[发明专利]螺线管天线

说明书

技术领域

本发明涉及天线设计，尤其涉及用于射频识别系统的天线设计。

背景技术

实际上，射频识别(RFID)技术已经被广泛地应用于各个领域，包括运输、制造、废物管理、邮政跟踪、航空行李核对和公路收费管理。典型的RFID系统包括RFID标签、具有天线的RFID读取器和计算装置。RFID读取器包括发射机，用于对标签提供能量或信息，以及接收器，用于从标签接收身份和其它信息。计算装置处理RFID读取器所获得的信息。通常，从标签接收到的信息对具体的应用是特定的，但是一般提供对被粘贴标签的物品的识别，其中物品可以是人造物品、交通工具、动物或个人、或实际上任何有形的物品。还可以给物品提供附加的数据。在制造过程中可以使用标签，例如，用来指示制造过程中汽车底盘的涂料颜色或其它有用信息。

发射机通过天线输出RF信号用以产生电磁场，该电磁场使标签能通过根据预定的协议调制所接收的RF信号来做出反应。传统的标签可以是包括内部电源的“有源”标签，或由场供给能量的“无源”标签。

计算装置通过接收来自RFID的信息、执行某些行动(诸如更新数据库或发出警告)来担当信息管理系统。另外，计算装置担当用于经由发射机把数据写入标签的机构。

手持式RFID读取器提供一种被粘贴在物品上的询问标签的便携装置。通常，很多个被贴标签的物品在邻近区域内被相互混合在一起，因此，为了保证所接收的响应仅来自于用户想要询问的特定标签，要求用户相对于特定的RFID标签定位手持式读取器。

发明内容

总的来说，本发明涉及体积效率(volumetrically efficient)高的螺线管天线，该天线被制造在诸如印刷电路板之类的衬底上或在衬底内。可以在许多要求近程无线通信或感应链接的应用中使用螺线管天线，诸如RFID系统、标记读取器、非接触连接器、近距离传感器以及近程数据链接。例如，螺线管天线可以被制造在RFID读取器的印刷电路板上或在其内，因此使RFID读取器能相对于RFID标签z轴垂直定向，其中x-y轴是标签的长和宽。这个垂直定向使用户能用RFID读取器直接指向或对准RFID标签，以用于读取器与众多标签环境中的单个标签之间的有效信息传递。

在一个实施例中，本发明针对一种螺线管天线，该螺线管天线包括在衬底的第一面上形成的第一组电路走线、在衬底的第二面上形成的第二组电路走线、穿过衬底形成的用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组通孔，其中第一组电路走线、第二组电路走线和这组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路，以及其中所述导电通路定义了一个线圈，从而当电流流经该线圈时产生电磁场。

在另一实施例中，本发明针对一种螺线管天线，该螺线管天线包括电路走线，该电路走线沿衬底的第一面、第一边缘、第二面和第二边缘延伸以形成环绕衬底的线圈。

在另一实施例中，本发明针对一种装置，该装置包括衬底、在衬底上形成的电路、以及在衬底上形成的并且电连接到电路的螺线管天线，其中螺线管天线包括在衬底的第一面上形成的第一组电路走线、在衬底的第二面上形成的第二组电路走线、以及穿过衬底形成的用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组通孔。

在另一实施例中，本发明针对在衬底上产生螺线管天线的方法。该方法包括在衬底的第一面上形成第一组电路走线、在衬底的第二面上形成第二组电路走线、以及穿过衬底形成用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组通孔，从而第一组电路走线、第二组电路走线以及该组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路。

在另一实施例中，本发明针对射频识别(RFID)标签读取器，该RFID标签读取器包括外壳、外壳内的电路板、在电路板上形成的RFID读取器电路、以及与电路耦合的螺线管天线，其中RFID读取器电路产生流经螺线管天线的电流用以产生用于询问RFID标签的电磁场，以及其中螺线管线圈构造来使得当电路板垂直于RFID标签时，电磁场给RFID标签基本上提供了最大能量转移。

在另一实施例中，本发明针对一种螺线管天线，该螺线管天线包括在衬底上形成的第一组电路走线、在第一组电路走线上形成的绝缘层、在绝缘层上形成的第二组电路走线、以及在绝缘层的边缘形成的用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组边缘连接，其中，第一组电路走线、第二组电路走线以及该组边缘连接共同地定义了螺线管天线的导电通路，以及其中导电通路定义了线圈，从而当电流流经该线圈时产生了电磁场。