CN1647312A - 用于识别装置的微带天线 - Google Patents

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Abstract

诸如腕带、手镯、贴片、头带、项链、卡片、不干胶标签或其它可佩带用品的识别装置(10)包括一种改进的接线或微带天线(30)。该微带天线包括一个导电贴片层(22)、一个导电接地层(24)和一个在导电连接层和接地层之间的介电层(26)。该微带天线安装在识别装置上或放置在识别装置中，优选是接地层最靠近用户，贴片层最远离用户。电子电路(32)可以放置在介电层中、导电层的一个表面上或在识别装置的另一个部分上。穿过介电层的连接孔(40)可以使该电路连接到一个或多个导电层。这种改进的天线解决了失调和通信恶化问题。

Description

用于识别装置的微带天线
技术领域
本发明的领域一般涉及用于象腕带这样的识别装置的天线，更特别涉及用于象腕带这样的识别装置的微带天线或贴片天线。
背景技术
该公开关注的是一种改进的识别腕带、手镯、臂章、头带、项链、卡片、不干胶标签或其它可佩带的用品，为了方便起见，统称为“带子”或“识别装置”。识别带已经成为一种在不给人打上永久标记的情况下识别他们的方便有效的方式。带子的一个基本优点在于它最终是可除去的。识别带典型地包括一个长度大于其宽度的柔性腕带以及一个用于连接和保持带子安全环绕佩带者手腕的闭合物或保护装置。带子的一部分可以用于印上或另外附加关于佩带者的标识或其它信息。还可以使用条形码、无线电频率识别(RFID)设备等等来存储和传输与带子和相关人或物品有关的信息。例如，RFID设备包括那些工作在30千赫(kHz)到300千兆赫(GHz)范围内的频率上工作的设备。例如，在Penuela U.S.专利No.5,493,805、Mosher U.S.专利No.5,457,906、Mosher U.S.专利No.5,973,600、Beigel U.S.专利No.5,973,598、Beigel U.S.专利No.6,181,287、Peterson U.S.专利No.5,479,797和Peterson U.S.专利No.5,581,924中描述了包括电子数据存储和RFID功能的各种带子结构、附件及其它特性。
带子因为可以物理地安全地附在佩带者身上，所以优于其它形式的包含数据的ID卡(例如信用卡、票证等)。因此，当前识别带的用途包括医院、诊所和其它场所中的患者识别；游乐园进入；临时安全措施，设备存取控制，以及售票和授权功能。
识别带的一个重要用途是医院、诊所和其它场所中的患者识别和定位。当与适当读出器结合使用时，履行职责的医疗人员可以电子地收集患者信息并使用。另一个例子是跟踪人，例如监狱中罪犯的位置。
识别带只通过例如人视觉读取带子上的印刷信息或扫描带子上的条形码信息，或通过电子地读出识别带发射的识别信息来提供信息。因此，使用条形码、RFID设备等来增强信息存储和与带子及相关人或物品有关的信息的数据传输。但是，当识别带发射信息给另一个设备或从另一个设备接收数据时，发射不足可能会危及信息的准确性。
信息电子地存储在应答器或RFID“标签”中，且该信息传输给标签“读出器”。RFID标签和读出器之间的通信是通过电磁(EM)波的发射和接收进行的，两者中的每个必须有一个将电子信号转换成EM波的天线，反之亦然。
小功率的RFID系统可以在宽频率范围上工作，包括高频(HF)到超高频(SHF)无线电波段，大约3兆赫(MHz)到6千兆赫(GHz)。工作在如13.5MHz的高频(HF)波段的RFID标签的性能一般不受标签与人体接近程度的影响。这是在识别带中使用RFID标签所希望的。标签天线和读出器天线之间的耦合主要是通过反应性近场的磁分量实现，其中标签天线被配置为是谐振电路中的一个线圈。但是，一个典型的腕带长为六英寸，其必须包含一个天线，而13.5MHz的波长是73英尺，众所周知，在线性尺寸上是波长一小部分的天线是非常低效的辐射器和接收器。因此，可用的作用范围可能是非常有限的，并且有时可能只离读出器天线几英寸远。这个显著的缺点会限制识别带中HF标签的使用性，而且可能使它们不可用，例如在人员定位或入口/出口警报应用中。
RFID系统还可以工作在更高的频率上，包括工作在400MHz、915MHz、超高频(UHF)波段中的2.45GHz和SHF波段中的5.88GHz上或附近。在这些频率上，标签和读出器天线之间的耦合是通过辐射远场(这是在超过几个波长的距离中传播的电磁(EM)波)实现的。这些频率相当于从30英寸至2英寸的波长，就效率方面而言，这对于带子中或其它具有可比较尺寸的结构中的天线来说更为适合。这种更为有效的天线的结果是，工作在这些频率上会得到实质上更高的范围，典型地高达十英尺或以上。但是，与HF波段相比，作为较短波长的结果，在这些较高频率波段上的EM波的辐射和接收受到天线中间环境中的障碍物和材料的影响更为强烈。特别是由于通信链路的相应恶化，在人体上或附近，例如在带子中工作的环形天线或偶极天线会严重失谐，并可能会不能工作。因此这些天线在具有RFID功能的识别带中的可用性是非常有限的。
上面提到的天线失谐和通信恶化问题直接归因于这样一种事实：孤立(附近无障碍物)的环形或偶极天线通常沿反方向辐射EM能量。但是，当在人体表面上或附近时，反应性近场(最接近天线的电场和磁场)被人体组织扭曲，导致天线和与它直接相连的电路之间阻抗失配。该失配实际上使天线失谐并降低了远离人体方向上的EM能量辐射量。
因此，需要一种用于识别带的改进的天线。
发明内容
本发明提供一种用于如腕带、手镯、臂章、头带、项链、腰带、卡片、不干胶标签或其它可佩带用品的识别装置的微带或贴片天线(patch antenna)，包括一个导电贴片层(patch layer)、一个导电接地层和一个在导电贴片层和接地层之间的介电层。该微带天线安装在识别装置上或放置在识别装置中，其中最好导电底层最靠近用户，而导电贴片层最远离用户。
通过研究下面的图形和详细描述，本发明的其它系统、方法、特性和优点对于具备本领域技能的人将是明显的或变得明显。意图将另外所有这样的系统、方法、特性和优点包含在该描述中、置于本发明的范围之内并受附后的权利要求的保护。
附图说明
附图中的组成不必按比例尺绘制，重点应该放在说明本发明的原理。此外，在附图中，相同的引用数字表示处在不同图形的对应部分。但是，相同的部分不总是具有相同的引用数字。此外，所有的说明都是试图传达概念，其中相对尺寸、形状和其它详细属性是示意性的而不是照字面或明确性的说明。
图1的高级结构图表示一个带有微带天线的改进识别装置的示例
实施方案。
图2表示一个包含安装在介电材料中、如那些用于RFID电路的通信电路元件的识别带的示例实施方案。
图3图示了带有通信电路的微带天线的另一个示例实施方案，通信电路可能是，例如RFID芯片。
图4图示了带有通信电路的微带天线的又一个示例实施方案，通信电路可能是，例如RFID芯片。
图5图示了带有通信电路的微带天线的另一个示例实施方案，通信电路可能是，例如RFID芯片。
图6图示了带有通信电路的微带天线的又一个示例实施方案，通信电路可能是，例如RFID芯片。
图7表示一个双层识别带的示例实施方案。
图8表示一个嵌入识别装置保护部分的微带天线的示例实施方案。
具体实施方式
对于在该说明书中的使用，“在......中(in)”的含义，不管是独自使用还是在“therein”这样的混合词中，都包括“在......中(in)”和“在......上(on)”；“无线电频率识别”和“RFID”指通过无线电频率通信来识别。
图1表示包含微带天线30作为其一部分的识别装置10的一个示例实施方案。微带天线30优选是贴片天线。识别装置10有一个支承如RFID电路的通信电路32的结构20。通信电路32可适于与任何类型的系统、网络或设备通信，并可以使用任何通信协议，包括蓝牙或IEEE 802.11。关于更多有关蓝牙协议的信息，请浏览网站http：//www.bluetooth.com。在这个带子实施方案中，识别装置10包括一个适合人佩带、绑系或携带的结构20。识别装置10优选是一个腕带，而结构20是伸长的柔性腕带材料。例如，结构20可以是聚合、纸质或有机衬底的伸长柔性带子。但是，识别装置10不一定只系在人的手腕上，因为它可以系在人或动物的手腕、踝、脖子或其它部位上，或者系在一个物体上。
识别装置10还包括微带天线30。微带天线30可以独立附着在结构20上或集成到识别装置10的电子电路中。微带天线30还可以用柔性印制电路板来构造，因此可以弯曲。美国专利No.5,809,361，6,210,518和4,677,528提出了柔性印制电路板的例子。微带天线30包括一个顶部导电层22，可以称作“贴片”或导电贴片层22，一个用作接地面的底部导电层24和在中间的介电材料26。导电贴片层和接地层还可以称作贴片和接地导体。微带天线30优选包括一个金属导电贴片层22、一个介电层26和一个接地层24，其组合成一个天线。导电贴片层22和导电接地层24可以由任何导电材料制成，而且每个导电层可以由不同的导电材料制成。导电材料包括，例如，导电金属、箔、墨、聚合物、有机材料和碳。可以对导电材料蚀刻、印刷、喷溅、沉积或其它成形加工来制成导电贴片层22和/或导电接地层24。当然，对于任一个实施方案，可以改变导电贴片层22和导电接地层24之间的相对尺寸差。例如，导电接地层24可以大于介电层26，并可以沿着结构20比图1说明的更进一步延伸。实际上，导电接地层24可以围绕结构20的所有方向延伸。此外，导电贴片层22、介电层26和导电接地层24的厚度可以是不同的厚度。介电层26可以包含任何介电材料，包括泡沫、塑料、空气或波形塑料。微带天线30的各部件优选连接或嵌入结构20中。
微带天线30可以以很多方式制造，但是优选由两面包覆铜的印刷电路板材料来制作。更特别的是，微带天线30优选在包括一个平面介电层的印制电路板上形成。介电层26在该层一个完整面上具有铜包覆以形成接地面24，并在另一面上的铜包覆蚀刻形成导电贴片层22。虽然优选是在介电层26的一个面上整体具有铜包覆，但是可以在一个重要部分而不是整个面覆盖铜包覆。当然，微带天线30各部件的大小、尺寸和形状可以改变。例如，导电贴片层22可以是圆形、椭圆形或半圆形。
为了对于佩带者来讲不会笨拙，微带天线30可以制作得比较薄，以使其易于附在识别装置10上或嵌入识别装置10中。通过使用具有高介电常数的薄介电层26可以将微带天线30做小。介电层26的厚度优选是发射信号自由空间波长的百分之一左右，贴片本身长度是L，宽度是W，W小于L。
当L大约是在介电层26中的半波长时，微带天线30形成一个在相对端开路的传输线谐振器。因为两个开路处的电场，微带谐振器30的各端起一对隙缝辐射器的作用。该微带天线30产生的远场辐射在垂直于导电贴片层22的方向上最强，在导电贴片层22的平面中具有电场极化，并平行于导电贴片层22的长度，即线性极化(LP)电磁(EM)波。近场和远场都在垂直于接地面24的方向上最小。微带天线30的最大辐射与导电贴片层22垂直并在同一侧面上，在相反侧面(接地面24)上辐射最小或没有。因此通过将接地面24放置在向着佩带者的内侧减轻了识别装置中不希望的邻近效应。当用于实现识别装置中的RFID功能时，微带天线30在向着人体的一侧具有自然降低的近场能量，因此辐射有效的远离了人体。所以，微带天线30可提高识别装置读取器，例如无线通信网络，和包含微带天线30的识别装置10之间的工作范围。
微带天线30可以用很多方式驱动。第一个例子是通过同轴探针，其穿过接地面24伸出，并在位于导电贴片层22整个宽度W中间的点上与其连接。第二个例子是通过一条连接到导电贴片层22一端中心的较窄的微带传输线。当微带天线30由低介电损失的高质量材料制造并工作在UHF和SHF波段时，其效率(例如辐射功率与驱动功率的比)会非常高(例如80％或更高)。因此，当使用UHF和SHF频率时，微带天线提供了性能尺寸和成本方面的改进。虽然常用的低成本印刷电路板材料(由FR-4表示)仍然可用，但是由于其介电常数变化范围大和介电损失高，其在这些高频波段中性能非常差。用于这些频率的高质量材料可从亚利桑那州钱德勒市的Rogers公司得到，而且包括Rogers的材料4003。
当L和W都是大约介电层26中的半波长时，微带天线30会谐振并在两个方向辐射。如果功率在两个谐振之间等分，并且在它们之间引入90度相位偏移，则得到的远场辐射与导电贴片层22垂直，其有一个在导电贴片层22的平面中以圆形图案旋转的电场，即圆极化(CP)EM波。如果电场的旋转在远离微带天线30的方向上是顺时针的，则是右圆极化(RHCP)波，如果电场的旋转是逆时针的，则是左圆极化(LHCP)波。通过判定导电贴片层22中哪个方向超前90°来确定方向(RHCP或LHCP)。利用无线识别装置10的CP辐射的优点在于，当读出器天线是线性极化或方向与识别装置10的天线的方向相同的圆极化时，对天线定向的依赖较小。
作为对任一个实施方案的替代，微带天线30或微带天线30的一部分可以制作成用于结构20的闭合机构(例如保护装置)的一部分，或者在结构20的闭合机构之中。闭合机构可以通过电气耦合或电抗耦合连接到结构20。此外，微带天线30的元件优选是要薄，从而得到的识别装置10薄，且佩带舒适。
电子通信电路32，如RFID电路，优选包含在0.010到0.020英寸厚的裸表面安装模上。通信电路32的安装形式可能是集成电路芯片或混合电路芯片，可以用几种方式来实现安装。通信电路32需要电连接到导电贴片层22和接地层24。当安装在导电接线或接地层之上或附近时，优选在导电层和芯片32之间直接连接(例如焊接或导电粘合)。连接到非邻近导电层的方法包括使用导线、电缆或印刷电路传输线。电路32还可以直接在介电层26上实现，其包括在铜包覆上蚀刻出的印刷电路和粘合到电路上的分离部分，所述电路通过导线、电缆或印刷电路传输线连接到导电贴片层22和导电接地层24。
通信电路32优选包括天线电路、信号产生器电路、可编程编码器电路和互连电路。在一个实施方案中，表面安装RFID芯片包括安装在识别装置10中的电子电路并电连接到微带天线30。包括通信电路32的电路可以按各种组合由结构20或介电层26承载，或通过在一个或多个导电路径、半导体设备或聚合材料的介电层26中的一个层上沉积来形成。还可以使用整体由导电、绝缘和/或半导电材料构成、直接在结构20或介电层26上沉积的电路。实际上，识别装置10中的任一个电路都可以部分或全部由半导体、导体和绝缘体制成，并且可以由无机或有机材料制造，如美国专利5,973,598所述，这里通过引用该专利的全部公开内容作为参考。换句话说，识别装置10可以包括部分或全部由半导体、导体和绝缘体制成的电子元件，所述电子元件可以是无机的或有机的，并可以印刷在识别装置10上。美国专利5,973,598描述了有机元件，任一个有机元件都可以在改进的识别装置10中使用。如图1所示，通信电路32在导电贴片层22上，但是如后面解释的，通信电路32可以放置在其它各个位置，对任一个实施方案都是如此。介电层26和印刷元件可以是柔性的。
识别装置10可以包括用于传感、通信和显示功能的元件，例如振荡器、扬声器或视觉显示器。改进的识别装置10可以包括一个电池来为其承载的电子电路提供主电源或辅助电源。电池可以是在柔性结构20上形成的柔性电池。该电池可以为通信电路32等任何需要电力的设备提供电力，通信电路还可以包括RFID电路、电子电路、光学电路、数据存储电路。该电池可以在识别装置固定到其目标上的时候激活，或通过接收一个光信号或电磁信号来激活。电池可选地包括一个太阳能元件，从而通过环境光对电池充电和再充电；太阳能电池和再充电电路可以由无机或有机材料制成。该电池可以是可替换的或不可替换的。该电池可以是在识别装置基底上印制或构造的柔性聚合物电池。美国专利5,973,598描述了一种聚合物电池，可以用在改进的识别装置30中。带有电池的识别装置10可以由正确的授权或服务的启动来激活。如果电池在预定时间周期或日历日期/时间耗尽电力，则控制识别装置10的软件会停止通信功能或任何其它功能。电池的负载可以是根据可编程常数固定的，或是定时的。
该说明书中描述的任何识别装置或带子都可以包括电磁能量吸收装置，因此可以通过外部电磁场信号给识别带提供能量。例如，天线可以从接收信号获取功率，其中该功率用于为识别装置上的一些或所有电路提供动力。询问/供电电磁信号为识别带提供功率和启动信息。询问/供电信号可以只包含供电信号或包括供电信号和调制在供电信号上的信息两者。一旦通过由电磁信号供电，识别带可以根据该带子中编制的、带子中存储的或从询问/启动设备接收的数据来显示视觉可读的信息。
图2表示识别装置10的一个示例实施方案的纵向截面，识别装置10包括通信电路元件32a、32b、32c，例如那些用于RFID电路的元件，其安装在介电材料26中。对于任一个实施方案，通信电路元件32a、32b、32c都还可以包括RFID电路、电子电路、光学电路、数据存储设备和/或其它电路或设备。识别装置10包括结构20和微带天线30，结构20优选是伸长的，以使识别装置10能够用作腕带。微带天线30包括导电贴片层22、用作接地面的导电接地层24以及在贴片层22和接地层24之间的介电材料26。在该实施方案中，通信电路32位于导电贴片层22和接地层24之间的区域中。因为电路32和天线可能会降低彼此的性能，所以该实施方案与其它实施方案相比不是最优的。虽然如此，在该实施方案中，通信电路元件32安装在介电材料26中，可以安装在导电贴片层22底部(例如见通信电路元件32a)、接地层24顶部(例如见通信电路元件32c)或在贴片层和接地层之间(例如见通信电路元件32b)。可以使用导线或其它导体穿过介电层26中的一个孔来连接到导电层。该孔允许导电材料通路将电路32连接到导电层。孔的替代物是导电导管，也是已知的过孔或镀金属的通孔。仍然是替代性的，可以使用电感或电容耦合器来代替导线导体。所有的孔、导电导管和电感/电容耦合器可以统称为“电耦合器”。通过使用裸模(bare die)通信电路元件32a、32b、32c，制造的电路元件的高度可以薄到10到20密耳(千分之一英寸)。在该实施方案中，通信电路32在微带天线30的谐振区域之内。
图3图示了带有通信电路32的微带天线30的另一个示例实施方案，通信电路32可以是例如RFID芯片。在该示例实施方案中，通信电路元件32安装在接地层24的下面(即与介电材料26相对的一面)并与其直接相连。此外，对任一个实施方案都成立的是，通过使用裸模通信电路元件32，制造的电路元件的高度可以薄到10到20密耳。导线或其它导体将通信电路32连接到导电贴片层22。导线穿过介电层26中的一个孔。在该实施方案中，通信电路32在微带天线30谐振区域之外。
图4图示了带有通信电路32的微带天线30的又一个示例实施方案，通信电路32可以是例如RFID芯片。在图4中，通信电路32显示出安装在介电层26的顶部，邻近导电贴片层22。穿过介电材料26的孔使通信电路32能够与介电材料26下方的接地层24连接。通信电路32可以通过介电材料26顶部的一个导体或埋在介电材料26中的导体50连接到导电贴片层22。
图5图示了带有通信电路32的微带天线30的另一个示例实施方案，通信电路32可以是例如RFID芯片。通信电路32安装在位于介电材料26顶部的导电贴片层22的顶部。孔40穿过导电贴片层22和介电材料26。如果希望的话，孔40为通信电路32提供通道以接触介电材料26下方的接地层24。
图6图示了带有通信电路的微带天线30的又一个示例实施方案，通信电路32可以是例如RFID芯片。将图6中的微带天线30弯曲或仿形，使其更适合识别装置10的佩带者。诸如腕带这样的结构20可以附着到微带天线30和通信电路(图6中没有示出)。介电层26可以是柔性的，或刚性且弯曲形状的。
现在描述一个将微带天线和通信电路附着到结构20的示例方法。图7表示了一个识别装置10的示例实施方案，其结构20包括顶部的不导电层42和底部的不导电层44。微带天线30和电路(没有示出)层压在顶部不导电层42和底部不导电层44之间。优选使用由低EM损失材料制成的附加的不导电层来保护微带天线30和电路不受湿气、磨损等。对于图7以及所有实施方案，电路都可以是模块的形式。微带天线30和电路在层压在结构20中之前或在制作层压产品的时候制造。例如，如果微带天线30和电路通过印刷等快速处理来形成，则可以几乎在层压识别装置10的同时制造它们。
图8表示一个嵌入识别装置的保护部分中的微带天线的示例实施方案，识别装置在该例子中是识别带。识别装置10有一个伸长的结构20，结构20是管状的，以接受闭合或保护机构62的部分60。美国专利5,740,623公布了一个用于识别带的管状结构的例子。保护机构62的另一端64优选是适于装配到管状伸长结构20的另一相应端中。在该示例实施方案中，微带天线30有一个连接到通信电路32并位于介电材料26之上的导电贴片层22。导电接地层24位于识别装置10的介电材料26和佩带者身体(例如手腕、手臂、踝)之间。因为微带天线30在保护机构62中，所以可以在不必丢弃整个识别装置10的情况下按需要改变天线。此外，保护机构62的端60、64和管状结构20的对应内表面可以有导电触点，以便当各触点连接时形成一个电路。这样识别装置10可以确定是固定、去掉还是篡改保护机构62。
在任何实施方案中，识别装置10可以包括可选的结构和特性，如下面描述的任一个特性。例如，通信电路可以执行任何类型的通信功能，且可以象应答器那样被动通信，和/或通过启动通信来主动通信。识别装置10可以工作在UHF或SHF无线电波段。
同样，通信电路可以包括一个控制逻辑或处理单元，其可以是微处理器、微控制器、中央处理器(CPU)、运算逻辑单元(ALU)、数学协处理器、浮点协处理器、图形协处理器、硬件控制器、被编程用作控制器的可编程逻辑设备或其它控制逻辑。通信电路还可以包括可选的数据存储设备，例如任何类型的存储器。例如，存储器可以是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、紫外光可擦除PROM(UVPROM)、硬盘介质、软盘介质、闪存、铁电存储器、有机半导体存储器、磁带或任何其它存储检索装置，或这些非易失性和易失性存储装置的任意组合。当然，除非可移动介质存储器小或薄，否则可移动介质存储器(例如磁盘、磁带)在被制造适合人手腕的识别装置中是不实用的。数据存储设备还可以允许只读、读写、或只写。
识别装置10可以包含光电子元件或电路，如信令传送、信号发射、信号接收或指示电路。这些光电子元件可以执行各种功能，如发信令(例如通过发光二极管发光)、指示(例如通过发光或改变反射比)、显示(例如通过预形成的指示器或指示器阵列显示字母数字或图像数据)、感测(例如光能级或声级)、能量转换(例如光电池)。这些元件可以是硅、聚合物或其它材料的。它们可以是刚性的并附着在识别装置10上。或者它们可以是柔性的并附着在或印刷在识别装置10上。这些电子、光电子元件可以印刷或沉积在结构20上。
识别装置10还可以附着在一个物品上，其中识别装置10中的电路执行可选的电子物品监视(EAS)功能，例如指示物品被盗。EAS功能不发射识别码，但使读出器能够检测识别装置10是否在读出器附近。
识别装置10可以是一次性使用的(在一个实施方案中)，或可重复使用的(在另一个实施方案中)，或有一次性使用部分和可重复使用部分(在第三实施方案中)。可以使识别装置10是一次性使用的且非常便宜，例如腕带。一次性使用的识别装置10可以结合本公布中描述的任何功能，其中固定装置是不可重复使用的，在识别装置10使用后破坏了其功能性。识别装置10可以有一个一次性使用部分(例如结构20)和可重复使用部分(例如通信电路32)。
识别装置10还可以制成抗水的、防水的和/或抗在其应用区域内使用的某些溶剂或化学品。
识别装置10可以制成防篡改的或可指示篡改的。例如识别装置10的导电粘合连接区域在固定到佩带者之后会激活识别装置10中的印刷导电图，通知电路识别装置10已经附在佩带者或物品上。如果识别装置10的粘合连接区域断开，印刷导电图会检测到断开，因此电路能够检测篡改。识别装置10的导电图电连接到电路的配置和模式可以根据整个识别装置10是一次性使用设备、是附在可重复使用应答器上的一次性使用设备或是可重复使用设备而变化。当检测到篡改时，电路可以禁用识别装置10或禁用识别装置10的一个或多个功能。另外，电路可以通过激活显示器、报警、LED等或通过将篡改通知人或另一个设备(例如通过无线传输)，来指明已发生了篡改。此外，识别装置10可以物理地保护性地固定，这样篡改或去掉识别装置10会破坏其功能或使该篡改或去掉变得明显。对于识别装置10的使用寿命，保护可以是永久的，或者可以是临时的(例如可通过授权过程使其失效)。在临时保护的情况下，识别装置10可以通过授权机构或个人被再次使用和再次保护。
识别装置10可以包含一个柔性键盘，用于使数据或密码直接输入电路。键盘可以是基于符号或字母数字数据的。
识别装置10可以包含用于音频输入或输出的音频转换器。识别装置10还可以包含已知的算法来处理语音识别或输出合成语音。此外，识别装置10可以允许用户与远程单元双向通信，或具有电路或算法以从用户语音中获得生物统计数据(例如用户的唯一识别语音模式)。
例如，这种生物统计数据可以包括关于佩带者的指纹、视网膜、虹膜或脸的任何图像或相关数据，或佩带者声音的时域或频域响应，或佩带者的气味、血液或呼吸的生化分析。换句话说，生物统计数据可以涉及人的签名、加上手写动态特性的签名、虹膜、视网膜、面容识别、声纹波、声纹波和声音压力、指纹、其它皮肤图案、化学签名(例如气味、血液、汗)、DNA签名或某些电子、磁、声学或其它生物统计特性。作为选择，生物统计传感器可以提供关于佩带者的数据用于识别之外的目的。例如，生物统计传感器可以加入识别装置中来监视或检测佩带者的脉搏率、心脏电信号、血压、胰岛素水平等，其中，这种生物统计数据可以不断的、间断的或根据告警状态发射给其它设备(例如医院中的监视计算机)。
识别装置10可以提供关于佩戴者或与其相关的物品的信息。该信息可以是书写的或印刷的视觉信息。例如，识别装置10可以有一个标签或一个可印刷表面来容纳信息。该书写或印刷信息可以包括人、动物或机器可理解的数据。例如，数据可以是字母数字数据、可识别的光符号数据(例如条形码)、图像、照片、磁可读数据和/或诸如指纹、视网膜或声音数据等生物统计学数据。
在前面的说明中，已经参照本发明的特定实施方案进行了描述。但明显的是，在不偏离本发明主要原理或范围的情况下可以对其进行各种修改和变动。例如，读者要理解这里描述的、在处理流程图中显示的处理操作的特定顺序和组合只是说明性的，可以使用不同的或另外的处理操作或处理操作的不同组合或顺序来执行本发明。作为另一个例子，一个实施方案中的每个特性可以与其它实施方案中显示的其它特性混合和配合。那些识别装置领域普通技术人员知道的特性和处理可以按需要类似地结合进来。此外很明显，可以按需要添加或去除特性。因此，本发明除了按附后的权利要求及其等同物受到限制之外不受限制。

Claims (94)

1.一种无线识别带，适用于与另一个设备通信，该无线识别带包括：
一个适用于人佩带或附着在人身上的结构，该结构具有第一表面和第二表面，当该结构由人佩带或附着在人身上时，该第二表面的位置比该第一表面更靠近人；
一个适用于存储与该人相关的数据的数据存储设备；
一个设置在该结构上或该结构中的微带天线；以及
一个连接到该微带天线的控制电路，该控制电路适用于通过该微带天线与该设备通信。
2.权利要求1的无线识别带，其中，该微带天线包括一个导电贴片层、一个导电接地层和设置在该贴片层和接地层之间的介电材料，当该结构由人佩带或附着在人身上时，该接地层的位置比该贴片层更靠近人。
3.权利要求1的无线识别带，其中微带天线是柔性的。
4.权利要求2的无线识别带，其中介电材料是柔性的。
5.权利要求1的无线识别带，其中微带天线是弯曲的或仿形的，以便由人佩带。
6.权利要求1的无线识别带，其中控制电路包括通信电路。
7.权利要求2的无线识别带，其中控制电路设置在介电材料上。
8.权利要求2的无线识别带，其中控制电路设置在介电材料中。
9.权利要求8的无线识别带，其中控制电路设置在贴片层位于介电材料内部的表面上。
10.权利要求8的无线识别带，其中控制电路设置在接地层位于介电材料内部的表面上。
11.权利要求2的无线识别带，其中控制电路设置在接地层不在介电材料内部的表面上。
12.权利要求11的无线识别带，还包括一个从控制电路穿过介电材料延伸到贴片层的电连接器。
13.权利要求12的无线识别带，其中该电连接器包括一个孔和一个穿过该孔的导体。
14.权利要求12的无线识别带，其中该电连接器是一个从控制电路延伸到贴片层的导电导管。
15.权利要求7的无线识别带，还包括一个从控制电路穿过介电材料延伸到贴片层或接地层或贴片层和接地层两者的电连接器。
16.权利要求15的无线识别带，其中该电路连接器包括一个孔和一个穿过该孔的导体。
17.权利要求15的无线识别带，其中该电路连接器是一个从控制电路延伸到贴片层或接地层或贴片层和接地层两者的导电导管。
18.权利要求8的无线识别带，还包括一个从控制电路穿过介电材料延伸到贴片层或接地层或贴片层和接地层两者的电连接器。
19.权利要求18的无线识别带，其中该电连接器包括一个孔和一个穿过该孔的导体。
20.权利要求18的无线识别带，其中该电连接器是一个从控制电路延伸到贴片层或接地层或贴片层和接地层两者的导电导管。
21.权利要求7的无线识别带，其中控制电路设置在贴片层附近。
22.权利要求2的无线识别带，其中控制电路设置在贴片层不在介电材料内部的表面上。
23.权利要求22的无线识别带，还包括一个从控制电路穿过介电材料延伸到接地层的电连接器。
24.权利要求23的无线识别带，其中该电连接器包括一个孔和一个穿过该孔的导体。
25.权利要求23的无线识别带，其中该电连接器是一个从控制电路延伸到接地层的导电导管。
26.权利要求1的无线识别带，其中该结构包括至少两层，而该微带天线嵌入到该至少两层之间。
27.权利要求1的无线识别带，其中贴片层设置在该结构的一个边缘上。
28.权利要求6的无线识别带，其中该控制电路包括一个无线电频率识别(RFID)电路。
29.权利要求1的无线识别带，其中该控制电路适用于与一个无线通信系统通信。
30.权利要求1的无线识别带，还包括一个连接到该控制电路的音频或视觉显示器。
31.权利要求1的无线识别带，其中该控制电路基本上由至少一种有机材料制成。
32.权利要求31的无线识别带，其中该控制电路完全由至少一种有机材料制成。
33.权利要求1的无线识别带，其中数据包括关于人的生物统计学数据。
34.权利要求33的无线识别带，其中该生物统计学数据包括指纹、声音或视网膜特征。
35.权利要求1的无线识别带，其中该结构是一个伸长的腕带、臂章、腿箍或头带。
36.权利要求1的无线识别带，还包括一个至少部分地由有机材料制成的电源。
37.权利要求1的无线识别带，还包括一个由有机材料制成的二极管。
38.权利要求1的无线识别带，其中该数据存储设备包括一个由有机材料制成的存储器。
39.权利要求1的无线识别带，其中该介电材料的厚度大约是微带天线辐射信号的自由空间波长的百分之一。
40.权利要求1的无线识别带，还包括一个闭合机构，该微带天线是该闭合机构的一部分。
41.权利要求40的无线识别带，其中，在该闭合机构闭合之后该闭合机构的篡改或打开使控制电路确定已经发生篡改。
42.权利要求41的无线识别带，其中该控制电路适用于通知该设备已经发生篡改。
43.权利要求41的无线识别带，还包括一个连接到该控制电路的指示器，用于指示是否已经发生篡改。
44.权利要求1的无线识别带，还包括一个输入数据到数据存储设备中的键区。
45.权利要求1的无线识别带，其中该无线识别带是一次性使用的。
46.权利要求1的无线识别带，其中该控制电路适用于在400MHz、915MHz、2.45GHz或5.88GHz上或附近通信。
47.权利要求1的无线识别带，其中该控制电路包括多个电路。
48.权利要求1的无线识别带，其中该数据包括关于人的医学数据。
49.权利要求1的无线识别带，其中该微带天线是一个连续辐射器。
50.权利要求1的无线识别带，还包括一个连接用于为控制电路供电的柔性电池。
51.权利要求1的无线识别带，其中该柔性电池包括一种有机材料。
52.一种无线识别装置，其适用于与另一个设备通信，该识别装置包括：
一个结构，适用于由人佩带、附着在人身上或由人携带；
一个数据存储设备，适用于存储与该人相关的数据；
一个设置在该结构上或该结构中的微带天线，当该结构由该人佩带、附着在该人身上或由该人携带时，该微带天线适用于从该人向外辐射能量，并且向着该人辐射很少的能量；以及
一个连接到该微带天线的控制电路，该控制电路适用于通过该微带天线与该设备通信。
53.权利要求52的识别装置，其中该微带天线包括一个导电贴片层、一个导电接地层和设置在贴片层和接地层之间的介电材料，当该结构由人佩带、附着在人身上或由人携带时，该接地层的位置比该贴片层更靠近该人。
54.权利要求52的识别装置，其中该微带天线是柔性的。
55.权利要求52的识别装置，其中该微带天线是弯曲的或仿形的，以便由人佩带。
56.权利要求52的识别装置，其中该控制电路包括一个通信电路。
57.权利要求53的识别装置，其中该控制电路设置在该介电材料上。
58.权利要求53的识别装置，其中该控制电路设置在介电材料中。
59.权利要求58的识别装置，其中该控制电路设置在贴片层位于介电材料内部的表面上。
60.权利要求58的识别装置，其中该控制电路设置在接地层位于介电材料内部的表面上。
61.权利要求53的识别装置，其中该控制电路设置在接地层不在介电材料内部的表面上。
62.权利要求61的识别装置，还包括一个从该控制电路穿过介电材料延伸到贴片层的电连接器。
63.权利要求62的识别装置，其中该电连接器包括一个孔和一个穿过该孔的导体。
64.权利要求62的识别装置，其中该电连接器是一个从该控制电路延伸到贴片层的导电导管。
65.权利要求57的识别装置，还包括一个从该控制电路穿过介电材料延伸到贴片层或接地层或贴片层和接地层两者的电连接器。
66.权利要求65的识别装置，其中该电连接器包括一个孔和一个穿过该孔的导体。
67.权利要求65的识别装置，其中该电连接器是一个从控制电路延伸到贴片层或接地层或贴片层和接地层两者的导电导管。
68.权利要求58的识别装置，还包括一个从该控制电路穿过介电材料延伸到贴片层或接地层或贴片层和接地层两者的电连接器。
69.权利要求68的识别装置，其中该电连接器包括一个孔和一个穿过该孔的导体。
70.权利要求68的识别装置，其中该电连接器是一个从控制电路延伸到贴片层或接地层或贴片层和接地层两者的导电导管。
71.权利要求57的识别装置，其中该控制电路设置在贴片层附近。
72.权利要求53的识别装置，其中控制电路设置在贴片层不在介电材料内部的表面上。
73.权利要求72的识别装置，还包括一个从该控制电路穿过介电材料延伸到接地层的电连接器。
74.权利要求73的识别装置，其中该电连接器包括一个孔和一个穿过该孔的导体。
75.权利要求73的识别装置，其中该电连接器是一个从控制电路延伸到接地层的导电导管。
76.权利要求52的识别装置，其中该结构包括至少两层，而该微带天线嵌入到该至少两层之间。
77.权利要求52的识别装置，其中贴片层设置在该结构的一个边缘上。
78.权利要求56的识别装置，其中该控制电路包括无线电频率识别(RFID)电路。
79.权利要求52的识别装置，其中该控制电路基本由至少一种有机材料制成。
80.权利要求79的识别装置，其中该控制电路完全由至少一种有机材料制成。
81.权利要求52的识别装置，其中所述数据包括关于人的生物统计学数据。
82.权利要求52的识别装置，其中该结构是一个伸长的腕带、臂章、腿箍或头带。
83.权利要求52的识别装置，还包括一个至少部分由有机材料制成的电源。
84.权利要求52的识别装置，还包括一个由有机材料制成的二极管。
85.权利要求52的识别装置，其中所述数据存储设备包括一个由有机材料制成的存储器。
86.权利要求53的识别装置，其中介电材料的厚度大约是该微带天线辐射信号的自由空间波长的百分之一。
87.权利要求52的识别装置，还包括一个闭合机构，该微带天线是该闭合机构的一部分。
88.权利要求87的识别装置，其中在闭合机构闭合之后，该闭合机构的篡改或打开使该控制电路确定已经发生篡改。
89.权利要求88的识别装置，还包括一个连接到控制电路的指示器，用于指示是否已经发生篡改。
90.权利要求52的识别装置，其中该微带天线是一个连续辐射器。
91.权利要求52的识别装置，其中该识别装置是一个识别卡。
92.权利要求52的识别装置，其中该识别装置是一个能够附着在一件衣物上的贴片。
93.权利要求52的识别装置，还包括一个连接用于为控制电路供电的柔性电池。
94.权利要求52的识别装置，其中该柔性电池包括一种有机材料。
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