專利名稱：射頻識(shí)別裝置用的微帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及射頻識(shí)別(RFID)裝置，更具體地說，涉及到RFID裝置 用的微帶貼片天線及其制造方法。
背景技術(shù)：
RFID裝置可用于多種不同的應(yīng)用中，包括，例如監(jiān)控、編目以及跟蹤項(xiàng) 目。RFID系統(tǒng)典型地包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及傳送應(yīng)答器或"標(biāo)簽"；自標(biāo)簽接收數(shù)據(jù) 詢問器或"閱讀器"；以及將由詢問器接收的數(shù)據(jù)傳送到一信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信 網(wǎng)絡(luò)。
RFID標(biāo)簽通常具有一標(biāo)簽天線和一集成電路(IC)。標(biāo)簽天線可用多種材 質(zhì)構(gòu)成，包括銀、銅和鋁，而且可被印刷(例如絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、苯胺印 刷)、蝕刻、壓印或者生長。標(biāo)簽如包括一內(nèi)部電源則為"主動(dòng)型"，如果其自 一諸如詢問器的外部電源接收電力則為"被動(dòng)型"。電池輔助式標(biāo)簽(BATs)為 一種被動(dòng)型標(biāo)簽，其使用一內(nèi)部電源來驅(qū)動(dòng)該IC以及用一外部電源給射頻傳 輸以動(dòng)力。
在一二端IC中， 一端一般與一偶極天線的一第一極連接，而另一端則與 該偶極天線的一第二極連接。在一四端IC中， 一對端子與一第一偶極天線連 接，而另一對端子則與一第二偶極天線連接。兩偶極天線一般是平面型且于空 間正交型，其可提供極化和定向分集。
RFID詢問器具有一詢問器天線和使用射頻信號(hào)以遠(yuǎn)程地從處于有效范圍
內(nèi)的標(biāo)簽獲得數(shù)據(jù)。更具體地說，標(biāo)簽通過調(diào)制標(biāo)簽天線的散射參數(shù)來與詢問
器通信。例如，該IC呈現(xiàn)一阻抗，其為天線阻抗的復(fù)共軛；因此， 一半的射 頻能量會(huì)送到該IC，而一半會(huì)散射或再幅射入空間內(nèi)。然而，將兩饋電點(diǎn)縮短 的一偶極天線實(shí)際上為一具有共振長度的金屬線。共振頻率的射頻能量在共振 金屬線中感生電流。由于金屬線為一良導(dǎo)體，很少能量會(huì)變成熱，而幾乎所有 的射頻能量會(huì)散射。通過調(diào)制其阻抗，被動(dòng)型標(biāo)簽的IC可改變標(biāo)簽所散射的 能量。詢問器檢測這種反向散射能量的幅度或相位的變化，從而檢測到標(biāo)簽中 信號(hào)。
RFID系統(tǒng)在一系列不同的頻率上工作，包括低頻(LF)—典型地大約為 125-135 KHz;高頻(HF)—典型地大約為13.56 MHz;超高頻(UHF)—典型地 大約為315MHz、 433 MHz或900 MHz;以及微波無線電頻帶一典型地大約 為2.4至5.8 GHz。在LH和HF頻率時(shí)，標(biāo)簽天線典型地通過電抗近場的 一磁分量與詢問器天線耦合，其中兩天線皆典型地配置成為一共振電路中的線 圈。然而，用于近場系統(tǒng)的典型天線的線性尺寸一般地只為波長的幾分之一， 所以其為不良的電磁幅射體和接收器。因此，有效的工作范圍可能限于離詢問 器天線僅僅幾英寸。這樣短的讀出距離在許多應(yīng)用中為極大的缺點(diǎn)。
在超高頻和微波頻率下，標(biāo)簽天線典型地通過一輻射遠(yuǎn)場與詢問器天線耦 合，其使用的電磁(EM)波可傳播距離一般超過幾個(gè)波長。因此，有效的工作 范圍可高達(dá)二十英尺或以上。不過，與HF頻帶相比，在該些較高頻帶上的電 磁波的幅射和接收受該些天線的直接環(huán)境中的障礙物和物質(zhì)的影響會(huì)大得多。 尤其是，將標(biāo)簽附于包含金屬或水的金屬物件或容器時(shí)很成問題。
許多超高頻RFID標(biāo)簽設(shè)有共振偶極天線。眾所周知，偶極天線具有良好 自由空間特性、具有--合適的波形因數(shù)以及容易設(shè)計(jì)和制造。不過，當(dāng)放置在 一諸如水的高損耗和/或高介電材料或是在一諸如金屬的導(dǎo)體的附近時(shí)，偶極天 線的性能會(huì)大大地降低。這通常會(huì)稱為"金屬/水問題"，而其出現(xiàn)歸因于介電 材料改變天線的電磁特性，其使天線的共振頻率和效率的改變。更具體地說， 當(dāng)一偶極天線在一導(dǎo)體附近放置時(shí)，天線的運(yùn)作從一 "自由空間共振器"變成
一 "體積共振器"，其次在很多方式影響了天線的性能。如果天線不再共振，其 在輻射及接收射頻能量的效率會(huì)減低。天線頻帶寬度會(huì)變得較窄，以致于天線 只在極小頻率范圍內(nèi)才有效。如果天線是用來在該窄頻帶之外工作，則其性能 將會(huì)被降低。此外，隨著天線共振頻率的變化，天線的特性阻抗也會(huì)改變。這 會(huì)因天線和IC之間的有效功率傳遞降低，而進(jìn)一步使性能降低。另外，如果 介電材料是有損耗的(例如水)，介電損耗會(huì)進(jìn)一步促使天線性能的降低。另外， 如果天線非常接近金屬，天線的導(dǎo)電損耗將變得更顯著，尤其是當(dāng)其并不是在
其共振頻率下工作時(shí)。有人業(yè)己提出對這些問題的各種不同的解決方案，但這 些方案都具有一或多種缺陷和缺點(diǎn)。
有些RFID標(biāo)簽設(shè)有微帶天線。微帶天線為一種天線，其包括一與一基片
的一面結(jié)合的薄的金屬導(dǎo)體以及一與該基片的另一面結(jié)合的接地平面。微帶天
線主要起體積共振器作用，其基本上不同通常設(shè)有于超高頻RFID標(biāo)簽的偶極 天線。通常，裝有微帶天線的標(biāo)簽還包括一饋電結(jié)構(gòu)和匹配電路。天線、饋電 結(jié)構(gòu)以及匹配電路專門設(shè)計(jì)成與基片一起工作，而接地平面則使天線與其所附 的材料電絕緣。
典型的微帶饋電結(jié)構(gòu)包括一同軸饋電、微帶(共面)饋電、鄰近耦合微帶 饋電、口徑耦合微帶饋電、或共面波導(dǎo)饋電。在每一情況下，天線與單一不平 衡傳輸線耦合。
所述單一不平衡傳輸線饋電結(jié)構(gòu)有兩種常見的例外。第一種例外涉及一共 平面形波導(dǎo)(CPW)，其通常用在平衡饋電上以激勵(lì)波導(dǎo)。CPW典型地通過在 接地平面中劃槽線來構(gòu)成并且需要精確對準(zhǔn)，其會(huì)大大地增加制造成本。此外， 劃線的接地平面不適用于許多RFID應(yīng)用，其中標(biāo)簽用來直接安裝在金屬上。
第二種例外是對兩種饋電用在一正方形或圓形微帶天線上，其中一種饋電 相對于另一饋電的相位差為90度。這可能是做了邊緣饋電微帶傳輸線(饋給 兩不同邊緣)或兩同軸探針(沿不同的軸饋給)以便可實(shí)現(xiàn)天線的圓極化。該雙 饋電結(jié)構(gòu)通常從一分開的單一饋電，其具有的一后分的傳輸線比另一傳輸線長 四分之一波長，就可實(shí)現(xiàn)90度的相位差。
以現(xiàn)有的微帶天線為基的RFID標(biāo)簽的制造極復(fù)雜。這至少部份地歸因于
要引出一物理連接，例如一種在IC和接地平面之間為IC提供一電基準(zhǔn)的通 路。最后所得到的非平面連接結(jié)構(gòu)使制造復(fù)雜性大大地增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種RFID標(biāo)簽用的改進(jìn)的微帶貼片天線、饋電結(jié)構(gòu)和匹 配電路，其包括一平衡饋電設(shè)計(jì)、 一雙端饋電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 一組合式近場/遠(yuǎn)場設(shè) 計(jì)、 一雙重天線設(shè)計(jì)以及一環(huán)形設(shè)計(jì)來克服上述和其它問題。在該種情況下， 本發(fā)明使采用商品、成本產(chǎn)品，諸如鑲嵌體，以及商品、低成本接合方法，諸 如標(biāo)簽粘貼器和織物變換。
平衡饋電設(shè)計(jì)使用的平衡饋電通過一虛擬短接線耦合以在兩饋電之間的 一半的距離形成一虛擬短線以便排除將基片與接地平面作物理連接的需要。在 該設(shè)計(jì)的一實(shí)施例中，該標(biāo)簽包括微帶天線、與該微帶天線的一非輻射邊緣耦 合且彼此的相位差為180度的第一和第二饋電以及使該第一和第二饋電耦合 到一 IC的匹配電路，其中該匹配電路包括使該第一和第二饋電耦合在一起的 短接線。
雙端饋電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用一通過在不同頻率下共振的匹配電路與兩貼片天 線連接的四端IC以便提供定向和極化分集。在該設(shè)計(jì)的一實(shí)施例中，該標(biāo)簽
包括第一和第二貼片天線； 一具有第一和第二對端子的IC; 一用于將第一貼
片天線耦合到IC上的第一對端子的第一匹配電路，其中第一匹配電路在一第 一頻率共振；以及一用于將第二貼片天線耦合到IC上的第二對端子的第二匹 配電路，其中第二匹配電路在一第二頻率共振。在一實(shí)施例中，第一天線為可 在由基片分隔的接地平面上工作的微帶天線以及第二貼片天線為可與在自由 空間中基片一起工作的偶極天線。在一實(shí)施例中，第一頻率和第二頻率相同。
組合式近場/遠(yuǎn)場設(shè)計(jì)使用為遠(yuǎn)場作業(yè)提供電磁耦合的微帶天線以及為近 場作業(yè)提供電感耦合的環(huán)形匹配電路。在該設(shè)計(jì)的一實(shí)施例中，該標(biāo)簽包括為 遠(yuǎn)場作業(yè)提供電磁耦合的微帶天線；IC;以及使該微帶天線與該IC耦合的匹 配電辨，其中該匹配電路具有足夠大的環(huán)形形狀以為近場作業(yè)提供電感耦合。
雙重天線設(shè)計(jì)使用第一和第二微帶天線以在附于一圓柱形或圓錐形物體
時(shí)提供定向分集；以及一保護(hù)性覆蓋片。在該設(shè)計(jì)的一實(shí)施例中，該標(biāo)簽包括 一包括一基片和一接地平面的第一層； 一包括第一和第二微帶天線的第二層， 而且每一天線向該第二層的不同邊延伸；一IC;以及分別將第一和第二微帶天 線耦合到該IC的第一和第二匹配電路；以及一包括一用于保護(hù)第二層免受工 作環(huán)境的不利條件諸如物理碰撞或高溫的影響的覆蓋片的第三層。該第三層的 覆蓋片介電值比該第一層的基片的高。
環(huán)形設(shè)計(jì)尤其適用于靠近心柱的一金屬圓柱的頂部。在該設(shè)計(jì)的一實(shí)施例 中，該標(biāo)簽包括一具有帶內(nèi)緣和外緣的環(huán)形的微帶天線；一 IC; 一將該微帶 天線耦合到該IC的匹配電路。在另一實(shí)施例中，該匹配電路與環(huán)形天線的內(nèi) 緣或外緣耦合。在一實(shí)施例中，環(huán)形可以是圓形或多邊形。
應(yīng)該明白，為了達(dá)到最大的效益，可以把任何兩個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)組合在一起。 以下將會(huì)對本發(fā)明的這些和其它的特征作更詳細(xì)的敘述。


以下的附圖構(gòu)成本說明書的一部份以及用于進(jìn)一步說明本發(fā)明的若干方 面。該些附圖只作為范例而不作為對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制。
圖1所示為本發(fā)明的改進(jìn)可以加以應(yīng)用的典型RFID標(biāo)簽的立體圖； 圖2所示為一可用于實(shí)施本發(fā)明的改進(jìn)的典型微帶天線的平面圖； 圖3所示為具有第一和第二饋電結(jié)構(gòu)的微帶天線的平面圖； 圖4所示為具有以偶模驅(qū)動(dòng)的第一和第二平衡饋電結(jié)構(gòu)的微帶天線的平 面圖5所示為具有以奇模驅(qū)動(dòng)的第一和第二平衡饋電結(jié)構(gòu)的微帶天線的平面圖6所示為具有業(yè)己與傳輸線一起延伸的第一和第二平衡饋電結(jié)構(gòu)的微 帶天線的平面圖7所示為具有與一包括第一和第二傳輸線的匹配電路耦合的第一和第 二平衡饋電結(jié)構(gòu)的微帶天線的平面圖8所示為具有通過一短接線耦合的第一和第二平衡饋電結(jié)構(gòu)的微帶天
線的平面圖9所示為具有通過一短接線耦合的第一和第二平衡饋電結(jié)構(gòu)的微帶天 線的平面圖10所示為具有與天線不對稱地耦合的第一和第二饋電的微帶天線的平 面圖11所示為具有通過一短接線耦合的第一和第二不對稱平衡饋電的天線 的平面圖11A所示為一兩不同頻率共振的二元微帶天線的平面圖11B所示為一兩不同頻率共振的二元微帶天線、 一平衡饋電結(jié)構(gòu)以及
一短接線匹配電路的平面圖12所示為與一四端IC耦合用的一第一微帶天線和一第二微帶天線的
平面圖13所示為與一四端IC耦合用的一微帶天線和一偶極天線的平面圖； 圖14所示為一具有一與天線的內(nèi)緣耦合的匹配電路的環(huán)形天線平面圖； 圖15所示為一具有一與天線的外緣耦合的匹配電路的環(huán)形天線平面圖； 圖16所示為一具有槽的環(huán)形多邊形天線的平面圖；以及 圖17所示為一包括一覆蓋層的三層式RFID標(biāo)簽的截面正視圖。
具體實(shí)施例方式
在此參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)較佳實(shí)施例對一 RFID標(biāo)簽被出敘 述、說明及揭示等等。更具體地說，本發(fā)明涉及改進(jìn)的微帶貼片天線、饋電結(jié) 構(gòu)以及RFID標(biāo)簽用的匹配電路設(shè)計(jì)，包括一平衡饋電設(shè)計(jì)、 一雙端饋電結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)、 一組合式近場/遠(yuǎn)場設(shè)計(jì)、 一雙重天線設(shè)計(jì)以及一環(huán)形設(shè)計(jì)。
參照圖l，所示的標(biāo)準(zhǔn)RFID標(biāo)簽40，或"應(yīng)答器"，包括一接地平面42、 一介電基片44、一微帶天線46、一饋電結(jié)構(gòu)48、一匹配電路50以及一 IC52。 該天線46、饋電結(jié)構(gòu)48以及電路50設(shè)計(jì)成與接地平面42和介電基片44 一起工作以使天線46與標(biāo)簽40所附的材料電絕緣。通常，本發(fā)明的微帶天 線46為貼片型天線而不是偶極型天線。
參照圖2，其示出一標(biāo)準(zhǔn)天線46以論證下文論述中所用的坐標(biāo)系統(tǒng)。該 標(biāo)準(zhǔn)天線46為一具有長度L和寬度W的矩形微帶天線，雖然也可使用其 它的幾何形狀。該標(biāo)準(zhǔn)天線46可包括一具有厚度h、介電常數(shù)^以及損耗角 正切tancJ的基片。沿長軸的實(shí)際距離為x，而x = 0形容的是矩形接線的左 緣以及x = L形容的則是右緣。V(x)和I(x)分別為在點(diǎn)x處的電壓和電流。 為簡單起見，假定縱軸方向上的電流和電壓不變。
可以看出，/(0) = /(丄)=0。還可以看出，滿足該限制條件的第一非無效解
為
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中l(wèi)為在顧及基片的介電常數(shù)和任何彌散場效應(yīng)下的有效波長。同樣 地，沿X軸的電壓分布可如下列般導(dǎo)出
<formula>formula see original document page 15</formula>
如果L>W，則上述方程式描述第一共振模一或TM^模。首先，要注意到 電流在該天線的中央附近具有偶模對稱性，即/(￡/2-;c) = /(L/2 + ;c)。其次， 要注意到電壓在該天線的中央附近具有奇模對稱性，即 F(〃2 —= —K(Z/2 + x)。其三，在天線中部，/(丄/2) = /。禾U r(L/2) = 0,因此， 阻抗Z(Z/2) = 0。頭兩個(gè)觀察數(shù)據(jù)用于設(shè)計(jì)平衡饋電，而第三個(gè)則用于設(shè)計(jì)不 平衡饋電和用于隨后的分析。
該標(biāo)準(zhǔn)RFID標(biāo)簽40以及標(biāo)準(zhǔn)天線46的提供是為促進(jìn)下文的論述而不 是限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
具有平衡饋電的微帶天線
正如所述，制造微帶天線的復(fù)雜性至少部份地歸因于需要將IC52接地， 其大體涉及在IC52和接地平面42之間產(chǎn)生一物理連結(jié)。藉由一平衡饋電設(shè) 計(jì)可避免此問題，其使用通過一短接線耦合的平衡饋電以在兩饋電之間中途產(chǎn) 生一虛擬短路以排除將基片與接地平面作物理連結(jié)的需要。在該設(shè)計(jì)的一實(shí)施
例中，該標(biāo)簽包括微帶天線、與微帶天線的一非輻射邊緣耦合且彼此的相位差 為180度的第一和第二饋電以及一將該第一和第二饋電耦合到一 IC的匹配 電路，其中該匹配電路包括-一將該第一和第二饋電耦合在一起的短接線。產(chǎn)生 的標(biāo)簽可以全然為平面型，即沒有將一平面連接到另一平面的結(jié)構(gòu)，其可大大 地簡化生產(chǎn)。在 實(shí)施例中，該第一和第二饋電包括微帶傳輸線。
更具體地說，參照圖3，將一饋電附于一矩形微帶天線的一個(gè)方式為將該 饋電置于一離貼片中央若干距離F的非輻射邊緣上，例如，在、=丄/2-F。 該饋電可在一選擇的點(diǎn)處耦合該非輻射邊緣以致于Z(Z/2-。-Z。，,，其中Z。,, 為饋電傳輸線的特性阻抗。注意，由于對稱性，點(diǎn)12=丄/2 + ^將同樣地適用。 在不同約束和目標(biāo)之下，沿該非輻射邊緣的其它點(diǎn)也可能適用。
通過觀察RFID標(biāo)簽中的對稱性，可分析在兩饋電點(diǎn)x,和x2之間的關(guān) 系。在兩者具有幾乎相同阻抗時(shí)，其電壓的時(shí)變特性則相反，或等同于具有相 位差180度。因此，流經(jīng)饋電的電流的方向相反，或等同于具有相位差180度。 所以，該兩饋電可被視為具有相位差180度。
公式化電流和電壓特性的另一方式為使用偶模和奇模分析。參照圖4，在 偶模(同相)中的饋電點(diǎn)x,和x2在矩形貼片中部產(chǎn)生一開路。如果天線在 偶模中驅(qū)動(dòng)，就不會(huì)激勵(lì)TM。.,共振模。參照圖5，如果饋電點(diǎn)；c,和x2在 奇模中驅(qū)動(dòng)，則在矩形貼片中部會(huì)產(chǎn)生一虛擬短路，并且會(huì)激勵(lì)TMo,,共振模。 因此，奇模分析足以描述矩形貼片于TM。，,共振附近的頻率下的狀態(tài)。同樣正 確的是，對于矩形貼片中的一具有一也會(huì)被激勵(lì)的TMw模的接近正方形貼片， 則奇模分析不足以描述其特性，因此，其要接受不同的分析。
點(diǎn)；c,的端口阻抗可限定如下
<formula>formula see original document page 16</formula>
其中為于位置相對于接地的電壓。根據(jù)分析，可限定一新端口 尸12，其通過點(diǎn)和x,來限定。端口 P12的阻抗可限定如下
因?yàn)槠婺ΨQ性，所以可示出
<formula>formula see original document page 17</formula>
參照圖6,如果長度為/的傳輸線以一對稱的方式自饋電延伸，就可保持
奇模對稱性。在點(diǎn)x;和x4的輸入阻抗可用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸線方程式來變換。如果
Z。為傳輸線的特性阻抗，而/為傳輸線的長度，則: <formula>formula see original document page 17</formula>Z(x4)的公式相類似。奇模對稱性可以保持，因此，可用奇模分析來描述 天線。如果傳輸線以一對稱的方式進(jìn)一步延伸，就可保持奇模對稱性以及奇模 分析就足以描述電路。此外，ZM=2Z(x3) = 2Z(x4)繼續(xù)有效。
根據(jù)上述的奇數(shù)對稱性分析， 一匹配電路可在全然沒有傳輸線下構(gòu)造。參 照圖7，在最簡化的電路中，只有傳輸線變換阻抗。在此實(shí)施例中，天線和匹 配電路為一阻抗約為34 + /110Q的IC而設(shè)計(jì)，介電質(zhì)的厚度大約為0.062英 吋，同時(shí)￡, =2.41和tan5 = 0.0035 。
參照圖8， 一單短接線匹配電路也可用傳輸線來構(gòu)造。在一實(shí)施例中，饋 電點(diǎn)延伸長度達(dá)/1。長度為/2的傳輸線構(gòu)成一耦合饋電點(diǎn)的短接線56，而且 可繼而通過長度為/3的另一傳輸線變換。長度為/2的傳輸線端結(jié)在一虛擬短 路，使用與上文所用相同的奇模分析就可將其示出。通過選擇饋電點(diǎn)阻抗以及 傳輸線的長度和寬度，基本上給端口 P56任何阻抗都可行。
IC可通過該端口耦合匹配電路。參照圖9，在一實(shí)施例中，該IC阻抗的 復(fù)共軛通過端口尸56展示。
還可設(shè)想其它的匹配電路結(jié)構(gòu)。例如，錐形線匹配電路、開路短線匹配電 路、多重短接線或開路短線匹配電路、或多節(jié)式串聯(lián)傳輸線匹配電路、或其它 的匹配電路幾何結(jié)構(gòu)皆可與天線耦合。
正如所述，矩形貼片天線的中部為零電壓(K(￡/2) = 0)。 一具有零電壓的 良導(dǎo)體實(shí)際上為一短路。因此，矩形貼片天線的中部可用作為接地的一虛擬基 準(zhǔn)。該饋電可以兩用第一，提供一電基準(zhǔn)給一 IC的一端，以及第二，作為
一短接線的基準(zhǔn)以構(gòu)造一匹配電路，諸如圖10所示的一矩形貼片天線上的短 接線匹配電路。要注意到其它的匹配電路將會(huì)適用，包括而不限于，傳輸線、 階形傳輸線、多重階形傳輸線、錐形傳輸線、階形和錐形傳輸線的組合、具有 單短線或多短線的短接線。
在另一實(shí)施例中， 一天線的兩饋電對齊以致于其既非平衡也非不平衡，但 最好是沿天線的非輻射邊緣非對稱地設(shè)置。圖11示出一平衡饋電短接線匹配 電路的一實(shí)施例。雖然該饋電結(jié)構(gòu)對于某些天線設(shè)計(jì)是可行的，但不對稱饋電 可能不如對稱饋電那樣有效。
參照圖11 A，所示的兩在不同頻率共振的天線46a、46b具有一單平衡饋 電48和相稱的匹配電路50。更具體地說，兩矩形微帶天線46a、 46b配置成 相交以致于形成一交叉，以使兩者雙共振和雙極化。在一實(shí)施例中，該第一天 線46調(diào)諧成于大約867 MHz下共振并且具有第一極化，而第二天線46b則 調(diào)諧成于大約915 MHz下共振并且具有第二極化。第一矩形46a于867 MHz 時(shí)形成一共振天線，而第二矩形46b的共振頻率則充分地遠(yuǎn)遠(yuǎn)隔離以致于基 本上不會(huì)被激勵(lì)，所以其充當(dāng)一寬的傳輸線。該拿走第二矩形46b的饋電因 而基本上為一電接地。因此，饋電結(jié)構(gòu)48于867 MHz的運(yùn)作接近一平衡饋 電的運(yùn)作，其中一饋電取自天線(接地)的中心。同樣地，第二矩形46b于915 MHz下共振而第一矩形46a則充當(dāng)一自接地的寬的傳輸線。此外，該饋電結(jié) 構(gòu)48如一平衡饋電般運(yùn)作，其中一饋電是取自天線(接地)的中心。
參照圖11B，所示為一多單元46a、 46b貼片天線和平衡饋電48a、 48b， 其與一使天線可多頻共振的共短接線匹配電路50耦合。該設(shè)計(jì)具有雙共振狀 態(tài)，其中一共振頻率約為865 MHz，而第二個(gè)則約為915MHz。于915MHz下 的狀態(tài)為偶模，其中在兩天線單元46a、 46b的電流會(huì)變成不同相，因此，天 線的幅射圖并不是與平面成正交，而是具有成大約45度角的兩波瓣。
具有雙端饋電結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線
正如所述，四端IC可與雙偶極天線連接，其一對端子會(huì)與一第一偶極天 線連接，而另一對端子則連接一與第一偶極天線正交的第二偶極天線。由于幅 射圖接近球形，標(biāo)簽可從任何方向幾乎同樣地閱讀。此外，該雙偶極設(shè)計(jì)朝兩
個(gè)方向線性地極化，導(dǎo)致極化分集，其可用來與使用線性極化天線的詢問器相 合。然而， 一微帶天線在接地平面的方向上具有很小或甚至沒有幅射，因此一 個(gè)雙偶極天線通常并不具有實(shí)現(xiàn)定向分集的用途。
與其使用兩端口裝置于特定分集，不如將兩端口用于頻率分集。這可通過 一雙端饋電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成，其使用一通過于不同頻率共振的匹配電路與矩形貼 片天線連接的四端IC以提供定向和極化分集。在該設(shè)計(jì)的一實(shí)施例中，標(biāo)簽 包括第一和第二貼片天線； 一具有第一和第二對端子的IC; 一用于將第一貼 片天線耦合到IC上的第一對端子的第一匹配電路，其中第一匹配電路在一第 一頻率共振；以及一用于將第二貼片天線耦合到IC上的第二對端子的第二匹 配電路，其中第二匹配電路在一第二頻率共振。在一實(shí)施例中，第一天線為一 可在一通過一基片分隔的接地平面上工作的微帶天線以及第二貼片天線為一 可與基片在自由空間中工作的偶極天線。在一實(shí)施例中，第一頻率和第二頻率 相同。
更具體地說，由于薄的微帶天線傾向于具有窄頻帶寬度，所以可使用多單 元天線結(jié)構(gòu)。參照圖12，在一實(shí)施例中，該四端IC包括一對通過一在一頻率 (例如，915 MHz)共振的匹配電路50a與一第一天線46a耦合的端子；以及 另一對通過一在一第二頻率(例如，866 MHz)共振的匹配電路50b與一第二 天線46b耦合的端子。兩天線皆可使用平衡饋電和一短接線匹配電路耦合到 該IC。
基片的使用對一微帶天線的共振狀態(tài)的影響不同于其對一偶極天線或其 它沒有接地平面的天線的共振狀態(tài)的影響。所以具有一可與一在一接地平面上 的基片一起運(yùn)作以及在沒有一接地平面下運(yùn)作的RFID標(biāo)簽是有用的。
參照圖13，在一實(shí)施例中，兩不同的天線與IC耦合。第一天線為一設(shè)計(jì) 成在一通過一基片分隔的接地平面上工作的微帶天線，而第二天線為一設(shè)計(jì)成 與所述基片在自由空間中一起工作的偶極天線。兩天線可調(diào)諧到相同或不同的 共振頻率。
近場和遠(yuǎn)場作業(yè)用的微帶天線
術(shù)語"近場"和"遠(yuǎn)場"通常限定如下假定D為一天線的最大尺度，而
入則為所關(guān)注的頻率的自由空間波長(對于915 MHz而言為33cm)。比2D2/^ 更近的空間區(qū)域通常被認(rèn)定為近場區(qū)域，而遠(yuǎn)于2D2/X的空間區(qū)域通常被認(rèn)定 為遠(yuǎn)場區(qū)域。
在近場區(qū)域，磁場或電感場傾向于占優(yōu)。天線的電感場強(qiáng)度隨1/d3而下 降，其中d為距離。RFID系統(tǒng)內(nèi)的近場通信通常用電感耦合來進(jìn)行，其利用 位于天線附近的強(qiáng)磁場。電感耦合可通過使用線圈來增加。因此，對于近場通 信，詢問器和標(biāo)簽通常采用某種呈一環(huán)形天線的形式。
在遠(yuǎn)場區(qū)域中，電磁場傾向于占優(yōu)，其為傳播場。RFID系統(tǒng)內(nèi)的遠(yuǎn)場通 信通常用電磁耦合來進(jìn)行，比較像一雷達(dá)系統(tǒng)。通常，RFID詢問器天線為一 微帶天線，而RFID標(biāo)簽天線為某種偶極天線，其中兩天線皆可有效地將能量 輻射入遠(yuǎn)場。
組合近場/遠(yuǎn)場的以偶極為基的RFID標(biāo)簽不適合于與一接地平面合作，就 如遠(yuǎn)場的以偶極為基的RFID標(biāo)簽同樣不適合于一接地平面附近好好地工作。 由于貼片天線通常為實(shí)心并且常常很寬(例如， 一矩形)，其通常不是一好的電 感耦合源。
該問題可通過一組合式近場/遠(yuǎn)場設(shè)計(jì)來避免，其使用一提供電磁耦合的微 帶天線進(jìn)行遠(yuǎn)場作業(yè)以及一提供電感耦合的環(huán)形匹配電路進(jìn)行近場作業(yè)。在該 設(shè)計(jì)的一實(shí)施例中，該標(biāo)簽包括一提供電磁耦合的微帶天線進(jìn)行遠(yuǎn)場作業(yè)；一 IC;以及一耦合該微帶天線與該IC的匹配電路，其中該匹配電路具有足夠大 的環(huán)形形狀以提供電感耦合進(jìn)行近場作業(yè)。
圖14-16所示為組合式近場/遠(yuǎn)場標(biāo)簽的實(shí)施例，下文中會(huì)對其作更詳細(xì)敘 述。圖9中的匹配電路產(chǎn)生一面積小的環(huán)路。通過將環(huán)路修改成具有一大得 多的面積，例如正如圖14所示，則近場和遠(yuǎn)場功能皆可獲得。更具體地說， 環(huán)路提供充份的電感耦合作近場作業(yè)，而主微帶天線則提供充份的電磁耦合作 遠(yuǎn)場作業(yè)。
圓柱形或圓錐形物體用的微帶天線陣列
有時(shí)候，必需將標(biāo)簽附于一金屬圓柱體或圓錐體。不幸的是，如果一用于 此的傳統(tǒng)標(biāo)簽位于圓柱體或圓錐體的另一邊，從詢問器而言，其可能會(huì)不可讀。
該問題可通過一雙重天線設(shè)計(jì)來避免，其使用第一和第二微帶天線以在附 于一圓柱形或圓錐形物體時(shí)提供定向分集；以及一保護(hù)性覆蓋片。參照圖17， 在該設(shè)計(jì)的一實(shí)施例中，該標(biāo)簽包括一包括基片和接地平面的第一層60; — 包括第一和第二微帶天線的第二層62，而且每一天線向該物體的不同側(cè)延伸； 一IC;以及分別將第一和第二微帶天線耦合到該IC的第一和第二匹配電路； 以及一包括一用于保護(hù)第二層免受一工作環(huán)境的一不利條件一諸如物理碰撞 或高溫的影響的覆蓋片66的第三層64。該設(shè)計(jì)達(dá)致充份的定向分集以致于
至少一天線基本上總是可讀，不管圓柱體或圓錐體的方位。
微帶可以短接，加電阻性負(fù)載，或是標(biāo)準(zhǔn)長度(一半波長)，取決于大小和 性能要求。
覆蓋片保護(hù)標(biāo)簽免受與工作環(huán)境相關(guān)的不利條件一諸如物理碰撞或高溫。 該覆蓋片可比底層的基片具有一較高的介電常數(shù)。在一實(shí)施例中，覆蓋片的介
電值低于10;在另一實(shí)施例中，介電值大約相等于或低于6。
為有助于將標(biāo)簽附于圓柱體或圓錐體，所述層可給定一彎曲形狀，其接近 柱面或錐形面的曲率，或可造成為軟性以便在施加時(shí)容易順應(yīng)柱面或錐形面。 具有環(huán)形形狀的微帶天線
正如所述，矩形以外的幾何形狀可用于天線設(shè)計(jì)，視乎特定應(yīng)用的要求。 有時(shí)候，要將標(biāo)簽置于一具有一柄部的金屬圓柱的頂部。矩形天線通常不是十 份適用于該應(yīng)用。
該問題可通過一環(huán)形設(shè)計(jì)來避免，其尤其適合于在一金屬圓柱的頂部繞一 柄部的應(yīng)用。在該設(shè)計(jì)的一實(shí)施例中，該標(biāo)簽包括一具有一帶有一內(nèi)緣和一外
緣的環(huán)形形狀的微帶天線；一 IC; 一將該微帶天線耦合到該IC的匹配電路。 該匹配電路可與環(huán)形物的內(nèi)緣或是外緣耦合。環(huán)形可以是圓形或多邊形。
更具體地說，參照圖14，該匹配電路50可與環(huán)形天線46c的內(nèi)緣耦合。 在一示范性實(shí)施例中，環(huán)形物的外直徑在一大約6.2xl0—2英吋厚且=2.41及 tan = 3.5xl(^的基片上約為86mm。參照圖15,在該些天線圍繞自圓柱體伸 出的柄部來設(shè)置的應(yīng)用中，例如在水瓶和滅火器的情況下，匹配電路可與環(huán)形 天線的外緣耦合。
在某些應(yīng)用中，可能需要一可調(diào)節(jié)的環(huán)形天線。參照圖16，天線的一實(shí) 施例包括用于電流重定向的槽70。較小的天線傾向于在較高的頻率共振，而 且槽可迫使電流蜿蜒而流，使到一較小的天線能以一用其它方式則不可能的較 低頻率共振。此外， 一多邊空心多邊形可用來模擬一圓圈以有助于對天線設(shè)計(jì)
作更精確的計(jì)算器模擬。在一實(shí)施例中，圖16的六角形環(huán)形天線大約長66 mm寬60mm且具有若干槽以及一與天線的內(nèi)緣耦合的短接線匹配電路。
應(yīng)該明白，可以為最大利益而組合上述任何兩種或多種設(shè)計(jì)。例如， 一具 有環(huán)形形狀的微帶天線可設(shè)有平衡饋電結(jié)構(gòu)、雙端饋電結(jié)構(gòu)、或組合式近場/ 遠(yuǎn)場作業(yè)結(jié)構(gòu)。其它組合是有可能的。
根據(jù)本發(fā)明的揭示，本文中所揭示的和權(quán)利要求書中要求保護(hù)的裝置和方 法無需過多的實(shí)驗(yàn)就可實(shí)現(xiàn)。雖然業(yè)已結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作了敘述，但 是在不背離本發(fā)明的概念、精神和保護(hù)范圍的情況下，對本發(fā)明所述的方法以 及方法的步驟或者步驟的順序均可能作出變動(dòng)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而 易見的。故而，應(yīng)該認(rèn)為，所有這樣一些對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的相 似的替換和改型均屬于所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍、精神以及概念之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種射頻識(shí)別應(yīng)答器，其包括微帶貼片天線；第一饋電和一第二饋電，每一饋電皆與所述微帶貼片天線的一邊緣耦合，而且所述第一饋電與所述第二饋電的相位差約為180度；以及匹配電路，其將所述第一饋電和所述第二饋電耦合到集成電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一饋電和所 述第二饋電各自位于距非輻射邊緣大致中心的相對兩側(cè)大致相等的距離以及 位于距非輻射邊緣大致中心的相對兩側(cè)上。
3. 如權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一饋電和所 述第二饋電各自由一或多條微帶傳輸線組成。
4. 如權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述匹配電路包括 與所述第一饋電耦合的第一傳輸線以及與所述第二饋電耦合的第二傳輸線， 而所述第一傳輸線和所述第二傳輸線基本上對稱。
5. 如權(quán)利要求4所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一傳輸線和所述第二傳輸線與所述集成電路耦合。
6. 如權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述匹配電路由與所述第一饋電耦合的第一傳輸線以及與所述第二饋電耦合的第二傳輸線組 成，而所述第一傳輸線和所述第二傳輸線基本上對稱。
7. 如權(quán)利要求1所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述匹配電路包括使所述第一饋電與所述第二饋電耦合以及在所述第一饋電與所述第二饋電之 間形成虛擬短路的傳輸線。
8. 在一種與一物體物理關(guān)聯(lián)以及存儲(chǔ)和交換關(guān)于所述物體的數(shù)據(jù)的射頻識(shí) 別應(yīng)答器中，所述射頻識(shí)別應(yīng)答器具有一微帶貼片天線和一集成電路，其改 進(jìn)包括第一饋電和第二饋電，每一饋電皆與所述微帶貼片天線的一邊緣耦合，而且所述第一饋電與所述第二饋電的相位差約為180度；以及匹配電路，其將所述第一饋電和所述第二饋電耦合到一集成電路，所述 匹配電路包括使所述第一饋電與所述第二饋電耦合以及在所述第一饋電與所 述第二饋電之間形成一虛擬短路的傳輸線。
9. 如權(quán)利要求8所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一饋電和所述第二饋電各自位于距非輻射邊緣大致中心的相對兩側(cè)大致相等的距離以及 位于距非輻射邊緣大致中心的相對兩側(cè)上。
10. 如權(quán)利要求8所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一饋電和所 述第二饋電各自由一或多條微帶傳輸線組成。
11. 如權(quán)利要求8所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述匹配電路由與 所述第一饋電耦合的第一傳輸線以及與所述第二饋電耦合的第二傳輸線組 成，而所述第一傳輸線和所述第二傳輸線基本上對稱。
12. —種射頻識(shí)別應(yīng)答器，其包括 第一貼片天線和第二貼片天線； 具有第一對端子和第二對端子的集成電路；以及使所述第一貼片天線耦合到所述第一對端子的第一匹配電路，其中所述 第一匹配電路在第」頻率共振；以及使所述第二貼片天線耦合到所述第二對端子的第二匹配電路，其中所述 第二匹配電路在第二頻率共振。
13. 如權(quán)利要求12所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述的射頻識(shí)別 應(yīng)答器進(jìn)一步包括對于每一貼片天線來說，第一和第二平衡饋電以及耦合所 述平衡饋電的短接線。
14. 如權(quán)利要求12所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一貼片天 線為可在由基片分隔的接地平面上工作的微帶貼片天線以及所述第二貼片天 線可與自由空間中的所述基片一起工作。
15. 如權(quán)利要求12所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一頻率和 所述第二頻率大致相同。
16. 在一種與一物體物理關(guān)聯(lián)以及存儲(chǔ)和交換有關(guān)所述物體的數(shù)據(jù)的射頻識(shí) 別應(yīng)答器中，其改進(jìn)包括第一貼片天線和第二貼片天線； 具有第一對端子和第二對端子的集成電路；使所述第一貼片天線耦合到所述第一對端子的第一匹配電路，其中所述 第一匹配電路在第一頻率共振；以及使所述第二貼片天線耦合到所述第二對端子的第二匹配電路，其中所述 第二匹配電路在第二頻率共振。
17. 如權(quán)利要求16所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述的射頻識(shí)別 應(yīng)答器進(jìn)一步包括對于每一貼片天線來說，第一和第二平衡饋電以及耦合所 述平衡饋電的短接線。
18. 如權(quán)利要求16所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一貼片天 線為可在由基片分隔的接地平面上工作的微帶貼片天線以及所述第二貼片天 線可與自由空間中的所述基片一起工作。
19. 如權(quán)利要求16所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一頻率和 所述第二頻率大致相同。
20. —種射頻識(shí)別應(yīng)答器，其包括 為遠(yuǎn)場作業(yè)提供電磁耦合的微帶貼片天線； 集成電路；以及使所述微帶貼片天線與所述集成電路耦合的匹配電路，其中所述匹配電 路包括大到足以為近場作業(yè)提供電感耦合的電路環(huán)。
21. 在一種與一物體物理關(guān)聯(lián)以及存儲(chǔ)和交換有關(guān)所述物體的數(shù)據(jù)的射頻識(shí) 別應(yīng)答器中，所述射頻識(shí)別應(yīng)答器具有微帶貼片天線、集成電路以及使所述 微帶貼片天線與所述集成電路耦合的匹配電路，其包括所述匹配電路包括還起近場天線作用的電路環(huán)。
22. —種射頻識(shí)別應(yīng)答器，其包括 第一層，其包括基片和接地平面；第二層，其包括第一和第二微帶貼片天線，而每一貼片天線皆向所述 第二層的不同側(cè)延伸； 集成電路；以及 第一和第二匹配電路，其分別使所述第一和第二微帶貼片天線耦合到集 成電路。
23. 如權(quán)利要求22所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一微帶貼 片天線向所述第二層的第一側(cè)延伸，而所述第二微帶貼片天線則向所述第二 層的相對的第二側(cè)延伸，以便實(shí)現(xiàn)定向分集。
24. 如權(quán)利要求22所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述的射頻識(shí)別 應(yīng)答器進(jìn)一步包括第三層，其包括保護(hù)所述第二層免受工作環(huán)境的不利條件 影響的覆蓋片。
25. 如權(quán)利要求24所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第三層的所 述覆蓋片具有的介電值比所述第一層的所述基片的高。
26. 如權(quán)利要求25所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述覆蓋片的介 電值低于10。
27. 如權(quán)利要求25所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述覆蓋片的介 電值等于或低于6。
28. 如權(quán)利要求24所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述不利條件為 物理碰撞。
29. 如權(quán)利要求24所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述不利條件為局溫。
30. 如權(quán)利要求22所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一和第二 層為軟性以便在施加時(shí)與彎曲形狀一致。
31. 在一種與一物體物理關(guān)聯(lián)以及存儲(chǔ)和交換有關(guān)所述物體的數(shù)據(jù)的射頻識(shí) 別應(yīng)答器中，所述射頻識(shí)別應(yīng)答器具有集成電路，其包括第一層，其包括基片和接地平面；第二層，其包括第一和第二微帶貼片天線，而每一貼片天線皆向所述 第二層的不同側(cè)延伸； 集成電路；以及第一和第二匹配電路，其分別將所述第一和第二微帶貼片天線耦合到集 成電路；以及
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41. 第三層，其包括保護(hù)所述第二層免受工作環(huán)境的不利條件影響的覆蓋片。如權(quán)利要求31所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一微帶貼 片天線向所述第二層的第一側(cè)延伸，而所述第二微帶貼片天線則向所述第二 層的相對的第二側(cè)延伸，以便實(shí)現(xiàn)定向分集。如權(quán)利要求31所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第三層的所 述覆蓋片的介電值比所述第一層的所述基片的高。如權(quán)利要求33所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述覆蓋片的介 電值低于10。如權(quán)利要求33所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述覆蓋片的介 電值等于或低于6。如權(quán)利要求31所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述不利條件為 物理碰撞。如權(quán)利要求31所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述不利條件為如權(quán)利要求31所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述第一、第二 和第三層為軟性以便在施加時(shí)與彎曲形狀一致。 一種射頻識(shí)別應(yīng)答器，其包括 微帶貼片天線，其具有帶有內(nèi)緣和外緣的環(huán)形； 集成電路；第一饋電和第二饋電，每一饋電皆與所述微帶貼片天線的邊緣耦合，而 且所述第一饋電與所述第二饋電的相位差約為180度；以及匹配電路，其將所述第一饋電和所述第二饋電耦合到集成電路，所述匹 配電路包括使所述第一饋電與所述第二饋電耦合以及在所述第一饋電與所述 第二饋電之間形成一虛擬短路的傳輸線。如權(quán)利要求39所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述匹配電路與 所述微帶貼片天線的所述內(nèi)緣耦合。如權(quán)利要求39所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述匹配電路與 所述微帶貼片天線的所述外緣耦合。
42. 如權(quán)利要求39所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述微帶貼片天 線具有環(huán)形多邊形。
43. 如權(quán)利要求42所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述的射頻識(shí)別 應(yīng)答器進(jìn)一步包括一或多條在所述環(huán)形多邊形內(nèi)做成的槽。
44. 在一種與具有柄部的圓柱形物體物理關(guān)聯(lián)以及存儲(chǔ)和交換有關(guān)所述物體 的數(shù)據(jù)的射頻識(shí)別應(yīng)答器中，所述射頻識(shí)別應(yīng)答器具有微帶貼片天線以及集 成電路，其包括微帶貼片天線，其具有帶有內(nèi)緣和外緣的環(huán)形；第一饋電和第二饋電，每一饋電皆與所述微帶貼片天線的一邊緣耦合， 而且所述第一饋電與所述第二饋電的相位差約為180度；以及匹配電路，其將所述第一饋電和所述第二饋電耦合到所述集成電路，所 述匹配電路包括使所述第一饋電與所述第二饋電耦合以及在所述第一饋電與 所述第二饋電之間形成一虛擬短路的傳輸線；其中所述匹配電路與所述微帶貼片天線的所述內(nèi)緣耦合。
45. 如權(quán)利要求44所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述匹配電路與 所述微帶貼片天線的所述外緣耦合。
46. 如權(quán)利要求44所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述微帶貼片天 線具有環(huán)形多邊形。
47. 如權(quán)利要求46所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述的射頻識(shí)別 應(yīng)答器進(jìn)一步包括一或多條在所述環(huán)形多邊形內(nèi)做成的槽。
48. 在一種與具有柄部的圓柱形物體物理關(guān)聯(lián)以及存儲(chǔ)和交換有關(guān)所述物體 的數(shù)據(jù)的射頻識(shí)別應(yīng)答器中，所述射頻識(shí)別應(yīng)答器具有微帶貼片天線以及集 成電路，其包括微帶貼片天線，其具有帶有內(nèi)緣和外緣的環(huán)形；第一饋電和第二饋電，每一饋電皆與所述微帶貼片天線的一邊緣耦合， 而且所述第一饋電與所述第二饋電的相位差約為180度；以及匹配電路，其將所述第一饋電和所述第二饋電耦合到所述集成電路，所 述匹配電路包括使所述第一饋電與所述第二饋電耦合以及在所述第一饋電與 所述第二饋電之間形成一虛擬短路的傳輸線；其中所述匹配電路與所述微帶貼片天線的所述外緣耦合。
49. 如權(quán)利要求48所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述匹配電路與 所述微帶貼片天線的所述外緣耦合。
50. 如權(quán)利要求48所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述微帶貼片天 線具有環(huán)形多邊形。
51. 如權(quán)利要求50所述的射頻識(shí)別應(yīng)答器，其特征在于，所述的射頻識(shí)別 應(yīng)答器進(jìn)一步包括一或多條在所述環(huán)形多邊形內(nèi)做成的槽。
全文摘要
為一種RFID標(biāo)簽(10)而設(shè)計(jì)的微帶貼片天線(46)、饋電結(jié)構(gòu)(48)以及匹配電路(50)。一平衡饋電設(shè)計(jì)，其使用通過一短接線(56)耦合的平衡饋以在兩饋電之間產(chǎn)生一虛擬短路，以便排除將基片與接地平面作物理連接的需要。一使用一四端IC的雙端饋電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可與兩在不同頻率共振的天線(46a，46b)連接以便提供定向和極化分集。一組合式近場/遠(yuǎn)場設(shè)計(jì)使用一提供電磁耦合作遠(yuǎn)場作業(yè)的微帶天線以及一提供電感耦合作近場作業(yè)的匹配電路。一雙重天線設(shè)計(jì)使用第一和第二微帶天線以在附于一圓柱形或圓錐形物體時(shí)提供定向分集，和一保護(hù)性覆蓋片(66)。一環(huán)形天線(46c)設(shè)計(jì)，其用于在一金屬圓柱的頂部繞一柄部的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK101385202SQ200680052585
公開日2009年3月11日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者D·戴弗爾斯, M·西瓦庫馬 申請人:堪薩斯州立大學(xué)