CN1248172C - 用于激活和失活eas标志器的具有降低了的远磁场的天线 - Google Patents

Abstract

根据本发明的EAS激活/失活天线，包括磁芯；线圈安排，所述线圈安排具有至少两个成螺旋形绕磁芯绕制的线圈，第一线圈有第一绕线方向，而第二线圈有与第一绕线方向相反的第二绕线方向；以及操作地连接到线圈安排上的电流源。由于本发明的安排，电流源提供的衰减的或稳态的，交变的或直流的电流可以激励所述线圈安排，以产生用于EAS标志器的激活或失活显著的近磁场和降低了的远磁场。

Description

用于激活和失活EAS标志器 的具有降低了的远磁场的天线

技术领域

本发明涉及电子物品监视(EAS)领域，更具体地涉及用于激活和失活EAS标志器的天线。

背景技术

用于检测从零售机构或其它设施未经许可地取走物品或货物的电子物品监视(EAS)系统是公知的并且得到广泛的应用。一般地，EAS采用固定到物品或者物件上的标志器。所述标志器含有有源元件和偏置元件。当磁化或者说激活偏置元件时，偏置元件向有源元件施加磁场，磁场使有源元件在暴露于以预定频率交替的询问信号后，以预定的频率机械共振。询问信号可以由检测装置产生，检测装置还检测标志器的共振，即询问信号诱发的共振。特别地，一个发射机可向接收机发射一定频率的信号，发射机和接收机之间的区域形成警戒区。当标志器侵入警戒区时，标志器中的有源元件畸变发射的信号，警示接收机存在标志器。对之响应，接收机可启动警报。

标志器可以由指定人员从任何经过授权从该场所拿走的物品或货物上失活或取消，从而允许该物品或货物通过警戒区而不触发警报动作。当通过把其有源元件去磁失活标志器时，标志器就不再能够产生可检测的标记信号了。这样的标志器失活，例如，可以发生在零售机构的售货员在收银台把做有EAS标记的物品递送过失活装置从而失活标志器。可以通过把偏置元件暴露于足够强度的交变磁场把偏置元件退磁来失活EAS标志器。在偏置元件退磁后，标志器的共振频率显著地偏离预定的频率，并且标志器对询问信号的响应幅度过低不足以被检测装置检测出。一般地，标志器激活和失活装置包括可以被激励产生特性和幅度足以让标志器或激活或失活的磁场的线圈结构。一种公知的标志器激活和失活装置包括一或多个由电流信号激励以产生需要的磁场的线圈。

标志器激活和失活要求使用特定强度的稳态磁场或时变磁场。用于产生所要求磁场的当前天线可以产生会干扰近处的电子设备的远磁场、从而在零售店中的物件可能因暴露于标志器失活装置产生的磁场受到不利的影响。当前需要大量的时间和成本改善标志器激活和失活对近处的电子设备的影响。例如当前的改善技术包括增加激活和失活天线与其它电子设备之间的物理空间、屏蔽天线、屏蔽受影响的电子设备，或者两者都屏蔽，以及重新设计受影响的电子设备。然而当前的降低干扰的措施可以对零售收银出口环境增加成本。而且，同样的当前措施可能使零售收银台的人机工程学设计变差。因此没有限制信号的远场发射同时又提高近场信号强度的现成方案。所以，需要提供激活和失活近区域中的EAS标志器的适当磁场同时又降低产生的远场以抑制干扰的EAS标志器激活/失活天线。

发明内容

根据本发明的EAS标志器天线提供激活/失活近区域中的EAS标志器的适当磁场同时又降低产生的远场以抑制干扰。特别是，本发明包括能够提供激活或失活近区域中声磁和电磁标志器的适当磁场同时又降低远磁场的天线线圈和磁芯安排。从而，在抑制EAS标志器激活/失活天线造成的电磁干扰方面，本发明的安排具有相对现有改善技术的优越性，并且提供改善EAS标志器激活/失活造成的远场干扰的发明性装置和方法。

根据本发明的EAS激活/失活天线包括：磁芯；线圈安排，所述线圈安排具有至少两个成螺旋形绕磁芯绕制的线圈，第一线圈有第一绕线方向，而第二线圈有与第一绕线方向相反的第二绕线方向；以及通过操作连接到线圈安排上的电流源。由于本发明的安排，电流源提供的电流可以激励所述线圈安排，以产生显著的近磁场和降低远磁场。

一个实施中，磁芯可以是矩形的，而且所述的磁芯可以由铁粉或其它适用的材料形成。还有，所述的线圈安排可以含有单线形成的两个成螺旋形绕磁芯绕制的线圈，第一线圈有第一绕线方向，而第二线圈有与第一绕线方向相反的第二绕线方向。变通地，所述的线圈安排可以含有第一线形成的两个成螺旋形绕磁芯的y轴绕制的线圈，第一线圈有第一绕线方向，而第二线圈有与第一绕线方向相反的第二绕线方向；以及，第二线形成的两个成螺旋形绕磁芯的x轴绕制的线圈，第一线圈有第一绕线方向，而第二线圈有与第一绕线方向相反的第二绕线方向。

在EAS标志器激活/失活天线中同时地抑制远磁场和增强近磁场的方法包括步骤：第一，成螺旋形绕磁芯一个轴沿第一绕线方向绕制第一线圈；第二，成螺旋形绕磁芯的该轴沿与第一绕线方向相反的绕线方向绕制第二线圈；把第一和第二线圈结合形成一种线圈安排；并且向所述线圈安排提供电流，其中该电流可以激励线圈安排产生显著的近磁场并降低远了的磁场。另外，本发明的方法可以包括步骤：第三，成螺旋形绕磁芯第二轴沿第三绕线方向绕制第三线圈；第四，成螺旋形绕磁芯的第二轴沿与第三绕线方向相反的绕线方向绕制第四线圈；并且把第三和第四线圈加入到所述线圈安排。最后，所述的方法可以包括在提供的步骤中把EAS标志器置于EAS标志器激活/失活天线的近磁场中，其中所述提供的步骤可以激活或失活EAS同时产生降低了的远磁场。

变通地，在EAS标志器激活/失活天线中同时地抑制远磁场和增强近磁场的方法包括步骤：成螺旋形绕磁芯一个轴沿第一绕线方向绕第一线；反转第一绕线方向并且成螺旋形绕磁芯的该轴沿与第一绕线方向相反的绕线方向绕线；并且向所述的线提供电流，其中该电流可以激励线圈产生显著的近磁场和降低了的远磁场。另外，本发明的方法可以含有步骤：成螺旋形绕磁芯第二轴沿第二绕线方向绕第二线；反转第二绕线方向并且成螺旋形绕磁芯的第二轴沿与第二绕线方向相反的绕线方向绕线；并且向第二线提供电流。

上述的实施可以由衰减的、交变的(AC)电流驱动以产生衰减的、交变的(AC)磁场用于失活EAS标志器。失活可以通过施加稳态的交变电流以产生稳态的交变磁场进行，带有从场EAS运动产生的所要求的衰减。上述的实施可以由直流(DC)脉冲驱动以产生直流(DC)磁场脉冲用于激活EAS标志器。激活还可以由提供稳态DC电流以产生DC稳态磁场完成。

附图说明

附图中示出当前优选的实施方式，然而应当理解，本发明不限于所示的具体安排和设施。

图1是根据本发明安排的EAS天线的透视图。

图2是根据本发明安排的EAS天线的变通实施的透视图。

图3是图表，示出根据本发明安排的EAS天线发射的磁场强度。

图4是图表，示出从常规EAS天线发射的磁场强度。

图5是常规绕制的EAS天线产生的磁通图示。

图6是根据本发明制造的EAS天线产生的磁通图示。

具体实施方式

可以安排多级线圈天线以具有显著的近场和降低了的远磁场。具有产生显著的近程磁场同时有降低的远程磁场的多级线圈天线可以通过安排天线线圈几何状态以产生近程的相长场和远程的相消场达到。特别地，多级线圈安排可以用一种波形驱动以产生产生显著的近磁场和降低远了的磁场。

参见图1，天线1包含安排两个安排在磁芯3上的线圈5、6。具体地，可以绕磁芯3沿该磁芯的y轴绕制单根线2，形成顺时针的螺线式样7。在绕磁芯3数匝后，反转单线2的绕向。可以绕磁芯3沿该磁芯的y轴绕线2绕另外数匝形成逆时针的螺线式样8。然而在逆时针绕制时，线2不应当与以前顺时针绕制的线2重叠。相反，如图中所示，另外的逆时针绕线应当继续地沿在以前顺时针绕线相同方向的y轴。线2的美式线规(AWG)及顺时针和逆时针的匝数根据所要求的磁场的特定性能需要选择。例如，但是不限于，线2的线规可在约10号至18号AWG线的范围，而匝线可在约30至80匝的范围。根据产生的磁场的所希望的性能要求可以是其它号的线和匝数。

参见图2，在变通的实施中，可以在矩形的磁芯10上安排两个另外的线圈9、11。具体地，可以绕磁芯10沿该磁芯的x轴绕第二线12形成顺时针的螺线样式14。在绕磁芯10数匝后，反转该单线的绕向。可以绕磁芯10沿该磁芯的y轴绕该线另外的数匝形成逆时针的螺线样式16。可以以相似的方式添加另外的线圈以形成本发明的另外的实施(未示出)。

上述的实施中，磁芯3、10可以用铁粉或其它适当的材料形成，并且可以有矩形的形状。磁芯3和10在形状上稍有不同以便于在磁芯10上添加线圈9和11。本发明同样地不在这方面受限。相反，磁芯3、10可以有圆柱形、球形，或者其它的其上可以施加线圈5、6和线圈5、6、9、11的形状。选择矩形只是因为方便绕x轴绕制线圈5、6，或者分别地绕x轴和y轴绕制线圈5、6，9、11。如同线和绕磁芯的线的匝数的选择，磁芯的尺寸也根据产生的磁场的性能要求选择。对于用铁粉材料制造的磁芯3、10的示例尺度包括，但是不限于，12″×5″×1″，12″×3.5″×1″或者6″×6″×1″。根据本发明制造的天线的一个例子示于图2，使用约12″×5″×1″的铁粉磁芯，带有在x轴上总共46匝12号AWG线，在y轴上总共72匝12号AWG线。

线圈5、6可以用通过操作连接到线圈5、6上的电流源4产生的电流激励，如图1所示。类似地，线圈9、11可以用通过操作连接到线圈9、11上的电流源15产生的电流激励，如图2所示。电流源4和15在相继的时帧中驱动。在所述的两个实施中，失活用的驱动电流可以是约500Hz频率的交变电流脉冲串。每个脉冲串可以每90Hz地重复。可以对线圈5、6、9和11加4,000安匝电流。然而施加的电流电平视所希望的近场信号强度而不同。因此，本发明在施加电流方面不受限。相反，取决于天线的应用任何适当驱动电流都会是足够的。AC稳态或衰减电流用于产生失活的磁场，而DC稳态或脉冲用于产生激活的磁场。

再参见图1，在点A测量的近磁场是显著的。相反，在点B测量的远磁场比由具有等效安匝数激励的单线圈产生的磁场低。点A和点B代表近场和远场的测量点，如领域内所公知。基本上，点A距天线1的距离与磁芯的最长维尺度(沿管磁芯3的y轴测量)相同，点B比A远2-3倍的数量级。从而两个线圈5、6的安排都可以由电流源4驱动以产生显著的近磁场，带有降低了的远磁场，如以下所充分地阐述。

参见图3，在工作时，根据本发明构成的多级线圈天线1可以产生显著的近磁场A和相应的降低了的远磁场B，如图1所示。特别地，图3示出在用4,000安匝电流源4激励时，根据图1所示的实施构成的多级线圈天线1发射的磁场强度。图3中进行了两个磁场测量，一个是沿y轴方向而一个是沿z轴方向离开多级线圈天线1的。轨迹20示出沿y方向测量的磁场强度，而轨迹21示出沿z方向测量的磁场强度。近场23定义为距离多级线圈天线的中心24在15厘米以内的区域。相应地，远场25定义为距离多级线圈天线的中心24超过30厘米的区域。如同图3中的图表可见，在距多级线圈天线的中心24于15厘米处，在近场23测量的磁场强度范围是，在轨迹20内测量的约19奥斯特，到在轨迹21中在天线的正上方测量的50奥斯特。然而，显然地，在距离多级线圈天线的中心24有30厘米处在远场25测量的磁场强度，在轨迹20中测量时为5奥斯特。

相对比，图4示出具有单方向绕在磁芯上的线圈的常规的EAS激活/失活天线发射的磁场强度。如同图4中的图表可见，在距常规天线的中心34于15厘米处，在近场33中测量的磁场强度范围是，在轨迹30内测量的约76奥斯特，到在轨迹31中在天线的正上方测量的71奥斯特。然而，在距离常规天线的中心34于30厘米处，在远场35测量的磁场强度，在轨迹30和31中测量时都是约20奥斯特。因此图3中测量的磁场代表降低到四分之一的远场25(图4中的35)磁场强度。相反，在近场23(图4中的33)中测量的磁场强度，尽管降低了，还是保持在足以激活和失活EAS标志器的水平。从而电流源提供的电流可以激励线圈产生显著的近磁场和降低了的远磁场。

参见图5，示出现有技术绕制的具有单方向线圈绕线的天线49的磁场通量图形。箭头50和51表示从天线49发出的磁通，一般地指向彼此相同的方向，并且指向图左侧。箭头52、53代表的磁通相似地一般地指向彼此相同的方向，并且指向图的右侧。如果移动得离开图远些，显然当分别沿y轴和z轴测量时，由于天线49，箭头代表的磁通50、51和52、53将和在一起形成净合远磁场。

参见图6，图中示出根据本发明制造的天线1的磁场通量图形。箭头54和55表示从天线1发出的磁通，一般地指向彼此相反的方向，并且分别指向图左侧和右侧。箭头56和57代表的磁通相似地一般地指向彼此相反的方向，并且分别指向图上侧和下侧。如果移动得离开图远些，显然当分别沿y轴和z轴测量时，由于天线1，箭头代表的磁通彼此相消不形成净合远磁场。图5和6图示出当根据本发明制造的天线时如何降低远磁场。

应当理解，本文中使用的语句和术语是用于阐述的目的，而不是用于限制的目的。因此本发明打算包括落入所附权利要求书的精神和广义范围内的所有变通、修改和等同。

Claims (8)

1.电子物品监视(EAS)天线，用于激活/失活EAS标志器，包括：

磁芯，所述磁芯具有x轴、y轴和z轴；

沿第一绕线方向绕所述磁芯的x轴绕制的第一线圈，和沿与所述第一绕线方向相反的第二绕线方向绕所述磁芯的x轴绕制的第二线圈；

沿第三绕线方向绕所述磁芯的z轴绕制的第三线圈，和沿与所述第三绕线方向相反的第四绕线方向绕所述磁芯的z轴绕制的第四线圈。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，进一步包括：

至少一个电流源，所述电流源通过操作连接到所述第一和第二线圈，以及所述第三和第四线圈，用于提供电流以激励每个所述线圈，以产生显著的近磁场和降低了的远磁场。

3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述磁芯是矩形磁芯。

4.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述磁芯用铁粉形成。

5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一和第二线圈包括形成所述第一线圈和所述第二线圈的第一线，所述第一和所述第二线圈每个都成螺旋形绕所述磁芯绕制，所述第三和第四线圈包括形成所述第三线圈和所述第四线圈的第二线，所述第三和所述第四线圈每个都成螺旋形绕所述磁芯绕制。

6.在EAS标志器天线中同时地抑制远磁场和增强近磁场的方法，包括步骤：

成螺旋形绕磁芯一个轴沿第一绕线方向绕第一线圈；

成螺旋形绕所述磁芯的所述轴沿与所述第一绕线方向相反的第二绕线方向绕制第二线圈；

成螺旋形绕所述磁芯的第二轴沿第三绕线方向绕制第三线圈；

成螺旋形绕所述磁芯的所述第二轴沿与所述第三绕线方向相反的第四绕线方向绕所述第四线圈；以及

向所述线圈提供电流，以激励所述线圈以产生显著的近磁场和降低了的远磁场。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：

把所述第一和第二线圈结合形成线圈组件；

把所述第三和第四线圈加入到所述线圈组件上；以及

使用第一线绕制所述第一和第二线圈，使用第二线绕制所述第三和第四线圈。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括在所述提供的步骤中把EAS标志器置于所述EAS标志器天线的近磁场中，其中所述提供的步骤可以激活或失活所述EAS标志器同时产生降低了的远磁场。

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