[发明专利]RFID及其装置和方法

说明书

领域

本发明涉及到射频识别(RFID)及其装置和方法。

背景

RFID是一种无线数据捕获技术，它使用射频(RF)波从远处标签提取所编码的数据。RFID系统有两个主要元素，在其中编码数据的RFID标签和被用于从标签提取所编码的数据的RFID读取器。“标签”是指在其中编码数据的装置，并且不限制该装置的物理尺寸和形状。

“有源”RFID标签内含电池，而“无源”RFID标签从询问信号中获得能量。

RFID标签，像条形码一样，可以被用于识别和表征它所贴附到的物品。至少优选形式的RFID相比条形码具有许多优点，包括长读取距离，非视线读取以及自动识别和跟踪。

因其与条形码相比价格较高，RFID标签被认为不适合低成本的应用。广泛使用的无源标签的成本很大程度上归因于其专用集成电路(ASIC)。可打印的无芯片RFID标签是一个较低成本的选择。无芯片RFID标签没有集成电路(芯片)且实质上是电-磁辐射的无源反射器或吸收器。然而，从标签中移除芯片使得在一个小标签内进行更高位数的编码很不灵活。最大化可通过给定大小的RFID标签传递的信息量并最大化标签可被读取的距离是合乎需要的。

“基于频率签名的标签”反射给读取器回波信号，其包括位于从预定频率组中选定的各频率上的可识别特征。在一预期频率上存在的特征传递一个比特的信息，所述标签藉此携带通过对各频率的选择来编码的信息。相比之下，基于“时域反射计(TDR)”的标签产生具有在时间上间隔开的可辨认特征的回波信号。在一预期时刻上存在的特征传递一个比特的信息。

基于频率签名的标签能够比TDR标签存储更多的信息，然而基于频率签名的标签在较远读取距离的操作需要适当的定向和校准标签，以便去除由杂波和天线耦合导致的干扰影响。基于TDR的标签没有面对这些约束并且在更长距离操作。

本发明的目标是提供RFID的改进，或者至少提供与RFID有关的替换方案。

并不承认本专利说明书中的任何信息是公知常识，也不承认本领域技术人员在优先权日可以被合理预期来查明和理解它、认为它是相关的或者以任何方式组合它。

概述

发明人已经认识到来自无芯片RFID标签的回波信号包括两个主要分量。第一分量是“结构模式”，它由询问信号在标签天线的表面上感应出的表面电流所造成。结构模式取决于标签天线的形状、尺寸和材料特性，而与其捕获或者传送RF信号的能力无关。第二分量是由被标签捕获的辐射造成的“天线模式”。

发明人已经认识到标签上所编码的信息由天线模式携带。因此，本发明在其各个方面涉及优先于结构模式分析天线模式，并涉及延迟天线模式以便更容易将其与结构模式区分开来。

本发明的一个方面提供一种读取RFID标签的方法，包括

从所述标签接收包括结构模式和天线模式的信号；以及

选择性地分析与所述天线模式相对应的收到信号的时间段。

该选择性地分析优选地包括标识收到信号内在预定频率组的各选定频率上的特征。

所述方法可包括从收到信号的一部分到另一部分，标识出预定延迟以便标识所述时间段。例如，所述一部分可以是所述收到信号的结构模式，而另一部分可以是天线模式。

本发明的优选形式包括减去不想要的信号内容的估计，以标识收到信号。所述估计可对应于在没有标签存在的情况下的信号。

所述选择性地分析可以包括傅里叶分析。

询问信号可被传送到标签，以便创建来自标签的信号。所述询问信号优选地是包含宽频带的脉冲。更优选地，所述询问信号的持续时间小于1纳秒。

优选地，所述标签是无芯片的。

本发明的另一个方面提供一种读取RFID标签的读取器，包括

天线，所述天线用于从所述标签接收包括结构模式和天线模式的信号；以及

逻辑安排，所述逻辑安排配置为选择性地分析与收到信号的天线模式相对应的收到信号时间段。

本发明的另一个方面提供的一种无芯片RFID标签包括

一个或多个结构，所述一个或多个结构响应询问信号来在回波信号的天线模式中在各选定频率处创建特征；以及

至少一个加长导电通路，所述至少一个加长导电通路可与所述结构协作，以使所述天线模式延迟离开所述回波信号的结构模式。

优选地，标签携带通过从预定频率组中选择频率来编码的信息。优选地，预定频率分别间隔至少约200MHz。