[发明专利]可开关的辐射增强与去耦合

说明书

技术领域

本发明涉及电磁场的局部操作，特别涉及但不限于可开关(switchable) 器件的使用，以允许RF(射频)标签安装于金属表面附近，并且根据需要 激活(activate)或抑制(deactivate)。

背景技术

可与入射的电磁辐射相互作用并且发射可由适当读取器检测到的信号 的电子器件广泛应用于产品的识别和跟踪，特别用于商店或仓库环境中的物 品。这种器件在本说明书中通篇称为EM标签或者RFID标签、或者简单称 为标签，这种器件通常包括与被调谐到特定工作频率的整体天线(integral antenna)相耦合的芯片。现有的EM标签的工作频率通常为射频(RF)，包 括超高频(UHF)和微波范围，但是本发明适用于以任何频率工作的标签。 标签可以是无源的也可以是有源的，无源标签与适当频率的入射辐射进行相 互作用并向读取器回传一个已调制的信号，有源标签自身包括电源。

这种标签，特别是无源标签，普遍遇到的一个缺点是，如果将标签直接 放置到一个金属表面上(或者在几毫米范围之内)，那么标签的读取范围就 会降到无法接受的程度，更典型的是标签不能被读取或查询(interrogate)。 这是因为传播波RF标签利用整体天线接收入射辐射：天线的尺寸和几何形 状决定了其发生谐振的频率，并因此指定了(tailor)标签的工作频率(通常 是用于UHF(超高频)范围标签的866MHz或915MHz，以及用于微波范围 标签的2.4-2.5GHz或5.8GHz)。当标签放置为靠近或直接接触金属表面时， 标签的导电天线就与该表面相互作用，因此导电天线的谐振特性就会降低， 更典型的是谐振特性不起作用。因而，难以用UHF RF标签来实现诸如笼子 或容器等金属物品的跟踪，这样就只能使用其它更昂贵的定位系统，如GPS。

当UHF RFID标签用在与RF(射频)电磁波相作用的某些其它表面(例 如某些类型的玻璃)时和用在含水量高的表面(例如包括水或汁液含量高的 某些种类木头)时，也会遇到类似的问题。当加标签于包含/容置水的材料(例 如水瓶、饮料罐或人体等)时，也会遇到问题。

解决这个问题的一种方法是：在RF标签和所述表面之间放置泡沫隔离 物(foam spacer)或衬垫物(mounting)，以防止天线与所述表面发生相互 作用。对于现有可用的系统而言，为了使RF标签与所述表面物理地分离足 够远，泡沫隔离物需要为至少10-15mm厚。很明显，这种厚度的隔离物对于 很多应用而言都不实用，而且容易受到意外撞击与破坏。

其它方法包括提供特殊图案化的天线，其被设计为将特定的RF标签与 特定环境进行阻抗匹配。

可视化的标识符，如条形码，现在应用于零售与后勤行业，用于追踪和 跟踪大到集装箱和集装货架(pallet)小到零碎物品的商品。条形码的缺点是 其需要视线(line of sight)以被查询。RFID标签在很大程度上克服了该问题， 因为如果有RF接触时该标签不需要直接的视线即可进行工作。然而，RFID 的问题之一是，当物品被移出受控区域(如商店或者仓库)之后，该RFID 标签仍可工作，通常在距离为由使用的查询仪器和RF标签所确定的3至10 米的区域内仍可工作。这对于从一个地点被载运到另一个地点的物品可能是 需要的。然而，消费者的隐私问题引起了越来越多的关注，因为即使在消费 者已经购买了物品之后他们的产品仍可被追踪到。因此，可能会无意识而有 效地搜寻到一个人并确定其所购买的商品等。更严重的隐私问题是RFID标 签可用于追踪一个人的行踪。类似地，在存货控制应用中，可能需要除去损 坏或残缺的存货，即使这些存货仍然配有RFID器件。

最近，RFID芯片制造商已经尝试使用作废(disable)功能来克服该问题， 从而一旦读取了RF标签，查询器件就发出终止命令(kill command)以抑制 该标签。这种方法存在以下几种缺点：首先如果该标签永久性地不能工作， 那么在商店退款或者重新激活标签以查询产品信息将会过于复杂。如果可以 用安全唤醒命令来逆转终止命令，那么这种安全性可以被轻易绕过或者由编 码克服。此外，用户可能无法发现芯片内的变化。

发明内容

本发明的目的是克服或者改善与该技术相关的至少一些不足之处。