[发明专利]扩展无源射频识别标签的读取范围

说明书

相关申请案交叉参照

本申请案主张2008年2月25日提出申请的标题为“无源RFID标签的环路天线的动态功率吸收(Dynamic Power Absorption of a环路天线for Passive RFID Tags)”的第61/031,270号美国临时申请案及2008年4月21日提出申请的标题为“使用可变电抗器对无源RFID标签的环路天线的动态功率调节(Dynamic Power Regulation of a环路天线for Passive RFID标签Using a Varactor)”的第61/046,671号美国临时申请案的权益，所述美国临时申请案以引用的方式并入本文中。本申请案是2009年1月9日提出申请的标题为“使用铁氧体芯增强来往于无源ID电路的能量传递的效率(Enhancing the Efficiency of Energy Transfer to/from Passive ID Circuits Using铁氧体Cores)”的第12/351,774号美国专利申请案的接续申请案(CIP)，所述美国专利申请案以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及无源射频识别(RFID)标签，且特定来说，涉及通过最小化过量功率消耗而改进的无源RFID标签中的功率效率。

背景技术

除非本文另有指示，否则在本章节中所描述的方法在本申请案中并非权利要求书的现有技术且不因包含于本章节中而被认为是现有技术。

典型的RFID标签由安装于具有天线的镶嵌物上的RFID芯片组成。所述天线经调谐以最大化在规定操作频率下的灵敏度(及因此读取范围)。在正常操作中，激发源(例如，RFID读取器)产生激励RFID标签的载波频率且将双向数据叠加于此载波上。一伏或两伏通常足以给RFID芯片供电。

当标签非常靠近于所述激发源时，由其天线产生的电压可能超过RFID电路的额定值。分路调节器是保护所述电路免受此可能损坏来源影响的最常见的方式。此分路调节器通过将过量能量作为热倾倒来保护所述RFID电路。对于大多数RFID应用，此能量损耗并不显著有损于系统性能。

然而，一些RFID应用需要读取紧密间隔的标签。遗憾地，紧密间隔的RFID标签往往耦合，从而将其共振频率从载波的频率移位到某一未知的频率。此移位导致读取器与标签之间的能量及数据的传递的破坏。标签耦合得越紧密，共振的移位就越大，且系统性能的降级就越大。

已开发的一种解决方案-具有有限的结果-是不调谐RFID标签以最小化邻近标签之间的耦合。举例来说，参见来自澳大利亚悉尼麦哲伦科技私人有限公司(MagellanTechnology Pty Ltd，Sydney，Australia)的产品。然而，此解决方案具有不良的空间辨别性。改进空间辨别性的尝试本身可引入另外的问题，例如使场塌缩及严重地限制读取范围。为对抗有限的读取范围，可实施各种范围扩展解决方案。遗憾地，当这些范围扩展解决方案与紧密间隔的“现用RFID标签”组合时，分路调节器展示出自限制行为。具体来说，最接近激发源(读取器)的标签中的分路调节器对标签中的线圈天线的输出处的电压进行箝位。由于标签是紧密间隔的，因此可用于附近标签的电压限制于此经箝位电压。任何损耗(且始终存在损耗)将可用电压进一步减小到标签不具有足够的操作功率之处。如上文所提及，此分路调节器起作用以保护RFID电路(好事情)，但-在紧密间隔的标签的情况下-所述分路调节器减小系统的读取范围。

因此，需要在不将过量能量烧尽而形成热的情况下保护RFID标签中的敏感电路的电路。

发明内容

本发明的实施例改进射频识别(RFID)系统的效率且有助于扩展紧密间隔的RFID标签的某些配置的有效读取范围。具体来说，一实施例有助于最小化在存在来自激发源的过量能量时产生的能量损耗。此过量能量具有损坏RFID标签中的电路的可能性。通常使用分路调节器通过对电压进行箝位来保护RFID电路，但所述分路调节器具有将此过量激发能量转换成热的不合意效应。各种实施例针对仅使用所述激发能量中的与给所述RFID电路供电所必需的一样多的激发能量。这些实施例包含：用于恒定电流电源的电路，其可借助离散组件来实施或建造到新的ASIC设计中；网络，其最小化由建造到许多RFID电路中的所述分路调节器转换成热的能量的量；及/或睡眠模式，其用于减少在已读取RFID标签之后由其消耗的能量。一实施例可具有使得所述激发能量中的更多激发能量可用于给附近的其它RFID标签供电借此改进系统性能及读取范围的益处。