專(zhuān)利名稱(chēng)：擴(kuò)展rfid標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識(shí)別系統(tǒng)的使用，更具體地講，涉及用于射頻識(shí)別系統(tǒng)中的射頻 識(shí)別標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)已在幾乎每個(gè)行業(yè)得到了廣泛采用，包括運(yùn)輸、制造、廢物 管理、郵件跟蹤、航空行李核對(duì)和公路收費(fèi)管理。典型的RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽、具有天 線(xiàn)的RFID閱讀器、以及計(jì)算設(shè)備。RFID閱讀器包括可以向標(biāo)簽提供能量或信息的發(fā)射器， 以及從標(biāo)簽接收識(shí)別信息和其他信息的接收器。發(fā)射器通過(guò)天線(xiàn)輸出RF信號(hào)以建立電磁場(chǎng)，然后電磁場(chǎng)使標(biāo)簽?zāi)軌蚍祷爻休d信 息的RF信號(hào)。發(fā)射器使用放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)天線(xiàn)發(fā)射經(jīng)過(guò)調(diào)制的輸出信號(hào)。傳統(tǒng)標(biāo)簽可以為 包括內(nèi)置電源的“有源”標(biāo)簽，也可以為由電磁場(chǎng)激勵(lì)的“無(wú)源”標(biāo)簽。這些標(biāo)簽一旦受到 激勵(lì)，就會(huì)使用預(yù)先設(shè)定的協(xié)議進(jìn)行通信，從而允許RFID閱讀器接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽 的信息。計(jì)算設(shè)備用作信息管理系統(tǒng)，其工作方式為接收來(lái)自RFID閱讀器的信息，然后執(zhí) 行一些操作，例如，更新數(shù)據(jù)庫(kù)或發(fā)出警告。另外，計(jì)算設(shè)備還用作通過(guò)發(fā)射器將數(shù)據(jù)編程 到標(biāo)簽中的裝置。通常，從標(biāo)簽接收的信息專(zhuān)屬于特定應(yīng)用，但通常會(huì)提供附帶該標(biāo)簽的物項(xiàng)的識(shí) 別信息，該物項(xiàng)可以為制造物項(xiàng)、車(chē)輛、動(dòng)物或人，或幾乎所有其他有形物品。還可以提供物 品的其他數(shù)據(jù)。標(biāo)簽可以用于制造過(guò)程中，例如，用于指示制造過(guò)程中汽車(chē)底盤(pán)的油漆顏色 或其他有用的信息。

發(fā)明內(nèi)容
總體而言，本發(fā)明涉及用于RFID系統(tǒng)中的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可用 于(例如)包含一個(gè)或多個(gè)“智能”存儲(chǔ)區(qū)域的RFID系統(tǒng)。智能存儲(chǔ)區(qū)域是專(zhuān)用的存儲(chǔ)區(qū) 域，配備有RFID查詢(xún)功能，能夠有助于跟蹤和定位存儲(chǔ)區(qū)域中放置的物項(xiàng)(例如，文檔或文 件)。智能存儲(chǔ)區(qū)域的RFID查詢(xún)功能可以讀取與各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)的物項(xiàng)有關(guān)的擴(kuò)展 RFID標(biāo)簽。智能存儲(chǔ)區(qū)域的例子包括擱架單元、柜架、垂直文件隔板、推車(chē)、桌面閱讀器、或 相似位置。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以提高RFID系統(tǒng)的性能。例如，擴(kuò)展標(biāo)簽可以增加標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID 標(biāo)簽在近場(chǎng)(即，彌散場(chǎng)或約束場(chǎng))中的接收面積，而不會(huì)顯著改變標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽中 偶極子天線(xiàn)的遠(yuǎn)場(chǎng)(即，輻射場(chǎng))工作頻率。換句話(huà)講，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以增加標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽的接收，而不要求偶極子天線(xiàn)返回或重新平衡到新的工作頻率。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還可以在擴(kuò)展RFID標(biāo)簽和智能擱架的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)之間的更大距離上 實(shí)現(xiàn)RFID通信，從而提高對(duì)物項(xiàng)在存儲(chǔ)區(qū)域中的位置和方向變化的容限，以及提高對(duì)標(biāo)簽 相對(duì)與物項(xiàng)的位置和方向的容限。又如，使用本文所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽?zāi)軌蛞愿偷墓?搭建RFID系統(tǒng)。例如，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽提供更高的電磁耦合，可以降低發(fā)射器建立的電磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，而不會(huì)影響RFID系統(tǒng)的性能。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及擴(kuò)展射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽包括具有附接到基底第一表面的偶極子天線(xiàn)的超高頻率(UHF)RFID標(biāo)簽。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還包括 附接到UHF RFID標(biāo)簽并覆蓋偶極子天線(xiàn)的至少一部分的天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)，該延長(zhǎng)線(xiàn)用于將工作 中的天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與偶極子天線(xiàn)電磁耦合。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還包括設(shè)置在偶極子天線(xiàn)和天線(xiàn) 延長(zhǎng)線(xiàn)之間的絕緣體，該絕緣體用于將偶極子天線(xiàn)與天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)進(jìn)行電絕緣。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)。RFID系統(tǒng)包括用于存儲(chǔ)物 項(xiàng)的存儲(chǔ)區(qū)域。RFID系統(tǒng)還包括貼附于物項(xiàng)的擴(kuò)展射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽。RFID系統(tǒng)還包 括靠近存儲(chǔ)區(qū)域以建立電磁場(chǎng)的發(fā)射器。RFID系統(tǒng)還包括耦合到發(fā)射器以接收來(lái)自擴(kuò)展 RFID標(biāo)簽的背向散射電磁信號(hào)的閱讀器。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽包括具有附接到基底第一表面的 偶極子天線(xiàn)的超高頻率(UHF) RFID標(biāo)簽。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還包括附接到UHF RFID標(biāo)簽并覆 蓋偶極子天線(xiàn)的至少一部分以使得工作中的天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與偶極子天線(xiàn)電磁耦合的天線(xiàn)延 長(zhǎng)線(xiàn)。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還包括設(shè)置在偶極子天線(xiàn)和天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)之間以將偶極子天線(xiàn)與天線(xiàn) 延長(zhǎng)線(xiàn)進(jìn)行電絕緣的絕緣體。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種方法。該方法包括選擇超高頻率(UHF)射頻 識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，該標(biāo)簽包括集成電路以及具有耦合到該集成電路的兩個(gè)發(fā)射器的偶極 子天線(xiàn)。該方法還包括選擇其長(zhǎng)度超過(guò)UHF RFID標(biāo)簽其中一個(gè)發(fā)射器長(zhǎng)度的天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)。 該方法還包括將天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)貼附于UHF RFID標(biāo)簽以覆蓋偶極子天線(xiàn)其中一個(gè)發(fā)射器的一 部分，其中天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)和UHF RFID標(biāo)簽共同構(gòu)成擴(kuò)展RFID標(biāo)簽。在其中存在大量相距很近的物項(xiàng)的RFID系統(tǒng)中，利用擴(kuò)展標(biāo)簽的金屬延長(zhǎng)線(xiàn)之 間的耦合來(lái)協(xié)助將能量傳輸至周?chē)鷺?biāo)簽的延長(zhǎng)線(xiàn)是有利的。通過(guò)這種方法，使用擴(kuò)展RFID 標(biāo)簽可以增加物項(xiàng)之間的耦合，因?yàn)槲恢冒l(fā)生變化時(shí)不會(huì)顯著改變擴(kuò)展標(biāo)簽的遠(yuǎn)場(chǎng)工作頻 率。結(jié)合以下附圖和說(shuō)明示出了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。通過(guò)說(shuō)明、附圖 以及權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的其他特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn)。


圖1為示出用于文檔和文件管理的示例性射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)的框圖。圖2為示出作為包含嵌入信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的文件擱架的示例性智能存儲(chǔ)區(qū)域的框圖。圖3為示出RFID閱讀器的信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)相對(duì)于與文檔或文件相結(jié)合的標(biāo)簽的示例 性方向的透視圖。圖4為示出示例性信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的透視圖，該示例性信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)可以整合到智能存 儲(chǔ)區(qū)域中。圖5為示出利用根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的示例性RFID系統(tǒng)的透視圖。圖6為示出圖5所示根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的俯視圖的框圖。圖7A-7B為示出圖6所示擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的兩個(gè)不同實(shí)施例的俯視圖的示意圖。圖8A-8B為分別示出圖7A-7B所示擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的剖視圖的示意圖。圖9為被建模以模擬示例性擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的工作情況的測(cè)試環(huán)境的透視圖。圖10為示出對(duì)未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽建模的一組拉出特征的圖表。
圖11為示出對(duì)根據(jù)本發(fā)明的示例性擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60進(jìn)行建模后確定的一組拉 出特征的圖表。圖12為示出對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第二示例性擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60進(jìn)行建模后確定的另 一組拉出特征140的圖表。圖13為示出未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽相對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽 的電特性的s參數(shù)史密斯圓圖。 圖14為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性RFID系統(tǒng)的透視圖。
具體實(shí)施例方式圖1為示出用于文檔和文件管理的示例性射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)10的框圖。盡管 人們對(duì)將辦公室轉(zhuǎn)換為紙質(zhì)文檔完全由這些文檔的電子版本所替代的無(wú)紙環(huán)境有一定興 趣，但很多行業(yè)仍然嚴(yán)重依賴(lài)于紙質(zhì)文檔。例子包括律師事務(wù)所、政府機(jī)構(gòu)，以及保存商業(yè)、 犯罪和醫(yī)學(xué)記錄的機(jī)構(gòu)。這些文件可以放置在多個(gè)“智能存儲(chǔ)區(qū)域” 12中，例如，開(kāi)放式擱 架12A、柜架12B、垂直文件隔板12C、推車(chē)12D、桌面閱讀器12E或相似位置，如圖1所示。這樣，就可以在組織內(nèi)的多個(gè)位置提供智能存儲(chǔ)區(qū)域12，而不僅僅是局限于單個(gè) 文件室。例如，智能存儲(chǔ)區(qū)域12可以與特定位置相結(jié)合，如摘要擱板，從而可以被稱(chēng)為或視 為“專(zhuān)用”擱板。另外，如下文所述，智能存儲(chǔ)區(qū)域12可以位于(例如)醫(yī)院或診所、律師 事務(wù)所、會(huì)計(jì)師事務(wù)所、經(jīng)紀(jì)行或銀行中的各個(gè)辦公室或其他區(qū)域附近，使得文件不僅在位 于中央文件室時(shí)能夠被跟蹤，而且在位于分散的地點(diǎn)時(shí)也能被跟蹤。本文所用術(shù)語(yǔ)“智能存儲(chǔ)區(qū)域”通常是指配備有RFID查詢(xún)功能從而有助于跟蹤和 定位位于存儲(chǔ)區(qū)域中的物項(xiàng)的存儲(chǔ)區(qū)域。特別的是，智能存儲(chǔ)區(qū)域12的RFID查詢(xún)功能可 以讀取與各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)的物項(xiàng)相結(jié)合的RFID標(biāo)簽。換句話(huà)講，RFID標(biāo)簽可以與所 關(guān)注的物項(xiàng)相結(jié)合或貼附于所關(guān)注的物項(xiàng)。標(biāo)簽甚至可以嵌入物項(xiàng)或物項(xiàng)的包裝內(nèi)，從而 使標(biāo)簽至少基本上察覺(jué)不到，這可以有助于防止檢測(cè)和篡改。這樣就可以使用RFID標(biāo)簽對(duì) 物項(xiàng)進(jìn)行“來(lái)源標(biāo)識(shí)”，例如在物項(xiàng)的制造過(guò)程中將RFID標(biāo)簽插入物項(xiàng)或?qū)FID標(biāo)簽貼附 于物項(xiàng)，如同對(duì)于文件夾、文檔、書(shū)籍等。RFID標(biāo)簽或標(biāo)記由多家制造商生產(chǎn)，包括Texas Instruments (Dallas Texas)，其 商品名為“Tag-it”。RFID標(biāo)簽通常包括具有一定容量的存儲(chǔ)器的集成電路，其中一部分存 儲(chǔ)器可用于將某些信息寫(xiě)入標(biāo)簽，而另一部分存儲(chǔ)器可用于將其他信息存儲(chǔ)至標(biāo)簽。集成 電路可操作地連接到天線(xiàn)，該天線(xiàn)以本領(lǐng)域中熟知的方式從源端接收RF能量并且背向散 射RF能量。正是該背向散射RF能量提供的信號(hào)可由文件跟蹤系統(tǒng)14中的查詢(xún)器(通常 稱(chēng)為閱讀器)接收，以獲得有關(guān)RFID標(biāo)簽以及與該標(biāo)簽結(jié)合的物項(xiàng)的信息。RFID系統(tǒng)10可在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)應(yīng)用中常用的超高頻率(UHF)電磁光譜 范圍(例如900MHz至3. OGHz之間)工作。然而，RFID應(yīng)用也可以使用其他頻率，并且本 發(fā)明并不受到這方面的限制。又如，RFID系統(tǒng)可以在13. 56MHz這一更低的頻率下工作，其 中可接受的頻率差異為+/-7kHz。智能存儲(chǔ)區(qū)域12的RFID查詢(xún)器或閱讀器平臺(tái)與在(例如)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) (RDBMS)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中提供中央數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的文件跟蹤系統(tǒng)14進(jìn)行信息傳送，從而 集合定位信息。示例性信息包括特定物項(xiàng)的定位信息或從RFID芯片讀取的信息。例如，RFID系統(tǒng)10可以跟蹤醫(yī)療文件，并且信息可以包括患者識(shí)別信息、文件識(shí)別信息、狀態(tài)、醫(yī) 師信息、病歷信息等。文件跟蹤系統(tǒng)14可以聯(lián)網(wǎng)或者說(shuō)是連接到一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)，從而 使位于不同位置的人員能夠訪(fǎng)問(wèn)與這些物項(xiàng)有關(guān)的數(shù)據(jù)。收集和集合這些信息可以用于多種用途。例如，用戶(hù)可以請(qǐng)求特定物項(xiàng)或一組物 項(xiàng)(例如文件或一組書(shū)籍)的位置。文件跟蹤系統(tǒng)14可以從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)檢索文件位置信息， 然后向用戶(hù)報(bào)告物項(xiàng)在其中一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域中的上一次位置。可任選地是，系統(tǒng)可以重新調(diào) 查或重新獲取物項(xiàng)的當(dāng)前位置，以驗(yàn)證物項(xiàng)是否位于數(shù)據(jù)庫(kù)中所指示的位置。又如，文件跟蹤系統(tǒng)14可以在物項(xiàng)被放置于特定位置并且可以使用時(shí)通知用戶(hù)。 例如，可以通知律師，文件已可供查看，并且剛被放到他/她的辦公桌上。當(dāng)然，文件跟蹤 系統(tǒng)14可以貼附于法庭或法院存放的法律文件，并由例如法官、辦事員等法院工作人員使 用。類(lèi)似地，如果患者文件位于指定的區(qū)域，就會(huì)(可能通過(guò)手機(jī)、尋呼機(jī)或電子郵件)通 知醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員，文件(并且可能還包括文件相關(guān)的人員)可供查看。文件位于特定位置等待進(jìn)一步處理的事實(shí)可以被文件跟蹤系統(tǒng)14記錄為該物項(xiàng) 的位置歷史信息的一部分。注意，預(yù)期特定人員將在其上開(kāi)展工作的、存放特定文件的特定 擱架或其他存放場(chǎng)所不同于包含等待由小組或組織中的人員處理的一大組文件(可能)的 存放室。換句話(huà)說(shuō)，具有特定人員的特定文件的特定擱架專(zhuān)屬于該人員，而存放小組中所有 成員的所有文件的綜合文件室并不專(zhuān)屬于任何人。另外，RFID系統(tǒng)10收集的信息可以用于跟蹤(例如)處理過(guò)程中的周期時(shí)間、使 用這些文件的一個(gè)或多個(gè)人員的效率、以及處理過(guò)程的效率。如果這些信息在軟件系統(tǒng)中 進(jìn)行維護(hù)，那么這些信息還能提供一類(lèi)位置存檔。系統(tǒng)10的某些智能存儲(chǔ)區(qū)域12可以配備提供用于查詢(xún)文件的傳播波導(dǎo)的一個(gè)或 多個(gè)信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)，從而(例如)有助于確定每個(gè)智能存放系統(tǒng)12中放置有哪些文件。例 如，一個(gè)或多個(gè)信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)定位于開(kāi)放式擱架12A的擱架單元中，從而建立與文件所結(jié)合 的RFID標(biāo)簽進(jìn)行通信的電磁場(chǎng)。類(lèi)似地，信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)可以位于柜架12B、垂直文件隔板12C、 推車(chē)12D、桌面閱讀器12E等中?？梢詫?duì)現(xiàn)有擱架進(jìn)行修改以包括信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)，或者信號(hào)線(xiàn) 結(jié)構(gòu)也可以構(gòu)建到擱架中并且以擱架單元的形式采購(gòu)。又如，信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)也可以構(gòu)建到智 能存儲(chǔ)區(qū)域12的框架或殼體(如后面板)中。每個(gè)智能存儲(chǔ)區(qū)域12都可以包括信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)，以激勵(lì)信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)中的 信號(hào)線(xiàn)對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行查詢(xún)或調(diào)查。如果連續(xù)執(zhí)行調(diào)查，則信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)中的控制 器可以包括通過(guò)信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)中的多根信號(hào)線(xiàn)連續(xù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用的電路。信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)可以使信號(hào)線(xiàn)按照預(yù)定的順序查詢(xún)智能存儲(chǔ)區(qū)域12的各個(gè)部分。信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)控 制系統(tǒng)可以包括用于控制信號(hào)線(xiàn)子集的一個(gè)或多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，即子控制器。用戶(hù)可以確定 與給定控制節(jié)點(diǎn)相關(guān)的信號(hào)線(xiàn)的編號(hào)、位置和其他特性。例如，如果需要快速調(diào)查擱架，則 可以向系統(tǒng)添加更多控制節(jié)點(diǎn)。另一種方法是，用戶(hù)通過(guò)配置或定制信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)， 從而使智能存儲(chǔ)區(qū)域12的控制節(jié)點(diǎn)或部分按照用戶(hù)指定的順序接受調(diào)查。例如，如果智能 存儲(chǔ)區(qū)域12的一個(gè)部分在特定時(shí)間不可使用，則不需要在這些時(shí)間調(diào)查該區(qū)域的RFID標(biāo) 簽。 如本文的詳細(xì)描述，信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)中用于每個(gè)智能存儲(chǔ)區(qū)域12的一根或多根信號(hào) 線(xiàn)可以被設(shè)計(jì)為在智能存儲(chǔ)區(qū)域12中的“調(diào)查區(qū)域”中建立具有至少特定場(chǎng)強(qiáng)的電磁場(chǎng)。這可能在一個(gè)或多個(gè)原因上是有利的，包括提高給定智能存儲(chǔ)區(qū)域12的整個(gè)調(diào)查區(qū)域的 文件檢測(cè)精度。信號(hào)線(xiàn)建立的電磁場(chǎng)可以用于為與智能存儲(chǔ)區(qū)域12中的物項(xiàng)結(jié)合的標(biāo)簽 提供能量，并且每個(gè)標(biāo)簽中感應(yīng)的能量大小大致與圍繞信號(hào)線(xiàn)的電磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)成比例關(guān) 系。有利地，信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)可用于建立在調(diào)查期間具有超過(guò)激勵(lì)RFID標(biāo)簽所需場(chǎng)強(qiáng)閾值的場(chǎng) 強(qiáng)的電磁場(chǎng)。換句話(huà)講，可以控制信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)以建立電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)滿(mǎn)足和超過(guò)足 以與信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)最遠(yuǎn)相距達(dá)數(shù)英寸的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽通信的調(diào)查閾值(如100-115dByA/ m)。因此，本文所述的技術(shù)可以提高與放置在存儲(chǔ)區(qū)域12中的物項(xiàng)相結(jié)合的所有或幾乎所 有標(biāo)簽?zāi)鼙患?lì)以及物項(xiàng)可以被成功檢測(cè)的可能性。圖2為示出圖1所示智能存儲(chǔ)區(qū)域12A的示例性實(shí)施例的框圖。在該示例性實(shí)施例中，智能存儲(chǔ)區(qū)域12A包括多個(gè)擱架16A-16C(共同稱(chēng)為“擱架16”)。當(dāng)然，在其他實(shí)施 例中，智能存儲(chǔ)區(qū)域12A可以包括三個(gè)以上或以下的擱架。在圖2的實(shí)例中，智能存儲(chǔ)區(qū) 域12A包括具有信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的信號(hào)線(xiàn)17的擱架16C。信號(hào)線(xiàn)17可以通過(guò)電纜18電耦合 到RFID閱讀器19。電纜18可以為能夠?qū)⑿盘?hào)發(fā)送至RFID閱讀器19以及從該閱讀器發(fā)送 信號(hào)的任何類(lèi)型的電纜，例如，標(biāo)準(zhǔn)RG58同軸電纜。RFID閱讀器19的一個(gè)例子是Sirit， Inc (Toronto, Canada)銷(xiāo)售的 SiritInfinity 510 閱讀器(Sirit Infinity 510reader)。 包括RFID標(biāo)簽的書(shū)籍、文件夾、盒子或其他物項(xiàng)也可以放置在擱架16C上。RFID閱讀器19 通過(guò)電纜18為信號(hào)線(xiàn)17提供能量。獲得能量后，信號(hào)線(xiàn)17就會(huì)建立電磁場(chǎng)，如下文的詳 細(xì)描述。電磁場(chǎng)為位于擱架16C上的RFID標(biāo)簽提供能量。獲得能量的RFID標(biāo)簽可以背向 散射RF信號(hào)，該RF信號(hào)包含信號(hào)線(xiàn)17接收到的并且通過(guò)電纜18以電學(xué)方式發(fā)送至RFID 閱讀器19的信息。例如，固定到擱架16C上的文件夾上的RFID標(biāo)簽可以將RF信號(hào)背向散 射至RFID閱讀器19，從而確認(rèn)RFID標(biāo)簽(相應(yīng)地確認(rèn)文件夾)位于擱架上。在其他實(shí)施例中，每個(gè)擱架16都可以包括信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的信號(hào)線(xiàn)17。在此類(lèi)實(shí)施例 中，每個(gè)擱架16均具有單獨(dú)結(jié)合的RFID閱讀器19。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以將智能存儲(chǔ)區(qū) 域12A中的多個(gè)擱架16通過(guò)電纜連接在一起，以便連接到單個(gè)閱讀器19。在此類(lèi)實(shí)施例 中，閱讀器19可以接收確認(rèn)信息，指示包括RFID標(biāo)簽的文件夾位于智能存儲(chǔ)區(qū)域12A中的 其中一個(gè)特定擱架16。在另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)智能存儲(chǔ)區(qū)域12可以彼此連接。例如，電纜連接可以用 于將智能存儲(chǔ)區(qū)域12A中的擱架16C與智能存儲(chǔ)區(qū)域12B中的擱架互連，其中智能存儲(chǔ)區(qū) 域12B中的擱架與擱架16C基本上類(lèi)似。在此類(lèi)實(shí)施例中，單個(gè)閱讀器19可以查詢(xún)放置在 存儲(chǔ)區(qū)域12A和12B中的物項(xiàng)，以便從與物項(xiàng)結(jié)合的標(biāo)簽讀取信息，并確定特定文件夾在智 能存儲(chǔ)區(qū)域12A或智能存儲(chǔ)區(qū)域12B中的位置。盡管出于示例的目的對(duì)智能存儲(chǔ)區(qū)域12A 和12B進(jìn)行了描述，但任何智能存儲(chǔ)區(qū)域12都可以包括信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)線(xiàn) 17，這些信號(hào)線(xiàn)用于查詢(xún)本文所述存儲(chǔ)區(qū)域12中的物項(xiàng)。另外，還描述了使用連接至一個(gè) 或多個(gè)擱架16的一個(gè)或多個(gè)RFID閱讀器19的實(shí)施例。圖3為示出單個(gè)信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)20相對(duì)于與位于其中一個(gè)智能存儲(chǔ)區(qū)域12中的物項(xiàng) (未示出)相結(jié)合的RFID標(biāo)簽22的示例性方向的透視圖。在很多RFID應(yīng)用中，例如，RFID 系統(tǒng)10的智能存儲(chǔ)區(qū)域12，建立大電磁場(chǎng)21通常是有利的。在這種情況下，電磁場(chǎng)大致延 伸為在信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)20側(cè)面的上方并直到該側(cè)面大致形成圓柱形的一半，如虛線(xiàn)所示，而不 會(huì)大幅擴(kuò)展到信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的接地平面下方而形成查詢(xún)區(qū)域24。具體地講，電磁場(chǎng)21的場(chǎng)強(qiáng)滿(mǎn)足或超過(guò)激勵(lì)查詢(xún)區(qū)域24的整個(gè)主要部分的標(biāo)簽22所需的最低查詢(xún)閾值，以提供整個(gè) 查詢(xún)區(qū)域中的可靠通信。例如，信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)20可以通過(guò)將電磁場(chǎng)的近場(chǎng)分量延伸到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超 過(guò)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的距離(例如，距離信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)20大約15mm(即0. 59英寸)或更短)， 從而建立能夠與相距(D)的RFID標(biāo)簽22通信的電磁場(chǎng)。每個(gè)智能存儲(chǔ)區(qū)域12都可以利 用信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)線(xiàn)20，這些信號(hào)線(xiàn)能夠建立滿(mǎn)足或超過(guò)激勵(lì)整個(gè)智能存儲(chǔ) 區(qū)域中的標(biāo)簽的查詢(xún)閾值的電磁場(chǎng)。
如本文所述，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以通過(guò)增加標(biāo)簽22和信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)之間的電磁耦 合，以及通過(guò)提高標(biāo)簽22的一部分接收到滿(mǎn)足或超過(guò)激勵(lì)標(biāo)簽的查詢(xún)閾值的電磁場(chǎng)的可 能性，從而改善對(duì)智能存儲(chǔ)區(qū)域12中的物項(xiàng)的檢測(cè)和跟蹤。另外，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還能提高 RFID系統(tǒng)相對(duì)于標(biāo)簽22和標(biāo)簽所貼附物項(xiàng)的位置和方向變化的容限。圖4為示出示例性信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)36的透視圖，該結(jié)構(gòu)可以整合到圖2的擱架16C中。 擱架16C包括基底32和信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)36。信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)36包括通過(guò)負(fù)載35電連接到接地平 面34的至少一個(gè)信號(hào)線(xiàn)30，其中該負(fù)載可以為電阻器。信號(hào)線(xiàn)30可以形成于或設(shè)置在擱 架16C的頂面31上，并且接地平面34可以形成于或設(shè)置在擱架16C的底面33上。信號(hào)線(xiàn) 30和接地平面34可以由基底32分隔?；?2可以由聚苯乙烯片材或其他類(lèi)型的基底材 料制成。例如，信號(hào)線(xiàn)30和接地平面34可以由銅帶構(gòu)成。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，接地平 面34的寬度可以為信號(hào)線(xiàn)30寬度的三倍。RFID閱讀器19(圖2)可以通過(guò)電纜18耦合至信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)36。電纜18可以連接 至基底32的側(cè)面37上的連接器(圖2中未示出)。連接器可以將信號(hào)線(xiàn)30電連接至電纜 18的第一導(dǎo)電部分，并且將接地平面34連接至電纜18的第二導(dǎo)電部分。為避免RFID閱讀 器19和連接器之間的阻抗不匹配，可以使用匹配結(jié)構(gòu)來(lái)有效地將RFID閱讀器19的電力耦 合至信號(hào)線(xiàn)30并降低連接器處的反射。在其他實(shí)施例中，信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)36可以包括基本上類(lèi)似于信號(hào)線(xiàn)30的多個(gè)信號(hào) 線(xiàn)。包括多個(gè)信號(hào)線(xiàn)的其他信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)的例子在提交于2007年9月27日的共同待審的
專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)_中有所描述，該專(zhuān)利申請(qǐng)的標(biāo)題為SIGNAL LINE STRUCTURE FOR A
RADIO-FREQUENCY IDENTIFICATIONSYSTEM(射頻識(shí)別系統(tǒng)的信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu))，代理人案卷號(hào)為 63614US002/1004-312US01，該專(zhuān)利申請(qǐng)的整個(gè)內(nèi)容以引用方式并入本文。圖5為示出利用根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60A-60C (共同稱(chēng)為“擴(kuò)展RFID 標(biāo)簽60”)的示例性RFID系統(tǒng)40的透視圖。RFID系統(tǒng)40可以為圖1所示RFID系統(tǒng)10 的子集，并且可以包括與圖1和圖2所示組件相同或相似的組件。在該實(shí)例中，RFID系統(tǒng) 40包括擱架16C、閱讀器19、電纜18和文件夾42A-42C(共同稱(chēng)為“文件夾42”)。擱架16C 包括位于擱架16C頂側(cè)上的信號(hào)線(xiàn)17以及位于擱架16C底側(cè)上的接地平面(未示出)。信 號(hào)線(xiàn)17和接地平面共同提供可以用作RFID系統(tǒng)40中的RFID閱讀器19的發(fā)射/閱讀天 線(xiàn)的信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44。閱讀器19可以通過(guò)電纜18可操作地連接到信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44。閱讀器19可以引導(dǎo) 信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44建立靠近信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44的電磁場(chǎng)(如圖3所示)。信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44的“激勵(lì) 區(qū)域”可以為靠近信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44的區(qū)域，在該區(qū)域中電磁場(chǎng)高于激勵(lì)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的查 詢(xún)閾值。換句話(huà)講，激勵(lì)區(qū)域中電磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)滿(mǎn)足或超過(guò)激勵(lì)位于激勵(lì)區(qū)域中的擴(kuò)展RFID 標(biāo)簽60所需的最低查詢(xún)閾值。
電纜18提供閱讀器19和信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44之間的通信。電纜18的第一導(dǎo)電部分電 連接至信號(hào)線(xiàn)17，電纜18的第二導(dǎo)電部分電連接至接地平面(未示出)。電纜18還可以 為信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44提供電能。文件夾集42包括獨(dú)立的文件夾42A、42B、42C以及分別貼附于文件夾42A、42B、42C 中的每一個(gè)的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60A、60B、60C。文件夾42可以包括文檔，例如，醫(yī)療室中使用 的醫(yī)療記錄或律師事務(wù)所中使用的訴訟文件。如圖5所示，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60貼附于每個(gè) 文件夾42，并且靠近文件夾處于垂直向上位置時(shí)的文件夾底部的位置。這類(lèi)配置可以是有 利的，因?yàn)閿U(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以位于信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44附近并且在RFID系統(tǒng)40中信號(hào)線(xiàn)結(jié) 構(gòu)的激勵(lì)區(qū)域內(nèi)。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以在每個(gè)文件夾42的內(nèi)部或外部的多個(gè)其他位置 并且以相對(duì)于文件夾42的不同方向貼附于文件夾42，以使得當(dāng)文件夾42存放在擱架16C 上時(shí)，每個(gè)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的某些部分位于信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44的激勵(lì)區(qū)域內(nèi)。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽貼附于物項(xiàng)后，與擴(kuò)展標(biāo)簽直接接觸的物項(xiàng)部分可以被稱(chēng)為被標(biāo) 記物項(xiàng)的“可讀區(qū)域”。當(dāng)被標(biāo)記物項(xiàng)的可讀區(qū)域的一部分位于信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44的激勵(lì)區(qū)域 內(nèi)時(shí)，RFID系統(tǒng)40能夠激勵(lì)RFID標(biāo)簽并跟蹤物項(xiàng)。如本文所述，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以 被設(shè)計(jì)為具有比標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽的表面區(qū)域更大的表面區(qū)域，從而使擴(kuò)展RFID標(biāo)簽?zāi)軌蚺c被標(biāo) 記物項(xiàng)的更大部分直接接觸。因此，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽?zāi)軌驍U(kuò)大被標(biāo)記物項(xiàng)的可讀區(qū)域。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以提供相對(duì)于被標(biāo)記物項(xiàng)在RFID系統(tǒng)40中的位置的更高容 限。如圖5所示，(例如)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以放在文件夾42上基本水平的位置，從而 使每個(gè)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的較大部分與每個(gè)文件夾42的底部邊緣平行。這種方向會(huì)在每 個(gè)文件夾42的整個(gè)底部得到較大的可讀區(qū)域。這樣就可以允許各個(gè)文件夾42在擱架16C 上的位置有更大變化，同時(shí)還使每個(gè)文件夾的可讀區(qū)域的至少一些部分保持在信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu) 的44激勵(lì)區(qū)域中。在不影響通信的情況下文件夾的位置可以從前到后各不相同，而不要求 所有文件夾42都相對(duì)于信號(hào)線(xiàn)17精確放置(如放置在擱架16C的邊緣46、48之間的大致 中間位置，如圖5所示)。即一個(gè)文件夾可以放置在擱架16C的邊緣46附近，另一個(gè)文件夾 可以放置在擱架16C的邊緣48附近。在這種情況下，每個(gè)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的一部分仍然 可以位于信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44附近并且位于信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44的激勵(lì)區(qū)域內(nèi)。盡管圖5出于示例的 目的示出了一個(gè)標(biāo)簽方向，但擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以位于或取向于每個(gè)文件夾42內(nèi)部或外 部的任何方向，以增大文件夾42的可讀區(qū)域并且設(shè)置可讀區(qū)域的位置以允許文件夾位置 的預(yù)期變化。這樣，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以提供相對(duì)于擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60在文件夾42上的 不同位置以及相對(duì)于文件夾在擱架16C中的定位的更大容限。圖6為示出圖5所示根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的俯視圖的示意圖。擴(kuò)展 RFID標(biāo)簽60提供RFID系統(tǒng)相對(duì)于擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60和被標(biāo)記物項(xiàng)的位置和方向的變化的 更高容限。在圖6的實(shí)例中，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60包括UHF RFID標(biāo)簽66和天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)68 (本 文中稱(chēng)為“延長(zhǎng)線(xiàn)68”)。UHFRFID標(biāo)簽66包括RFID功能，通過(guò)該RFID功能，擴(kuò)展RFID標(biāo) 簽60可以與RFID系統(tǒng)40中的信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44通信。例如，UHF RFID標(biāo)簽66包括在基底 70上形成并被構(gòu)造為在超高頻率(UHF)電磁光譜范圍(例如900MHz和3. 0GHz之間)工作 的偶極子天線(xiàn)78和RFID電路80。基底70提供UHF RFID標(biāo)簽66的其他組件的襯底以及將UHF RFID標(biāo)簽66固定 至物項(xiàng)(例如文件夾42A)的裝置?；?0可以包括用戶(hù)可以易于用來(lái)將擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60貼附于物項(xiàng)的粘合劑涂層。在一些實(shí)施例中，可以使用具有介電或絕緣性質(zhì)的材料(如， 紙張或聚酯)來(lái)構(gòu)造基底70。由絕緣材料構(gòu)成的基底可以用作絕緣體和擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60 的襯底，并提供延長(zhǎng)線(xiàn)68和天線(xiàn)78之間的電隔離。天線(xiàn)78用于接收電磁場(chǎng)，并且將信息發(fā)射或背向散射到電磁場(chǎng)。根據(jù)討論，天線(xiàn) 78可以為具有沿著UHF RFID標(biāo)簽66的中心縱向軸線(xiàn)形成的兩個(gè)發(fā)射器84、86的偶極子天 線(xiàn)。天線(xiàn)78電連接到電路80并在與電路80相同或相對(duì)的表面上附接到基底70的表面。電路80控制UHF RFID標(biāo)簽66和閱讀器19之間的通信，并且還可以存儲(chǔ)有關(guān)擴(kuò) 展RFID標(biāo)簽60所貼附的物項(xiàng)的識(shí)別信息或其他信息。電路80通常包括電連接到天線(xiàn)78 并且可以附接到基底70的表面的集成電路。延長(zhǎng)線(xiàn)68為間接地電連接到UHF RFID標(biāo)簽66的組件而是與天線(xiàn)78電磁耦合的 伸長(zhǎng)導(dǎo)電性延長(zhǎng)線(xiàn)。換句話(huà)講，延長(zhǎng)線(xiàn)68可以附接到UHFRFID標(biāo)簽66，使得延長(zhǎng)線(xiàn)68與天 線(xiàn)78電隔離。這樣，延長(zhǎng)線(xiàn)68和天線(xiàn)78為非電導(dǎo)連接，如延長(zhǎng)線(xiàn)68和天線(xiàn)78之間沒(méi)有 直接的金屬與金屬的接觸或電流連接。因此，閱讀器天線(xiàn)或信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)建立的電磁場(chǎng)可以 在延長(zhǎng)線(xiàn)68中感應(yīng)隨時(shí)間變化的電流，并且延長(zhǎng)線(xiàn)68中感應(yīng)的隨時(shí)間變化的電流可以建 立能夠由UHF RFID標(biāo)簽66的偶極子天線(xiàn)78接收的局部電磁場(chǎng)。如下文所述，延長(zhǎng)線(xiàn)68 可以電容或電感耦合至偶極子天線(xiàn)78。在一個(gè)實(shí)施例中，UHF RFID標(biāo)簽66的基底70可以提供延長(zhǎng)線(xiàn)68和天線(xiàn)78之間 的電隔離?；蛘?，可以在延長(zhǎng)線(xiàn)68和天線(xiàn)78之間形成絕緣體以提供電隔離。延長(zhǎng)線(xiàn)68可 以由任何導(dǎo)電材料或金屬材料制成。例如，延長(zhǎng)線(xiàn)68可以由銅制成。延長(zhǎng)線(xiàn)68還可以包 括粘合劑涂層，從而使用戶(hù)能夠易于將擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60貼附于物項(xiàng)(例如文件夾42A)。延長(zhǎng)線(xiàn)68可以附接到UHF RFID標(biāo)簽66，以使得延長(zhǎng)線(xiàn)68的覆蓋部分74與UHF RFID標(biāo)簽66上的天線(xiàn)78的一部分重疊，并且延長(zhǎng)線(xiàn)68的非覆蓋部分76從UHF RFID標(biāo)簽 66向外延伸。如圖6所示，延長(zhǎng)線(xiàn)68的覆蓋部分74可以覆蓋天線(xiàn)78的單個(gè)發(fā)射器84以 形成不對(duì)稱(chēng)的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60?；蛘?，覆蓋部分74可以覆蓋天線(xiàn)78的兩個(gè)發(fā)射器84、86 的至少一些部分。盡管圖6示出了延長(zhǎng)線(xiàn)寬度53大于發(fā)射器寬度57的實(shí)例，但在其他實(shí) 施例中延長(zhǎng)線(xiàn)寬度53可以小于或等于發(fā)射器寬度57，如圖7A-7B所示。如圖6所示，延長(zhǎng)線(xiàn)68可以大致沿著天線(xiàn)78的發(fā)射器84和86形成的相同軸線(xiàn) 從UHF RFID標(biāo)簽66向外延伸。然而，在其他實(shí)施例中，延長(zhǎng)線(xiàn)可以與天線(xiàn)的軸線(xiàn)垂直或呈 一些其他角度。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)將延長(zhǎng)線(xiàn)貼附于已經(jīng)有標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽貼附于物項(xiàng) 或構(gòu)建到物項(xiàng)中的物項(xiàng)來(lái)形成擴(kuò)展RFID標(biāo)簽。在其他實(shí)施例中，延長(zhǎng)線(xiàn)可以構(gòu)建或整合到 物項(xiàng)(如文件夾或盒子)中。這樣，用戶(hù)可以隨后將UHF RFID標(biāo)簽66貼附于延長(zhǎng)線(xiàn)，然后 再使用RFID系統(tǒng)中的物項(xiàng)?；蛘撸梢酝ㄟ^(guò)在制造時(shí)在UHF RFID標(biāo)簽中整合延長(zhǎng)線(xiàn)來(lái)形 成集成式RFID標(biāo)簽。在一個(gè)實(shí)例中，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以具有以下尺寸延長(zhǎng)線(xiàn)長(zhǎng)度51可以為約5 英寸(127mm)，并且延長(zhǎng)線(xiàn)寬度53可以為約0.25英寸(6.35mm)。發(fā)射器長(zhǎng)度55可以為約 1.83英寸(46. 5mm)，并且發(fā)射器寬度57可以為約0.43英寸(11mm)。發(fā)射器長(zhǎng)度55是指 從電路80到偶極子天線(xiàn)78的其中一個(gè)發(fā)射器的最外點(diǎn)的距離。覆蓋區(qū)域59的長(zhǎng)度可以 為約1英寸(25. 4mm)?？梢猿鲇跒樘囟☉?yīng)用定制擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的性能的目的使用其他
11長(zhǎng)度和尺寸。例如，在一些實(shí)施例中，延長(zhǎng)線(xiàn)長(zhǎng)度51可以為約4英寸(101.6mm)。延長(zhǎng)線(xiàn)68和天線(xiàn)78的發(fā)射器84之間的分離程度可以足夠小，以使得延長(zhǎng)線(xiàn)68 與偶極子天線(xiàn)78的發(fā)射器84電容耦合。電容耦合是指一個(gè)導(dǎo)體上的信號(hào)通過(guò)導(dǎo)體之間的 電容方式發(fā)送到另一個(gè)導(dǎo)體的電磁耦合形式。更具體地講，施加到延長(zhǎng)線(xiàn)68上的隨時(shí)間變 化的電壓在延長(zhǎng)線(xiàn)68和天線(xiàn)78之間并且穿過(guò)絕緣體72建立隨時(shí)間變化的電場(chǎng)。穿過(guò)絕 緣體72的隨時(shí)間變化的電場(chǎng)反過(guò)來(lái)又在天線(xiàn)78上感應(yīng)與施加到延長(zhǎng)線(xiàn)68上的隨時(shí)間變 化的電壓成比例關(guān)系的隨時(shí)間變化的電壓。換句話(huà)講，電容耦合是指通過(guò)電磁場(chǎng)的電場(chǎng)分 量方式進(jìn)行的導(dǎo)體耦合。延長(zhǎng)線(xiàn)68的位置使得延長(zhǎng)線(xiàn)電磁耦合至天線(xiàn)78而不是電導(dǎo)連接至天線(xiàn)78，可以 使RFID系統(tǒng)具有若干優(yōu)點(diǎn)。例如，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的電磁耦合的天線(xiàn)和延長(zhǎng)線(xiàn)結(jié)構(gòu)提供 的總電導(dǎo)區(qū)域所覆蓋的面積明顯大于未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽的獨(dú)立式偶極子天線(xiàn)。 標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽的電導(dǎo)區(qū)域的增加還可以增加信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44建立的電磁場(chǎng)的接收。此 夕卜，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽提供的增加的近場(chǎng)接收不會(huì)顯著改變偶極子天線(xiàn)78的遠(yuǎn)場(chǎng)工作頻率。因 此，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60不會(huì)由于天線(xiàn)78的其中一個(gè)偶極子延伸或延長(zhǎng)線(xiàn)電導(dǎo)耦合至天線(xiàn)78 的情況下通常會(huì)發(fā)生的阻抗不匹配而出現(xiàn)任何顯著的遠(yuǎn)場(chǎng)損耗。換句話(huà)講，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽 可以擴(kuò)展近場(chǎng)以增加標(biāo)準(zhǔn)UHFRFID標(biāo)簽的近場(chǎng)接收，而并不必須要求使偶極子天線(xiàn)返回或 重新平衡至新的工作頻率。通過(guò)在UHF RFID標(biāo)簽66位于信號(hào)線(xiàn)17所提供的激勵(lì)區(qū)域外的情況下促進(jìn)UHF RFID標(biāo)簽66和閱讀器19之間的通信，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的延長(zhǎng)線(xiàn)68還可以改善RFID系 統(tǒng)40的性能。此外，在其中存在大量相距很近的物項(xiàng)的RFID系統(tǒng)(例如圖5所示的RFID 系統(tǒng)40)中，利用擴(kuò)展標(biāo)簽的金屬延長(zhǎng)線(xiàn)之間的耦合來(lái)協(xié)助將能量傳播至周?chē)鷺?biāo)簽的延長(zhǎng) 線(xiàn)是有利的。通過(guò)這種方法，使用擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以增加物項(xiàng)之間的耦合，因?yàn)槲恢冒l(fā)生 變化時(shí)不會(huì)顯著改變擴(kuò)展標(biāo)簽的工作頻率?，F(xiàn)在將在擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的一部分位于信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44的激勵(lì)區(qū)域中的情況下 描述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的工作。當(dāng)閱讀器19通過(guò)信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44建立電磁場(chǎng)時(shí)，由于延長(zhǎng) 線(xiàn)的電學(xué)工作方式使其如同天線(xiàn)的一部分，所以天線(xiàn)78可以直接從信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44接收一 部分電磁能。天線(xiàn)78也可以通過(guò)與延長(zhǎng)線(xiàn)68的電磁或電容耦合從延長(zhǎng)線(xiàn)68接收一部分 電磁能。即信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44建立的電磁場(chǎng)在延長(zhǎng)線(xiàn)68中感應(yīng)電流，該電流反過(guò)來(lái)又會(huì)使延 長(zhǎng)線(xiàn)在緊鄰天線(xiàn)78處發(fā)射弱電磁場(chǎng)，從而使得延長(zhǎng)線(xiàn)的電學(xué)工作方式使其如同天線(xiàn)的一 部分。延長(zhǎng)線(xiàn)68發(fā)射的電磁場(chǎng)可以反過(guò)來(lái)受到UHF RFID標(biāo)簽66的感應(yīng)。當(dāng)天線(xiàn)78接收到足夠的能量后，電路80可以“開(kāi)啟”并且開(kāi)始通過(guò)將數(shù)據(jù)調(diào)制到 電磁場(chǎng)上來(lái)將包含識(shí)別信息或其他信息的信號(hào)發(fā)射或背向散射回信號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)44。根據(jù)本領(lǐng) 域已知的各種調(diào)制方案，電路80可以通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)78中的電流來(lái)將數(shù)據(jù)調(diào)制到電磁場(chǎng)上。 閱讀器19從信號(hào)線(xiàn)17接收到經(jīng)過(guò)調(diào)制的電磁場(chǎng)后，閱讀器可以解調(diào)數(shù)據(jù)并將識(shí)別信息和 其他信息提供給最終用戶(hù)。可以通過(guò)在延長(zhǎng)線(xiàn)68中添加也可用于電磁安全系統(tǒng)中的材料來(lái)制造具有安全功 能的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽。在一個(gè)實(shí)例中，延長(zhǎng)線(xiàn)68可以由用于電子防盜(EAS)系統(tǒng)的安全磁 帶(例如3M Tattle Tape )制成。通過(guò)制造擴(kuò)展RFID標(biāo)簽以包括與電磁安全系統(tǒng)相容的 延長(zhǎng)線(xiàn)68，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以用作跟蹤設(shè)備或安全設(shè)備。例如，圖書(shū)館可以使用一個(gè)或多個(gè)智能擱架RFID系統(tǒng)來(lái)存放和跟蹤圖書(shū)館書(shū)籍，也可以使用電磁安全系統(tǒng)來(lái)防止在借閱之前取走圖書(shū)館書(shū)籍。將具有安全功能的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽貼附于入庫(kù)的圖書(shū)館書(shū)籍可以使 智能擱架RFID系統(tǒng)跟蹤圖書(shū)館書(shū)籍，并且可以使電磁安全系統(tǒng)防止在借閱之前取走圖書(shū) 館書(shū)籍。使用具有安全功能的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以通過(guò)使圖書(shū)館能夠?qū)嵤└櫹到y(tǒng)和安全 系統(tǒng)而無(wú)需為每本圖書(shū)館書(shū)籍購(gòu)買(mǎi)單獨(dú)的跟蹤標(biāo)記和安全標(biāo)記，從而為圖書(shū)館節(jié)約巨大的 成本。圖7A-7B為示出圖6所示的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的兩個(gè)不同實(shí)施例62A、62B的俯視 圖的示意圖。圖7A示出了擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62A，其中延長(zhǎng)線(xiàn)68A覆蓋在天線(xiàn)78A的發(fā)射器 84A的頂部以形成覆蓋部分74A和非覆蓋部分76A。覆蓋部分74A可以覆蓋發(fā)射器84A的主 要部分。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62A可以包括在延長(zhǎng)線(xiàn)68A和發(fā)射器84A之間形成的絕緣體(未 示出)以提供延長(zhǎng)線(xiàn)68A和天線(xiàn)78A之間的直接電隔離。圖7B示出了擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62B， 其中延長(zhǎng)線(xiàn)68B附接到與天線(xiàn)78B相對(duì)的UHF RFID標(biāo)簽66B表面以形成覆蓋部分(未示 出)和非覆蓋部分76B。延長(zhǎng)線(xiàn)68B的覆蓋部分可以在UHF RFID標(biāo)簽66B后面延伸至圖 7B中箭頭89指示的位置。圖8A為示出沿圖7A的線(xiàn)條88A截取的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62A的剖視圖框圖。擴(kuò)展 RFID標(biāo)簽62A包括基底70A、天線(xiàn)78A、絕緣體72A、以及延長(zhǎng)線(xiàn)68A。如圖8A所示，天線(xiàn)78A 和延長(zhǎng)線(xiàn)68A位于基底70A的相同一側(cè)。天線(xiàn)78A附接到基底70A的表面，并且絕緣體72A 形成于延長(zhǎng)線(xiàn)68A和天線(xiàn)78A之間以提供延長(zhǎng)線(xiàn)68A和天線(xiàn)78A之間的直接電隔離(即， 沒(méi)有直接的物理電連接)。為了提供延長(zhǎng)線(xiàn)68A和天線(xiàn)78A之間的電容耦合，延長(zhǎng)線(xiàn)和天線(xiàn) 可以間隔很小的距離61，該距離可以對(duì)應(yīng)于絕緣體72A的高度。在一個(gè)實(shí)例中，距離61可 以為4-5密耳(0. 004-0. 005英寸)。圖8B為示出沿圖7B的線(xiàn)條88B截取的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62B的剖視圖框圖。擴(kuò)展 RFID標(biāo)簽62B包括基底70B、天線(xiàn)78B、以及延長(zhǎng)線(xiàn)68B。如圖8B所示，天線(xiàn)78B和延長(zhǎng)線(xiàn) 68B附接到基底70B的相反表面。天線(xiàn)78B附接到基底70B的第一面，且延長(zhǎng)線(xiàn)68B附接到 與基底70B的第一面相反的第二面。在該實(shí)施例中，基底70B中包含具有介電性質(zhì)的材料， 以便在延長(zhǎng)線(xiàn)68B和天線(xiàn)78B之間形成絕緣體。為了提供延長(zhǎng)線(xiàn)68B和天線(xiàn)78B之間的電 容耦合，導(dǎo)體可以間隔很小的距離63，該距離可以對(duì)應(yīng)于基底70B的高度。在一個(gè)實(shí)例中， 距離63可以為4-5密耳現(xiàn)有的UHF RFID標(biāo)簽66B可以用于制造擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62B。例如，UHF RFID標(biāo) 簽66B可以為UPM Raflatac公司生產(chǎn)的Raf sec 標(biāo)簽(Rafsec tag)。如果現(xiàn)有的UHF RFID標(biāo)簽66B包括具有介電性質(zhì)的基底70B，則可以通過(guò)將延長(zhǎng)線(xiàn)68B直接附接或貼附到 UHF RFID標(biāo)簽66B的基底70B背面上來(lái)制造擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62B。例如，可以將一片銅帶材 貼附于Rafsec標(biāo)簽的背面以形成擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62B。銅帶材可以為約0. 25英寸(6. 35mm) 寬或一些其他寬度，以提供擴(kuò)展RFID標(biāo)簽62B的所需可讀范圍。圖9為被建模以模擬示例性擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的工作情況的測(cè)試環(huán)境90的透視 圖。對(duì)測(cè)試環(huán)境90進(jìn)行建模以模擬擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60、擱架92和信號(hào)線(xiàn)94的使用。盡管 圖9中未示出，但擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以包括作為UHF RFID標(biāo)簽66的一部分的基底70 (圖 6)。圖9示出了其中天線(xiàn)78的位置使得天線(xiàn)78的中心位于ζ軸96上信號(hào)線(xiàn)94正上方的 布置方式。如前文結(jié)合圖5所述，具有擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的物項(xiàng)不一定總是放在擱架上使得天線(xiàn)78的中心位于信號(hào)線(xiàn)94上方。這可以取決于擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60所貼附的物項(xiàng)上擴(kuò) 展RFID標(biāo)簽60的位置和方向的變化以及物項(xiàng)在擱架92上的位置和布置的變化。在建模過(guò)程中，計(jì)算配備有延長(zhǎng)線(xiàn)的各種UHF RFID標(biāo)簽的“拉出”性能。具體構(gòu)造 的“拉出”距離是指沿χ軸98測(cè)量的信號(hào)線(xiàn)94和天線(xiàn)78中心之間的距離。標(biāo)簽的拉出性 能是指作為其拉出距離的函數(shù)的標(biāo)簽通信能力。當(dāng)天線(xiàn)78的中心位于信號(hào)線(xiàn)94上方時(shí)， 如圖9所示，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的拉出為零英寸(Omm)。沿χ軸98的正向移動(dòng)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽 60時(shí)，拉出距離的值增加。相似地，沿χ軸98的負(fù)向移動(dòng)擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60時(shí)，拉出距離的 值降低(即負(fù)值變大)。如果天線(xiàn)78位于信號(hào)線(xiàn)94的查詢(xún)區(qū)域中，則可以在天線(xiàn)78的整 個(gè)末端中感應(yīng)電壓降以響應(yīng)信號(hào)線(xiàn)94產(chǎn)生的電磁輻射?？梢酝ㄟ^(guò)針對(duì)一組拉出距離對(duì)整 個(gè)天線(xiàn)78中的電壓降進(jìn)行建模來(lái)獲得拉出特征。圖10為示出對(duì)未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽建模的一組拉出特征100的圖表。即 在圖10中建模的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽不包括延長(zhǎng)線(xiàn)，例如圖9所示延長(zhǎng)線(xiàn)68。線(xiàn)條104、106、108、110 分別代表 0. 25 英寸(6. 35mm)、0. 5 英寸(12. 7mm)、0. 75 英寸(19. 05mm)和 1 英寸(25. 4mm) 高度的拉出特征。當(dāng)標(biāo)簽的拉出為零時(shí)，高度為UHF RFID標(biāo)簽的天線(xiàn)中心和信號(hào)線(xiàn)之間沿 著ζ軸96的距離。實(shí)線(xiàn)102代表在整個(gè)偶極子中測(cè)量的、為成功進(jìn)行RFID通信而要在UHF RFID標(biāo)簽 中實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)電壓。通常，隨著標(biāo)簽高度增加，實(shí)現(xiàn)的電壓會(huì)下降。如果對(duì)于一組拉出距離 實(shí)現(xiàn)的電壓超過(guò)目標(biāo)電壓，被建模的RFID標(biāo)簽會(huì)被激勵(lì)并且可以由RFID閱讀器檢測(cè)。如 果對(duì)于一組拉出距離實(shí)現(xiàn)的電壓低于目標(biāo)電壓，則RFID標(biāo)簽可能無(wú)法被RFID閱讀器檢測(cè)當(dāng)天線(xiàn)78在信號(hào)線(xiàn)94上保持居中時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽的所有拉出特征104、 106、108、110均呈現(xiàn)出強(qiáng)零點(diǎn)(下降)。此外，在標(biāo)簽變得可讀之前，僅約2英寸(50.8mm) 拉出距離可被接納。圖11為示出對(duì)根據(jù)本發(fā)明的示例性擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60進(jìn)行建模后確定的一組 拉出特征120的圖表。線(xiàn)條124、126、128、130分別代表0. 25英寸(6. 35mm)、0. 5英寸 (12. 7mm)、0· 75英寸(19. 05mm)和1英寸(25. 4mm)高度的拉出特征。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60具 有一英寸(25. 4mm)覆蓋長(zhǎng)度59和四英寸(101. 6mm)延長(zhǎng)線(xiàn)長(zhǎng)度51 (圖6)。擴(kuò)展RFID標(biāo) 簽60由貼附于標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽背側(cè)的0. 25英寸(6. 35mm)銅帶材片構(gòu)成。實(shí)線(xiàn)122代表利用擴(kuò) 展RFID標(biāo)簽60的典型應(yīng)用(例如圖5所示RFID系統(tǒng)40)的目標(biāo)電壓。如圖11所示，擴(kuò)展 RFID標(biāo)簽60會(huì)降低標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽在零英寸(Omm)拉出距離時(shí)生成的零點(diǎn)。因此，即使在天線(xiàn)78 在信號(hào)線(xiàn)94上保持居中時(shí)，延長(zhǎng)線(xiàn)68也能夠提高RFID系統(tǒng)中的性能。圖11還示出，擴(kuò)展 RFID標(biāo)簽60可以具有約2英寸(50.8mm)的連續(xù)讀取范圍，然后是約2英寸(50.8mm)的不 可讀范圍。在2英寸(50.8mm)不可讀范圍后，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以在4英寸(101.6mm) 和5英寸(127mm)拉出距離之間具有額外的1英寸(25. 4mm)讀取范圍。圖12為示出對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第二示例性擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60進(jìn)行建模后確定的另 一組拉出特征140的圖表。線(xiàn)條144、146、148、150、152、154分別代表1英寸(25. 4mm),2 英寸(50. 8mm)、3 英寸(76. 2mm)、4 英寸(101. 6mm)、5 英寸(127mm)和 6 英寸(152. 4mm)延 長(zhǎng)線(xiàn)長(zhǎng)度的拉出特征。實(shí)線(xiàn)142代表利用擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的典型應(yīng)用(例如圖5所示 RFID系統(tǒng)40)的目標(biāo)電壓。每個(gè)拉出特征144、146、148、150、152、154對(duì)應(yīng)于具有一英寸 (25. 4mm)覆蓋長(zhǎng)度59和0. 25英寸(6. 35mm)高度的被建模擴(kuò)展RFID標(biāo)簽。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60由貼附于標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽背側(cè)的0.25英寸(6.35mm)銅帶材片構(gòu)成。比較圖11和12示出， 具有一英寸(25.4mm)延長(zhǎng)線(xiàn)的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽(由圖12中的線(xiàn)條144表示)給出與不具 有圖11所示的任何延長(zhǎng)線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽的拉出特征非常相似的拉出特征。此外，特征148示 出，3英寸(76. 2mm)延長(zhǎng)線(xiàn)允許約4英寸(101.6mm)拉出而沒(méi)有任何零點(diǎn)。圖13為示出未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽相對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的 電特性的s參數(shù)史密斯圓圖。曲線(xiàn)162示出了標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽在各種UHF頻率下的散 射或阻抗特性。曲線(xiàn)164示出了擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60在各種UHF頻率下的散射或阻抗特性。 這些曲線(xiàn)示出了不具有延長(zhǎng)線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽和擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60之間阻抗特性的 非常小的偏移，說(shuō)明擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60可以用于長(zhǎng)讀取范圍(即遠(yuǎn)場(chǎng))應(yīng)用而不會(huì)顯著降 低信號(hào)。圖14為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性RFID系統(tǒng)180的透視圖。RFID系統(tǒng)180包括擱架182、信號(hào)線(xiàn)184、盒186A-186C (統(tǒng)稱(chēng)為“盒186”)、UHF RFID標(biāo)簽188A-188C (統(tǒng)稱(chēng)為 "UHF RFID標(biāo)簽188”)和延長(zhǎng)線(xiàn)190A-190C(統(tǒng)稱(chēng)為“延長(zhǎng)線(xiàn)190”)。提供擱架182用于存 放和跟蹤盒186。信號(hào)線(xiàn)184為RFID系統(tǒng)180提供電磁場(chǎng)并從UHF RFID標(biāo)簽188接收背 向散射的電磁場(chǎng)。盒186可以容納要存放的各種物項(xiàng)，如倉(cāng)庫(kù)中的存貨。延長(zhǎng)線(xiàn)190提供 用于提高當(dāng)盒被標(biāo)記并被放置在RFID系統(tǒng)180中時(shí)盒186的可讀區(qū)域。延長(zhǎng)線(xiàn)190可以 由與擴(kuò)展RFID標(biāo)簽60的延長(zhǎng)線(xiàn)68所用材料相同或相似的材料(如0. 25英寸(6. 35mm) 銅帶材)制成。在一個(gè)實(shí)例中，延長(zhǎng)線(xiàn)190可以在盒186的制造過(guò)程中整合到每個(gè)盒186中。然 后，用戶(hù)可以將UHF RFID標(biāo)簽188A-188C分別貼附到盒186A-186C上以提高對(duì)盒186或盒 中物項(xiàng)的跟蹤。在另一個(gè)實(shí)例中，用戶(hù)可以在使用RFID系統(tǒng)180時(shí)將延長(zhǎng)線(xiàn)190貼附于盒 188以提高對(duì)RFID系統(tǒng)180中的物項(xiàng)的跟蹤。通過(guò)利用包含延長(zhǎng)線(xiàn)190的盒186，可以提 高相對(duì)于UHFRFID標(biāo)簽188布置的變化的容限。另外，還可以提高相對(duì)于盒186在擱架182 上的布置的變化的容限。盡管圖14示出了具有大致沿垂直方向的延長(zhǎng)線(xiàn)190的盒186，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，盒186 可以具有沿其他方向以及位于盒的其他表面上的延長(zhǎng)線(xiàn)190。例如，盒186可以包括在大致 平行于擱架的平面上穿過(guò)盒底部的延長(zhǎng)線(xiàn)。此外，盒186可以在每個(gè)盒的多個(gè)不同表面上 具有多個(gè)延長(zhǎng)線(xiàn)，其中特定盒上的每個(gè)延長(zhǎng)線(xiàn)均彼此電磁或電導(dǎo)耦合。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以提高RFID系統(tǒng)的性能。例如，擴(kuò)展標(biāo)簽可以增加標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID 標(biāo)簽的接收面積，而不顯著改變標(biāo)準(zhǔn)UHF RFID標(biāo)簽中偶極子天線(xiàn)的遠(yuǎn)場(chǎng)工作頻率。換句話(huà) 講，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以增加標(biāo)準(zhǔn)UHFRFID標(biāo)簽的近場(chǎng)接收，而不要求偶極子天線(xiàn)返回或重 新平衡到新的工作頻率。另外，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以提高被標(biāo)記物項(xiàng)的可讀區(qū)域，并提高RFID系統(tǒng)相對(duì)于標(biāo) 簽以及貼附標(biāo)簽的物項(xiàng)的位置和取向的變化的容限。此外，擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還可以因?yàn)閿U(kuò)展 RFID標(biāo)簽提供的更高電磁耦合而降低RFID系統(tǒng)中的功耗。更高的電磁耦合可以降低發(fā)射 器建立的電磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，而不降低系統(tǒng)的性能。此外，在其中存在大量相距很近的物項(xiàng)的 RFID系統(tǒng)中，利用擴(kuò)展標(biāo)簽的金屬延長(zhǎng)線(xiàn)之間的耦合來(lái)協(xié)助將能量傳輸至周?chē)鷺?biāo)簽的延長(zhǎng) 線(xiàn)是有利的。通過(guò)這種方法，使用擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以增加物項(xiàng)之間的耦合，因?yàn)槲恢冒l(fā)生 變化時(shí)不會(huì)顯著改變擴(kuò)展標(biāo)簽的遠(yuǎn)場(chǎng)工作頻率。
擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還可以提高包括手持式應(yīng)用的RFID系統(tǒng)的性能。例如，倉(cāng)庫(kù)可以 包含許多物項(xiàng)，例如包含多個(gè)盒的貨盤(pán)。倉(cāng)庫(kù)操作員可以通過(guò)在倉(cāng)庫(kù)中走動(dòng)并使用閱讀器 “調(diào)查”每個(gè)貨盤(pán)以確定特定貨盤(pán)上有哪些物項(xiàng)，從而使用手持式RFID閱讀器跟蹤所關(guān)注 物項(xiàng)在倉(cāng)庫(kù)中的位置以及所關(guān)注物項(xiàng)位于哪個(gè)貨盤(pán)上。調(diào)查貨盤(pán)時(shí)，手持式RFID閱讀器建 立的電磁場(chǎng)可能不能足以穿透盒堆以正確激勵(lì)貨盤(pán)上的所有物項(xiàng)所結(jié)合的RFID標(biāo)簽。例 如，位于其他盒下方、之間或后面的某些盒可能會(huì)從RFID閱讀器有效地被遮蔽。擴(kuò)展RFID 標(biāo)簽可以通過(guò)使接收大多數(shù)電磁能的物項(xiàng)接收到的電磁能耦合到無(wú)法接收足夠電磁能以 工作的、被遮蔽盒的RFID標(biāo)簽，從而提高RFID閱讀器與位于被遮蔽盒上的RFID標(biāo)簽的耦 合。在涉及手持式應(yīng)用的另一個(gè)實(shí)例中，所關(guān)注的被標(biāo)記物項(xiàng)可能位于難于查詢(xún)的區(qū)域，例 如子組件。擴(kuò)展RFID標(biāo)簽可以提高在難以查詢(xún)的區(qū)域中的檢測(cè)和跟蹤，因?yàn)檠娱L(zhǎng)線(xiàn)可以提 供所關(guān)注被標(biāo)記物項(xiàng)和更易于被RFID閱讀器訪(fǎng)問(wèn)的位置之間的耦合通道。已描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。例如，公開(kāi)了擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，該擴(kuò)展RFID標(biāo)簽提高 了相對(duì)于RFID標(biāo)簽的布置的變化和所關(guān)注物項(xiàng)的位置的變化的容限。然而，可以對(duì)上述技 術(shù)進(jìn)行各種修改。這些以及其他實(shí)施例均在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種擴(kuò)展射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，包括超高頻率(UHF)RFID標(biāo)簽，其具有附接到基底第一表面的偶極子天線(xiàn)；天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)，其附接到UHF RFID標(biāo)簽并且覆蓋所述偶極子天線(xiàn)的至少一部分，以便將工作中的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與所述偶極子天線(xiàn)電磁耦合；以及絕緣體，其設(shè)置在所述偶極子天線(xiàn)和所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)之間，以便使所述偶極子天線(xiàn)與所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)電隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述偶極子天線(xiàn)設(shè)置在所述UHFRFID 標(biāo)簽的基底與所述絕緣體之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述UHFRFID標(biāo)簽的基底為設(shè)置在所 述偶極子天線(xiàn)與所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)之間的絕緣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的至少一部分從所述 UHF RFID標(biāo)簽向外延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述偶極子天線(xiàn)具有兩個(gè)發(fā)射器，并且 所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)覆蓋其中一個(gè)發(fā)射器的至少一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)為伸長(zhǎng)的矩形，所述伸 長(zhǎng)的矩形具有與由所述偶極子天線(xiàn)的兩個(gè)發(fā)射器形成的軸線(xiàn)大致平行的長(zhǎng)度以及與由所 述兩個(gè)發(fā)射器形成的軸線(xiàn)大致垂直的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的長(zhǎng)度比覆蓋所述偶極 子天線(xiàn)的一部分天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的長(zhǎng)度至少大4倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的長(zhǎng)度比所述偶極子天 線(xiàn)的其中一個(gè)發(fā)射器的長(zhǎng)度至少大2倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的寬度小于所述偶極子 天線(xiàn)的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的寬度大于或等于所 述偶極子天線(xiàn)的寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中覆蓋所述偶極子天線(xiàn)的一部分天線(xiàn)延 長(zhǎng)線(xiàn)的長(zhǎng)度為至少一英寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述絕緣體的寬度使所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn) 與所述偶極子天線(xiàn)間隔不超過(guò)5密耳(0. 005英寸)，以使得工作中的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與所 述偶極子電容耦合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)包括用于電子防盜 (EAS)系統(tǒng)的安全磁帶。
14.一種射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)區(qū)域，其用于存放物項(xiàng)；擴(kuò)展射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，其貼附于所述物項(xiàng)；發(fā)射器，其靠近所述存儲(chǔ)區(qū)域以建立電磁場(chǎng)；以及閱讀器，其耦合到所述發(fā)射器以接收來(lái)自所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的背向散射電磁信號(hào)；其中所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽包括超高頻率(UHF) RFID標(biāo)簽，其具有附接到基底第一表面的 偶極子天線(xiàn)，天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)，其附接到UHFRFID標(biāo)簽并覆蓋所述偶極子天線(xiàn)的至少一部分以使得工作中的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與所述偶極子天線(xiàn)電磁耦合，以及絕緣體，其設(shè)置在所述偶 極子天線(xiàn)和所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)之間以便使所述偶極子天線(xiàn)與所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)電隔離。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的RFID系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)區(qū)域包括具有至少一個(gè)信號(hào)線(xiàn)的 擱架。
16.一種方法，包括選擇超高頻率(UHF)射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽，所述超高頻率(UHF)射頻識(shí)別(RFID)標(biāo) 簽包括集成電路以及具有耦合到所述集成電路的兩個(gè)發(fā)射器的偶極子天線(xiàn)；選擇天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)，所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的長(zhǎng)度超過(guò)所述UHF RFID標(biāo)簽的其中一個(gè)發(fā)射器的 長(zhǎng)度；將所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)貼附于所述UHF RFID標(biāo)簽以覆蓋所述偶極子天線(xiàn)的其中一個(gè)發(fā)射 器的一部分，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)和所述UHFRFID標(biāo)簽共同構(gòu)成擴(kuò)展RFID標(biāo)簽。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括 將所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽貼附于物項(xiàng)；以及將所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽的一部分置于RFID系統(tǒng)中的閱讀器附近；將電磁場(chǎng)從所述閱讀器傳輸?shù)剿鯮FID系統(tǒng)的查詢(xún)區(qū)域中；在所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽處接收所述電磁場(chǎng)；以及響應(yīng)于接收所述電磁場(chǎng)的擴(kuò)展RFID標(biāo)簽，將數(shù)據(jù)調(diào)制到所述電磁場(chǎng)上；在所述閱讀器處接收經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)制的電磁場(chǎng)；以及檢測(cè)所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽在所述RFID系統(tǒng)的所述查詢(xún)區(qū)域中的存在情況。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中貼附所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)以覆蓋其中一個(gè)發(fā)射器的 至少一半。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)為伸長(zhǎng)的矩形。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所選擇的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的長(zhǎng)度超過(guò)覆蓋所述 偶極子天線(xiàn)的一部分天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的長(zhǎng)度至少4倍。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所選擇的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的長(zhǎng)度超過(guò)所述偶極 子天線(xiàn)的其中一個(gè)發(fā)射器的長(zhǎng)度至少2倍。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所選擇的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的寬度小于所述偶極 子天線(xiàn)的寬度。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所選擇的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的寬度大于或等于所 述偶極子天線(xiàn)的寬度。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中貼附所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)以覆蓋所述偶極子天線(xiàn)的 至少一英寸。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中貼附所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)以使得所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與 所述偶極子天線(xiàn)之間間隔不超過(guò)5密耳(0. 005英寸)，從而使工作中的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與 所述偶極子天線(xiàn)電容耦合。
全文摘要
本發(fā)明涉及擴(kuò)展射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽。所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽包括具有附接到基底第一表面的偶極子天線(xiàn)的超高頻率(UHF)RFID標(biāo)簽。所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還包括附接到所述UHF RFID標(biāo)簽并覆蓋所述偶極子天線(xiàn)的至少一部分以使得工作中的所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)與所述偶極子天線(xiàn)電磁耦合的天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)。所述擴(kuò)展RFID標(biāo)簽還包括設(shè)置在所述偶極子天線(xiàn)和所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)之間以將所述偶極子天線(xiàn)與所述天線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)進(jìn)行電隔離的絕緣體。
文檔編號(hào)H01Q1/24GK101809594SQ200880108741
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者戴維·P·埃里克森, 斯瓦加塔·R·班納吉, 米凱萊·A·瓦爾德納, 羅伯特·A·薩伊納蒂, 詹姆斯·P·麥吉 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司