CN100576766C

CN100576766C - 电子物品监视的天线系统的方法和配置

Info

Publication number: CN100576766C
Application number: CN03108253A
Authority: CN
Inventors: 杨晓晖
Original assignee: Individual
Current assignee: SHANGHAI WG NUMERAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Inc
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: CN1481082A

Abstract

一种用于电子物品监视系统的天线系统，包括：第一天线和第二天线，第一天线和第二天线以基本交叠的方式装配使用，第一天线构成一个环，第二天线为由一根绝缘电线绕制构成的“8”字形天线；以及一用于选择激活第一和第二天线中的一个的控制电路。每一个第一和第二天线可以作为发射和接收天线工作。控制电路进一步包括一转换器，当一个天线断路时，交替使天线中的另一个工作。当一个天线断路时，另一个天线发射和接受信号，反之也然。当进入监视范围时，环形天线基本上探测与伸长轴基本正交位置的标记。当进入监视范围时，“8”字形天线基本上探测与伸长轴基本平行位置的标记。

Description

电子物品监视的天线系统的方法和配置

本申请根据美国法典35第119(e)节要求的优先权是：共同待批的2002年4月22日申请的美国临时专利申请系列号为60/374,920的命名为“电子物品监视的天线系统的方法和配置”，以及2002年4月26日申请的，系列号为60/376,236的命名为“电子物品监视的天线系统的方法和排列”。这两份专利通过参考也与申请结合。

技术领域

本发明涉及电子物品监视(EAS)系统领域，尤其涉及用于全向发射和接收信号的ESA天线系统。

背景技术

天线系统一般包括位于商店门口或检查站走廊的任意一边的两个部件，通常指如大门、机架、面板或探测器。在许多系统中，一个天线起发射机的作用，另一个起接收机的作用。单天线系统也可能被提供，他把发射和接收功能结合在单个收发器单元中。这对于空间受到限制的地方是很有利的。

在门口的天线与一个控制系统耦连。天线响应控制系统发射一个能量场或频率信号到监视范围中。进入天线监视范围的防盗标签或标记通过发射它自己的频率信号，对所述能量场作出响应。当天线接收到该返回的频率，引发天线上的声频报警。

天线系统的配置和操作有助于确保电子物品监视(EAS)系统的可靠和有效性能。用在EAS中的天线系统有时探测不到标记。例如，在监视范围中，标记在某些位置和方位是最佳的，然而在另外一些位置和方位上会较差。同样的，标记被放在一个方位中，可以被天线有效地激发，但是标记可能不能同时在某个方位中，被天线最佳地探测或接收到。

在像传感器电子公司(Sensormatic Electronics Corporation)的超大系统(Ultra-MaxSystem)的情况下，一上部的第一矩形天线环和一下部的第二矩形天线环同相定位发射信号到一个监视范围中。一组也是由一上部天线和一下部天线组成的接收天线被放置用来接收来自监视范围的信号。

这种配置的缺点是磁场在垂直方向和中间位置上产生的强度不适合可靠性探测监视范围中的标记。其原因是超大系统的矩形环或同相模式天线的构造，这一系统提供了基本水平的磁场，但垂直磁场实际很弱。

改善的现有技术是在美国专利号5,963,173中揭示的传感器化的超后置(Ultra-Post)系统，其中第一上部天线和第二下部的天线在交织模式下工作，或者在同相发射模式和异相发射模式下工作。异相模式仅仅意味着环通过在相反方向上的电流被驱动。这个系统产生基本在垂直方向上的磁场，但是在水平方向上很小或没有强度。一个接收器叠加从第一上部接收天线和第二下部接收天线中探测到的信号。被两个接收天线接收的信号可以被一起叠加形成合成信号，该合成信号取决于90°异相还是180°异相。

交织模式工作在水平方向和垂直方向都发射信号。同相模式在水平方向上提供主要的覆盖度，而异相模式在垂直方向上提供主要的覆盖度。两个工作模式互相补充。

用超后置系统，不同的发射模式很难调节天线组到精确的谐振频率。因此，用一些附加的补偿电路来补偿这种设计。第二，在超后置系统中，发射天线和接收天线分开处理，而不是作为整个系统处理以达到最优化整个系统的性能。

现在需要一种先进的系统和方法，其中发射和接收天线被作为整体系统配置，在所有的方向上提供更好的磁场覆盖度，而不需要不同相的多源信号。

发明内容

根据本发明的配置，一种电子监视系统的天线系统包括：第一天线和第二天线，第一天线和第二天线以一个基本交叠的方式装配使用，第一天线被构成一个环，第二天线为由一根绝缘电线绕制构成的“8”字形天线；单独的发射电路，该单独的发射电路与第一和第二天线交替耦连，用于发射信号到监视范围；以及一用于交替激活第一和第二天线的控制电路，所述控制电路包括转换器，该转换器有选择地使第一天线工作时第二天线断路，使第二天线工作时第一天线断路。

第一和第二天线一次一个天线工作作为发射和接收天线。第一天线和第二天线基本处于共同的平面。于是通过交替切换第一天线和第二天线的工作，所有在监视范围内的标记可以被探测到，不管位置和方位。进一步，系统被设置成第一天线发射然后接收，而第二天线断路。或者第二天线发射然后接收，而第一天线断路。在某种情况下，当第二天线断路而第一天线实际上探测到进入监视范围的标记时，标记被定位在基本上与第一天线的伸长轴正交。或者，当第一天线断路而第二天线实际上探测到进入监视范围的标记时，标记被定位在基本上与第二天线的伸长轴平行。

系统最好包括与第一和第二天线的每一个耦连用于接收和发送信号的接收电路和发射电路。最好，单独的接收电路和发射电路交替耦连第一和第二天线。当发射电路断路时，接收电路接收来自监视范围的信号。或者当接收电路断路时，发射电路发射信号到监视范围中。

根据另一发明配置的电子物品监视系统用天线系统的配置方法，其中天线系统具有第一天线和第二天线，第一天线构成一个环，第二天线为由一根绝缘电线绕制构成的“8”字形天线，所述天线系统配置方法包括的步骤是：以实质叠加的方法，装配第一天线和第二天线；以及将一控制电路耦连到第一和第二天线，用于交替激活第一和第二天线，单独的发射电路与第一和第二天线交替耦连，用于发射信号到监视范围，所述控制电路包括转换器，所述转换器有选择地使第一天线工作时第二天线断路，使第二天线工作时第一天线断路。

第一和第二天线的每一个可以作为发射和接收天线工作。而且当第二天线断路时，第一天线可以发射然后接收。或者，当第一天线断路时，第二天线可以发射然后接收。在所有的情况下，每一个第一和第二天线可以探测进入监视范围的标记。在一种情况下，当第二天线断路时，第一天线实质探测进入监视范围的标记，标记定位在与第一天线的伸长轴基本正交的位置上。或者，当第一天线断路时，第二天线实质上探测进入监视范围的标记，标记定位在与第二天线的伸长轴基本平行的位置上。

这种方法可以进一步包括与每一个用来接收和发射信号的第一和第二天线耦连的接收电路。当发射电路断路时，接收电路接收来自监视范围的信号。或者当接收电路断路时，发射电路发射信号到监视范围中。

附图说明

图1是单独放置的矩形环天线和“8”字形天线的主透视图。

图2是矩形环天线和“8”字形天线以基本重叠的方式交错的结构的主透视图

图3是当与“8”字形天线交错的矩形环断路时，“8”字形的天线如何发射和接收信号的图例。

图4是显示“8”字形天线的基本垂直磁场的覆盖度图表。

图5是显示矩形环天线的基本水平磁场的覆盖度图表。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的优选实施例，采用了两个不同形状的天线，每一个都能够发射信号到监视范围中，以及从监视范围中接收信号。天线“A”10是一个矩形环天线，天线“B”12是“8”字形天线。

图1中的天线“A”10，即矩形环是一个由绝缘电线交叠成线圈的连续环，可以是矩形或者椭圆形。矩形或椭圆形有一伸长轴16。矩形环结构也称为同相结构，因为环被同一方向上流动的电流驱动。图1中的天线“B”12，即“8”字形天线是通过将绝缘电线卷成“8”字形形成两个如图所示的可能是矩形或椭圆形的邻接环而完成。“8”字形结构也称为异相结构，因为环被相反方向上流动的电流驱动。每一个天线是通过重复缠绕绝缘电线形成线圈而形成。最好，天线A10和天线B12被基本装配在同一平面14上。应当看到电线线圈的物理特性妨碍了两个天线精确地在单个平面内。

当进入商店门口或检查走道的监视范围中时，附着在服装或物品上的防盗标记或标签可以位于任何可能的方向。在这种情况下，监视范围的磁场充分覆盖是必须的，从而保证标记不仅在所有的尺寸上同时在所有方向上具有高探测率。

参考图2，本发明的优选实施例是以基本重叠的方式14装配矩形环天线(天线“A”10)和“8”字形天线(天线“B”12)，确保标记在所有可能的方向上被探测。矩形环天线将提供基本的磁场覆盖度，用于标记在基本与伸长轴16正交的方向上定向。“8”字形天线将提供基本的磁场覆盖度，用于标记在基本与伸长轴16平行的方向定位。因此，通过重叠两个不同形状的天线10和12来更好的互相弥补，覆盖进入监视范围的所有可能的标记方位，该监视范围由任一天线独自构成。

一适当选择的控制电路选择性的激活两个天线中的一个，未激活的另一天线少了天线10和12之间的干扰；两个天线中的一个断路，另外一个处于操作模式。控制电路可以包括有选择使一天线工作而另一天线断路的转换器。此外，一铁氧体磁棒与系统耦连，进一步加强系统产生的磁场。

天线“A”10和天线“B”12每一个都可作为发射和接收天线工作。就是天线“A”10发射信号然后接收，当天线“B”12断路时。同样，天线“B”12发射信号然后接收，当天线“A”10断路时。

图3示意示出当与“8”字形天线交错的矩形环断路时，“8”字形天线如何发射和接收信号的。如前所述，“8”字形天线(天线“B”12)基本上探测进入监视范围30的基本平行于伸长轴16的标记22。就是用“8”字形发射天线和“8”字形接收天线，垂直进入监视范围的标记可以被更好的探测到。在图3中，在步骤20，天线“A”10断路，发射电路耦连天线“B”12，发射信号到标记位于的监视范围30。当系统发射时，接收电路断路。一旦发射完成并且标记被激活，耦连天线“B”12的发射电路断路。紧接着步骤20的是步骤24，耦连天线“B”12的接收电路接收来自标记的信号。信号与接收天线的形状以及标记的位置或方位有关。因为进入监视范围的标记的方位不能被知道，因此系统最好交替使用天线A10和天线B12。通过这种方式，不管标记的方位如何，标记可以被天线A10或天线B12中的一个探测到。控制电路在工作的两个模式间不断转换，直到标记被探测到并且引发警报。

当标记22被探测到时，本发明的另一实施例将暂停两种工作模式之间的转换。该另一系统有选择地利用天线A10和天线B12感测从标记22接收到的信号的强度。如果系统判定一个天线接收基本上比另一个天线大的信号，控制电路可以暂停两个天线间的转换并且只使具有较大接收信号的天线工作。例如，如果标记22定向在与伸长轴正交的方向并且天线“A”10(矩形环天线)断路，天线“B”12(“8”字形天线)基本上不可能探测到标记22。几乎立即地，控制电路切换到天线“A”10，这时天线“B”12断路，从而导致标记22基本上被探测在正交方位。不像本发明的优选实施例，这种变通实施例防止天线“A”10被切换成断路，因为保持系统用天线“A”10发射和接收能有效地探测正交方位的标记。

图4是当天线“B”12被切换到工作模式并且天线“A”10断路时，天线“B”12(“8”字形的天线)的垂直磁场的覆盖度的图表。如图4所示，天线“B”12基本上覆盖监视范围30并且激活进入监视范围30的标记22，在与伸长轴16基本平行的方向对标记22定位。

图5是当天线“A”10被切换到工作模式并且天线“B”12断路时，天线“A”10(矩形环天线)的水平磁场的覆盖度的图表。如图5所示，天线“A”10基本上覆盖监视范围30并且激活进入监视范围30的标记22，在与伸长轴16基本正交的方向对标记22定位。

本发明根据特定实施例被综合描述，引入了描述的细节便于理解本发明结构和工作原理。这里对特定实施例的引用和其细节不是用来限制权利要求的范围并到此为止。很显然，本领域中普通技术人员在不脱离本发明实质和范围能对为说明所选实施例作种种修改。具体而言，本领域中普通技术人员能以各种不同方式实施本发明的装置，上面揭示的装置仅仅是说明前面实施例，决不作为对本发明的限定。

Claims

1.一种用于电子物品监视系统的天线系统，其特征在于，包括：

第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线以叠加的方式被装配利用，第一天线构成一个环，第二天线为由一根绝缘电线绕制构成的“8”字形天线；

单独的发射电路，所述单独的发射电路与第一和第二天线交替耦连，用于发射信号到监视范围；以及

一用于交替激活第一和第二天线的控制电路，所述控制电路包括转换器，所述转换器有选择地使第一天线工作时第二天线断路，使第二天线工作时第一天线断路。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中每一个第一和第二天线作为一发射和接收天线工作。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括用来加强每一个第一和第二天线中的磁场的铁氧体磁棒。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中当第二天线断路时，第一天线发射然后接收。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中当第一天线断路时，第二天线发射然后接收。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中当第二天线断路时，由第一天线探测进入监视范围的标记，标记位于与第一天线的伸长轴正交的位置。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中当第一天线断路时，由第二天线探测进入监视范围的标记，标记位于与第二天线的伸长轴平行的位置。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中第一天线和第二天线位于同一平面内。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中接收电路与第一和第二天线中的一个耦连用于接收来自监视范围的信号。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，其中当发射电路断路时，接收电路接收来自监视范围的信号。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，其中当接收电路断路时，发射电路发射信号到监视范围。

12.一种用于电子物品监视系统的天线系统的配置方法，其特征在于，所述天线系统具有第一天线和第二天线，第一天线构成一个环，第二天线为由一根绝缘电线绕制构成的“8”字形天线，所述方法包括步骤：

以叠加的方式装配所述第一天线和所述第二天线；以及控制电路被耦连到第一和第二天线用于交替激活第一和第二天线，单独的发射电路与第一和第二天线交替耦连，用于发射信号到监视范围，所述控制电路包括转换器，所述转换器有选择地使第一天线工作时第二天线断路，使第二天线工作时第一天线断路。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中每一个第一和第二天线作为发射和接收天线工作。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括用来加强每一个第一和第二天线中的磁场的铁氧体磁棒。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中当第二天线断路时，第一天线发射然后接收。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中当第一天线断路时，第二天线发射然后接收。

17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中当第二天线断路时，由第一天线探测进入监视范围的标记，标记位于与第一天线的伸长轴正交的位置。

18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中当第一天线断路时，由第二天线探测进入监视范围的标记，标记位于与第二天线的伸长轴平行的位置。

19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中第一天线和第二天线位于同一平面内。

20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，其中接收电路与第一和第二天线中的一个耦连用于接收来自监视范围的信号。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中当发射电路断路时，接收电路接收来自监视范围的信号。

22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，其中当接收电路断路时，发射电路发射信号到监视范围。

23.一种用于电子物品监视系统的天线系统，包括：

第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线以叠加的方式安装，所述第一天线构成一个环，所述第二天线为由一根绝缘电线绕制构成的“8”字形天线；

控制电路，包括转换器，所述转换器有选择地使第一天线工作时第二天线断路，使第二天线工作时第一天线断路；

其中，当第一天线探测到大于第二天线探测到的信号时，所述控制电路有效保持第一天线工作；

当第二天线探测到大于第一天线探测到的信号时，所述控制电路有效保持第二天线工作。