兩個(gè)或更多個(gè)腔結(jié)構(gòu)配置為 分別在不同的頻率下最大程度地去耦。
15、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,還包括第二腔結(jié)構(gòu),所述 第二腔結(jié)構(gòu)包括傳導(dǎo)基底部分,所述傳導(dǎo)基底部分連接第三傳導(dǎo)側(cè)壁和第四 傳導(dǎo)側(cè)壁,所述第三傳導(dǎo)側(cè)壁和所述第四傳導(dǎo)側(cè)壁分隔開且基本上平行,在 所述第二腔結(jié)構(gòu)中設(shè)置有第二電介質(zhì)材料,其中,所述第一腔結(jié)構(gòu)的所述傳 導(dǎo)基底部分也是所述第二腔結(jié)構(gòu)的所述傳導(dǎo)基底部分。
16、 如權(quán)利要求15所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與所述第 三傳導(dǎo)側(cè)壁連續(xù),和/或所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁與所述第四傳導(dǎo)側(cè)壁連續(xù)。
17、 如權(quán)利要求15或16所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁從所 述傳導(dǎo)基底部分到所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁的邊緣測得的長度與所述第三傳導(dǎo)側(cè) 壁的長度不同。
18、 如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,設(shè)置在所述第 一腔結(jié)構(gòu)中的所述電介質(zhì)材料與所述第二電介質(zhì)材料不同。
19、 如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的去耦器,還包括第二腔結(jié)構(gòu), 所述第二腔結(jié)構(gòu)包括傳導(dǎo)基底部分,所述傳導(dǎo)基底部分連接到第三傳導(dǎo)側(cè)壁 和第四傳導(dǎo)側(cè)壁,所述第三傳導(dǎo)側(cè)壁和所述第四傳導(dǎo)側(cè)壁分隔開且基本上平 行,其中,所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁和所述第四傳導(dǎo)側(cè)壁包括由傳導(dǎo)材料形成的連 續(xù)層,在所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁和所述第三傳導(dǎo)側(cè)壁的邊緣之間限定一縫隙,所 述電介質(zhì)材料也被設(shè)置在所述第二腔結(jié)構(gòu)中。
20、 如權(quán)利要求18所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁和所述第三傳導(dǎo)側(cè)壁包括由傳導(dǎo)材料形成的連續(xù)層,所述連續(xù)層具有縫隙,所述縫隙 基本上橫向地延伸過兩個(gè)所述腔結(jié)構(gòu),以限定所述腔的邊緣。
21、 如權(quán)利要求18或19所述的去耦器,其中,兩個(gè)所述腔的組合長度 是&/2 ,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與所述第三傳導(dǎo)側(cè)壁之間的縫隙設(shè)置為與任一傳 導(dǎo)基底部分相距^/4。
22、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述第一腔結(jié)構(gòu)的 所述第二側(cè)壁形成第二腔結(jié)構(gòu)的第二側(cè)壁,所述第二腔結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一腔結(jié)構(gòu)的旁邊。
23、 一種電磁輻射去耦器,用于將電子裝置從傳導(dǎo)表面去耦,所述去耦 器包括第一傳導(dǎo)側(cè)壁,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁連接到傳導(dǎo)端部;以及用于將所 述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與所述傳導(dǎo)表面分隔開的部件,所述部件使得所述傳導(dǎo)端部 與所述傳導(dǎo)表面接觸。
24、 如權(quán)利要求23所述的去耦器,其中,用于將所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與 所述傳導(dǎo)表面分隔開的部件為至少一層電介質(zhì)材料,在使用時(shí),所述部件將 設(shè)置在所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與所述傳導(dǎo)表面之間。
25、 如權(quán)利要求23所述的去耦器,其中,用于將所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與 所述傳導(dǎo)表面分隔開的部件包括一個(gè)或多個(gè)隔離物。
26、 如權(quán)利要求23至25中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁的長度約為要工作的輻射的波長的四分之一。
27、 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器,其中,所述傳導(dǎo)基底部分 被彎曲。
28、 如權(quán)利要求27所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁形成圓的 扇形,并且所述基底部分連接到所述扇形的外周邊緣。
29、 如權(quán)利要求28所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁形成90度 的四分之一圓。
30、 如權(quán)利要求29所述的去耦器,其中,所述四分之一圓的頂點(diǎn)被截去。
31、 如權(quán)利要求28所述的去耦器,其中,所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁是半圓形。
32、 如權(quán)利要求31所述的去耦器,其中,在所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁中設(shè)置 有狹縫。
33、 如權(quán)利要求32所述的去耦器,其中,所述狹縫從所述半圓形的直 徑中心沿徑向向外延伸。
34、 如權(quán)利要求33所述的去耦器,其中,所述狹縫從所述半圓形的直 徑垂直地延伸。
35、 一種基本上獨(dú)立于表面的EM標(biāo)簽,所述標(biāo)簽包括安裝在如前述權(quán) 利要求中任一項(xiàng)所述的去耦器上的EM標(biāo)簽。
36、 如權(quán)利要求35所述的標(biāo)簽,其中,所述EM標(biāo)簽安裝在所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁的邊緣附近。
37、 如權(quán)利要求35所述的標(biāo)簽,其中,所述標(biāo)簽至少部分地設(shè)置在所 述第一傳導(dǎo)側(cè)壁上,因此標(biāo)簽天線設(shè)置在所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁的與所述傳導(dǎo)基 底部分相對的邊緣處。
38、 如權(quán)利要求37所述的標(biāo)簽,包括位于所述EM標(biāo)簽與去耦器材料 之間的隔離物。
39、 如權(quán)利要求38所述的標(biāo)簽,其中,所述EM標(biāo)簽的金屬部分與所 述去耦器之間的總間隙在100微米到1000微米的范圍內(nèi),或者在175微米 到800微米、或300微米到800微米、或300微米到600微米的范圍內(nèi)。
40、 如權(quán)利要求35所述的標(biāo)簽,其中,所述EM標(biāo)簽設(shè)置為跨過所述 腔結(jié)構(gòu)的開口端或者設(shè)置在所述腔結(jié)構(gòu)的開口端內(nèi)。
41、 如權(quán)利要求40所述的標(biāo)簽,其中,所述EM標(biāo)簽至少部分地嵌入 所述電介質(zhì)材料或者設(shè)置在所述電介質(zhì)材料中。
42、 如權(quán)利要求35至41中任一項(xiàng)所述的標(biāo)簽,其中,所述EM標(biāo)簽和所述去耦器被保護(hù)外殼部分地覆蓋或包圍。
43、 如權(quán)利要求42所述的標(biāo)簽,其中,所述外殼是沉積在所述EM標(biāo)簽和所述去耦器的表面上的非傳導(dǎo)性材料。
44、 如權(quán)利要求35至43中任一項(xiàng)所述的標(biāo)簽,其中,所述EM標(biāo)簽是 具有小的、未調(diào)諧的天線的低Q標(biāo)簽。
45、 如權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的去耦器的用途,所述去耦器用 作RF標(biāo)簽的底座。
46、 如權(quán)利要求1至26中任一項(xiàng)所述的去耦器與低Q標(biāo)簽一起的用途, 所述去耦器與所述低Q標(biāo)簽一起允許有用的閱讀范圍。
47、 一種設(shè)備的用途,所述設(shè)備包括共振電介質(zhì)腔,所述共振電介質(zhì)腔 限定在第一傳導(dǎo)側(cè)壁與第二傳導(dǎo)側(cè)壁之間,并且所述共振電介質(zhì)腔的一個(gè)邊 緣被傳導(dǎo)基底部分封閉,以增強(qiáng)所述腔的打開邊緣處的入射電場,其中,所 述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁基本上平行,所述傳導(dǎo)基底部分電連接 在所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁之間。
48、 如權(quán)利要求47所述的用途,其中,所述增強(qiáng)電場向所述腔的所述 打開邊緣處的電子裝置供電。
49、 如權(quán)利要求48所述的用途,其中,所述電子裝置是RFID裝置。
50、 如權(quán)利要求47或48所述的用途,其中,通過不同的電容耦合向所 述電子裝置供電。
51、 如權(quán)利要求47至50中任一項(xiàng)所述的用途,其中,所述入射電場被 增強(qiáng)的系數(shù)大于或等于50、大于或等于IOO、或者大于或等于200。
52、 如權(quán)利要求47至51中任一項(xiàng)所述的用途,其中,所述入射電場被 增強(qiáng),以產(chǎn)生大于或等于200V/m的峰值。
53、 一種設(shè)備,包括共振電介質(zhì)腔,限定在第一傳導(dǎo)側(cè)壁與第二傳導(dǎo)側(cè)壁之間,所述第一傳 導(dǎo)側(cè)壁與所述第二傳導(dǎo)側(cè)壁基本上平行,所述共振腔的一個(gè)邊緣被傳導(dǎo)基底 部分封閉,所述傳導(dǎo)基底部分電連接在所述第一傳導(dǎo)側(cè)壁與所述第二傳導(dǎo)側(cè) 壁之間,以及電子裝置,設(shè)置為與所述腔的打開邊緣相鄰,所述電子裝置響應(yīng)電場。
54、 如權(quán)利要求53所述的設(shè)備,其中,所述共振腔適用于增強(qiáng)所述腔 的打開邊緣處的入射電場,并且,所述電子裝置至少部分地處于所述打開邊 緣處的電場增強(qiáng)的區(qū)域中。
55、 如權(quán)利要求54所述的設(shè)備,其中,所述電子裝置的至少一部分設(shè) 置在距離所述腔的打開邊緣5mm、 10mm、或20mm以內(nèi)。
56、 如權(quán)利要求53至55中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,所述打開邊緣基本上與所述傳導(dǎo)基底部分相對。
57、 如權(quán)利要求53至56中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,所述電子裝置是 RFID裝置。
58、 如權(quán)利要求53至57中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,所述電子裝置與 所述第一側(cè)壁或所述第二側(cè)壁沒有電接觸。
全文摘要
所公開的設(shè)備和方法用于提供基本上表面獨(dú)立的標(biāo)簽系統(tǒng)。共振電介質(zhì)腔(6)限定在上傳導(dǎo)層(2)與下傳導(dǎo)層(4)之間,腔的一端被傳導(dǎo)基底部分(8)封閉。入射輻射耦合至腔內(nèi),被共振增強(qiáng)。由于這種增強(qiáng)作用,放在腔邊緣的電子裝置或標(biāo)簽承受大電場強(qiáng)度,并被驅(qū)動(dòng)工作。
文檔編號G06K19/077GK101506830SQ200780030492
公開日2009年8月12日 申請日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者C·R·勞倫斯, J·R·布朗 申請人:歐姆尼-Id有限公司