申请/专利权人：艾利丹尼森零售信息服务公司

申请日：2015-12-18

公开（公告）日：2020-07-17

公开（公告）号：CN107408219B

主分类号：G06K19/077(20060101)

分类号：G06K19/077(20060101);H01Q1/22(20060101);H01Q9/28(20060101);H01Q21/30(20060101)

优先权：["20141222 US 14/578,526"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.17#授权;2017.12.22#实质审查的生效;2017.11.28#公开

摘要：一种包含导电片的RFID装置，该导电片至少限定第一部分和第二部分以及连接其他部分的中间部分。一个或更多个RFID芯片与这些部分例如导电片的第一部分和第二部分中的一者或两者电耦合，并且与该中间部分电耦合。导电片的第一部分限定在导电片中具有一个或更多个中断的多匝高频天线，该一个或更多个中断定位在该多匝天线的相邻匝之间和或限定该多匝天线的相邻匝。导电片的第二部分限定超高频率天线的第一辐射臂。多个中断围绕多匝高频天线的匝引导高频电流，并且允许超高频电流流过该多个中断，导致导电片的第一部分限定超高频率天线的第二辐射臂。

主权项：1.一种RFID装置，包括：导电片，所述导电片限定第一部分和第二部分，具有连接所述第一部分和所述第二部分的中间部分；双输入RFID芯片，其被配置成接收高频输入和超高频输入；第一连接件，其使所述导电片的所述第一部分与所述RFID芯片电耦合；第二连接件，其使所述导电片的所述第二部分与所述RFID芯片电耦合；以及第三连接件，其使所述导电片的所述中间部分与所述RFID芯片电耦合，其中所述导电片的所述第一部分限定在所述导电片中具有一个或更多个中断的多匝高频天线，所述一个或更多个中断定位在所述多匝高频天线的相邻匝之间和或限定所述多匝高频天线的相邻匝，所述导电片的所述第二部分限定超高频天线的第一辐射臂，以及所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断包含所述导电片中的一个或更多个开口并且被配置成将在所述一个或更多个中断的位置处的所述导电片的导电性降低到足够低的水平，使得围绕所述多匝高频天线的匝引导高频电流，而不是穿过所述一个或更多个中断，并且允许超高频电流流过所述一个或更多个中断，从而导致所述导电片的所述第一部分限定所述超高频天线的第二辐射臂。

全文数据：具有多频天线的RFID装置[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求于2014年I2月22日提交的美国申请号为No.14578526的优先权，其全部内容通过引用并入本申请。技术领域[0003]当前主题涉及射频识别（“RFID”）装置。更具体地，当前主题涉及具有被配置成以不同频率操作的天线的RFID装置。背景技术[0004]RFID标签广泛地用于将对象与识别码相关联。RFID标签通常具有天线和模拟和或数字电子器件的组合。例如，其可包含通信电子器件、数据存储器以及控制逻辑。在很多应用中期望使用在诸如高频其可是大约13.56MHz的量级）以及超高频其可是大约865-868MHz或大约9〇2_928MHz的量级）的多频带中操作的RFID装置。结合双频天线的示例性RFID装置在美国专利申请公开号N〇_2〇l2〇23587〇中描述，并通过引用并入本文。发明内容[0005]当前主题的若干方面可单独或者同时在下面所描述和声明的装置和系统中实施。这些方面可以单独实施或者与本文所述主体的其它方面结合实施，并且这些方面的一起描述并不旨在排除这些方面的单独应用或者排除在所附的权利要求中提出的这些方面的单独或以不同的组合要求保护。[0006]在一般方面，RFID装置体现为导体结构，为不同频率的射频电流流动建立不同的路径，提供高效的多频天线。单个的这种RFID芯片在多个不同频率下操作。实施例采用对天线结构的修改，例如使用带隙、薄化区域、附加材料或其它修改。特定的实施例是双输入RFID芯片，其能够接收两个不同频率的输入，允许单个RFID芯片在两个不同的频率下操作，或者分开的单输入RFID芯片可以不同频率输入进行操作且与多频天线相关联。[0007]在一方面，一种RFID装置包括限定第一部分和第二部分的导电片（c〇nductivesheet，其具有连接第一部分和第二部分的中间部分。双输入职叩芯片被配置成接收高频输入和超高频输入并通过第一连接件与导电片的第一部分电耦合、通过第二连接件与导电片的第二部分电耦合以及通过第三连接件与中间部分电耦合。导电片的第一部分限定在在导电片中具有一个或更多个中断disruption的多匝高频天线，该一个或更多个中断定位在该多匝天线的相邻匝之间和或限定该多匝天线的相邻匝，而导电片的第二部分限定超高频天线的第一辐射臂。导电片的第一部分中的一个或更多个中断被配置成将导电片在一个或更多个中断位置处的导电性降低至足够低的水平，以便围绕多匝高频天线的匝引导高频电流，而不穿过一个或更多个中断，并且允许超高频电流流过该一个或更多个中断，因此导致导电片的第一'部分限定超尚频天线的第二福射臂。[0008]在另一方面，一种RFID装置包括限定第一部分和第二部分的导电片，其具有连接弟一部分和第二部分的中间部分。高频输入RFID芯片通过第一连接件与导电片的第一部分电耦合，而超高频输入RFID芯片通过第二连接件与导电片的第二部分电耦合。两个RFID芯片通过第三连接件与导电片的中间部分电耦合。导电片的第一部分限定在导电片中具有一个或更多个中断的多匝高频天线，该一个或更多个中断定位在该多匝天线的相邻匝之间和或限定该多匝天线的相邻匝，而导电片的第二部分限定超高频天线的第一辐射臂。导电片的第一部分中的一个或更多个中断被配置成将导电片在一个或更多个中断位置处的导电性降低至足够低的水平，以便围绕多匝高频天线的匝引导高频电流，而不穿过一个或更多个中断，并且允许超高频电流流过该一个或更多个中断，因此导致导电片的第一部分限定超高频天线的第二辐射臂。[0009]根据以下详细描述，当前发明的其它特征和优势对于本领域技术人员将变得明显。但是将理解到的是，多种实施例和特定示例的详细描述表示为优选的以及本发明的其他实施例是通过说明而不是限制的方式体现。在本发明的范围内，可作出许多改变和修改而不脱离本文的精神，并且本发明包括所有这类修改。附图说明[0010]通过参考结合附图的本发明当前优选示例实施例的更详细描述，将会对本发明的这些和其它目标和优势有更全面的理解。图1是根据本公开的一个方面的RFID装置的俯视图；以及[0012]图2是根据本公开的一个方面的RFID装置的替代实施例的俯视图。具体实施方式[0013]根据需求，本文公开了本发明的详细实施例;但是，将理解到的是公开的实施例只是本发明的例子，其可以以多种形式实现。因此，本文公开的具体细节不能被解释为限制，而仅作为权利要求的依据并且作为代表性依据用于教导本领域技术人员以实际的任何适当方式多方面应用本发明。[0014]图1示出一个示例性RFID装置10,例如根据本公开遵循多频方法的一个方面的RFID标签或带strap。所示RFID装置10至少包含一个导电片或层12以及与导电片12电耦合的RFID芯片14AFID装置10可包含附加的组件而不脱离本公开的范围，例如具有固定在其上的一个或更多个导电安装塾mountingpad的非导电衬底层。在此实施例中，RFID芯片14可与导电片12以及安装垫两者电耦合，导电片12基本上与安装垫平行。[0015]导电片12限定第一部分16、第二部分18以及中间部分20,中间部分20连接第一部分16和第二部分18。第一部分16以及第二部分18在RFID装置10使用过程中作为天线或者天线的组件，因此其可有益于相对大幅（比中间部分20大改善天线的性能和耐久性。导电片12可以由金属材料例如薄铝膜或其它适合的导电材料或材料形成。理想的导电材料应该是天线的一部分需要操作的最低频率处的一集肤深度oneskindepth;举例说明，如果线圈元件18被设计成在13.56MHz操作，铝的厚度应该是22.3wn甚至更大，尽管出于成本和易制造性原因可使用较低厚度。优选地，导电片12是基本平坦或平面的，但是导电片12是非平面的也在本公开的范围内。第一部分16和第二部分18被说明为一般是矩形的，但是第一部分16和第二部分18中的一者或两者是非矩形的也在本公开的范围内。此外，图1示出导电片12的第一部分16比第二部分18大，两部分16和18的尺寸大体相同或者第二部分18大于第一部分16也在本公开的范围内。[0016]RFID芯片14通过第一连接件22与导电片12的第一部分16电耦合，通过第二连接件24与导电片12的第二部分18电耦合，并且通过第三连接件26与导电片12的中间部分20电耦合。RFID芯片14和导电片12之间的连接可采取多个形式中的任何形式。举例说明，在一个实施例中，RFID芯片14通过导电连接和导电片12电耦合，例如使用导电粘合剂的形式。在另一个实施例中，RFID芯片14可通过一个或更多个焊接点和导电片12电耦合，其通过电流或者激光或者超声或其它适合的方法形成。[0017]在另一个实施例中，RFID芯片14通过电容连接和导电片12电耦合，例如，当粘合剂层其可以是非导电粘合剂应用在RFID芯片14与导电片12之间时，粘合剂层足够薄使得与RFID芯片14和导电片I2相关联的安装垫之间的平行板电容在其之间通过电流。在采用电容连接的实施例中，存在相对大的电容可以是有利的，这种情况下可以使用相对薄的粘合剂层特别是在导电片12的第一部分16中，有高频电流通过，如将更详细的描述的）和或可以使用具有相对高介电常数的粘合剂。[0018]在一个实施例中，RFID芯片14使用相同的方法或机制与导电片12的各种部分电耦合以简化制造过程，但是RFID芯片14通过不同的方法和或机制包括通过本文所讨论的方法和或机制与导电片14的两个不同的部分电耦合也在本公开的范围内。[0019]RFID芯片14被配置成接收高频（“HF"和超高频（“UHF"输入两者。如上所述，高频输入可以是大约13•56MHZ或小于30MHZ的量级，而超高频是大约865-868MHZ或大约902-928MHZ或大于300MHZ的量级。应该明白的是本公开没有限制双输入RFID芯片14只能在特定的一对频率或频率带进行操作，而是通常包含配置为在接触较低频率输入和较高频输入两者时是有效的active任何RFID芯片14,其中较高频率输入具有至少比较低频率输入的频率大一个量级的频率。在一个替代实施例中，I6和I8的复合结构可以用作UFH频率下的远场天线，元件I6可作为一个近场天线进行操作。尽管多个数学定义对于近场和远场都是可用的，为了说明起见我们可将近场看作工作频率下等于或者小于一个波长以及将远场看作大于一个波长。[0020]导电片12被配置作为天线，该天线发送和或接收基于RFID芯片14接收的输入的信号。例如，由于RFID芯片14被配置成处理高频和超高频输入两者，导电片12作为集成的多频天线。这可以如下方式实现。[0021]使用HF信号操作的RFID装置通常在近场区域运行，并且在相对短的范围具有规定允许的功率。在较近范围的这种装置的操作对于介电材料的渗透和安全目的而言是有益的。这种装置的操作通常使用RFID装置或标签与阅读器天线之间的磁耦合来实现，且具有以多阻线圈形式的公用天线。在图1的实施例中，至少导电片12的第一部分16的一个区段section限定能够接收和或发送HF信号的多匝天线28。在说明性实施例中，导电片12的第一部分I6的区段邻近第一部分的周界，其包括导电性降低的一个或更多个中断或区段3〇示出为单个立体的螺旋线），其中一个或更多个中断3〇定位在多匝HF天线28的匝32之间和或限定多匝HF天线28的匝32。一个或更多个中断30被配置成（例如足够大将导电片12的在此位置的导电性降低到足够低的水平，使得HF电流被强制围绕由（一个或更多个）中断30限定或在一个或更多个）中断3〇之间的多匝HF天线28的匝32行进，而不是允许耶电流穿过一个或更多个）中断30。[0022]一个或更多个中断30可以在不脱离本公开范围的情况下进行各种配置，只要它们被配置为围绕被限定在导电片I2的第一部分16中的多匝HF天线28的匝32引导HF电流。举例说明，在一个实施例中，一个或更多个中断3〇是通过导电片12的第一部分16的一个或更多个开口。这样的开口可通过例如激光切割或蚀刻或类似的任何适合的方法形成。在另一个实施例中，一个或更多个中断是导电片12的第一部分16的一个或更多个薄化的区域。在另外的实施例中，一个或更多个中断是导电片12的第一部分I6的已应用一种或更多种附加材料例如通过印制工艺）的区域以降低其上的导电片12的导电性。应该明白的是前面用以围绕多匝HF天线28的匝32引导HF电流的方法和手段仅仅是示例性的，并且用以降低导电片12的第一部分I6的特定区段的导电性的其他方法和机制也是可采用的而不脱离本公开的范围。此外，实施两个或更多个不同配置的中断30也在本公开的范围内，例如导电片12的一个区段中的开口和其它位置的薄化的区域。[0023]为了使部分16尽可能的在UHF频率处作为连续导体，将线圈的元件尽可能强的耦合在一起是期望的。电容存在于线圈的匝之间，依赖于间隙，导体的厚度，材料的介电常数以及邻近的线之间相互作用的长度。该电容在UHF有相对低的阻抗，并且在HF有相对高的阻抗，以至于匝在UHF是相对强的耦合并且因此表现出更像连续导体，加强作为UHF天线部分的区域16的有效性。根据围绕多匝HF天线28的匝32引导HF电流的一种方法，至少一个或更多个中断30的一个区段可在由导电片I2限定的平面中限定大致正弦曲线图案34以增加耦合长度，并且因此增大多匝HF天线28的相邻匝32之间的电容或者以其它方式减小相邻匝32之间穿过一个或更多个）中断30的路径的导电性。应该明白的是，在说明性实施例中，一个或更多个中断30相结合以限定大致螺旋图案，但是当在更大的放大率下检查的时候，它们可以局部地具有图示的正弦曲线图案34。除了所示的正弦曲线图案之外，一个或更多个中断30可有不同的局部图案或非线性形状以增强定位在一个或更多个中断30之间或由一个或更多个中断30限定的多匝HF天线28的相邻匝32之间的耦合，或以其它方式减小相邻匝32之间穿过一个或更多个中断30的路径的导电性。[0024]与使用HF信号操作的RFID装置相反，使用UHF信号操作的RFID装置可在近场和远场两种模式下操作。这种装置在远距离的操作对于允许在一个区域中识别大量这样的装置方面是有益的，其具有许多应用，包括在商品库存和或展示区域例如在仓库或展厅）中执行标记产品的库存操作。这种装置的操作可通过具有一对辐射臂的改进偶极子来实现。在图1的实施例中，至少导电片12的第二部分18的一个区段限定UHF天线的一个辐射臂36AHF电流可在水平方向或者在由导电片12限定的平面中直接例如直接在第二部分18的内边缘或侧边38和第二部分18的外边缘或侧边40、42、44中的一个之间）流动穿过导电片12的第二部分18以发送和或接收UHF信号。[0025]导电片12的第一部分16提供UHF天线的另一个辐射臂46。和HF电流相反，UHF电流能通过或穿过一个或更多个中断，而不是由一个或更多个中断30沿着螺旋路径引导。相应地，UHF电流可以基本上和其流动穿过第二部分18相同的方式流动穿过导电片12的第一部分16,即在水平方向或者在由导电片12限定的平面中（例如直接在第一部分16的内边缘或侧边48和第一部分16的外边缘或侧边50、52、54中的一个之间，穿过一个或更多个中断30。导电片12的第一部分16从而提供多匝HF天线28和UHF天线的辐射臂46。[0026]一个或更多个中断30就限定多匝HF天线28的匝32并且允许在UHF电流下的交叉耦合而言配置的最大优势在可根据许多因素而不同。举例说明，最佳的配置可取决于RFID装置10运行的频率，使得针对在不同的频率下操作的两个RFID装置的优选的性质、宽度和或局部图案或形状可以不同。其它因素可包含导电片12的材料成分和或导电片12的厚度。[0027]图2所示为根据本公开的RFID装置56的一个替代性实施例。可以根据图1的RFID装置10的前面的描述提供图2的RFID装置56,例外的是包含两个RFID芯片58和60替代图1实施例的单个双输入RFID芯片14。特别地，图2的RFID装置56包括高频输入RFID芯片58和超高频输入RFID芯片60。两个RFID芯片58和60实质上共享由图1的双输入RFID芯片14执行的功能，其中高频输入RFID芯片58被配置成接收较低频率输入例如HF输入）以及超高频输入RFID芯片60被配置成接收较高频率输入例如UHF输入）。和图1的实施例类似，提供三个连接件22、24、26以使RFID芯片58和60与导电片12电耦合。第一连接件22在高频输入RFID芯片58和导电片12的第一部分I6之间，第二连接件24在超高频输入RFID芯片⑼和导电片12的第二部分18之间，第三连接件26在导电片12的中间部分20和两个RFID芯片58与60之间。取决于到RFID装置56的输入的频率，RFID芯片58和60中的仅一个可以是有效的，而在图1的实施例中相同的RFID芯片14在两个不同的频率或者频率范围下是有效的。然而在其它方面，图2的RFID芯片56根据图1的RFID装置10的前面的描述进行操作。[0028]将明白的是，上文描述的本主题的一些应用和原理的实施例是说明性的。本领域的技术人员可以在不脱离所要求保护的主题的精神与范围的情况下做出许多修改，包括本文单独公开的或要求保护的特征的那些组合。由于这些原因，此范围并不局限于上述说明书的描述而是如随附的权利要求中所提出的，并且应该明白权利要求可针对本文所述特征，包括本文单独公开或要求保护的特征的组合。

权利要求：1.一种RFID装置，包括：导电片，所述导电片限定第一部分和第二部分，具有连接所述第一部分和所述第二部分的中间部分；双输入RFID芯片，其被配置成接收高频输入和超高频输入；第一连接件，其使所述导电片的所述第一部分与所述RFID芯片电耦合；第二连接件，其使所述导电片的所述第二部分与所述RF〗D芯片电耦合；以及第三连接件，其使所述导电片的所述中间部分与所述RFID芯片电耦合，其中所述导电片的所述第一部分限定在所述导电片中具有一个或更多个中断的多匝高频天线，所述一个或更多个中断定位在所述多匝高频天线的相邻匝之间和或限定所述多匝高频天线的相邻距，所述导电片的所述第二部分限定超高频天线的第一辐射臂，以及所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断被配置成将在所述一个或更多个中断的位置处的所述导电片的导电性降低到足够低的水平，以便围绕所述多匝高频天线的匝引导高频电流，而不是穿过所述一个或更多个中断，并且允许超高频电流流过所述一个或更多个中断，从而导致所述导电片的所述第一部分限定所述超高频天线的第二辐射臂。2.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断包含所述导电片中的一个或更多个开口。3.根据权利要求2所述的RFID装置，其中至少所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断的一个区段在由所述导电片限定的平面中限定大致正弦曲线的局部图案。4.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断包含所述导电片的一个或更多个薄化的区域。5.根据权利要求4所述的RFID装置，其中至少所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断的一个区段在由所述导电片限定的平面中限定大致正弦曲线的局部图案。6.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断包含应用至所述导电片以减小所述导电片在所述一个或更多个中断的一个或更多个位置处的导电性的一个或更多个附加材料。7.根据权利要求6所述的RFID装置，其中至少所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断的一个区段在由所述导电片限定的平面中限定大致正弦曲线的局部图案。8.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述连接件中的至少一个包含经由导电粘合剂的导电连接。9.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述连接件中的至少一个包含焊接点。10.根据权利要求1所述的RFID装置，其中所述连接件中的至少一个包含具有非导电粘合剂的电容连接。11.一种RFID装置，包括：导电片，所述导电片限定第一部分和第二部分，具有连接所述第一部分和所述第二部分的中间部分；高频输入RFID芯片；超高频输入RFID芯片；第一连接件，其使所述导电片的所述第一部分与所述高频RFID芯片电耦合；第二连接件，其使所述导电片的所述第二部分与所述超高频输入RFID芯片电耦合；以及第三连接件，其使所述导电片的所述中间部分与所述RFID芯片电耦合，其中所述导电片的所述第一部分限定在所述导电片中具有一个或更多个中断的多匝高频天线，所述一个或更多个中断定位在所述多匝高频天线的相邻匝之间和或限定所述多匝高频天线的相邻匝，所述导电片的所述第二部分限定超高频天线的第一辐射臂，以及所述导电片的所述第一部分中的一个或更多个中断被配置成将在所述一个或更多个中断位置处的所述导电片的导电性降低到足够低的水平，以便围绕所述多匝高频天线的®引导高频率电流，而不是穿过所述一个或更多个中断，并且允许超高频率电流流过所述一个或更多个中断，从而导致所述导电片的所述第一部分限定所述超高频天线的第二福射臂。12.根据权利要求11所述的RFID装置，其中所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断包含所述导电片中的一个或更多个开口。13.根据权利要求12所述的RFID装置，其中至少所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断的一个区段在由所述导电片限定的平面中限定大致正弦曲线的局部图14.根据权利要求11所述的RFID装置，其中所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断包含所述导电片中的一个或更多个薄化的区域。15.根据权利要求14所述的RFID装置，其中至少所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断的一个区段在由所述导电片限定的平面中限定大致正弦曲线的局部图案。16.根据权利要求11所述的RFID装置，其中所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断包含应用至所述导电片以减小所述导电片在所述一个或更多个中断的一个或更多个位置处的导电性的一个或更多个附加材料。17.根据权利要求16所述的RFID装置，其中至少所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断的一个区段在由所述导电片限定的平面中限定大致正弦曲线的局部图案。18.根据权利要求11所述的RFID装置，其中所述连接件中的至少一个包含经由导电粘合剂的导电连接。19.根据权利要求11所述的RFID装置，其中所述连接件中的至少一个包含焊接点。20.根据权利要求11所述的RFID装置，其中所述连接件中的至少一个包含具有非导电粘合剂的电容连接。21.—种多频RFID装置，包含：导电片，所述导电片至少限定第一部分和第二部分，具有连接所有部分的中间部分；多输入RFID芯片，其被配置成接收至少一个高频输入和至少一个超高频输入；至少第一连接件和第二连接件，其使所述导电片的相应部分与所述RFID芯片电稱合；以及耦合连接件，其使所述导电片的所述中间部分和所述RFID芯片电耦合，其中所述导电片的所述第一部分限定在所述导电片中具有一个或更多个中断的多匝高频天线，所述一个或更多个中断定位在所述多匝高频天线的相邻匝之间和或限定所述多匝高频天线的相邻匝，所述导电片的所述第二部分限定超高频天线的第一辐射臂，以及所述导电片的所述第一部分中的所述一个或更多个中断被配置成将在所述一个或更多个中^的一个或更多个位置处的所述导电片的导电性降低到足够低的水平，以便围绕所述多匝高频天线的匝引导高频电流，而不是穿过所述一个或更多个中断，并且允许超高频电流流过所述一个或更多个中断，从而导致所述导电片的所述第一部分限定所述超高频天线的第二辐射臂。

百度查询： 艾利丹尼森零售信息服务公司 具有多频天线的RFID装置

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