[发明专利]包括三维环形天线的射频识别(RFID)标签

说明书

技术领域

本发明涉及用于制品管理的射频识别(RFID)系统，更具体地讲涉及RFID标签。

背景技术

射频识别(RFID)技术事实上已经广泛地应用于各个行业，包括交通、制造、废物管理、邮政跟踪、航空行李调度、和公路收费管理。典型的RFID系统包括多个RFID标签、至少一个具有用于与RFID标签通信的天线的RFID阅读器(也称为“询问器”)或检测系统、和控制RFID阅读器的计算装置。RFID阅读器包括可以向标签提供能量或信息的发射机，和从标签接收身份和其它信息的接收机。计算装置处理由RFID阅读器获得的信息。

通常，从RFID标签接收的信息是具体应用所特有的，但通常对其上固定有标签的制品进行识别。示例性的制品包括制造品、书籍、文件、动物或人，或几乎任何其他有形制品。也可以提供制品的额外的信息。标签可以用于制备处理期间，以(例如)表明制造过程中汽车底盘的油漆颜色或其它有用的信息。

RFID阅读器的发射机通过天线输出射频(RF)信号，以形成能够使标签返回携带信息的RF信号的电磁场。在一些构型中，发射机启动通信，然后利用放大器激励具有调制输出信号的天线，以与RFID标签通信。在其它构型中，RFID标签从RFID阅读器接收连续波信号，然后通过立即响应与其信息开始通信。

常规的标签可以是包括内部电源的“有源”标签，或通过由RFID阅读器产生的RF场带电(通常通过电感耦合)的“无源”标签。在任一种情况下，标签都使用预先定义的协议通信，从而允许RFID阅读器从一个或多个标签接收信息。计算装置通过接收来自RFID阅读器的信息并且执行某些操作(例如更新数据库)而起到信息管理系统的作用。另外，计算装置还可以起到通过发射机将数据编程到标签中的装置的作用。

发明内容

本发明整体描述了可以减小对RFID标签性能的不利影响的三维(3D)环形天线，该不利影响可归因于RFID标签与其上设置RFID标签的导电表面之间的耦合。根据本公开设计的RFID标签包括耦合到RFID电路的3D环形天线。如本文详细所述，3D环形天线包括第一导电部分，第一导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度并且位于第一平面内。第一导电部分电耦合到第二导电部分，第二导电部分的长度和宽度基本上超出其厚度并且位于第二平面内。第一平面和第二平面基本上彼此平行。电流被激发流经电流回路中的第一导电部分和第二导电部分，该电流回路位于基本上不平行于第一平面和第二平面的第三平面内。流经第一导电部分和第二导电部分的激发电流可以(例如)是由RFID电路反向散射的重新调制的询问信号，如就无源RFID标签而言。在其它情况下，如就有源RFID标签而言，RFID电路可以生成激发电流流经导电部分的信号。

RFID标签被构造为使得当设置在制品表面上时，第一平面和第二平面基本上平行于制品表面。这样，通其激发电流的电流回路的平面基本上不平行于附接RFID标签的制品表面。例如，在一些实施例中，天线的电流回路所在的平面可以基本上垂直于制品表面。

在一些实施例中，3D环形天线的第一导电部分和第二导电部分可以由天线材料限定，天线材料包括限定连续环路的一个或多个部分，以用于RF电流。在其它实施例中，3D环形天线可以由天线材料与其上设置RFID标签的导电制品表面的组合限定。在后一个实施例中，导电制品表面和天线材料限定电流的闭环。因此，导电制品表面充当3D天线的一部分。导电表面和天线材料可以通过直接电气连接或通过电容耦合来形成闭环。

还可以将3D环形天线设计为使得天线的一部分用作调谐元件，以将天线的阻抗与连接天线的IC芯片的阻抗相匹配。例如，形成3D环形天线的导电迹线可以包括一个或多个用作电容调谐元件的狭缝。又如，3D环形天线可以具有用作电容调谐元件的重叠导电部分。还如，形成3D环形天线的导电迹线可以包括交指型导电区域，以增大电容以用于更好地调谐。

可以通过安装构件将RFID标签附接到制品的基本上非平面的表面。安装构件可以是柔性的，以适形于弯曲或不规则成形(基本上非平面)的表面，并且可以附接到RFID标签的下部，即RFID标签与制品表面之间。安装构件可以是有棱纹的，包括多个彼此间隔开的部分，或者说是具有促进柔韧性的结构。