CN1886752A - 具有加强读出能力的射频识别标签 - Google Patents

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Abstract

一种射频识别(RFID)器件(10)，包含具有长槽(30)的导电天线结构(12)。在所述长槽的一端，其两侧的部分天线结构均耦合到无线通信装置，例如RFID芯片(14)或内插部件。在所述长槽的相反一端(36)，所述长槽两侧的部分天线结构电气耦合在一起，例如通过所述天线结构(12)的其他导电部分(38)耦合在一起。所述天线结构的所有部分均可以是导电材料连续单元层的一部分。所述具有长槽的导电天线结构，能够帮助加强RFID器件的读出能力，尤其是沿RFID器件边缘向外的方向。

Description

具有加强读出能力的射频识别标签
1.技术领域
[0001]本发明涉及射频识别(RFID)标签和标记领域，且特别涉及包括天线结构的标签和标记领域。
2.背景技术
[0002]现今的储备和制造方法依赖于追踪和识别有关物品例如库存物品、包裹、单个零件等等的能力，并且依赖于以无线方式传递这些有关物品的信息以便处理和使用的能力。一种已知的追踪和提供这些有关物品信息的方法是，在每个这样的物品上附着一个无线通信装置，例如有源或无源应答器，该无线通信装置整合到识别标签或标记内，以响应射频询问和命令。该标签可以储存或表示关于它所附着的物品的信息，例如唯一的识别号、诸如打开或未打开之类物品状态、地点、及类似信息。该标签可以附着到单个物品或包含多个物品的包裹上。
[0003]图1中展示了现有技术的RFID器件1的一个例子。器件1包含连接到简单偶极天线结构3的芯片2。天线结构3由衬底6上的一对天线元件4和5组成。
[0004]图1所示简单偶极天线结构3的一个难题是，该天线结构的读出能力可能高度依赖于其方向。例如，沿着器件1的边缘，特别是沿器件1的窄轴8，与天线元件4和5平行的方向上，读出能力可能较差。
[0005]应该理解的是，如果能有克服上述难题的RFID器件将会是令人满意的。
发明内容
[0006]根据本发明的一方面，RFID器件包含混合环形槽天线。
[0007]根据本发明的另一方面，RFID器件包含：天线结构，该天线结构在长槽的两侧有导电材料；无线通信装置，该器件具有一对触点，所述触点电气耦合到导电材料的相应部分；导电材料的所述部分在长槽的一端电气耦合在一起，远离无线通信装置。
[0008]根据本发明的又一方面，RFID器件具有：导电材料的连续层，该导电材料的连续层内具有长槽；以及RFID内插部件(interposer)，该内插部件具有与长槽两侧的导电材料电气耦合的相应不同触点。
[0009]根据本发明的再一方面，是一种与多个RFID器件中的一个或多个RFID器件通信的方法，该方法包含：通过使所述器件彼此紧邻来提高器件的性能；以及与一个或多个所述器件的无线通信装置进行通信。
[0010]根据本发明的进一方面，通过使这些器件彼此紧邻来提高RFID器件的性能。
[0011]为了实现上述以及相关目的，本发明包含的特征将在下文中充分描述并在权利要求中特别指出。以下描述以及附图详细说明本发明的某些说明性实施例。这些实施例是示意性的，然而只说明了可应用本发明原理的多种方式中的一些方式。本发明的其他目的、优点以及新颖的特征，当与以下本发明的详细描述与附图相结合时，将会变得显而易见。
附图说明
[0012]在无需符合比例的附图中：
[0013]图1是具有简单偶极天线结构的现有技术器件的斜视图；
[0014]图2是依照本发明的RFID器件的平面图；
[0015]图3是图2所示RFID器件的斜视图；
[0016]图4是依照本发明的RFID器件的可选实施例的平面图；
[0017]图5是依照本发明的RFID器件另一个实施例的平面图；
[0018]图6是RFID器件的又一个可选实施例的平面图，该实施例采用单极天线；
[0019]图7是依照本发明的RFID器件的再一个可选实施例的平面图；
[0020]图8是图7所示器件的端视图；
[0021]图9是图7所示器件的侧视图；
[0022]图10A是依照本发明的RFID器件的另一个可选实施例的平面图；
[0023]图10B是图10A所示器件的侧视图，该图中器件的衬底沿折叠线折叠；
[0024]图11A是依照本发明的RFID器件的另一个可选实施例的平面图；
[0025]图11B是图11A所示器件的侧视图，该图中器件的衬底沿折叠线折叠；
[0026]图12是依照本发明的RFID器件的又一个可选实施例的平面图；
[0027]图13是依照本发明的RFID器件的再一个可选实施例的平面图；
[0028]图14是依照本发明的RFID器件的另一个可选实施例的平面图；
[0029]图15是描述依照本发明的RFID器件的又一个可选实施例的斜视图；
[0030]图16是说明本发明的RFID器件的一种应用的斜视图，该RFID器件附着在衣物上；
[0031]图17是读取器显示单元的斜视图，该单元能对本发明中RFID器件进行读取；
[0032]图18是能对本发明的RFID器件进行读取的另一个读取器显示单元的斜视图；
[0033]图19是说明对可移动衣架上的衣物进行读取的斜视图；
[0034]图20是说明对展示架上的衣物进行读取的斜视图；
[0035]图21A是在纸箱或容器内的多个物品的斜视图，这些物品紧邻，且每个都带有RFID器件；
[0036]图21B是在架子上的多个物品的斜视图，这些物品紧邻，且每个都带有RFID器件；
[0037]图22A是在其底部表面带有RFID器件的瓶子的斜视图；
[0038]图22B是带有RFID器件的多层瓶子的斜视图；
[0039]图22C是瓶盖上带有RFID器件的瓶子的一部分的斜视图；
[0040]图22D是其上带有RFID器件的圆柱形瓶子的斜视图；
[0041]图22E是其上带有RFID器件的长方形瓶子的斜视图；
[0042]图23是具有第一配置天线结构的RFID器件的平面图；
[0043]图24是具有第二配置天线结构的RFID器件的平面图；
[0044]图25是具有第三配置天线结构的RFID器件的平面图；
[0045]图26是具有第四配置天线结构的RFID器件的平面图；
[0046]图27是具有第五配置天线结构的RFID器件的平面图；
[0047]图28是具有第六配置天线结构的RFID器件的平面图；
[0048]图29是具有第七配置的天线结构RFID器件的平面图；
[0049]图30是具有第八配置的天线结构RFID器件的平面图；
[0050]图31是具有第九配置的天线结构RFID器件的平面图；
[0051]图32是具有第十配置的天线结构RFID器件的平面图。
具体实施方式
[0052]一种射频识别(RFID)器件，包含导电天线结构，该天线结构中带有长槽。在长槽一端的两侧，部分该天线结构耦合到无线通信装置，例如RFID芯片或内插部件。在长槽的另一端，位于长槽两侧的部分天线结构被电气耦合到一起，例如通过天线结构的其他导电部分而被耦合到一起。天线结构的所有各部分均可以是导电材料连续单元层的一部分。带有长槽的导电天线结构能够有助于提高RFID器件的读出能力，尤其是在沿RFID器件边缘向外的方向上。天线结构可直接电导耦合到无线通信装置。作为选择，天线结构也可间接(电抗)耦合到RFID器件，例如通过容性(capacitive)耦合。
[0053]首先参看图2和图3，RFID器件10包含耦合到无线通信装置的天线结构12，该无线通信装置例如为RFID芯片14，芯片14可以是RFID内插部件或签带(strap)16的一部分。内插部件或签带16包含导电引线端20和22，导电引线端20和22被耦合到天线结构12的臂或部分26、28。
[0054]内插部件或签带16的标准元件包含RFID芯片14和导电引线端。内插部件或签带16还可包含用于支撑RFID芯片14和导电引线端的衬底。在本说明书内大多数实施例(如图2和图3所示)中都没有衬底，而是由天线支撑导电引线端和芯片14。在图10A和11A(下文描述)所示实施例中，内插部件的衬底与天线的衬底相同。在其他可能的变化中，出于处理的考虑，RFID芯片和导电引线端可由独立衬底支撑。而在芯片和导电引线端耦合到天线后，这个独立衬底既可保留在芯片和导电引线端上，也可被去掉。
[0055]臂26、28位于孔或长槽30的侧面，孔或长槽30是位于天线结构12的两部分之间的开口。在孔或长槽的第一端32(此端为开口端)，臂26、28电气耦合到RFID内插部件或签带16的导电引线端20、22。导电引线端20、22又耦合到RFID芯片14的触点。在孔或长槽的第二端36(此端为相对于RFID内插部件或签带16较远的闭合端)，导电臂26和28导电连接在一起，例如通过同样是天线结构12一部分的导电连接部分38而被连接在一起。导电臂26、28以及导电连接部分38，均可以是形成天线结构12的导电材料连续单元层40的一部分。导电层40可附着或以其他方式耦合到衬底42。
[0056]孔或槽30在天线结构12的导电臂26和28之间，可具有基本相同的宽度。槽30的长度，可以是用于与RFID芯片14通信的辐射波长的大约四分之一。槽30使RFID器件10能够沿窄轴46被读取。实际上，RFID器件10可在天线结构12(或作为整体的RFID器件10)所在平面内的基本任何方向，或与之平行的方向上，表现出良好的读出能力。
[0057]此外，在近距离内，RFID器件10在其他方向，例如在标签的上方或下方也表现出良好的读出能力。因此在围绕器件10的所有方向上，RFID器件10均表现出良好的读取特性。即使在器件10具有小尺寸时，RFID器件10的读取性能也是良好。例如，图2和图3所示结构的RFID器件，该器件的外部尺寸为25mm×25mm(1英寸×1英寸)，当采用合适的功率及频率等级时，该器件在超过2米(6.5英尺)的距离被发现具有良好的读取性能。依照FCC规范第15部分第247节，在4W功率(有效各向同性辐射功率)和902MHz至928MHz频带下操作，功率及频率等级较为合适。通过采用适当的读取器，天线结构12在各个方向上均表现出良好的读取特性，并且基本上可以是与方向无关的，其中所述读取器带有圆形偏振天线或双线天线(duallinear antennas)，所述双线天线彼此以90°偏振角相交、并连接到交替切换的读取系统的各个端口。
[0058]RFID芯片14与臂26、28之间可以是直接电导耦合，这通过内插部件16上的导电引线端20、22来形成；或者也可以是整体或部分电抗耦合，这例如是通过介质材料形成的容性或感性耦合。下文将结合RFID器件10的不同实施例，对电抗耦合连接的几种配置进行论述。关于导电引线端20和22与电极导电臂26和28之间的直接(电导)电气连接，可采用适当的导电粘合剂来完成。
[0059]电路通道54从RFID芯片14的一侧(触点)开始，经过臂26、导电连接部分38、及臂28，到达RFID芯片14的另一侧(触点)。因此，与标准槽缝天线相比，导电材料没有完全包围槽30。标准槽缝天线具有由完全包围槽的导电材料所形成的短路。
[0060]RFID器件10的天线结构12可具有环形天线的一些特性，也可具有槽缝天线的一些特性，但该天线结构克服了传统环形天线和槽缝天线中可能出现的无效点。通过耦合到具有至少两种操作模式的RFID芯片14，天线结构12可对大范围的方向提供更好覆盖。天线模式可包含两种或更多种模式，所述模式包括基本切口天线(notchantenna)的模式、基本环型天线的模式、基本折叠偶极天线的模式、和/或基本槽缝天线的模式。
[0061]RFID器件10可采用多种适当材料。衬底42可以是合适的塑料材料，例如PET或聚丙烯，其可形成柔性塑料材料膜或塑料片。天线结构12的导电层40，可通过多种适当方法中的任何方法被形成、沉积或附着在衬底42上。例如，导电层40可以是导电墨水，比如包含金属微粒的墨水，这种墨水以适当的图案被印刷在衬底42上。作为选择，可将导电层40镀在衬底42上，例如通过电镀。作为另一种选择，导电层40可粘性附着到衬底42上。可采用蚀刻处理来去除导电材料以形成槽30。
[0062]RFID器件10可包含适当的附加层，例如用于保护器件功能元件的保护层和/或用于将器件10粘附到物品的粘合层，这些附加层也可提供诸如可印刷性(printability)或耐气候性(weatherability)之类所需表面特性。
[0063]应该理解的是，多种无线通信装置，例如RFID内插部件或签带，可用作RFID内插部件或签带16。适当的RFID内插部件或签带的例子包括能够从Alien Technologies获得的RFID签带，以及以I-CONNECT商品名销售的内插部件(称为模块)，该部件能够从PhilipsElectronics获得。可从Alien Technologies获得的芯片在倒装芯片小片(flip-chip die)中可以是导电性地附着的，或对于签带形式的芯片来说，可以是导电性或电抗性地附着的。合适的RFID芯片包括可从Philips Electronics获得的Philips HSL芯片、和可从EM Microelectronic-Marin SA获得的EM Marin EM4222，以及可从美国马里兰州Columbia的Matrics Inc.获得的RFID芯片。
[0064]应该理解的是，RFID器件10可具有多种适当配置中的任一种，其中一些配置将在下文中论述。例如，导电区域与天线结构的槽的配置可能差别很大。举个例子，槽30可基本呈长方形，如图2和图3所示。作为选择，该槽可具有其他形状，如弓形或弧形。
[0065]图4表示RFID器件10的一种可选择配置，其中槽30呈弓形，且具有彼此互成角度的多个等宽部分60、62、64、68。这些部分60-68允许在一个小且紧凑的器件里，容纳下相同的总槽长。RFID内插部件16被安装在孔或槽30的两侧，以此利用槽30两侧以及长槽末端的导电层材料，作为混合环形槽天线，这类似于上述图2和图3所示RFID器件10的实施例。除了槽30，导电层40基本覆盖处于其下方的全部衬底42。
[0066]现在参看图5，该图展示RFID器件10的另一个实施例，其中臂26和28彼此间不直接电气耦合。而是臂26和28通过臂26和28各自的耦合部分76和78电抗耦合到一起，耦合部分76和78跨过衬底42的相互作用区80容性耦合到一起，导电臂26和28安装在衬底42上。虽然应该理解，通过调谐槽30附近的臂26、28从而适当调谐天线结构12时，可能要考虑到相互作用区80，但相互作用区80与槽30在一定程度上是独立的。
[0067]图5中所示的RFID器件10的实施例，可有利地与RFID芯片一起使用，RFID芯片要求芯片与导电臂26和28相耦合的触点之间不存在短路。这种RFID芯片的例子是EM4222和HSL芯片。
[0068]图6展示RFID器件10的又一个实施例，该器件具有天线结构12，此天线结构包含混合环形槽天线以及单极天线元件90。混合环形槽天线的结构，可与以上根据图2和图3所示实施例所描述的结构相似，带有一对耦合到RFID芯片14的不同触点的臂26和28，以及介于臂26和28之间的导电连接部分38，其中导电连接部分38与臂26、28构成槽30。臂26和28分别耦合到RFID芯片14的RF输入端92以及共同连接端94(接地端)。
[0069]单极天线元件90是折叠偶极元件96，此元件电气耦合到RFID芯片14的另一个触点(连接点)100。偶极元件96呈盘旋形，具有多个往复部分102。天线结构12就是这样采用混合环形槽天线作为折叠偶极元件96的接地面。因此天线结构12是双极天线。
[0070]图7-14展示RFID器件10的不同实施例，所示器件在RFID芯片14与臂26和28其中至少一臂之间具有容性耦合。首先参看图7-9所示RFID器件10的实施例，RFID内插部件16的导电引线端20和22通过各自的粘合垫或层110和112粘性耦合到天线结构12的臂26和28。粘合垫110和112是由不导电的粘合剂制成的，用于防止导电引线端20、22与臂26、28之间的直接(电导)电气耦合。更确切地说，导电引线端20和22跨过不导电的粘合垫容性耦合到臂26和28。通过避免导电引线端20、22与臂26、28之间的直接电气耦合，就避免了RFID芯片14的相应连接点短接在一起。如上所述，为使芯片正常运行，一些芯片可能要求触点不被短接在一起。
[0071]应该理解的是，为了提供导电引线端20和22与臂26和28之间的所需容性耦合，可为粘合垫110、112选择适当的厚度。粘合垫的厚度可根据以下这样的因素选择：运行功率和频率、耦合面积、及所使用的粘合剂的介电常数。在一个例子中，可使用面积为5mm2而厚度为10μm的粘合垫。不过应该理解，可使用的合适的面积和厚度范围广泛。
[0072]图10A和10B展示RFID器件10的另一个实施例，该图说明了一种形成器件的方法，此方法利用粘合垫110、112将导电引线端20、22附着到臂26、28。如图10A所示，在衬底124的不同部分120、122上形成器件10的不同部件。在部分120和122之间有折叠线126。在第一部分120上放置RFID内插部件16，其中导电引线端20、22面向上放置。可采用适当的粘合剂将RFID内插部件16附着到衬底124的第一部分120。作为选择，将RFID芯片14面向上放置在第一部分120上之后，通过沉积或形成(比如通过印制或电镀)导电引线端20和22，可在原位形成内插部件16。
[0073]天线结构12被沉积或者附着到衬底124的第二部分122。然后粘合垫110、112可被沉积到天线结构12的臂26和28上，例如通过适当的印制程序。
[0074]接下来生成图10A所示结构，通过沿着折叠线126将衬底124折叠，而使器件的两部分合在一起。这使得导电引线端20、22与粘合垫110、112相接触，从而使导电引线端20、22与臂26、28粘性结合在一起，如图10B所示。
[0075]可限定衬底124第一部分120的尺寸，使其折叠到第二部分122的上方时，基本覆盖第二部分122。第二部分122例如可通过加热密封，被挤压并密封到第二部分上，以封装并保护器件10的功能元件。
[0076]如图10A和10B所示，应该理解，制作RFID器件的方法可通过一系列连续的辊压(roll)操作例如辊对辊(roll-to-roll)处理来完成。RFID芯片14和/或内插部件16的放置；天线结构12在衬底124上的形成(或天线结构12对衬底124的粘贴)；和/或粘合垫110、112的放置，都可作为辊压操作来完成。这些操作可在一片材料上完成，然后适当地切割这片材料从而产生单个RFID芯片。
[0077]应该进一步理解的是，上述这种方法可与具有其他配置的RFID器件一起使用，如这里所述。例如，可用适当的导电粘合剂来代替粘合垫110、112的不导电粘合剂，由此产生这样的RFID器件10：其中导电引线端20、22被直接(电导)电气耦合到天线结构12的臂26、28。作为另一个例子，天线结构12可能还具有在此描述的一些其他配置。
[0078]图11A和图11B表明了器件10的另一个折叠型实施例，其中衬底134的第一部分130和第二部分132是沿折叠线136分开的。第一部分130具有RFID芯片14元件和位于芯片上的导电引线端20、22；第二部分132具有导电层40，而其各个部件26、28和38位于该导电层上。
[0079]如图11B所示，第一部分130可沿折叠线136被向后折叠，从而使其与衬底134的第二部分132背对背接触。部件130和132可通过粘合层138结合。在最终结构中，导电引线端20和22被容性耦合到臂26和28，此结构具有部件130与132之间的组合厚度。
[0080]现在转到图12，RFID器件10的另一实施例具有叉指式容性耦合140，用于将RFID芯片14(或RFID内插部件)耦合到天线结构12的臂26。芯片14电导耦合到衬底42上的导电垫142。导电垫142包含多个指状元件144，这些指状元件沿衬底42由该导电垫向外凸出。指状元件144与臂26上相应的指状元件146相互交叉，在两组指状元件144与146之间留出窄的盘旋形间隔150。跨过间隔150可产生容性耦合，从而使导电垫142与臂26间接(容性)电气耦合，且臂26没有短路危险。导电垫142和指状元件144可以是导电层154的一部分，该导电层还包含臂26、28和导电连接部分38。
[0081]图13表示RFID器件10的一个附加实施例，其中芯片14与臂26之间具有电抗耦合。在图13所示实施例中，RFID芯片14(或RFID内插部件)耦合到导电元件160，该元件处于一条穿过臂26的弯曲路径上，在导电元件160和臂26之间有间隔162。这样就使导电元件160和臂26之间得以实现容性耦合。
[0082]图14表示RFID器件10的又一个容性耦合实施例。图14所示器件具有天线结构12，其位于衬底42上与RFID内插部件16相对的侧面上。RFID内插部件16的导电引线端20、22跨过彼此间的衬底42的部分，容性耦合到天线结构12的臂26和28。
[0083]以上描述了RFID器件10的多个容性耦合实施例。应该理解，可用其他形式的间接电抗耦合，例如借助于磁场的感性耦合来进行替代。
[0084]图15表示带有瓦楞板层180的RFID器件10的实施例。一对导电带182和184例如铜带在板层180的制造过程中被放置到瓦楞186和188上。导电带182和184被用作混合环形/孔形天线的两臂。短接导电连接部分190沿导电带182和184被放置在一端，而RFID内插部件16沿导电带182和184被放置在另一端。短接连接部分190和内插部件16的放置点被选择成，使各个元件所界定的孔12具有适当的长度。
[0085]在放置图15所示器件10的各元件之后，可通过在瓦楞的顶上放置表面层来完成纸板层的构造。纸板可用于合适的目的，比如用于硬纸盒或者其他容器。因此，RFID器件10可用作纸板层里面可在大方向范围内读取的内部器件。在纸板层内放置器件，有助于在装卸纸板时使器件免遭物理损坏。此外，在纸板层内放置器件有助于隐藏器件，保护器件遭受故意使其失效的损坏。然而应该理解，可在纸板上提供外部标记以标明RFID器件10的位置，从而举例来说帮助放置读取器以进行短距离读取。
[0086]图16说明RFID器件10的一利用途，其中器件10施加到衣物200比如衬衫上。器件10可以是卡片安装式标签，被置于衣物200的纽扣之间，或用塑料紧固件附着到物品200上。衣物200上的器件10可通过手持读取器204，从相对于衣物200的各个方向中任一方向进行读取。
[0087]图17展示显示单元210，该显示单元能对一组衣物200上的RFID器件10进行读取。显示单元210具有多个适当的天线212和214，这些天线位于显示单元210的后壁上。天线212和214被耦合到读取器220。RFID器件10沿其边缘在各个方向上被读取的能力，尤其是沿器件10的窄轴方向被读取的能力，有利于显示单元210对器件进行读取。
[0088]应该理解的是，器件10的多个可允许的边缘读取角度，使得即使当物品200是以多个方向放置在显示单元210中的时候，如图18所示，都能够进行读取。RFID器件10在读取方向多样化方面的灵活性，举例来说，能够让零售商以多个方向灵活地展示物品200，同时仍然能够让它们被显示单元210检测到。此外，显示单元210的检测，可在很大程度上保持不受显示单元内物品200的放置方式或(例如由雇员或顾客所造成的)放置错误的影响。
[0089]图19表明的是对衣物230上的器件10进行读取，衣物放在可移动衣架240上。RFID器件10可被集成到衣物230上的标记232内。当衣架240移动通过读取台时，即可从侧向244或246读取物品230上的器件10。RFID器件10良好的边缘读取特性有助于从方向244和246检测器件10。
[0090]图20显示装在展示架250上的衣物230。衣物230上的RFID器件10，可通过展示架250的后壁256上的天线254，沿读取方向252被读取。图19和20表明RFID器件10的准各向同性读取特性的有效性——允许衣物230在多种架上被检测到，并从多种方向读取。
[0091]应该理解的是，RFID器件10的读取特性可用于检测和/或追踪除衣物以外的多种物品。对衣物200和230的检测，仅是可应用RFID器件10的多种物品中的一个例子。
[0092]现转向参看图21A和21B，其中有多个彼此为止紧邻的物品300，每个物品都带有射频识别器件10。射频识别器件10彼此靠近，从而使其性能提高。图21A显示放在纸箱或容器310内的物品300。图21B显示放在架子上的物品300。
[0093]此处所用术语“紧邻”，指的是相邻(最近)的射频识别器件10，处于RFID器件10天线的导电材料的相应最大尺寸(如长度或宽度)的大约两倍范围内。如果每个RFID器件都与至少另一个器件彼此紧邻，并且如果所有RFID器件都通过彼此紧邻的器件而连接在一起，则可以说一组RFID器件10彼此紧邻。例如，如果RFID器件10的天线所具有的长度和宽度约为5cm，那么如果RFID器件10彼此距离在10cm以内，则可以说它们是彼此紧邻。
[0094]据信使RFID器件10彼此紧邻，可改善RFID器件10的辐射电阻。例如通过增加射频识别器件10的读取距离和/或信号强度，这提高了射频识别器件10的性能。
[0095]应该理解的是，通过使RFID器件10彼此紧邻而提高的性能可获得很多优势。器件彼此紧邻从而提高的性能可允许使用更小的RFID器件，同时，至少在器件彼此紧邻时，仍然可以维持所需的性能等级。从许多观点来讲都需要采用更小的RFID器件10：RFID器件越小则所需要的原材料越少，这可以减少成本；并且RFID器件越小则附着到物品上所需要的空间就越小，减少了阻塞现象，并且较少可能被损坏。此外，当RFID器件10不再与其他这类器件紧邻时，较小的RFID器件10在被最终用户购买之后，也会较少有可能被检测到。单个(不与其他器件紧邻)RFID器件10减小了被检测到的可能性，从而能减少与RFID器件有关的隐私方面的担心。
[0096]RFID器件10被提高的性能，在RFID器件10自然集中在一起的环境下，比如当物品被装在容器内运输时，或在架子上展示时，或者以其他形式集中在一起时，可能是特别有用的。例如，架子320可具备或接近读取器324，用于保持对可用库存的追踪。
[0097]RFID器件10的性能也可通过导电材料的存在来提高，所述导电材料不同于通过那些在RFID器件10内的导电材料。例如，物品300、容器310、和/或架320可包含金属或其他导电材料，这些导电材料可提高RFID器件10的性能。
[0098]RFID器件10可具有约为8cm(3英寸)×8cm(3英寸)或更小的总尺寸。RFID器件10甚至可以更小，比如尺寸约为4cm×4cm或更小，或约2.5cm(1英寸)×2.5cm(1英寸)或更小。但是应该理解，其他尺寸的RFID器件10也是可能的。
[0099]从上面给出的对“紧密相邻”的定义，应该理解，RFID器件10的间隔空间有较宽范围，这将提高RFID器件10的性能。例如，当最接近的器件彼此处于约4cm之内时，RFID器件10的性能可能提高。
[0100]一般而言，由RFID器件10紧密相邻所导致的性能提高，在器件彼此之间更接近时会更明显。这一结果至少从一些类型的现有技术天线配置如偶极天线配置的经验来说，是不能预期得到的。与本说明书所述紧邻所带来的性能提高相比，带有偶极天线的器件在这些器件彼此靠近时性能反而会降低，因为相邻器件彼此间有效地“去谐”。
[0101]图21A和图21B显示在容器310内和架子320上的物品300。应该理解的是，带有RFID器件10的物品在其他多种环境下，包括其他种类的展示设备和/或运输设备和/或配置下，也可被放置成彼此紧邻。
[0102]一般来讲，在带有混合天线(将槽缝或切口天线的特性与环形天线的特性相结合)的RFID器件的情形中，可观察到如果标签是彼此紧邻的并且是同面的，则性能提高最为明显。
[0103]可利用这种对标签物品进行分组时性能的提高，为对包装物作RFID标识提供便利。图22A-22E表明在RFID标识的包装瓶330的多个不同结构中的这利影响，其中RFID器件10彼此紧邻。在图22A中，瓶330在其底部表面332处贴有RFID器件10，其中在同一平面上对瓶330进行包装使得各RFID器件10的位置大致同面。图22B展示多层被标识瓶330，所述多层瓶由包装板336间隔开，从而导致一系列共面(在不同不同包装高度上的水平面)的RFID器件组。在图22C中，RFID器件10是被施加到塑料瓶盖340上，而不是瓶底上的。为使RFID器件10与液体间有更大距离，将RFID器件10放置在瓶盖340上对于内含液体的瓶子而言可能是适合的。在图22D和图22E中，瓶330是在其侧壁350处被标识的。对具有圆柱形状352的瓶330而言(图22D)，因为瓶与瓶间方向的变化，这可能导致各组标签在同面性方面的一致性降低。对具有平表面354和自然方向例如矩形截面358(图22E)的瓶300，更容易保证RFID器件10的同面性。
[0104]图22A-22E展示放置在瓶330上的RFID器件10。然而应该理解，瓶300仅仅是大量可能有RFID器件10附着或安装在其上的物品的例子而已。
[0105]图23-32展示RFID器件10的天线结构12的几种可供选择的结构。图23表示呈长方形的天线结构12a，其中直槽30a具有靠近RFID内插部件16a的较宽部分400，以及离内插部件16a较远的较窄部分402。
[0106]图24和25展示天线结构12b和12c，天线结构12b和12c呈方形，具有各自的对角沟槽30b和30c。槽30b为直槽，该槽从天线结构12b的一角出发，穿过该结构的中心，且差不多到达对角。槽12c是一个带角度的槽，在天线结构12c的中点处有一个弯折410。
[0107]图26-29展示各种带有非直线槽30d-30g的天线结构12d-12g。槽30d具有一对弯曲部分420和422。槽30e-30g在其内部具有各种构成角度的弯曲部分426。天线结构12d-12f大致呈圆型，而天线结构12g呈方形。
[0108]图30展示天线结构12h，该天线结构呈方形，且具有C形槽30h。槽30h具有分支430，分支430被耦合到C形沟槽30h的末端腿432。RFID内插部件16被耦合到分支432。
[0109]图31展示天线结构12i，该天线结构具有补偿元件440，此补偿元件帮助对附近物品的电特性(如电传导和介电常数)予以补偿，从而提供较少依赖于附近物品的特性。于2004年1月20日提交的美国临时专利申请第60/536,483号中描述和说明了多种其他种类的补偿元件，在此通过参考引用其全文。
[0110]图32展示天线结构12j，该天线结构包含一对被窄间隙454分隔开的部分450和452。部分450和452可跨过间隙454而被容性耦合。直槽30j将部分450中的部分456和458完全分开，并将部分452部分地加以平分。
[0111]虽然结合某个实施例或某些实施例示出并描述了本发明，显而易见的是，本领域不同技术人员在阅读和理解了本说明书和附图后，就可以进行等同的替换和改动。特别关于上述元件(部件、组件、器件、组装件等等)所执行的功能，用来描述这些元件的术语(包括“装置”)除非另有说明，应该对应于执行上述元件特定功能(即功能等同)的任何元件，即便其在结构上并不等同于在此所述本发明一个或多个示例性实施例所公开的实现该功能的结构。另外，虽然以上参考若干所述实施例中的一个或多个实施例描述了本发明的某个特定特征，如果需要有利地用于任何给定的或特定的应用，这样的特征可以与其他实施例的一个或多个特征相结合。

Claims (37)

1.一种RFID器件，包含：
天线结构，其在长槽的两侧均有导电材料；及
无线通信装置，其具有一对电气耦合到所述导电材料相应部分的触点；
其中该导电材料的各所述部分在所述长槽的一端电气耦合在一起，远离所述无线通信装置。
2.如权利要求1所述的器件，其中所述天线结构位于电介质衬底材料上。
3.如权利要求1所述的器件，其中所述导电材料的所述部分包含导电材料臂。
4.如权利要求1所述的器件，其中各所述部分是容性耦合在一起的。
5.如权利要求1所述的器件，其中各所述部分是通过导电连接部分直接电气连接的。
6.如权利要求1所述的器件，其中所述部分与所述触点是通过导电元件直接电气耦合在一起的。
7.如权利要求1所述的器件，其中一个所述部分是容性耦合到其相应触点的。
8.如权利要求1所述的器件，其中所述长槽基本呈长方形。
9.如权利要求1所述的器件，其中所述长槽具有一对基本彼此平行的边界。
10.如权利要求1所述的器件，其中所述天线结构还包含单极天线元件，该天线元件耦合到所述无线通信装置的附加触点。
11.如权利要求1所述的器件，其中所述长槽的一端在所述部分之间短路，而所述长槽的另一端在所述部分之间不短路。
12.如权利要求1所述的器件，
其中所述无线通信装置是RFID芯片，该芯片是RFID内插部件的一部分；且
其中该RFID内插部件包含一对导电引线端，所述导电引线端电气耦合到所述导电材料的所述部分。
13.如权利要求1所述的器件，其中所述无线通信装置与所述天线结构形成具有至少两个操作模式的天线。
14.如权利要求13所述的器件，其中所述至少两个操作模式包含两个或更多操作模式，所包含的操作模式选自：基本为切口天线的模式，基本为环形天线的模式，基本为折叠偶极天线的模式，以及基本为槽缝天线的模式。
15.如权利要求1所述的器件，其中所述无线通信装置与所述天线结构形成具有基本各向同性读取特性的天线。
16.如权利要求1所述的器件，其多个RFID器件中的一个器件与另一个器件彼此紧邻。
17.如权利要求16所述的器件，其中所述RFID器件的性能是通过其彼此紧邻而提高的。
18.如权利要求17所述的器件，其中所述RFID器件的总尺寸约为8cm×8cm或更小。
19.如权利要求18所述的器件，其中所述RFID器件的总尺寸约为4cm×4cm或更小。
20.如权利要求16所述的器件，其中所述器件位于容器内。
21.如权利要求20所述的器件，
其中所述容器是纸箱或盒子；且
其中所述器件是安装在所述纸箱或盒子内的相应物品上的。
22.如权利要求16所述的器件，其中所述器件是在显示器之内。
23.如权利要求16所述的器件，其中所述器件耦合到相应的瓶子。
24.如权利要求23所述的器件，其中所述器件是在所述瓶子的瓶盖上。
25.如权利要求23所述的器件，其中所述器件是在所述瓶子的底部。
26.如权利要求23所述的器件，其中所述器件是在所述瓶子的侧面层上。
27.如权利要求16所述的器件，其中所述器件是在基本平面阵列内。
28.一种RFID器件，包含：
导电材料的连续层，该层内具有长槽；及
RFID内插部件，该内插部件具有被电气耦合到所述长槽两侧的导电材料的相应不同触点。
29.一种与多个RFID器件中的一个或多个器件通信的方法，该方法包含：
通过使所述器件彼此紧邻来加强所述器件的性能；及
与所述一个或多个器件的无线通信装置进行通信。
30.如权利要求29所述的方法，其中每个所述器件包含：
天线结构，其在长槽的两侧均有导电材料；及
无线通信装置，其具有一对触点，所述触点被电气耦合到所述导电材料的相应部分；并且
其中所述导电材料的所述部分在所述长槽的一端电气耦合在一起，远离所述无线通信装置。
31.如权利要求30所述的方法，其中每个所述器件的总尺寸约为8cm×8cm或更小。
32.如权利要求30所述的方法，其中加强读出能力包含将所述器件放置在容器内。
33.如权利要求30所述的方法，其中加强读出能力包含将所述器件放置在纸箱内。
34.如权利要求30所述的方法，其中加强读出能力包含将所述器件放置在显示器内。
35.如权利要求30所述的方法，其中加强读出能力包含将所述器件放置在架子上。
36.如权利要求30所述的方法，其中所述加强包含将至少一些所述器件放置在所述导电材料附近。
37.如权利要求30所述的方法，其中所述加强包含将至少一些所述器件放置在基本平面阵列中。
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