CN102209971B - 能量增强的rf通信设备 - Google Patents

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Abstract

操作射频(RF)通信设备(10)的方法，包括内部储存由RF通信设备接收的能量，并在发生预先确定的事件时使用该能量增强RF通信设备的通信。RF通信设备接收的能量可以是通过架子(24)或展示装置(26)传输的能量——带有RF通信设备的物体(20)位于所述架子或展示装置上。预先确定的事件可以是广泛种类事件的任一种。可以在电池、电容器或其它能量储存设备(16)中进行能量储存。利用能量增强通信可被用于提供增加的能量，用于发送、接收或检测信号。增强的能量可以被连续提供和/或可以包括与非增强周期交替的能量增强周期。

Description

能量增强的RF通信设备
交叉引用相关申请
本申请要求2008年9月10日提交的美国专利申请号12/207,638的权益，该专利以其整体通过引用并入本文。
发明背景
发明领域
本发明的领域是射频(RF)通信设备。
相关领域描述
射频识别(RFID)签条和标签(本文统称为″设备″)被广泛用于将识别码或其它信息与物体相关联。RFID设备一般具有天线及类似物和/或数字电子器件的组合，数字电子器件可以包括例如通讯电子器件、数据存储器和控制逻辑。例如，RFID签条被用于与汽车安全锁相连接、用于建筑物门禁，以及用于跟踪存货和包裹。
如上所述，RFID设备一般被分为标签或签条。RFID标签是粘附地直接附连在物体上的RFID设备或者具有表面直接附连在物体上的RFID设备。相反，RFID签条可以通过其它方式固定在物体上，例如通过使用塑料紧固件、绳或其它紧固方式。
RFID设备包括有源签条和标签——其包括用于传播信号的电源，和无源签条和标签——其不包括电源。在无源设备的情况下，为从芯片获取信息，“基站”或“读出器”发送激发信号至RFID签条或标签。激发信号激励签条或标签，且RFID电路将储存的信息传回读出器。RFID读出器接收并解码来自RFID签条的信息。一般而言，RFID签条能够保留并传输足够信息以唯一地识别个体、包装、存货和类似物。RFID签条和标签还可以具有只写入一次信息(尽管信息可被重复读取)的那些特征和可在使用中重复写入信息的那些特征。例如，RFID签条可以储存环境数据(其可被相关的传感器检测到)、物流历程(logisticalhistories)、状态数据等。
RFID设备进一步可以被分为无源、半无源和有源RFID设备。无源RFID设备没有内部电源。用于运行无源RFID设备的电由设备接收到的引入射频信号中的能量提供。大部分无源RFID设备信号通过自RF读出器向后散射载波传播。无源RFID设备具有简单和寿命长的优点，尽管其性能可能是有限的。
有源RFID设备自身具有内部电源，该电源被用于供电给设备内的集成电路或芯片，并传播单独的信号。有源RFID设备可以比无源RFID设备更可靠。在有源签条和读出器之间的通信中可能较少出错。有源签条还可以比无源RFID设备在更高的能量水平下传输。但是，有源RFID设备的缺点是其需要电源以便通信。
半无源RFID设备也具有电源，但与有源设备不同，这种电源仅用于提供用于设备内部运行的能量。换言之，半无源设备不传播其自身的信号，而有源RFID设备传播。半无源RFID设备通常以类似于无源RFID设备的方式进行通信——通过向后散射引入的RF载波信号。因此半无源设备也具有有源设备需要电源的缺点，同时仅改善了无源设备通信的一些缺点。
与RFID设备相关的是一些类型的电子商品防盗(electronic articlesurveillance(EAS))设备，其也使用RF信号和场进行运行。使用RF场的RFID设备和EAS设备可以被统称为RF通信设备。
由前述可知，RF通信设备区域中的改进是期望的。
发明概述
根据本发明的一个方面，RF通信设备包括能量储存设备，其使用储存能量使临时运行增强。
根据本发明的另一方面，RF通信设备具有在设备芯片的内部或外部的电容器，用于提供增强能量模式下临时运行的能量。
根据本发明的仍有另一方面，RF通信设备具有增强的能量模式，其由预先确定的事件触发。RF通信设备具有可再充电的能量源，其用于为增强的能量模式的运行提供额外的能量。
根据本发明的仍有另一方面，RF通信设备具有两个天线，第一天线用于在第一频率接收和发送信号，第二天线用于在第二频率接收能量以给通信设备的能量储存设备充电，用于使用所述第一天线增强通信。
根据本发明进一步的方面，使用RF通信设备的方法包括，在从所述RF通信设备所连接的物体的架子或展示台(display)移除RF通信设备之后，触发所述RF通信设备的增强能量模式，通过所述RF通信设备的能量储存设备供电。
根据本发明的仍有进一步的方面，使用RF通信设备的方法包括，在所述RF通信设备的环境中的状况发生时，触发所述RF通信设备的增强能量模式，通过所述RF通信设备的能量储存设备供电。
根据本发明的另一方面，运行射频(RF)通信设备的方法包括以下步骤：将RF通信设备接收到的能量储存在RF通信设备的能量储存设备中；以及当预先确定的事件发生时，使用所述能量储存设备中储存的能量以增强所述RF通信设备的通信。
根据本发明的仍有另一方面，射频(RF)通信设备包括：RF芯片；第一天线，其连接至所述RF芯片，用于在所述RF通信设备和外部读出器/检测器设备之间传输信息；能量储存设备，其连接至所述RF芯片以供电至所述RF芯片；以及第二天线，其连接至所述能量储存设备，用于供电至所述能量储存设备。
根据本发明的仍有另一方面，射频(RF)通信设备包括：插件，其包括RF芯片和电连接至所述RF芯片上的接头的导电导线；天线，其电连接至所述导电导线；以及电池，其包括电解质层和在电解质层的各相反侧上的天线的部分以及导电导线中的一个，其中所述天线的部分和所述导电导线中的一个用作所述电池的电极。
为实现前述的和相关的目的，本发明包括此后全面描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了本发明的一些示例性的实施方式。但是，这些实施方式只是表示其中本发明的原理可以被应用的各种方式中的几个。从以下本发明的详述，当与附图结合考虑时，本发明的其它目的、优势和新特征将变得明显。
附图简述
在附图中：
图1是依据本发明的实施方式的RF通信设备的示意图；
图2是支撑连接有具有图1RF通信设备的物体的展示装置的图；
图3是用于检测EAS设备的门结构的视图；
图4是依据本发明实施方式的RF通信设备的实施方式的图；
图5是RF芯片的部件的框图；
图6是更详细地显示图5的RF芯片的一些部件的图；
图7是显示本发明另一实施方式的RF芯片部件的图；
图8A是显示本发明仍有另一实施方式的RF通信设备的部件的图；
图8B是具有依据本发明的RF通信设备的物体的侧视图，所述物体在架子或其它表面上；
图8C是图8B的物体的侧视图，所述物体离开架子或其它表面；
图8D是用于图8B和8C的物体的RF设备的一种结构的斜视图；
图8E是使用图8B和8C的物体的RF设备的另一种结构的斜视图；
图9A是显示本发明的仍有另一实施方式的RF通信设备部件的图；
图9B是本发明的另一实施方式的RF通信设备的框图；
图9C是本发明的仍有一实施方式的RF通信设备的框图；
图9D是显示来自RF通信设备如图9B或图9C设备的信号的图；
图10是显示本发明的进一步实施方式的RF通信设备部件的图；
图11是本发明的仍有进一步实施方式的RF通信设备的示意图；和
图12是本发明的另一实施方式的RF通信设备的部件的图。
发明详述
运行射频(RF)通信设备的方法包括内部储存由RF通信设备接收的能量，以及当发生预先确定的事件时使用该能量以增强RF通信设备的通信。由RF通信设备接收的能量可以是通过具有RF通信设备的物体位于其上的架子或其它展示装置传输的能量。预先确定的事件可以是任何广泛种类的事件，如从架子或其它展示装置除去RF设备，发送至RF通信设备的信号，或者环境状况的改变如温度的改变。能量储存可以在电池、电容器或其它能量储存设备中进行。使用能量以增强通信可以被用于提供增强的能量用于发送、接收或检测信号。增强的能量可以被连续提供，和/或可以包括与非增强周期交替的能量增强周期。RF通信设备接收和储存的能量的频率可以不同于与RF通信设备通信中使用的频率。
图1显示射频(RF)通信设备10，其具有RF通信芯片12，所述通讯芯片12可以包括集成电路用于控制RF通信和RF设备10的其它功能。RF通信芯片12被连接至天线14，用于与这样的设备的外部设备如读出器或检测器进行通信。天线14可以是任何种类的天线类型，如偶极天线、环形天线、隙缝天线或结合了这些天线类型的特征的混合天线。
RF通信芯片12也连接至能量储存设备16。能量储存设备16储存能量以备后用，在发生用于触发增强能量操作的预先确定的事件之后增强RF设备10的运行。能量储存设备16可以是任何种类的设备类型。能量储存设备的一个大类是将能量储存为差分静电电荷(differentialelectrostatic charge)的设备。这样的设备的实例是电容器。能量储存设备的另一大类是将能量储存为化学电势的设备，例如电池。
能量储存设备16可以是与RF通信设备10的其它组件相同的签条或标签的部件。可选地，能量储存设备16可以处于与RF通信设备的其它组件分离的标签或签条中，其中能量储存设备16电连接至那些其它组件。包括能量储存设备16的分离的标签或签条可以连接至与RF通信设备10相同的物体。可选地，分离的标签或签条可以被连接至含有RF通信设备的其它组件的标签或签条。
如以下更详细讨论的，激发增强能量操作的预先确定的事件可以是广泛种类事件的任一种。一旦增强能量操作被激发，来自能量储存设备16的能量被用于提供增强的能量以发送、接收或检测信号。增强的能量可以被连续提供，只要能量储存设备16能够提供能量。可选地，能量储存设备16可以提供脉冲能量增强，其中能量增强周期与非增强周期交替。相较于连续能量增强可能的情况，这可用于提供能量增强较长的时间期间，而仍提供可接受水平的RF通信设备10的读出能力或检测能力。作为另一可选项，能量储存设备16可以最初在发生预先确定的事件时提供连续的能量增强，随后当能量储存设备中保留的能量的量降低至一定水平例如低于能量储存设备16的能量储存能力的10％时，转向脉冲能量增强。
当增加的检测能力或读出能力重要时，预先确定的事件发生时的增强操作允许RF设备10的能力临时性激增。通过控制何时发生能量激增，RF通信设备10可以具有用于特定目的的增加的功能性，如在电子商品防盗(EAS)中或作为报警设备。除了RF通信设备的性能外，通过例如发送识别信息或其它信息至远端读出器，该EAS性能可用作射频识别(RFID)设备。
图2显示RF通信设备10的一种应用，设备10用作EAS设备。RF通信设备10被安装在物体20上，物体20在展示装置26的架子24上，如可以用于展示销售的产品。展示装置可以是任何类型的结构，例如包括用于放置物体的架子，或者用于悬挂产品的钩或其它设备。
显示装置26具有读出器30，读出器30连接至架子24的架子天线32。天线32允许读出器30和RF设备10之间的通信。通过该连接，信息可以被收集在显示装置26上的物体上，用于盘货或其它目的。应当理解，虽然物体20在显示装置26内，RF设备10保持接近于天线32。这有利于RF设备10和读出器30之间的直接通信。对于这种通信来说，不需要在RF通信设备10中增强能量。此外，来自天线32的由RF设备10接收的能量可被用于给电、再充电或保持储存在RF通信设备10的能量储存设备16(图1)中的能量。
图2中所示的系统可以被配置为当物体20被移出展示装置26时触发RF通信设备10的增强能量操作。该触发可以完全在RF通信设备10的内部，例如当RF通信设备10不再检测来自天线32的信号时进行增强能量操作。作为另一可选项，读出器30和天线32可以被配置为当RF通信设备10从展示装置26移出被检测到时发送特定信号至RF通信设备10。
当RF通信设备10的增强能量模式被触发时，RF通信设备10变得更能够与其它设备如读出器和检测器进行通信。相对于没有能量储存设备16提供能量增强的通信，这允许在更长范围通信和/或更可靠地通信。该增强的检测能力可被用于电子商品防盗，例如阻止盗窃物体20。
图3显示EAS门结构40，其可被用于检测物体20的失窃。门结构40可以被放置在商店的出口，并且可以被配置为检测通过其中的一些RF设备。当没有被去激活的RF设备经过时，可以引起可看见的和/或可听见的警报42，警告商店人员可能的盗窃企图。门结构40包括一个或多个UHF天线44，其在门40的部件之间形成UHF询问场46。当放置在物体20上时，RF通信设备10可以被配置为与UHF询问场相互作用以触发门结构40上的警报42(一个或多个)。在结账过程期间，当物体20的付款已经收到时，该配置可以被改变。配置的改变可以包括发送信号，或者其它方式使RF通信设备10失效，或者其它方式阻止RF通信设备10与门结构40以触发警报42(一个或多个)的方式通信。例如设备10中的EAS位或标志(bit or flag)可以被设定以指示警报42不应被RF通信设备10触发。
通过增强RF通信设备10的能量，其作为EAS设备的有效性被增强。能量储存设备16在有限量的时间提供能量激增。应当理解，仅有限时间的能量激增对EAS设备通常是必要的。可能盗窃物体20的关键时间是物体20被移出展示装置26之后的几分钟内。在这关键的时间期间增强RF通信设备10的通信能力显著增强了RF通信设备10作为EAS设备的有效性。
取决于例如RF通信设备10的能量要求、能量储存设备16的能量容量以及提供的能量增强的类型(脉冲与连续)，能量储存设备16增强RF通信设备10的能量的时间长短可以有较大不同。对于EAS目的来说，增强能量模式可操作30分钟或一些更少的时间期间可能是足够的。
门结构40也可以发射较低频率的场，如约8.1MHz。门结构40可以被配置为发射这样的频率以检测在这样的频率与场相互作用的各种EAS设备。通过检测场中共振设备(在特定频率下共振)的存在引起的励磁线圈电压的急降，这样的场可被用于检测EAS设备的存在。这样的场也可以被用于检测RF通信设备，如RF通信设备10，如以下进一步所述。
图4显示RF通信设备10的一个实施方式的布局图。设备10具有RF通信芯片62，芯片62连接至偶极天线64，天线64具有一对板66和68。板68也构成电容器70的一个板。电容器70还包括第二导体板(conductor plate)74，第二导体板74平行于天线板68并从天线板68偏移，以及板68和74之间的介电层76。导电接线(conductive connection)78连接电容器导体板74和芯片62上的合适接头。这允许储存的能量提供至芯片62，使得设备10在增强能量模式下操作。
设备10的可选安排是具有刻蚀铝制成的板68和74，其上有薄的氧化物层。液体或凝胶电解质可以提供在它们之间、在层76中。
图5-10显示图解说明RF通信设备10的各种实施方式的部件内部工作的图。各种实施方式中许多实施方式的某些共有特征不在以下对每一实施方式进行阐述。
图5显示不带能量增强的RF芯片80(无源RF设备)的基本框图。一对端口或接头RF1和RF2被用于与外部设备通信，以发送和接收信号。整流器82和模拟块84处理引入的信号，并将能量和接收的数据信号(RX数据)提供至芯片80的逻辑部分和存储器86。逻辑部分和存储器86发送的数据信号(TX数据)通过调制器88并经由RF1接头离开芯片80。应当理解，端口或接头RF1和RF2被连接至合适的天线，用于发送信号和/或接收来自外部设备的信号。
图6显示整流器82和模拟块84的更多细节。整流器82包括电容器92以及一对二极管94和96。模拟块84包括电压倍增器/调节器102和解调器104。模拟块84还包括小的电容器106，电容器106使芯片80调制引入的信号而不损失能量。
图7显示增强形式的芯片80，其中小电容器106被替换为较大的电容器116，电容器116已被集成在芯片80中以在有限时间提供增强的能量至芯片80。较大电容器116允许芯片80作为半无源设备在有限时间例如约20分钟进行操作。偏置线(bias line)120从电容器116提供能量至解调器104，以及为逻辑块提供能量以使RFID设备能够响应引入的命令。为减少能量损耗，期望逻辑块保持在备用或静止状态直至信号被解调器104检测到。
较大的电容器116不同于现有RFID设备中使用的较小电容器。在常用的无源通信中，要求电容器储存能量，该能量用于在其回应读出器系统期间运行设备。所要求的电容器值根据芯片的精确设计以及通信信息的长度和数据速度而改变。例如，对于要求最小电压1伏特、电流1μA的无源RFID芯片，和对于持续5微秒的传输事件，并且如果电容器在传输前被充电至2伏特，需要5nF电容器值。在半无源模式下——其中电容器提供偏压用于引入命令或事件的检测器以触发20分钟期间的增强响应，RFID芯片的逻辑部分可以是静态的，因为其没有被要求产生传输数据序列，因此可以减少能量消耗，比如100nA。在此基础上，又假定1伏特的最小电压并且储存电容器被预先充电至2伏特，则需要120μF的电容器值。相较于在无源RFID设备中传输事件期间要求用于简单调节供应至芯片的能量，这是非常大的。
通过在工作循环上脉冲化增强效果，上述实例要求的储存电容器值可以被减少。例如，10∶1的工作循环将平均能量消耗降低至10nA，因此可以使用12μF的电容器。对于常规的无源通信不需要大电容器116。因此没有理由在无源设备中运用大电容器，因为无论是内部或外部包括大电容器至RFID芯片将招致额外的成本。
充电的电容器也允许芯片在被读取之前记录或储存事件，如来自传感器的输入，以及关于时间的信息或数据。传感器容量可以记录信息如定位信标(beacon)的位置。或者，设备可以被架子读取器激活，使设备储存身份，并因此储存位置。该信息可以被用于EAS激活事件，以给出失窃产品如何在商店移动的信息。第二，甚至对于在结账时正常去激活的设备，设备可以包括有价值的记录：购物的消费者如何购买、购买了什么产品以及他们如何移动通过零售空间。这可用于监视零售和产品放置。
其它可选项也是可能的。在一个实施方式中，在发生触发事件之前，设备以完全无源的模式通信，并且然后仅以半无源模式工作。例如，架子或其它零售展示台上的RF通信设备将通过靠近读取系统而保持在无源模式下。可以通过命令或者通过来自无源读出器、低于阈值的信号或两者作出使用增强模式的决定，在何处激活签条或其它设备必须接收特定的命令，然后使信号强度下降。该特征在不需要时使模式激活停止。例如，如果签条处于盒子的物品接收端口中，当它们移出端口时不希望它们增强。其它触发事件可以是传感器，例如整合入签条结构的简易压电元件可以检测到移动或者产品和架子之间的压降。
应当理解，短期具有增强性能的能力是有用的，这根据现有设备不是显而易见的。由于对目标能量部署的管理，这仅是可能的。典型地，半无源签条被设计为具有数年的寿命，而不是数分钟。本文所述的能量的管理是传感事件和命令行为的结合。其可以是非常简单的，如″after ARM，IF Shelf Signal＜X THEN Response EAS Detect＝Enhanced″。或者其可以是更复杂的，例如签条通过减少其工作循环管理其能量供应的模式。(例如对于储存能量的前一半，工作循环为1，然后其可以下降至0.5直至仅剩原始储存能量或储存能量容量的四分之一。然后其下降至0.25个工作循环直至储存能量是0.125。减少能量输出的工作循环的这种过程可以无限地继续)。该方案用扩大的容量交换减小的存取速率，因为读出器可以必须等待直至出现增强周期，以检测设备和/或与设备通信。
图8A显示一种变型，其中用于提供增强能量的电容器是在模拟块84外部的外部电容器126。除了是模拟块84的一部分的小电容器106，还使用外部电容器126。外部电容器126可以是芯片80安装在其上的插件或带状物的一部分。这样的插件或带状物可用于促进RF芯片和天线或RF通信设备的其它组件之间进行电接触。插件或带状物的进一步信息可见于共有的美国专利公开号US 2006/0063323A1，该专利的说明书和附图通过引用并入本文。
电容器116和126可以并联地电连接。在这样的配置中，电容器116和126提供用于储存能量的总电容，当其被置为增强模式时，其可被芯片使用。通过从电源移走、收到命令、单独事件如在不同频率下传感信号(如从EAS门发射58kHz或8MHz)或一些其它传感事件如改变电阻，可以触发增强模式。
例如，参考图8B和8C，签条或其它RF通信设备127可以被放置在产品或其它物体129的底部128上，并且可以在导电材料131的两个轨道或垫上并入含碳(carbon-loaded)柔性聚合物的小球或层130。当产品129在架子或其它表面133上时(图8B)，柔性聚合物130可以被压缩。在该状况下，柔性聚合物130因此产生减少的电阻，但是当物体129被拿起时(图8C)，电阻增加。该电阻的增加可以触发增强操作模式。
图8D显示包括含碳柔性聚合物小球或层130的RF通信设备127的一种结构。柔性聚合物130与导电垫131接触，导电垫131又连接至RFID芯片134的端口或接头。RFID芯片134的其它端口或接头连接至天线136。
图8E显示RF通信设备127的可选布置，其中导电垫131连接至RFID芯片134，并发挥双重功能。垫131连接至柔性聚合物130，用作RF通信设备127的压力触发物。垫131还用作天线元件(图解的是偶极布置)，用于在RF通信设备127和外部读出器/检测器之间进行通信。
例如，柔性聚合物130的厚度可以是0.1至3mm。可选地，当签条接近于架子时，传感材料(相应于所图解实施方式中的柔性聚合物130)可以改变可选参数，例如改变导电垫之间的电容。
在可选的配置中，电容器116和126连接至电压调节器块的不同输出。电容器116优先地首先充电，当电容器116充满时仅充电电容器126。然后来自116和126的能量可以选择性地被调节器块取走以在需要时供给数字电路和模拟电路。首先给电容器116充电的原因是允许芯片作为无源RFID设备进行正常工作。如果从读出器系统引入的信号不得不充电至大的总电容，其将占用较长时间并降低设备进行无源响应的能力。
图9A显示另一不同的配置，其中外部电容器126由单独的整流器140给电。整流器140可以接收来自单独的天线142(示意性显示)的输入，天线142连接至芯片80的辅助输入AUX。天线142可以被配置为在不同于用于通信的天线14(图1)的频率下工作(优先接收能量)。例如，天线142可以被配置为在较低频率如13.56MHz或大约8.1MHz或58kHz下接收能量。8.1MHz的频率与EAS系统的一种形式相关，即检测在场中存在共振设备所引起的励磁线圈电压急降的系统。使用图9中所示的配置，RF设备10可以以两种方式触发EAS。第一种方式是通过在EAS系统(如图3中所示的门结构40)建立的场的频率下吸收能量。第二种方式是通过使用来自EAS系统的能量以通过通信天线14激增RF通信的性能，以使通信可被门结构40的UHF天线44(图3)检测到。RF通信设备也可以通过调整从门结构发射的低频EAS场的一些能量来引发门结构的警报，从而可通过模拟调谐EAS设备的存在而检测到。
此外，来自UHF信号的储存能量可以被RFID芯片使用以允许其产生58kHz信号的脉冲，响应与增强的UHF响应的再发射相关的引入信号。例如，RFID内嵌物(或设备)可以响应数字信号，该数字信号在其响应初始具有数字位的序列——经常称作前导(pre-amble)或导频音(pilot tone)，其模拟为响应引入的58kHz场由声磁RFIO设备再发射的58kHz信号。除了UHF响应，用于驱动调制半导体管的电流通过线圈或其它结构，所以其也发射低频磁信号。通过确保从RFIO签条返回的响应被控制以与声磁门系统的激增发射相关联地发生，再辐射的磁信号可以触发盗窃警报。
这样的设备可以以各种方式执行——两个实例示于图9B和9C。这些设备的共有特征是使用能量在两个频率同时发射信号，其中一个被最优化以与存在的EAS基础结构(infrastructure)相互作用，例如在58kHz发射。用于该额外发射的能量来自能量储存，能量储存可以是所述类型的任何一种，但处于逻辑块的控制下。在RF通信设备144(图9B)中，调制半导体管145——其被用于改变在UHF至天线146存在的阻抗，并且其被连接至逻辑块148——也被用于控制流动通过线圈结构149的电流。该线圈结构149可以使用能量储存电容器150以在期望的频率下共振，或者可以使用单独的电容器。在该设备中，如图9D所示，送回UHF读出器的数据信息的导频音/前导被设定在与EAS系统频率相同的频率下，并且被设定时间以使相关联的磁发射通过存在的系统如EAS警报而被识别。
在设备144(图9C)的可选配置中，线圈152由来自逻辑块154的单独的输出或成对的输出驱动，使得当设备144处于增强模式时信号被发送得更灵活。
图10显示另一实施方式，其中模拟块84包括大的电容器156，电容器156被其自身的整流器140充电，整流器140独立于连接至RF1输入的整流器82。整流器140连接至RF芯片80的AUX输入或接头。
以上描述的实施方式都利用电容器作为其能量储存设备。应理解，电池是电容器的替代物。但是电池相对较贵并且常常含有有害材料。电池具有自放电的趋势。同时，由于低成本化学，电池在低温下不能良好工作，如在通常用于冷却或冷冻食品的温度下。因为这些原因，电容器可能比电池更具优势。
如上所述，用于能量储存的电容器可以并入作为RF通信的天线的一部分。电容器的导电板如铝板的表面可以被刻蚀以增加其有效表面积。板表面上的氧化物提供薄的介电绝缘体。氧化层之间的凝胶或液体电解质导致小体积的极高值的电容器。这样的双层电容器常常称为超电容器(supercapacitor)。
增强能量模式可以是脉冲能量增强。脉冲化能量增强允许能量增强较长操作和/或在能量脉冲期间的增强操作中使用更多的能量。与脉冲操作一致，用于允许RF通信设备响应于UHF读出器(以确定标志的内部EAS位的状态)的电流以在工作循环内的适当周期接通和断开。例如，增强的能量可以以每100毫秒10微秒进行提供。这可以提供给RF通信设备足够的时间以被UHF读出器询问。能量增强的这种脉冲化相对于连续的能量增强以10,000因子减少了能量增加。应当理解，以上给出的能量脉冲周期的时间段仅是例子，也可以替代使用其它合适的时间周期。例如，脉冲可以是这样的，增强能量以工作循环的1％或更少进行提供。
这样的脉冲增强可以从增强开始时施加。可选地，增强可以在最初是连续的，仅在能量储存设备16(图1)中的能量水平达到一定阈值例如能量储存设备的能量容量的10％之后施加能量增加脉冲。
能量增强可以以其它方式变化，不同水平的能量增强提供在不同的情况中。例如，在接收不同的输入信号之后或在检测到不同的环境条件之后，RF通信设备可以被配置为提供不同水平的能量增强。例如，增强可以具有与不同能量消耗相关的不同水平，如高、中和低水平。通过在永久性存储位置中写入值，要求的增强水平可以被记录在RFID设备中，或者可以形成设计为最大化被检测增强签条的概率的算法部分，其中模式是多少能量可用、重复速率和任何传感参数的函数。设置的增强可以作为能量管理方案的部分改变；例如，在特定的工作循环和增强性能的脉冲速率下，签条可以具有4个周期的低能量，随后是1或2个周期的高能量，或者可以使用随机序列的模式选择(高和低能量周期)以达到相同的平均水平。应当理解，这些仅是很多种可能性中的一部分。
用于触发增强能量模式的可能的预先确定的事件很多且多样。增强能量模式可以通过RF通信设备接收一定信号而被触发。具有一定数据或在一定频率下(或在频率范围内)的信号可以被用作触发物。例如，RF通信设备可以被放置在展示装置如展示装置26(图2)上，其中设备通常接收在第一频率的信号。触发物可以接收第二频率的信号。这可以出于短时间增强RF通信设备的通信的目的而进行，如在RF通信设备(以及设备所连接的物体)附近进行盘货。作为另一选项，在特定频率下从门结构40接收能量本身可以用作增强能量操作的触发物，该增强能量操作使用来自能量储存设备的能量。
可选地，给定信号的缺失可以用作触发物。例如，来自展示装置的读出器的信号的缺失可以指示RF通信设备已从展示装置移出，因此被用作触发物以开始操作增强能量模式。
图11显示另一可能性，带有连接至RF芯片164的传感器162的RF通信设备160，用作利用来自能量储存设备166的增强能量的触发物。传感器162可以是与RF芯片164分离的设备，或者可以被集成为RF芯片164的部件。传感器162可以是温度传感器、化学传感器、压力传感器、光学传感器或用于一些其它物质或环境条件的传感器。关于RF通信设备中并入传感器的进一步信息可见于2008年1月14日提交的、公开为美国专利公开号2009/0179751的共有美国专利号12/013,520，其说明书和附图通过引用并入本文。
图12显示RF通信设备180，其包括RF芯片182，芯片182具有连接至各自的导电插件导线188的接头184。导线188被电连接至包括天线的图案化导电材料190，导电材料190的大部分未显示在图中。电解质层194介于插件导线的一个188′和导电材料190的相应部分198之间。插件导线188′和导电材料部分198用作电极，与电解质层194结合，形成电池200。该电池200可以使用任何通过天线接收的能量充电，并且储存在其中的能量可被用于RF通信设备180的增强能量操作。
为给出实例值，电池200可以具有约50μA/hr的容量。电池200可以具有5mm2的面积。该电池可以利用原(不可再充电)化学(primarychemistry)或可再充电化学。在可再充电化学的情况下，电池可以使用RFID设备整流的能量充电。
尽管本发明已就一些优选的实施方式(一个或多个)示出和描述，但本领域技术人员在阅读和理解本说明书和附图之后将想到等同的改变和改进，这是显而易见的。尤其是关于以上所述元件(组件、组装件、设备、复合体等)所完成的各种功能，除非另外指明，用于描述这样的元件的术语(包括″手段″的提及)意图对应于实现上述元件的指定功能的任何元件(即功能上等同的元件)，即使在结构上不等同于实现本文阐述的本发明示例性实施方式(一个或多个)中的功能所公开的结构。此外，虽然本发明的具体特征在以上仅就几个图解的实施方式的一个或多个进行描述，但这样的特征可以与其它实施方式的一个或多个其它特征相结合，如对于任何给定或特定应用所期望的和有利的。

Claims (18)

1.一种操作射频通信设备即RF通信设备的方法，所述方法包括：
在标签或签条上提供RF通信设备；
将所述RF通信设备放置在产品上并且将所述产品放置在架子或展示台上；
通过第二天线将来自所述架子或展示台的所述RF通信设备接收的能量储存在所述RF通信设备的能量储存设备中；和
在发生预先确定的事件时，在从所述架子或展示台移出后，通过所述RF通信设备的第一天线使用所述能量储存设备中储存的所述能量临时增强所述RF通信设备的通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述使用包括提供脉冲能量至所述RF通信设备的芯片。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述提供脉冲能量仅发生在储存在所述能量储存设备中的能量低于预先确定的阈值之后。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述提供包括在每个循环期间的1％或更少时间内提供能量。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述能量储存设备的至少一部分是包括所述芯片的插件的一部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述预先确定的事件包括所述RF通信设备达到预先确定的温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述预先确定的事件是所述RF通信设备附近的环境条件。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括使用所述RF芯片的传感器检测所述环境条件，并且所述传感器被连接到包括柔性聚合物的感测材料，以便在所述RF通信设备在所述架子或展示台上时改变参数。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述预先确定的事件包括通过所述RF通信设备接收预先确定的信号。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述增强通信包括提高所述RF通信设备作为电子商品防盗设备即EAS设备的功能性。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量储存设备是芯片的一部分。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量储存设备包括电容器。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述能量储存设备包括电池。
14.一种射频通信设备即RF通信设备，包括：
作为标签或签条的一部分的RF芯片；
第一天线，其连接至所述RF芯片，用于在所述RF通信设备和提供在架子或展示台上的外部读出器/检测设备之间传输信息；
能量储存设备，其连接至所述RF芯片，用于在发生预先确定的事件时，在通信期间临时提供增强电力至所述RF芯片；
包括柔性聚合物的感测材料；和
第二天线，其连接至所述能量储存设备，用于供电至所述能量储存设备。
15.根据权利要求14所述的RF通信设备，其中所述能量储存设备是电池。
16.根据权利要求14所述的RF通信设备，其中所述能量储存设备是电容器。
17.根据权利要求14所述的RF通信设备，进一步包括：
连接至所述第一天线的第一整流器；和
连接至所述第二天线的第二整流器。
18.一种射频通信设备即RF通信设备，包括：
插件，所述插件包括：
RF芯片；和
电连接至所述RF芯片上的接头的导电焊盘，所述导电焊盘连接到柔性聚合物；
电连接至与连接到所述柔性聚合物的焊盘不同的导电焊盘的天线；以及
电池，所述电池包括：
电解质层；和
在所述电解质层的各相反侧上的第一和第二天线的部分和导电焊盘之一，其中所述第一和第二天线的所述部分和所述导电焊盘之一用作所述电池的电极。
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