CN101228533A

CN101228533A - 螺线管天线

Info

Publication number: CN101228533A
Application number: CNA2006800264107A
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·R·扬格斯
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2008-07-23
Also published as: EP1913519A2; CA2615486A1; US7443362B2; AU2006270002A1; US20070020969A1; WO2007011934A3; JP2009503940A; TW200711222A; MX2008000773A; WO2007011934A2; AU2006270002A2

Abstract

本发明涉及体积效率高的螺线管天线，该天线被制造在诸如印刷电路板之类的衬底上或在其内。该天线可以被用在很多要求近程无线通信或感应链接的应用中，诸如RFID系统、标记读取器、非接触连接器、近距离传感器以及近程数据链接。例如，该天线可以被制造在RFID读取器的印刷电路板上或在其内，从而使RFID读取器能相对于RFID标签的z轴垂直定向，其中x－y轴是标签的长和宽。该垂直定向使用户能用RFID读取器直接指向或瞄准RFID标签，以用于读取器与众多标签环境中的单个标签之间的有效信息传递。

Description

螺线管天线

技术领域

本发明涉及天线设计，尤其涉及用于射频识别系统的天线设计。

背景技术

实际上，射频识别(RFID)技术已经被广泛地应用于各个领域，包括运输、制造、废物管理、邮政跟踪、航空行李核对和公路收费管理。典型的RFID系统包括RFID标签、具有天线的RFID读取器和计算装置。RFID读取器包括发射机，用于对标签提供能量或信息，以及接收器，用于从标签接收身份和其它信息。计算装置处理RFID读取器所获得的信息。通常，从标签接收到的信息对具体的应用是特定的，但是一般提供对被粘贴标签的物品的识别，其中物品可以是人造物品、交通工具、动物或个人、或实际上任何有形的物品。还可以给物品提供附加的数据。在制造过程中可以使用标签，例如，用来指示制造过程中汽车底盘的涂料颜色或其它有用信息。

发射机通过天线输出RF信号用以产生电磁场，该电磁场使标签能通过根据预定的协议调制所接收的RF信号来做出反应。传统的标签可以是包括内部电源的“有源”标签，或由场供给能量的“无源”标签。

计算装置通过接收来自RFID的信息、执行某些行动(诸如更新数据库或发出警告)来担当信息管理系统。另外，计算装置担当用于经由发射机把数据写入标签的机构。

手持式RFID读取器提供一种被粘贴在物品上的询问标签的便携装置。通常，很多个被贴标签的物品在邻近区域内被相互混合在一起，因此，为了保证所接收的响应仅来自于用户想要询问的特定标签，要求用户相对于特定的RFID标签定位手持式读取器。

发明内容

总的来说，本发明涉及体积效率(volumetrically efficient)高的螺线管天线，该天线被制造在诸如印刷电路板之类的衬底上或在衬底内。可以在许多要求近程无线通信或感应链接的应用中使用螺线管天线，诸如RFID系统、标记读取器、非接触连接器、近距离传感器以及近程数据链接。例如，螺线管天线可以被制造在RFID读取器的印刷电路板上或在其内，因此使RFID读取器能相对于RFID标签z轴垂直定向，其中x-y轴是标签的长和宽。这个垂直定向使用户能用RFID读取器直接指向或对准RFID标签，以用于读取器与众多标签环境中的单个标签之间的有效信息传递。

在一个实施例中，本发明针对一种螺线管天线，该螺线管天线包括在衬底的第一面上形成的第一组电路走线、在衬底的第二面上形成的第二组电路走线、穿过衬底形成的用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组通孔，其中第一组电路走线、第二组电路走线和这组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路，以及其中所述导电通路定义了一个线圈，从而当电流流经该线圈时产生电磁场。

在另一实施例中，本发明针对一种螺线管天线，该螺线管天线包括电路走线，该电路走线沿衬底的第一面、第一边缘、第二面和第二边缘延伸以形成环绕衬底的线圈。

在另一实施例中，本发明针对一种装置，该装置包括衬底、在衬底上形成的电路、以及在衬底上形成的并且电连接到电路的螺线管天线，其中螺线管天线包括在衬底的第一面上形成的第一组电路走线、在衬底的第二面上形成的第二组电路走线、以及穿过衬底形成的用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组通孔。

在另一实施例中，本发明针对在衬底上产生螺线管天线的方法。该方法包括在衬底的第一面上形成第一组电路走线、在衬底的第二面上形成第二组电路走线、以及穿过衬底形成用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组通孔，从而第一组电路走线、第二组电路走线以及该组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路。

在另一实施例中，本发明针对射频识别(RFID)标签读取器，该RFID标签读取器包括外壳、外壳内的电路板、在电路板上形成的RFID读取器电路、以及与电路耦合的螺线管天线，其中RFID读取器电路产生流经螺线管天线的电流用以产生用于询问RFID标签的电磁场，以及其中螺线管线圈构造来使得当电路板垂直于RFID标签时，电磁场给RFID标签基本上提供了最大能量转移。

在另一实施例中，本发明针对一种螺线管天线，该螺线管天线包括在衬底上形成的第一组电路走线、在第一组电路走线上形成的绝缘层、在绝缘层上形成的第二组电路走线、以及在绝缘层的边缘形成的用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组边缘连接，其中，第一组电路走线、第二组电路走线以及该组边缘连接共同地定义了螺线管天线的导电通路，以及其中导电通路定义了线圈，从而当电流流经该线圈时产生了电磁场。

在另一实施例中，本发明针对在衬底上产生螺线管天线的方法。该方法包括在衬底上形成第一组电路走线、在第一组电路走线上形成绝缘层、在绝缘层上形成第二组电路走线、以及在绝缘层的边缘形成用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组边缘连接，从而第一组电路走线、第二组电路走线以及该组边缘连接共同地定义了螺线管天线的导电通路。

在另一实施例中，本发明针对一种系统，该系统包括RFID标签以及RFID读取器，RFID读取器包括螺线管天线，螺线管天线与RFID标签电磁耦合以用于在RFID读取器和RFID标签之间的信息传递，其中螺线管天线包括在电路板的第一面上形成的一组电路走线、在电路板的第二面上形成的第二组电路走线、以及穿过电路板形成的用以把第一组电路走线电连接到第二组电路走线的一组通孔，其中第一组电路走线、第二组电路走线以及该组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路，以及其中导电通路定义了线圈，从而当电流流经该线圈时，产生了电磁场。

以下，在附图和说明书中详细描述了本发明的一个或多个实施例。从说明书和附图以及权利要求书中可以清楚看出本发明的其它特征、目的和优点。

附图说明

图1是示出用于定位多个物品的示范性射频识别(RFID)系统的透视图。

图2是示出在读取器和RFID标签之间的垂直方向的透视图。

图3是具有根据本发明实施例的螺线管天线的示范性印刷电路板的俯视图。

图4是示范性印刷电路板的横截面图，该电路板包含在通过两个通孔连接的顶面和底面上的走线。

图5是具有螺线管天线的示范性印刷电路板的侧视图。

图6-8是具有根据本发明附加实施例的螺线管天线的示范性印刷电路板的俯视图。

图9是根据本发明的一个实施例以多层技术来制造的示范性螺线管天线的俯视图。

图10是图9所示出的多层衬底的横截面图。

图11是以印刷电路技术来制造的示范性多绕组螺线管天线的横截面图。

图12是图11所示出的多绕组螺线管天线的俯视图。

图13是以多层技术来制造的示范性多绕组螺线管天线的横截面图。

图14是图13所示出的多绕组螺线管天线的俯视图。

具体实施方式

本发明涉及体积效率高的螺线管天线，该螺线管天线被制造在诸如印刷电路板之类的衬底上或在其内。可以在要求短程无线通信或感应链接的很多应用中使用螺线管天线，诸如RFID系统、标记读取器、非接触连接器、近距离传感器以及短程数据链接。虽然将描述用于手持式RFID读取器的螺线管天线设计，但是应该明白本发明不限于此方面，而且在这里所描述的技术不取决于其中使用螺线管天线的特定的应用。

图1是描述用于定位多个物品4A-4N(通称为“物品4”)的示范性射频识别(RFID)系统2的透视图。要被定位的物品4的例子包括移动的箱子、大量收集的物品诸如棒球卡或照片、以及库房中的物品。在物品4A上放置RFID标签使用户能利用手持式读取器8来经由RF信号10把物品4A的描述与RFID标签6A联系起来。物品描述和RFID标签识别值被存储在RFID手持式读取器8的数据库内。手持式读取器8可以与个人计算机(PC)的数据通信接口连接用于把读取器数据备份到PC上。然后，利用RFID读取器8通过把RFID读取器8指向RFID标签来确定与特定的标签相关的一个物品或多个物品以定位一个或多个物品。通过把RFID读取器8直接指向RFID标签，读取器被定向为与标签垂直。

读取器到标签的定向影响在RFID读取器和RFID标签之间的信息传递的效率和功效。一个用于对RFID标签读出数据和写入数据的方法涉及把读取器的天线电磁耦合到标签的天线。一旦读取器被电磁耦合到标签天线，根据已建立的通信协议，通过调制耦合的电磁场就可以传递信息。

如下详细描述，手持式RFID读取器8包含被制造在读取器衬底上或在读取器衬底内的螺线管天线。当读取器天线被确定为与标签天线垂直的方向时，螺线管天线产生的电磁场使在读取器天线和标签天线之间能进行有效信息传递。螺线管天线所激活的有效信息传递可以给用户提供更直观的和更有效的瞄准过程。另外的优点包括以已确立的PCB和多层电路技术来制造螺线杆天线的能力，这可以减少制造成本。另外，在衬底上或在衬底内制造螺线管天线还可以减小螺线管天线的导体几何形状和间隔的可变性，从而可以减小额外的调谐元件的需要。而且，由于螺线管天线的高度几乎相当于衬底的厚度，所以螺线管天线是体积效率高的。

在图1的示范性实施例中，RFID读取器8被封闭在一个外壳内，这个外壳小到能适合用户的手。外壳可以是长方形的以及通常以当用户的手腕处于不确定的位置时螺线管天线正确地指向RFID标签的方式来环绕印刷电路板，因此把螺线管天线定位为手腕的延伸来有效地和直观地瞄准粘贴在相对于读取器的垂直方向上的物品上的RFID标签。因此，用户不需要为了询问有效的标签而扭转他的手腕到一个尴尬位置。

图2是描述手持式RFID读取器8的螺线管天线20相对于与物品相关的标签22成垂直方向的透视图。传统的RFID标签天线典型地包括被电镀在衬底上的螺旋形导体，或在平面环上缠绕的线卷。而且传统的RFID读取器天线通常定义了相对于标签天线的相似方向，为了有效的能量传递，要求读取器相对于标签轴向定向。如此所述，具有在读取器的印刷电路板的x-y平面中定向的电路走线的螺线管天线产生电磁场24，用于与垂直的RFID标签天线进行有效的信息传递。当读取RFID标签时，这允许用户实现更直观以及更有效的对准步骤。

图3是具有根据本发明的实施例的螺线管天线的示范性印刷电路板的俯视图。作为选择，螺线管天线30可以被制造在其它类型的衬底上或在其它衬底内。备选的衬底的例子包括但是不局限于半导体、陶瓷、塑料薄膜和塑料薄板(例如聚酯)、玻璃以及纸。螺线管天线30实质上是被制造在PCB 32上或PCB 32内的薄的长方形的螺线管，该螺线管天线包括顶部导体34和底部导体36。顶部导体34是在PCB 32的顶面内的走线以及底部导体36是在PCB 32的底面内的走线。如图3所示，顶部导体34基本上彼此间平行，底部导体36基本上彼此间平行，并且顶部导体与底部导体不平行。短语“基本上平行”在这里被定义为在与平行相差大约10度的范围内。位于每个顶部导体和底部导体的终点的通孔38(为了简单和明确，在图3中只标注了一小部分)连接顶部导体34和底部导体36用以完成薄的长方形的螺线管天线30的线圈电路。通常被用在PCB制造中的术语通孔典型地是电镀孔，从PCB的最顶表面导通到最底表面。然而，更普遍地，通孔38可以是任何在顶部连接器和底部连接器之间的导电通路。图3的示范性实施例包含六个顶部导体走线和六个底部导体走线。其它的实施例可以是各种走线宽度的任何数量的走线。因此，本发明不局限于图3所描述的示范性螺线管天线的结构。

图4是包含在顶面和底面上被两个通孔连接的走线的示范性印刷电路板的横截面图。PCB 32包括经由通孔38被连接到底部导体36的顶部导体34。图4描述了螺线管天线30的高度与PCB 32的厚度相当，这个高度大大地小于被焊接在PCB 32的顶面的线绕螺线管。

图5是被制造在印刷电路板上或在印刷电路板内的示范性螺线管天线的侧面图。PCB 32包括经由通孔38被连接到多个底部导体36的多个顶部导体32(为了简单起见，在图5中，标注了顶部导体34、底部导体36以及通孔38的每一个之一)。施加在导体34和导体36上的电流产生电磁场40。电磁场40产生足够的能量用以有效地询问垂直于具有螺线管天线30的RFID读取器的RFID标签。对于给定的电流，电磁场40的大小与在螺线管30的y-z平面中的导体和通孔所限制的面积成正比，如图4中的顶部导体34、底部导体36以及两个通孔38生成的边界所示。此外，对于给定的电流，电磁场40的大小还与匝的数量的平方成正比，其中螺线管天线30中的一匝包括通过通孔进行电连接的一个顶部走线和一个底部走线。

图6是具有根据本发明的另一实施例的螺线管天线的示范性印刷电路板的俯视图。螺线管天线50实质上是在包括顶部导体54和底部导体56的PCB 52内的薄的长方形的螺线管天线。顶部导体54是在PCB 52的顶面内的走线以及底部导体56是在PCB 52底面内的走线。顶部导体54和底部导体56环绕PCB的边缘，因此使顶部导体54能电连接到底部导体56用来形成一个长的连续的走线，从而产生了薄的长方形的螺线管天线50的线圈电路。连续的走线定义了PCB周围的多个绕转，每个绕转与其它绕转基本上平行。如图6所示，顶部导体54基本上彼此平行，底部导体56基本上彼此平行，顶部导体54不平行于底部导体56。

图7是具有根据本发明的另一实施例的螺线管天线的示范性印刷电路板的俯视图。在这个实施例中，顶部导体64基本上平行于底部导体66并且与底部导体66偏移，以及顶部导体和底部导体都基本上平行于PCB 62的两个侧边。顶部导体64是在PCB 62的顶面内的走线以及底部导体66是在PCB 62的底面内的走线。位于每个顶部导体和底部导体的末端的通孔68(为了简单和明确，图7中只标注了一部分)连接顶部导体64和底部导体66用以完成薄的长方形的螺线管天线60的线圈电路。

图8是具有根据本发明的另一实施例的螺线管天线的示范性印刷电路板的俯视图。在这个实施例中，顶部导体74(在PCB 72的顶面内的走线)被直接地堆叠在底部导体76(在PCB 72的底部表面内的走线)上，因此顶部导体和底部导体都基本上平行于PCB 72的两个侧边。位于每个顶部导体和底部导体的末端的通孔78(为了简单和明确，图8中只标注了一部分)连接顶部导体74和底部导体76用以完成薄的长方形的螺线管天线70的线圈电路。

如上所述，前面的实施例包括在衬底的底面上沉积的导体，如典型地在层压处理诸如印刷电路技术中一样。相反，一些处理利用堆叠层工序，诸如多层技术，这种技术不允许导体被沉积在衬底底面上。在这些多层处理中，导体和绝缘体被沉积在基体衬底上部的层中。常见的多层处理包括在塑料衬底上的集成电路、混合电路以及丝网印刷导体。

图9是根据本发明的一个实施例被制造在多层衬底上或在多层衬底内的示范性螺线管的俯视图。首先，在基底82上沉积螺线管天线80的底层导体86。其次，在底层导体86上沉积绝缘层83，紧随其后的是在绝缘层83上沉积顶层导体84以完成螺线管天线结构80。通过在边缘处重叠导体，边缘连接8 5和87(为了简单和明确，图9中只标注了一部分)完成了顶层导体84和底层导体86之间的电连接。作为选择，可以利用通孔(图9中未示出)来连接顶层导体和底层导体。

图10是图9所示的多层衬底的横截面图。首先，在基底82上沉积螺线管天线80的底层导体86。其次，在底层导体86上沉积绝缘层83，紧随其后的是在绝缘层83上沉积顶层导体84以完成螺线管天线结构80。

在某些应用中，希望利用多绕组螺线管天线。传统的多绕组线绕线圈是通过缠绕附加层导线来形成的。相反，通过把导体层和绝缘层分隔开以及同心地向外构建多绕组来形成多绕组螺线管天线。采用印刷电路或多层技术可以产生多绕组螺线管天线。

图11是采用印刷电路技术制造的示范性多绕组螺线管天线的横截面图。多绕组螺线管天线90包含内部绕组，内部绕组包括导体衬底92，导体衬底92具有经由盲孔98与内部底层导体96连接的内部顶层导体94。盲孔指没有延伸穿过PCB顶层的通孔。多绕组螺线管天线90还包含外部绕组，外部绕组包括经由通孔99与外部底层导体97连接的外部顶层导体95。内部绕组和外部绕组被两个绝缘层93和两个导体衬底层92隔离。可以重复这个步骤用来形成理想层数的绕组。

图12是图11所示的多绕组螺线管的俯视图。采用印刷电路技术制造螺线管天线90。为了简单和明确，图12中只标注了一部分导体层、盲孔以及通孔。图12示出在导体衬底92上形成的内部绕组(包括内部顶层导体94、内部底层导体96和盲孔98)和外部绕组(包括外部顶层导体95、外部底层导体97以及通孔99)。内部绕组被电连接到外部绕组来完成电路。例如，图12示出在连接91处的内部绕组与外部绕组的串联连接。作为选择，绕组可以被并联连接(图12中未示出)。

图13是采用多层技术制造的示范性多绕组螺线管天线的横截面图。如前所述，多层技术不允许导体被沉积在衬底的背面上。因此，在多层处理中，导体和绝缘体被沉积在基底之上的层中。图13的横截面图示出在基底102上沉积层用来形成多绕组螺线管天线100的顺序。首先，在基底102上沉积外部底层导体103，然后沉积绝缘层104，以及内部底层导体105。其次，在内部底层导体105上沉积绝缘层106，然后沉积内部顶层导体107，然后是绝缘层108，最后在绝缘层108上沉积外部顶层导体109用来完成多层堆叠。

图14是图13中所示的多绕组螺线管天线的俯视图。采用多层技术制造螺线管天线100。为了简单和明确，图14中只标注了一部分导体层和边缘。图14示出多绕组螺线管天线的内部绕组(包括内部顶层导体107、内部底层导体105)和外部绕组(包括外部顶层导体109、外部底层导体103)。通过在边缘处重叠内部层导体，边缘连接110和111完成了内部顶层导体107和内部底层导体105之间的电连接。同样地，通过在边缘处重叠外部层导体，边缘连接112和113完成在外部顶层导体109和外部底层导体103之间的电连接。可选地，可以使用通孔(图14中未示出)来连接顶部导体和底部导体。内部绕组被电连接到外部绕组来完成了电路。例如图14示出在连接101处内部绕组与外部绕组的连接。可选地，绕组可以被并联连接(图14中未示出)。

已经描述了本发明的不同实施例。例如，已经描述了一个体积效率高的螺线管天线。该螺线管天线可以被制造在RFID读取器的印刷电路板上或在其内，因此使RFID读取器能相对于RFID标签垂直定向。这个垂直定向使用户能把RFID读取器直接指向或瞄准RFID标签以获得读取器和众多标签环境中的唯一标签之间的有效信息传递。

然而，可以对在此所述的实施例进行各种修改。例如，在其它实施例中，可以使用同样的螺线管概念来说明RFID读取器相对于RFID标签的垂直定向而不要求螺线管天线被制造在印刷电路板上或在其内。螺线管天线可以被制造在衬底上或在衬底内，诸如半导体、陶瓷、塑料薄膜和塑料薄板(例如聚酯)、玻璃以及纸。如另一个例子，螺线管天线可以包括各种宽度的任意数量的导体。

螺线管天线设计可以应用在其它RFID元件中，诸如RFID标签，或RFID系统中使用的其它类型的读取器或装置。而且，螺线管天线设计对很多其它要求短程无线通信或感应链接的应用是有用的。这种链接的例子包括但是不局限于标记读取器、非接触连接器、近距离传感器以及短程数据链接。这些以及其它实施例处在权利要求范围内。

Claims

1.一种螺线管天线，包括：

在衬底的第一面上形成的第一组电路走线；

在衬底的第二面上形成的第二组电路走线；以及

穿过衬底形成的一组通孔，用来电连接第一组电路走线和第二组电路走线，其中第一组电路走线、第二组电路走线以及这组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路，并且其中导电通路定义了线圈，从而当电流流经该线圈时产生电磁场。

2.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述衬底包括电路板。

3.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线不平行于第二组电路走线。

4.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线偏离并且基本上平行于第二组电路走线。

5.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线被直接堆叠在第二组电路走线上。

6.根据权利要求1的螺线管天线，其中所述一组通孔包括第一组通孔，且所述导电通路包括第一导电通路，所述螺线管天线进一步包括第三组电路走线、第四组电路走线、以及用于电连接第三组电路走线与第四组电路走线的第二组通孔，其中，第三组电路走线、第四组电路走线以及第二组通孔定义了第二导电通路，其中第一导电通路被连接到第二导电通路用以定义作为多绕组螺线管天线的螺线管天线。

7.一种螺线管天线，包括沿衬底的第一面、第一边缘、第二面、以及第二边缘延伸用以形成环绕衬底的线圈的电路走线。

8.根据权利要求7的螺线管天线，其中所述电路走线共同地定义了螺线管天线的导电通路。

9.根据权利要求7的螺线管天线，其中所述电路走线定义了环绕衬底的多个绕转，其中在衬底的第一面和第二面上的每个绕转基本上平行于其它绕转。

10.根据权利要求7的螺线管天线，其中所述导电通路定义了线圈，从而当电流流经所述线圈时产生电磁场。

11.一种装置，其包括：

衬底；

在衬底上形成的电路；以及

在衬底上形成的并且被电连接到电路的螺线管天线，其中所述螺线管天线包括在衬底的第一面上形成的第一组电路走线、在衬底的第二面上形成的第二组电路走线、以及穿过衬底形成的用以电连接第一组电路走线和第二组电路走线的一组通孔。

12.根据权利要求11的装置，其中所述衬底包括电路板。

13.根据权利要求11的装置，其中所述第一组电路走线、第二组电路走线以及所述一组通孔共同地定义了所述螺线管天线的导电通路。

14.根据权利要求13的装置，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中所述第一组电路走线不平行于第二组电路走线。

15.根据权利要求13的装置，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中所述第一组电路走线偏离并且基本上平行于所述第二组电路走线。

16.根据权利要求13的装置，其中所述第一组电路走线基本上彼此平行，且所述第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中所述第一组电路走线被直接堆叠在所述第二组电路走线上。

17.根据权利要求13的装置，其中所述电路引入流经导电通路的电流，其中所述导电通路定义了线圈，从而当电流流经所述线圈时产生电磁场。

18.根据权利要求11的装置，其中所述电路包括射频识别(RFID)标签读取电路，并且其中所述装置包括RFID读取器。

19.一种在衬底上产生螺线管天线的方法，其包括步骤：

在衬底的第一面上形成第一组电路走线；

在衬底的第二面上形成第二组电路走线；以及

穿过衬底形成用以电连接第一组电路走线和第二组电路走线的一组通孔，从而第一组电路走线、第二组电路走线以及该组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路。

20.根据权利要求19的方法，其中，所述导电通路基本上定义了线圈，从而当电流流经该线圈时产生了电磁场。

21.根据权利要求19的方法，其中将第一组电路走线形成为基本上彼此平行，且将第二组电路走线形成为基本上彼此平行，并且其中将第一组电路走线形成为不平行于第二组电路走线。

22.根据权利要求19的方法，其中，将第一组电路走线形成为基本上彼此平行，且将第二组电路走线形成为基本上彼此平行，并且其中将第一组电路形成为偏移并且基本上平行于第二组电路走线。

23.根据权利要求19的方法，其中，将第一组电路走线形成为基本上彼此平行，且将第二组电路走线形成为基本上彼此平行，并且其中将第一组电路走线形成为被直接堆叠在第二组电路走线上。

24.根据权利要求19的方法，进一步包括在第一组电路走线上形成第一绝缘层、在第二组电路走线上形成第二绝缘层、在第一绝缘层上形成第二衬底上的第三组电路走线、在第二绝缘层上形成第三衬底上的第四组电路走线、穿过电路板形成用以电连接第三组电路走线和第四组电路走线的另一组通孔、以及将第二组电路走线的单个走线与第三组电路走线的单个走线电连接。

25.一种射频识别(RFID)标签读取器，其包括：

外壳；

在外壳内的电路板；

在电路板上形成的RFID读取器电路；以及

与RFID读取器电路耦合的螺线管天线，其中RFID读取器电路产生流经螺线管天线的电流用以产生用于RFID标签的询问的电磁场，并且其中螺线管天线被构造来使得当电路板与RFID标签垂直时，电磁场给RFID标签基本上提供了最大的能量转移。

26.根据权利要求25的RFID标签读取器，其中所述外壳定义了人机工程学的方向，用于沿电路板所定义的平面进行方向性的标签读取，其中，产生电磁场用以询问RFID标签，该标签的天线垂直于电路板所定义的平面。

27.根据权利要求26的RFID标签读取器，进一步包括在所述外壳上形成的致动器用以启动RFID标签读取，其中，致动器使RFID读取器电路产生流经螺线管天线的电流，其中螺线天线被构造来使用户能沿电路板所定义的平面瞄准和直射RFID标签读取器以用于有效的RFID标签读取。

28.根据权利要求25的RFID标签读取器，其中螺线管天线包括在电路板的第一面上形成的第一组电路走线、在电路板的第二面上形成的第二组电路走线、以及穿过电路板形成的用以电连接第一组电路走线和第二组电路走线的一组通孔。

29.根据权利要求25的RFID标签读取器，其中螺线管天线包括沿衬底的第一面、第一边缘、第二面、以及第二边缘延伸以形成线圈的电路走线。

30.根据权利要求28的RFID标签读取器，其中所述第一组电路走线、所述第二组电路走线以及所述一组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路。

31.根据权利要求29的RFID标签读取器，其中所述电路走线定义了螺线管天线的导电通路。

32.根据权利要求28的RFID标签读取器，其中第一组电路走线基本上彼此平行，且第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线不平行于第二组电路走线。

33.根据权利要求28的RFID标签读取器，其中第一组电路走线基本上彼此平行，且第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线偏移并且基本上平行于第二组电路走线。

34.根据权利要求28的RFID标签读取器，其中第一组电路走线基本上彼此平行，且第二组电路走线基本上彼此平行，并且其中第一组电路走线被直接堆叠在第二组电路走线上。

35.根据权利要求29的RFID标签读取器，其中所述电路走线定义了环绕衬底的多个绕转，其中在衬底的第一面和第二面上的每个绕转基本上平行于其它的绕转。

36.一种螺线管天线，其包括：

在衬底上形成的第一组电路走线；

在第一组电路走线上形成的绝缘层；

在绝缘层上形成的第二组电路走线；以及

在绝缘层的边缘处形成的一组边缘连接，用以电连接第一组电路走线和第二组电路走线，其中，第一组电路走线、第二组电路走线以及该组边缘连接共同地定义了螺线管天线的导电通路，并且其中导电通路定义了线圈，从而当电流流经该线圈时产生电磁场。

37.根据权利要求36的螺线管天线，其进一步包括第二绝缘层、第三组电路走线、第三绝缘层、第四组电路走线、在第一绝缘层和第三绝缘层边缘处形成的第二组边缘连接、以及在第二组电路走线的至少一个走线与第四组电路走线的至少一个走线之间的电连接，它们共同地形成多绕组螺线管天线。

38.一种在衬底上产生螺线管天线的方法，其包括步骤：

在衬底上形成第一组电路走线；

在第一组电路走线上形成绝缘层；

在绝缘层上形成第二组电路走线；以及

在绝缘层的边缘处形成一组边缘连接，用以电连接第一组电路走线和第二组电路走线，从而第一组电路走线、第二组电路走线以及该组边缘连接共同地定义螺线管天线的导电通路。

39.根据权利要求38的方法，其中导电通路基本上定义了线圈，从而当电流流经该线圈时产生电磁场。

40.根据权利要求38的方法，进一步包括在第二组电路走线上形成第二绝缘层、在第二绝缘层上形成第三组电路走线、在第三组电路走线上形成第三绝缘层、在第三绝缘层上形成第四组电路走线、在第一绝缘层和第三绝缘层边缘处形成第二组边缘连接、以及在第二组电路走线的至少一个走线与第四组电路走线的至少一个走线之间形成电连接。

41.一种系统，其包括：

射频识别(RFID)标签；以及

RFID读取器，包括螺线管天线，该螺线管天线与RFID标签电磁耦合以用于进行RFID读取器和RFID标签之间的信息传递，其中，螺线管天线包括在电路板的第一面上形成的第一组电路走线、在电路板的第二面上形成的第二组电路走线、以及穿过电路板形成的用以电连接第一组电路走线和第二组电路走线的一组通孔，其中，第一组电路走线、第二组电路走线以及该组通孔共同地定义了螺线管天线的导电通路，并且其中导电通路定义了线圈，使得当电流流经线圈时产生电磁场，从而允许RFID读取器电磁耦合到RFID标签以用于信息传递。

42.根据权利要求41的系统，其中当RFID读取器基本上垂直于RFID标签时，RFID读取器的螺线管天线与RFID标签电磁耦合。