发明名称 空间上可选择之超高频近场微带耦合器装置及使用该装置之射频识别系统
摘要 一种具有一超高频射频识别系统收发器之系统,其适合专门与位在一预先限定的询答机操作区内的一电磁耦合式询答单机进行通讯。该系统包含一包括复数个与一未匹配负载并联的线路的近场耦合装置。该近场耦合装置可形成于例如具有复数个电性互连的轨迹及一接地平面的一印刷电路板上。该系统在预设的收发器功率位准下建立一共同的电磁耦合,其系专门为了位在一定义的询答机操作区内的一询答单机而选的。同时包含的有各种用于与例如一印表机-编码器之类装置内的询答机选择性通讯的方法。
申请公布号 TWI250460 申请公布日期 2006.03.01
申请号 TW093125792 申请日期 2004.08.27
申请人 鑫公司 发明人 丹尼尔F 杜纳托;罗勃特 加威辛克;克立弗P 侯伯格;卡尔 图洽斯奇;包利斯Y 特希尔莱
分类号 G06K7/08;G06F3/12 主分类号 G06K7/08
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种包含适合与询答机进行通讯的收发器的印 表机,其系包括: 一印表头; 一媒体运输工具,其系用以运送一系列离散的媒体 至该印表头并通过一询答机操作区,该媒体之至少 一些系包含一询答机;以及 一近场耦合器,其系被建构成产生一近场效应,以 与该询答机耦合用于资料传送, 该近场耦合器具有电性平行互连的复数个线路及 一隔开的接地平面。 2.如申请专利范围第1项之印表机,其中,该近场耦 合器被建构成一印刷电路板上的轨迹。 3.如申请专利范围第1项之印表机,其中,该近场耦 合器具有一特性阻抗且该近场耦合器系由一具有 一不同特性阻抗的终端电阻器所结束。 4.如申请专利范围第1项之印表机,其中,将该复数 个线路彼此间安排成互相平行。 5.如申请专利范围第1项之印表机,其中,该复数个 线路中至少一个具有一曲折形架构。 6.如申请专利范围第1项之印表机,其中,该印表头 被放置及建构,以在它仍在该询答机操作区内时用 以列印在询答机上或其附近。 7.如申请专利范围第1项之印表机,其中,该印表头 被放置及建构成当其系在该询答机操作区外时用 以列印在询答机上或其附近。 8.如申请专利范围第1项之印表机,用以透过该询答 机操作区馈入一间隔的询答机网状物,且其中,该 印表机与位在该询答机操作区内的一询答机进行 通讯但未同时与位在该询答机操作区外的另一询 答机进行通讯。 9.如申请专利范围第1项之印表机,其中,该近场耦 合器被放置在相对于该询答机一最小距离处,如此 该询答机的出现不会改变该近场耦合器的一特性 阻抗。 10.一种包括射频识别收发器且适合只与位在预定 询答机操作区内的询答单机进行通讯的系统,该系 统包括: 一近场耦合器,其系具有一延伸至该询答机操作区 中的在空间上可选择之近场特性; 该系统系建构成在各预定收发器功率位准下选择 性只对位在该询答机操作区内的一询答单机建立 一互耦。 11.如申请专利范围第10项之系统,其中,该近场耦合 器具有复数个电性平行线路。 12.一种在收发器及位在预定限制的询答机操作区 内的询答单机之间建立通讯的方法,其系包括: 在一询答机操作区内产生随一射频输入信号而变 的一近场;及 在预定收发器功率位准下选择性只对位在该询答 机操作区内的一询答单机建立一互耦。 13.如申请专利范围第12项之方法,其系包含定位一 具有电性并联的复数个线路的耦合器以构成该近 场。 14.如申请专利范围第12项之方法,其系进一步包含 将该耦合器放置在离该询答机一段距离处之步骤, 该距离不会显着地改变该耦合器的一特性阻抗。 15.如申请专利范围第12项之方法,其系包含运送一 标签网状物穿过该询答机操作区,其中,至少一些 标签具有一射频识别询答机,且其中,该方法包含 在该些标签上进行列印。 16.如申请专利范围第12项之方法,其系进一步包含 若该询答机系位在该询答机操作区的一场强度空 隙处则在该询答机操作区内的该询答机渐增地前 进之步骤。 17.一种近场耦合元件,其系包括: 平行电互连的复数个线路; 与该复数个线路隔开的一接地平面;及 一耦合至该些线路的终端电阻器,所选的该终端电 阻器系不匹配该复数个线路的一特性阻抗。 18.如申请专利范围第17项之近场耦合元件,其中该 复数个线路系在一印刷电路板上构成至少一第一 轨迹,而该接地平面系在一印刷电路板上构成一第 一轨迹。 19.如申请专利范围第17项之近场耦合元件,其中,该 复数个线路中至少一个具有一曲折形特性。 20.如申请专利范围第17项之近场耦合元件,其中,将 该复数个线路系空间上对准在共平面且彼此间互 相平行。 21.如申请专利范围第17项之近场耦合元件,其中,该 复数个线路的长度、宽度及空隙被选用于一想要 的频宽中。 22.一种用于与位在询答机操作区内的询答机通讯 的近场耦合器,其系包括: 一近场耦合器,其接收一射频通讯信号并被建构成 产生可回应该射频通讯信号的一间隔的近场聚集 阵列,沿着一预定方法的该些近场聚集的间距系显 着地小于在该预定方法内该询答机的一最小尺寸 而使该询答机重叠并在其位在该询答机操作区内 时由复数个该些场元件所激发。 23.如申请专利范围第22项之耦合器,其中,该些近场 聚集系由一具有间隔的平行几何学的阵列所架构 的线路构成。 24.如申请专利范围第23项之耦合器,其中,该些线路 包括在一微带耦合器中所形成的漏磁边缘。 25.如申请专利范围第23项之耦合器,其中,该些线路 具有一曲折形架构。 26.如申请专利范围第23项之耦合器,其中,该些线路 系在一具有一独立接地平面的印刷电路板上构成 一轨迹。 27.一种近场微带耦合器,为了与位在一询答机操作 区内的一射频识别询答机进行通讯,其系建构成产 生横向于该询答机定向并留空隔的一漏磁边缘阵 列,以当该询答机位在该询答机操作区内时,使该 询答机被复数个该漏磁边缘所激发。 28.一种用于与询答机通讯的方法,其系包括下列步 骤: 透过一射频通讯信号的一间隔的近场聚集阵列来 定位该询答机,该些近场聚集的间距系对应至该询 答机的该些尺寸而使该询答机重叠并由复数个该 近场聚集所激发。 29.根据申请专利范围第28项之方法,其中,该定位步 骤包括透过具有该射频通讯信号的该些近场聚集 的一平行的漏磁边缘阵列来定位该询答机。 30.根据申请专利范围第28项之方法,其系进一步包 括: 于一询答机操作区中以一射频通讯信号形成该间 隔的近场聚集阵列,该些近场聚集横向延伸至该预 定方向并沿着一预定轴方向留空隔,且其中,该定 位步骤包括在该询答机操作区内利用一沿着该轴 方向定向的一询答机轴来定位该询答机,在该轴方 向中的该询答机的最小尺寸系显着地小于在该轴 方向中的该询答机操作区尺寸,在该预定方向中的 该近场聚集的间距系显着地小于在该预定方向中 的该询答机的最小尺寸而使该询答机重叠并在其 位于该询答机操作区内时由复数个该近场聚集所 激发;及 以该射频编码信号与该询答机进行通讯。 31.如申请专利范围第30项之方法,其中,复数个询答 机系透过一媒体运输工具个别地依序通过该询答 机操作区来进行通讯。 32.根据申请专利范围第28项之方法,其系进一步包 括: 于一询答机操作区中以一射频通讯信号形成该间 隔的近场聚集阵列,该些近场聚集的间距系小于该 最小询答机的长度及宽度尺寸中较小者以使在该 尺寸大小范围内的所有询答机重叠并在其位于接 近该询答机操作区时由复数个该近场聚集所激发, 其中该定位步骤包括将一具有一在一询答机尺寸 大小范围内的尺寸大小的询答机定位在接近该询 答机操作区处;及 与该询答机进行通讯。 33.一种与询答机进行适应性通讯的方法,包括下列 步骤: 定位该询答机使之与一射频通讯信号的一间隔近 场聚集图案相邻近,该图案在未最佳化执行询答机 通讯处内具有至少一不要的低能量区; 以该些近场聚集激发该询答机; 确认有效通讯; 若有效通讯未被确认,将该询答机移动一段距离; 重复该激发、确认及移动动作,直到该询答机的一 有效通讯被确认为止。 34.一种与询答机通讯的方法,其系包括下列步骤: 于一询答机操作区中以一射频通讯信号形成一大 于该询答机的近场聚集图案; 将一询答机定位在该询答机操作区内的一第一位 置上; 决定当该询答机位在该第一位置内时在操作上可 有效的与该询答机进行通讯的一第一信号功率位 准; 储存该相关联的第一功率位准及询答机位置; 在该询答机操作区内定位该询答机或在一第二位 置的一类似询答机; 决定当该询答机位于该第二位置内时,在操作上可 有效的与该询答机进行通讯的一第二信号功率位 准; 储存该相关联的第二功率位准及询答机位置;及 使用分别与该询答机操作区内的该第一及第二询 答机位置相关而储存的第一及第二信号功率位准 以操作与该询答机操作区内位在该第一及第二位 置上的一系列询答机进行通讯。 35.如申请专利范围第34项之方法,进一步包括储存 该询答机类型之步骤。 36.一种与印表机内的载体基板上的询答机进行通 讯的方法,其系包括下列步骤: 将一收发器激能至一第一功率位准,以藉此将第一 资料写入至该询答机中;及 将该收发器激能至一低于该第一功率位准的第二 功率位准,以藉此自该询答机中读取第二资料。 37.根据申请专利范围第36项之方法,其系进一步包 括将该第二资料与该第一资料做比较,该第二资料 包含至少一部分该第一资料,藉以决定该询答机的 一缺陷特性。 38.根据申请专利范围第36项之方法,其中,该第一激 能步骤包括写入至一第一空间区而该第二激能步 骤包括自一第二空间区中读取,该第一及第二区实 际上系相同的。 39.根据申请专利范围第36项之方法,其中,该第一激 能步骤包括写入至该询答机而不写入至该载体基 板上的其它询答机中,且其中该第二激能步骤包括 自该询答机中读取而不从该载体基板上的其它询 答机中读取。 40.根据申请专利范围第36项之方法,进一步包括储 存复数个读取功率位准及写入功率位准的各値特 性,每一个功率位准系关联到该询答机及该载体基 板中至少一者的特性,其中该些激能步骤中的每一 个包括根据该询答机及该载体基板中至少一者的 特性于该些读取及写入功率位准中其中之一下激 能该收发器。 41.根据申请专利范围第36项之方法,其中,该第一激 能步骤包括在该收发器的一第一功率位准下将该 第一资料写入至该询答机中,并进一步包括使用不 同于该第一功率位准的功率位准来重复该第一激 能步骤。 42.根据申请专利范围第41项之方法,其中,该重复步 骤包括将该收发器激能至一较该第一激能步骤高 的功率位准。 43.根据申请专利范围第41项之方法,其中,该第一激 能步骤包括在一第一频率下写入至该询答机中,且 其中,该重复步骤包括在一不同于该第一频率的第 二频率下写入至该询答机中。 44.根据申请专利范围第36项之方法,其中,该第一激 能步骤包括在一第一功率位准下激能该询答机,且 该第二激能步骤包括在一第二功率位准下激能该 询答机,该第一功率位准系大于该第二功率位准, 且该一功率位准系小于三倍的该第二功率位准。 45.根据申请专利范围第36项之方法,其系进一步包 括: 决定复数个功率位准及在该收发器及该询答机之 间的复数个距离在该收发器及该询答机之间的成 功通讯率;及 针对该收发器及该询答机之间一限定距离范围选 择与在该收发器及该询答机之间一相当高的成功 通讯率有关的该第一功率位准。 46.根据申请专利范围第45项之方法,其中,该决定步 骤包括决定用于复数个功率位准及用于在该收发 器及该询答机之间的复数个距离的复数个读取成 功率及复数个写入成功率,并进一步包括选择一选 择距离、该第一功率位准及该第二功率位准,其中 该第一功率位准系在一包含该选择距离在内的限 定距离范围下与一相当高的写入成功率有关,且其 中该第二功率位准系在一包含该选择距离在内的 限定距离范围下与一相当高的读取成功率有关。 47.一种与印表机内的载体基板上的询答机进行通 讯的系统,该系统包括: 一馈进路径,其延伸经过该印表机,而使该印表机 被建构成沿着该馈进路径承接该载体基板; 一收发器,其系被建构成激能以与该询答机进行通 讯;及 一与该询答机连通的控制器,其系被建构成将该收 发器选择性地激能至一第一功率位准以将资料写 入至该询答机中并至一第二功率位准以自该询答 机中读取资料,该第一功率位准大于该第二功率位 准。 48.根据申请专利范围第47项之系统,其中,该控制器 被建构成比较读自该询答机中的该资料与写入至 该询答机中的该资料,藉以决定该询答机的一缺陷 特性。 49.根据申请专利范围第47项之系统,其中,该控制器 被建构成激能该询答机写入至一第一空间区并自 一第二空间区中读取,该第一及第二区实际上系相 同的。 50.根据申请专利范围第47项之系统,其系进一步包 括一记忆体,其系建构成储存复数个读取功率位准 及写入功率位准的値特性,每一个功率位准系与该 询答机及该载体基板中至少一者的特性有关,且其 中该控制器被建构成根据该询答机及该载体基板 中至少一者的特性于该记忆体所储存的该些读取 及写入功率位准中其中之一下选择性地激能该收 发器。 图式简单说明: 第1图系一习知微带前进波耦合器的俯视图。 第2a图系一使用如第1图所示的习知微带前进波耦 合器的询答机-耦合器结构简化剖面图,其说明一 短尺寸的询答机与同轴所提供之一载体基板上的 其它询答机可能发生耦合的大略位置。 第2b图系该习知微带前进波耦合器及具有第2a图嵌 入式询答机的载体基板的部分剖面俯视示意图。 第3图系根据本发明一实施例具有一改良射频识别 质询系统的一媒体印表机侧面示意图。 第4a图系根据本发明一实施例的一耦合器俯视图 。 第4b图系根据本发明另一实施例的一耦合器俯视 图。 第5a图系一使用本发明耦合器的询答机-耦合器结 构简化剖面侧图,其说明大致上一短尺寸的询答机 与同轴所提供之一载体基板上的其它询答机可能 发生耦合处的间隔区。 第5b图系本发明耦合器及具有第5a图嵌入式询答机 的载体基板的部分剖面俯视示意图。 第6a及6b图系根据本发明其它实施例以说明不同位 置上的该些射频识别询答机的载体基板俯视图。 第7图系该收发器与一示范性询答机相距一特定距 离下可进行通讯的各功率位准图形。 第8图根据本发明一实施例说明用以提供与特定类 型询答机进行通讯的收发器各功率位准値特性的 一查询表图形。 第9图系一说明在不同功率位准及位置下一相对于 该收发机的特定类型询答机的读取成功率的三维 图形。 第10图系一对应至第9图的二维图形。 第11图系一说明在不同频率及位置下一相对于该 收发机的特定类型询答机的读取成功率的三维图 形。 第12图系一对应至第11图的二维图形。
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