專利名稱：用于激活和失活eas標志器的具有降低了的遠磁場的天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子物品監(jiān)視(EAS)領域，更具體地涉及用于激活和失活EAS標志器的天線。
背景技術：
用于檢測從零售機構或其它設施未經(jīng)許可地取走物品或貨物的電子物品監(jiān)視(EAS)系統(tǒng)是公知的并且得到廣泛的應用。一般地，EAS采用固定到物品或者物件上的標志器。所述標志器含有有源元件和偏置元件。當磁化或者說激活偏置元件時，偏置元件向有源元件施加磁場，磁場使有源元件在暴露于以預定頻率交替的詢問信號后，以預定的頻率機械共振。詢問信號可以由檢測裝置產(chǎn)生，檢測裝置還檢測標志器的共振，即詢問信號誘發(fā)的共振。特別地，一個發(fā)射機可向接收機發(fā)射一定頻率的信號，發(fā)射機和接收機之間的區(qū)域形成警戒區(qū)。當標志器侵入警戒區(qū)時，標志器中的有源元件畸變發(fā)射的信號，警示接收機存在標志器。對之響應，接收機可啟動警報。
標志器可以由指定人員從任何經(jīng)過授權從該場所拿走的物品或貨物上失活或取消，從而允許該物品或貨物通過警戒區(qū)而不觸發(fā)警報動作。當通過把其有源元件去磁失活標志器時，標志器就不再能夠產(chǎn)生可檢測的標記信號了。這樣的標志器失活，例如，可以發(fā)生在零售機構的售貨員在收銀臺把做有EAS標記的物品遞送過失活裝置從而失活標志器。可以通過把偏置元件暴露于足夠強度的交變磁場把偏置元件退磁來失活EAS標志器。在偏置元件退磁后，標志器的共振頻率顯著地偏離預定的頻率，并且標志器對詢問信號的響應幅度過低不足以被檢測裝置檢測出。一般地，標志器激活和失活裝置包括可以被激勵產(chǎn)生特性和幅度足以讓標志器或激活或失活的磁場的線圈結構。一種公知的標志器激活和失活裝置包括一或多個由電流信號激勵以產(chǎn)生需要的磁場的線圈。
標志器激活和失活要求使用特定強度的穩(wěn)態(tài)磁場或時變磁場。用于產(chǎn)生所要求磁場的當前天線可以產(chǎn)生會干擾近處的電子設備的遠磁場、從而在零售店中的物件可能因暴露于標志器失活裝置產(chǎn)生的磁場受到不利的影響。當前需要大量的時間和成本改善標志器激活和失活對近處的電子設備的影響。例如當前的改善技術包括增加激活和失活天線與其它電子設備之間的物理空間、屏蔽天線、屏蔽受影響的電子設備，或者兩者都屏蔽，以及重新設計受影響的電子設備。然而當前的降低干擾的措施可以對零售收銀出口環(huán)境增加成本。而且，同樣的當前措施可能使零售收銀臺的人機工程學設計變差。因此沒有限制信號的遠場發(fā)射同時又提高近場信號強度的現(xiàn)成方案。所以，需要提供激活和失活近區(qū)域中的EAS標志器的適當磁場同時又降低產(chǎn)生的遠場以抑制干擾的EAS標志器激活/失活天線。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的EAS標志器天線提供激活/失活近區(qū)域中的EAS標志器的適當磁場同時又降低產(chǎn)生的遠場以抑制干擾。特別是，本發(fā)明包括能夠提供激活或失活近區(qū)域中聲磁和電磁標志器的適當磁場同時又降低遠磁場的天線線圈和磁芯安排。從而，在抑制EAS標志器激活/失活天線造成的電磁干擾方面，本發(fā)明的安排具有相對現(xiàn)有改善技術的優(yōu)越性，并且提供改善EAS標志器激活/失活造成的遠場干擾的發(fā)明性裝置和方法。
根據(jù)本發(fā)明的EAS激活/失活天線包括磁芯；線圈安排，所述線圈安排具有至少兩個成螺旋形繞磁芯繞制的線圈，第一線圈有第一繞線方向，而第二線圈有與第一繞線方向相反的第二繞線方向；以及操作地連接到線圈安排上的電流源。由于本發(fā)明的安排，電流源提供的電流可以激勵所述線圈安排，以產(chǎn)生顯著的近磁場和降低遠磁場。
一個實施中，磁芯可以是矩形的，而且所述的磁芯可以由鐵粉或其它適用的材料形成。還有，所述的線圈安排可以含有單線形成的兩個成螺旋形繞磁芯繞制的線圈，第一線圈有第一繞線方向，而第二線圈有與第一繞線方向相反的第二繞線方向。變通地，所述的線圈安排可以含有第一線形成的兩個成螺旋形繞磁芯的y軸繞制的線圈，第一線圈有第一繞線方向，而第二線圈有與第一繞線方向相反的第二繞線方向；以及，第二線形成的兩個成螺旋形繞磁芯的x軸繞制的線圈，第一線圈有第一繞線方向，而第二線圈有與第一繞線方向相反的第二繞線方向。
在EAS標志器激活/失活天線中同時地抑制遠磁場和增強近磁場的方法包括步驟第一，成螺旋形繞磁芯一個軸沿第一繞線方向繞制第一線圈；第二，成螺旋形繞磁芯的該軸沿與第一繞線方向相反的繞線方向繞制第二線圈；把第一和第二線圈結合形成一種線圈安排；并且向所述線圈安排提供電流，其中該電流可以激勵線圈安排產(chǎn)生顯著的近磁場并降低遠了的磁場。另外，本發(fā)明的方法可以包括步驟第三，成螺旋形繞磁芯第二軸沿第三繞線方向繞制第三線圈；第四，成螺旋形繞磁芯的第二軸沿與第三繞線方向相反的繞線方向繞制第四線圈；并且把第三和第四線圈加入到所述線圈安排。最后，所述的方法可以包括在提供的步驟中把EAS標志器置于EAS標志器激活/失活天線的近磁場中，其中所述提供的步驟可以激活或失活EAS同時產(chǎn)生降低了的遠磁場。
變通地，在EAS標志器激活/失活天線中同時地抑制遠磁場和增強近磁場的方法包括步驟成螺旋形繞磁芯一個軸沿第一繞線方向繞第一線；反轉第一繞線方向并且成螺旋形繞磁芯的該軸沿與第一繞線方向相反的繞線方向繞線；并且向所述的線提供電流，其中該電流可以激勵線圈產(chǎn)生顯著的近磁場和降低了的遠磁場。另外，本發(fā)明的方法可以含有步驟成螺旋形繞磁芯第二軸沿第二繞線方向繞第二線；反轉第二繞線方向并且成螺旋形繞磁芯的第二軸沿與第二繞線方向相反的繞線方向繞線；并且向第二線提供電流。
上述的實施可以由衰減的、交變的(AC)電流驅動以產(chǎn)生衰減的、交變的(AC)磁場用于失活EAS標志器。失活可以通過施加穩(wěn)態(tài)的交變電流以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)的交變磁場進行，帶有從場EAS運動產(chǎn)生的所要求的衰減。上述的實施可以由直流(DC)脈沖驅動以產(chǎn)生直流(DC)磁場脈沖用于激活EAS標志器。激活還可以由提供穩(wěn)態(tài)DC電流以產(chǎn)生DC穩(wěn)態(tài)磁場完成。


附圖中示出當前優(yōu)選的實施方式，然而應當理解，本發(fā)明不限于所示的具體安排和設施。
圖1是根據(jù)本發(fā)明安排的EAS天線的透視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明安排的EAS天線的變通實施的透視圖。
圖3是圖表，示出根據(jù)本發(fā)明安排的EAS天線發(fā)射的磁場強度。
圖4是圖表，示出從常規(guī)EAS天線發(fā)射的磁場強度。
圖5是常規(guī)繞制的EAS天線產(chǎn)生的磁通圖示。
圖6是根據(jù)本發(fā)明制造的EAS天線產(chǎn)生的磁通圖示。
具體實施例方式
可以安排多級線圈天線以具有顯著的近場和降低了的遠磁場。具有產(chǎn)生顯著的近程磁場同時有降低的遠程磁場的多級線圈天線可以通過安排天線線圈幾何狀態(tài)以產(chǎn)生近程的相長場和遠程的相消場達到。特別地，多級線圈安排可以用一種波形驅動以產(chǎn)生產(chǎn)生顯著的近磁場和降低遠了的磁場。
參見圖1，天線1包含安排兩個安排在磁芯3上的線圈5、6。具體地，可以繞磁芯3沿該磁芯的y軸繞制單根線2，形成順時針的螺線式樣7。在繞磁芯3數(shù)匝后，反轉單線2的繞向。可以繞磁芯3沿該磁芯的y軸繞線2繞另外數(shù)匝形成逆時針的螺線式樣8。然而在逆時針繞制時，線2不應當與以前順時針繞制的線2重疊。相反，如圖中所示，另外的逆時針繞線應當繼續(xù)地沿在以前順時針繞線相同方向的y軸。線2的美式線規(guī)(AWG)及順時針和逆時針的匝數(shù)根據(jù)所要求的磁場的特定性能需要選擇。例如，但是不限于，線2的線規(guī)可在約10號至18號AWG線的范圍，而匝線可在約30至80匝的范圍。根據(jù)產(chǎn)生的磁場的所希望的性能要求可以是其它號的線和匝數(shù)。
參見圖2，在變通的實施中，可以在矩形的磁芯10上安排兩個另外的線圈9、11。具體地，可以繞磁芯10沿該磁芯的x軸繞第二線12形成順時針的螺線樣式14。在繞磁芯10數(shù)匝后，反轉該單線的繞向?？梢岳@磁芯10沿該磁芯的y軸繞該線另外的數(shù)匝形成逆時針的螺線樣式16。可以以相似的方式添加另外的線圈以形成本發(fā)明的另外的實施(未示出)。
上述的實施中，磁芯3、10可以用鐵粉或其它適當?shù)牟牧闲纬桑⑶铱梢杂芯匦蔚男螤?。磁?和10在形狀上稍有不同以便于在磁芯10上添加線圈9和11。本發(fā)明同樣地不在這方面受限。相反，磁芯3、10可以有圓柱形、球形，或者其它的其上可以施加線圈5、6和線圈5、6、9、11的形狀。選擇矩形只是因為方便繞x軸繞制線圈5、6，或者分別地繞x軸和y軸繞制線圈5、6，9、11。如同線和繞磁芯的線的匝數(shù)的選擇，磁芯的尺寸也根據(jù)產(chǎn)生的磁場的性能要求選擇。對于用鐵粉材料制造的磁芯3、10的示例尺度包括，但是不限于，12″x5″x1″，12″x3.5″x1″或者6″x6″x1″。根據(jù)本發(fā)明制造的天線的一個例子示于圖2，使用約12″x5″x1″的鐵粉磁芯，帶有在x軸上總共46匝12號AWG線，在y軸上總共72匝12號AWG線。
線圈5、6可以用操作地連接到線圈5、6上的電流源4產(chǎn)生的電流激勵，如圖1所示。類似地，線圈9、11可以用操作地連接到線圈9、11上的電流源15產(chǎn)生的電流激勵，如圖2所示。電流源4和15在相繼的時幀中驅動。在所述的兩個實施中，失活用的驅動電流可以是約500Hz頻率的交變電流脈沖串。每個脈沖串可以每90Hz地重復。可以對線圈5、6、9和11加4,000安匝電流。然而施加的電流電平視所希望的近場信號強度而不同。因此，本發(fā)明在施加電流方面不受限。相反，取決于天線的應用任何適當驅動電流都會是足夠的。AC穩(wěn)態(tài)或衰減電流用于產(chǎn)生失活的磁場，而DC穩(wěn)態(tài)或脈沖用于產(chǎn)生激活的磁場。
再參見圖1，在點A測量的近磁場是顯著的。相反，在點B測量的遠磁場比由具有等效安匝數(shù)激勵的單線圈產(chǎn)生的磁場低。點A和點B代表近場和遠場的測量點，如領域內(nèi)所公知?；旧希cA距天線1的距離與磁芯的最長維尺度(沿管磁芯3的y軸測量)相同，點B比A遠2-3倍的數(shù)量級。從而兩個線圈5、6的安排都可以由電流源4驅動以產(chǎn)生顯著的近磁場，帶有降低了的遠磁場，如以下所充分地闡述。
參見圖3，在工作時，根據(jù)本發(fā)明構成的多級線圈天線1可以產(chǎn)生顯著的近磁場A和相應的降低了的遠磁場B，如圖1所示。特別地，圖3示出在用4,000安匝電流源4激勵時，根據(jù)圖1所示的實施構成的多級線圈天線1發(fā)射的磁場強度。圖3中進行了兩個磁場測量，一個是沿y軸方向而一個是沿z軸方向離開多級線圈天線1的。軌跡20示出沿y方向測量的磁場強度，而軌跡21示出沿z方向測量的磁場強度。近場23定義為距離多級線圈天線的中心24在15厘米以內(nèi)的區(qū)域。相應地，遠場25定義為距離多級線圈天線的中心24超過30厘米的區(qū)域。如同圖3中的圖表可見，在距多級線圈天線的中心24于15厘米處，在近場23測量的磁場強度范圍是，在軌跡20內(nèi)測量的約19奧斯特，到在軌跡21中在天線的正上方測量的50奧斯特。然而，顯然地，在距離多級線圈天線的中心24有30厘米處在遠場25測量的磁場強度，在軌跡20中測量時為5奧斯特。
相對比，圖4示出具有單方向繞在磁芯上的線圈的常規(guī)的EAS激活/失活天線發(fā)射的磁場強度。如同圖4中的圖表可見，在距常規(guī)天線的中心34于15厘米處，在近場33中測量的磁場強度范圍是，在軌跡30內(nèi)測量的約76奧斯特，到在軌跡31中在天線的正上方測量的71奧斯特。然而，在距離常規(guī)天線的中心34于30厘米處，在遠場35測量的磁場強度，在軌跡30和31中測量時都是約20奧斯特。因此圖3中測量的磁場代表降低到四分之一的遠場25(圖4中的35)磁場強度。相反，在近場23(圖4中的33)中測量的磁場強度，盡管降低了，還是保持在足以激活和失活EAS標志器的水平。從而電流源提供的電流可以激勵線圈產(chǎn)生顯著的近磁場和降低了的遠磁場。
參見圖5，示出現(xiàn)有技術繞制的具有單方向線圈繞線的天線49的磁場通量圖形。箭頭50和51表示從天線49發(fā)出的磁通，一般地指向彼此相同的方向，并且指向圖左側。箭頭52、53代表的磁通相似地一般地指向彼此相同的方向，并且指向圖的右側。如果移動得離開圖遠些，顯然當分別沿y軸和z軸測量時，由于天線49，箭頭代表的磁通50、51和52、53將和在一起形成凈合遠磁場。
參見圖6，圖中示出根據(jù)本發(fā)明制造的天線1的磁場通量圖形。箭頭54和55表示從天線1發(fā)出的磁通，一般地指向彼此相反的方向，并且分別指向圖左側和右側。箭頭56和57代表的磁通相似地一般地指向彼此相反的方向，并且分別指向圖上側和下側。如果移動得離開圖遠些，顯然當分別沿y軸和z軸測量時，由于天線1，箭頭代表的磁通彼此相消不形成凈合遠磁場。圖5和6圖示出當根據(jù)本發(fā)明制造的天線時如何降低遠磁場。
應當理解，本文中使用的語句和術語是用于闡述的目的，而不是用于限制的目的。因此本發(fā)明打算包括落入所附權利要求書的精神和廣義范圍內(nèi)的所有變通、修改和等同。
權利要求
1.電子物品監(jiān)視(EAS)天線，用于激活或失活EAS標志器，包括磁芯；沿第一繞線方向繞所述磁芯繞制的第一線圈，和沿與第一繞線方向相反的第二繞線方向繞所述磁芯繞制的第二線圈；以及操作地連接到所述第一和所述第二線圈上的電流源，用于提供電流以激勵所述第一和所述第二線圈，以產(chǎn)生顯著的近磁場和降低了的遠磁場。
2.如權利要求1所述的天線，其特征在于，所述磁芯是矩形磁芯。
3.如權利要求1所述的天線，其特征在于，所述磁芯用鐵粉形成。
4.如權利要求1所述的天線，其特征在于，所述第一和第二線圈包括單線形成所述第一線圈和所述第二線圈，所述第一和所述第二線圈每個都成螺旋形繞所述磁芯繞制，第一線圈有第一繞線方向，而第二線圈有與所述第一繞線方向相反的第二繞線方向。
5.如權利要求1所述的天線，其特征在于，所述的線圈安排包括形成所述第一和所述第二線圈的第一線，成螺旋形繞所述磁芯的x軸繞制，所述第一線圈有第一繞線方向，而第二線圈有與所述第一繞線方向相反的第二繞線方向；以及形成第三和第四線圈的第二線，所述第三和所述第四線圈每個都成螺旋形繞所述磁芯的z軸繞制，所述第三線圈有第三繞線方向，而第四線圈有與所述第三繞線方向相反的第四繞線方向。
6.在EAS標志器天線中同時地抑制遠磁場和增強近磁場的方法，包括步驟第一，成螺旋形繞磁芯一個軸沿第一繞線方向繞制第一線圈；第二，成螺旋形繞磁芯的該軸沿與第一繞線方向相反的繞線方向繞制第二線圈；把所述第一和第二線圈結合形成線圈組件；以及向所述線圈組件提供電流，以激勵所述線圈組件產(chǎn)生顯著的近磁場和降低了的遠磁場。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，還含有步驟第三，成螺旋形繞所述磁芯的第二軸沿第三繞線方向繞制第三線圈；第四，成螺旋形繞所述磁芯的第二軸沿與所述第三繞線方向相反的繞線方向繞制第四線圈；以及，把所述第三和第四線圈加入到所述線圈組件。
8.在EAS標志器天線中同時地抑制遠磁場和增強近磁場的方法，包括步驟成螺旋形繞磁芯一個軸沿第一繞線方向繞線；反轉所述的第一繞線方向，并且成螺旋形繞所述磁芯的所述軸沿與所述第一繞線方向相反的第二繞線方向繞所述線；以及向所述線提供電流，以激勵所述線產(chǎn)生顯著的近磁場和降低了的遠磁場。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括步驟成螺旋形繞所述磁芯的第二軸沿第三繞線方向繞第二線；反轉所述的第二繞線方向，并且成螺旋形繞所述磁芯的所述第二軸沿與所述第三繞線方向相反的第四繞線方向繞所述第二線；以及向所述第二線提供所述電流，以相繼地激勵所述第一和第二線產(chǎn)生顯著的近磁場和降低了的遠磁場。
10.如權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括在所述提供的步驟中把EAS標志器置于所述EAS標志器天線的近磁場中，其中所述提供的步驟可以激活或失活所述EAS標志器同時產(chǎn)生降低了的遠磁場。
11.如權利要求7所述的方法，其特征在于，還包括在所述提供的步驟中把EAS標志器置于所述EAS標志器天線的近磁場中，其中所述提供的步驟可以激活或失活所述EAS標志器同時產(chǎn)生降低了的遠磁場。
12.如權利要求8所述的方法，其特征在于，還包括在所述提供的步驟中把EAS標志器置于所述EAS標志器天線的近磁場中，其中所述提供的步驟可以激活或失活所述EAS標志器同時產(chǎn)生降低了的遠磁場。
13.如權利要求9所述的方法，其特征在于，還包括在所述提供的步驟中把EAS標志器置于所述EAS標志器天線的近磁場中，其中所述提供的步驟可以激活或失活所述EAS標志器同時產(chǎn)生降低了遠磁場。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的EAS激活/失活天線，包括磁芯；線圈安排，所述線圈安排具有至少兩個成螺旋形繞磁芯繞制的線圈，第一線圈有第一繞線方向，而第二線圈有與第一繞線方向相反的第二繞線方向；以及操作地連接到線圈安排上的電流源。由于本發(fā)明的安排，電流源提供的衰減的或穩(wěn)態(tài)的，交變的或直流的電流可以激勵所述線圈安排，以產(chǎn)生用于EAS標志器的激活或失活顯著的近磁場和降低了的遠磁場。
文檔編號G08B13/24GK1475003SQ01818815
公開日2004年2月11日 申請日期2001年11月13日 優(yōu)先權日2000年11月14日
發(fā)明者魯埃爾·A·埃利, 羅納德·B·埃斯特, B 埃斯特, 魯埃爾 A 埃利 申請人:傳感電子公司