CN1177863A - 用表面声波工作的识别或传感装置-声表面波装置 - Google Patents

Abstract

在用于信息系统的OFW ID标签或传感装置中,声电激励部分(2,3)设置于压电基底(1)上的不同声道,且设置转向器(4)用于它们之间的声耦合。

Description

用表面声波工作的识别或 传感装置-声表面波装置

本发明涉及的是一个利用表面声波来工作的识别或传感装置-OFW装置。

识别标签(下文称为ID标签)是通用型的识别装置，被用于目标的非接触自动识别系统中。例如，在专利DE-OS 44 05 647中对其作过公开描述。在该ID标签中，电信号通过一个换能器被转换成表面声波，表面声波再被一系列反射器反射，被反射的表面声波又由一个换能器转换回电信号，此换能器与转换电输入信号的换能器可以是相同的。取决于反射器的结构而产生一个预定的码，这个码即代表该ID标签。代表此码的电信号被送回到发射询问信号的系统，由此即有可能识别安置了ID标签的测点。这种识别系统具有广泛的应用。

如上所述，来自ID标签的响应信号的信息内容由包含其中的反射器的结构来决定。例如，通过为预定的信息比特数给定反射器结构，可把信息定义为二进制形式。在此结构中，1比特相应于存在的反射器，0比特相应于缺省的反射器。这即是说，回到输出换能器的反射产生于存在的反射器，而缺省的反射器其反射无比特产生。这样的编码相当于幅度调制。

如果在一系列反射器中，把各反射器偏离预定的对应于零相位角的位置，则信息内容也能相当于相位调制。

例如，公布了专利EP-PS 0 619 906中、能被无线询问的表面声波传感器是通用型的传感装置。它包含的第一个表面声波结构是传感器部分，第二个表面声波结构是参考部分。通过比较这两部分响应于询问信号而产生的输出信号，得到测量结果，询问此测量结果是可能的。

然而，为了能够可靠地分辨响应信号中的信息，上面解释的这类装置必须在物理上设计得使响应或测量信号中的脉冲能被可靠地被分开。由于可分辨的时间脉冲间隔或比特间隔反比于带宽，如果询问信号可得到的带宽小，这将导致长的时间比特间隔，由此相应，识别或传感装置中表面声波结构间的距离必定是大的。特别是如果表面声波结构被安置在单个声通道里，则意味着该装置要求相当长的压电基底，这反过来将导致更高程度的物理复杂性，对OFW装置的外壳来说尤其如此。

因此，本发明的目的是详细给出一种不太复杂的、由此而更经济的装置，这是我们所讨论的类型。

就最初提到的那类OFW装置来说，此目的根据本发明的权利要求1描述的特征被完成，即一种由表面声波工作、用于识别或传感系统的识别或传感装置-OFW装置，在其中一询问/评价器件以无线传输的询问信号询问识别或传感装置，并评价由所说的装置送回的响应信号，它在压电基底(1；50)上具有声电激励部分(2，3；20，3)，其特征在于，声电激励部分(2，3；20，3)被设置于基底(1；50)上的不同声道，且设置了一个用于它们的声耦合的转向器(4；30；40)。

本发明的改进方案包括在各从属权利要求的内容中。

下文将对本发明作更详细的说明，并参考按照以下附图所给出的实施例。

图1展示按照本发明的一个OFW ID标签形式的装置的示意图，

图2展示一个所谓的SPUDT叉指换能器的实施例，它用于图1所示的ID标签，

图3展示转向器的第一个实施例，它能被用于图1所示的ID标签中，

图4展示转向器的第二实施例，它能被用于图1所示的ID标签中，

图5展示外壳部分的示意图，它用于图1所示ID标签的声激励部分，

图6展示对应于图5的封闭外壳的示意图，它用于图1所示ID标签的声激励部分，

图7展示图1所示的ID标签的示意透视图，并带有图5和图6所示的外壳，

图8展示集成在一块板卡上的ID标签的示意透视图，

图9展示图1所示的ID标签的详图。

首先应该提出的是，下面的描述涉及ID标签的实施例。但是，对于熟悉上面提到过的、按照专利EP-PS 0 619 906的传感装置技术的人来说，所采用的描述方式也是显而易见的。

按照图1的示意图，在此作为输入/输出换能器的叉指换能器2，以及反射器3本身被设置在压电基底1上。正如最初所提出的，叉指换能器2把电询问信号转换成声波，声波在反射器3上被反射，然后又被叉指换能器2转换回电响应信号。

但是，按照本发明，叉指换能器2和反射器3并不是一个接一个地设置在一个或多个平行的声道上，而是在不同的被声学级连的声道上，并且，为了把来自叉指换能器2的声波传到反射器3上，转向器4被设置，它反过来又把从反射器3反射回来的声波反馈到叉指换能器2。声波分布图由图1中的箭头5指明。

按照本发明上面所解释的ID标签，其设计具有以下优点：通过把叉指换能器2和反射器3设置在级连的多个声道上，声路径能被折叠许多次。声波传播方向基底长度的减少远远补偿了在垂直于声波传播的方向基底尺寸的增加，这是因为声道长度的减少通常比基底宽度的增加快得多。另外，对于外壳技术或对插入板卡来说，它使得能够达到一个具有合适得多的长宽比的基底形状。

按照图1，在本发明的一个改进中，把电询问信号引入叉指换能器2的结构6被设置于基底1上，而且，在这个实施例中，它被设计成一个框形的电感耦合环。按照图9的电容耦合结构也能替代那样的电感耦合天线而被设置。图9展示了图1中的一个细节。为此，两个金属化的平板耦合极性板90、91可被用于基底1上，它们被电耦合到叉指换能器2。

通过使用单相单向换能器(SPUDT)，可减小ID标签的插入损耗，从而增加识别系统的使用范围。这样的单向换能器具有电极指条23、24、25，它们连接到两个汇流条21、22上，不同宽度的电极指条23、24每个被交替连到汇流条21上，而电极指条25连到汇流条22上。声波发射方向由箭头26指明。使用这样的单向换能器，对信号的注入和取出能减少3分贝的插入损耗，这即是说，总共减少6分贝插损。使用了带有这样的单向换能器的ID标签的识别系统，其最大使用范围增加一个因子根2。

图2示出了按照图1的转向器4的第一个实施例，其形状为反射多条带耦合器30。此反射多条带耦合器由两汇流条31和32组成，这两汇流条由电极33彼此连接，且电极指条34、35分别连接到它们上。未被连接的电极指条对36、37分别被设置在这些被连接的电极指条34、35之间。由反射多条带耦合器30形成的两个声道的宽度被指定为W，而两个相反的声波传播方向分别被指定为A和B。

转向器的另一个实施例被展示在图4，被指定为40。这个转向器由多条带耦合器42以及具有圆形结构的多条带反射器41组成。在这里，声波的传播方向由箭头43指明，而两个声道被指定为A和B。

图5至图7展示用于按照本发明的ID标签上的外壳的可能的实施例。它至少覆盖了声电部分，且能把ID标签的压电基底看作外壳的一部分。

按照图5，在压电基底50上覆盖一层薄片，能通过光刻工艺来构成，且其构成的方式是，仅在基底50的非声激励区保留一框形薄片52，而在区域51的声电部分与框形薄片52保持独立。一个例外是，转向器4的中间部分仍然被覆盖，结果，增加了该结构的稳定性，同时，由声道间衍射引起的声串扰能得到消除。

按照图6，另一层薄片又被覆盖在图5所示的装置上，其方法是，生成一覆盖薄层53，由此在声电部分之上生成一个声保护微型腔。

这种装置的示意及透视图示于图7。

按照本发明的装置其外壳不局限于上面所说明的物理形式。

从而，例如，外壳的一端能由一封盖构成，这个封盖用来容纳装置的声电激励部分。此封盖可通过压焊、玻璃焊接和直接通过晶片焊接连到压电基底上。

此外，例如，一环绕该装置声电激励部分的玻璃栅也能应用到压电基底上，且封盖以合适的方式安装在基底上。

图8示意性地展示了一种方案，说明一个按照本发明以及上面描述的一类ID标签如何集成在一块芯片卡中。在图8中被指定为81的ID标签以合适的方式置于芯片卡80上，它的图1所示的耦合结构6，或它的图9所示的耦合极板90、91被耦合到芯片卡天线82。如果ID标签的耦合结构以电感耦合到芯片卡天线且有要求，可进行电匹配。那样的匹配在图8中通过一匹配单元83来示意性地表明。另外应该提出的是，耦合不需要电感或电容。直接的连接(焊接连接)也可被使用，为此设置了对应于极板90、91的焊接板。

Claims (13)

1.一种由表面声波工作、用于识别或传感系统的识别或传感装置-OFW装置，在其中一询问/评价器件以无线传输的询问信号询问识别或传感装置，并评价由所说的装置送回的响应信号，它在压电基底(1；50)上具有声电激励部分(2，3；20，3)，其特征在于，声电激励部分(2，3；20，3)被设置于基底(1；50)上的不同声道，且设置了一个用于它们的声耦合的转向器(4；30；40)。

2.按照权利要求1的识别标签-OFW ID标签-形式的装置，至少具有一个叉指换能器(2，20)及预定的反射器(3)数目，在识别系统上根据反射器的数目和位置生成一编码，其特征在于，叉指换能器(2；20)和至少其中一些反射器(3)被设置在不同的声道，并且设置一用于声道间声耦合的转向器(4；30；40)。

3.按照权利要求2的装置，其特征在于，一个单向换能器作为叉指换能器(20)被设置。

4.按照权利要求1至权利要求3其中之一的装置，其特征在于，转向器由反射多条带耦合器(30)构成。

5.按照权利要求1至权利要求3其中之一的装置，其特征在于，转向器(40)由多条带耦合器(42)和多条带反射器(41)构成。

6.按照权利要求1至权利要求5其中之一的装置，其特征在于，反射器(3)被设置于单个声道中。

7.按照权利要求1至权利要求6其中之一的装置，其特征在于，用来编码响应信号的反射器(3)，被几何偏离预定的零相位角以便生成响应信号的相位调制码。

8.按照权利要求1至权利要求7其中之一的装置，其特征在于，一种注入询问信号的结构(6；90，91)被设置在基底上。

9.按照权利要求8的装置，其特征在于，把结构(6)设计成框形的耦合环用于询问信号电感性的注入。

10.按照权利要求8的装置，其特征在于，结构(90，91)由耦合极板构成，用于询问信号电容性或直接的注入。

11.按照权利要求1至权利要求10其中之一的装置，其特征在于，外壳(52，53)容纳了至少声电部分(2，3，4)，且其被设置在压电基底(50)上。

12.按照权利要求11的装置，其特征在于，外壳(52，53)由环绕声电部分(2，3，4)的框形薄片(52)以及位于该框形薄片(52)之上的覆盖薄层(53)构成。

13.按照权利要求2至权利要求12其中之一的识别标签在芯片卡中的应用，其特征在于，识别标签(81)被集成到具有天线(82)的卡(80)中，其方式是识别标签耦合结构(6；90，91)被耦合到卡的天线(82)。

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