CN1732487A - 用于射频识别的多环天线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了多环天线(30)，其产生对于位于平行于天线的平面中的询问区域的基本部分，至少具有标签的询问阈值的幅度的电磁场。该天线可以包括多个环路，包括一个或多个供能环路(32，34)和一个或多个寄生环路。寄生环路接收来自于相互耦合的供能环路的能量，使电流在寄生环路中流动，该电流影响磁场的分布。结果，可以调谐每个寄生环路以提供电磁场的幅度的控制。可以在询问周期改变供能环路和寄生环路以减少询问区域中在整个询问周期中场的幅度保持低于询问阈值的任意区域。供能环路和寄生环路可以位于单一层或被布置在多个层(图5，6)。

Description

用于射频识别的多环天线

本申请要求于2002年11月25日提交的美国临时专利申请No.60/429,282的优先权。

技术领域

本发明涉及使用用于文档和文件管理的射频识别系统，并且更为具体的说涉及用于射频识别系统的射频天线。

背景技术

射频识别(RFID)技术实质上广泛用于每个工业领域，包括运输、制造、废物管理、邮政跟踪、航运行李协调和高速公路税费管理。典型的RFID系统包括RFID标签、具有天线的RFID读取器，以及计算设备。RFID读取器包括可以能够能量或信息给标签的发射器，以及接收来自标签的标识和其它信息的接收器。计算设备处理由RFID读取器获得的信息。总的来说，从标签接收的信息指定特定的应用，但是通常提供用于标签固定到的物品的识别，该物品可以是制造的物品、车辆、动物或个体，或者实质上任意其它可触知的物体。还可以提供另外的数据用于物体。该标签可以在制造过程期间使用，例如，指示在制造期间汽车底盘的喷涂颜色或其它有用的信息。

发射器通过天线输出RF信号以创建使得标签能够返回携带信息的RF信号的电磁场。现有的标签可以是包括内部电源的“有源”标签，或者由场激励的“无源”标签。

发射机使用放大器以用调制的输出信号驱动天线。一旦激励，标签使用预先定义的协议通信，允许RFID读取器从一个或多个标签接收信息。计算设备通过从RFID读取器接收信息来用作信息管理系统，并且执行一些动作，比如更新数据库或发出警报。另外，计算设备用作用于经发射器将数据编程到标签中的机制。

发明内容

总的来说，本发明涉及产生用于射频识别的电磁场的多环天线。例如，天线可以嵌入在RFID系统的“智能存储区域”中。如下面详细描述的，智能存储区域可以装备有多环天线以产生电磁场，以及具有RFID询问能力以帮助跟踪和定位系统中的文档或文件。智能存储区域的RFID询问能力可以读取和在各个存储区域中存储的物品相关联的RFID标签。智能存储区域的实例包括架子单元、橱柜、垂直文件分离器、智能车、桌面型读取器或类似的位置。

多环天线的实施例可以用在很多RFID应用中，比如智能存储区域，其中标签可能被垂直于天线定向。为了提供可靠的通信，需要在垂直于与存储区域中的物品相关联任意RFID标签的方向以及在位于天线之上或平行于天线的平面中的“询问区域”内的创建尽可能大的磁场。该实施例产生具有满足或超过对于询问区域的基本部分，以及在垂直于天线的方向上需要对标签激励的最小询问阈值的幅度的磁场。

在本发明的一个实施例中，天线包括多个环路。将环路定向以对于位于平行于天线的平面中的询问区域的基本部分，产生至少具有标签的询问阈值的幅度。在询问周期可以选择性地对一个或多个环路提供能量，而剩余的环路是寄生环路。该寄生环路经和其它供能的环路的相互耦合来接收能量，使得电流在寄生环路中流动，从而对磁场的分布(profile)做出贡献。驱动环路和寄生环路可以在询问周期中变化，以基本上减少在这个询问周期中询问区域内场的幅度保持低于询问阈值的任意区域。在询问周期期间，例如，对第一组环路供能并且启动RFID通信。在询问周期期间对于环路的任意组合可重复该过程。

在另一实施例中，天线包括在公共平面，例如，在印刷电路板的单层中形成多个同心环路。印刷电路板可以用在，例如，嵌入在垂直文件的基座或在架子的智能存储区域之一中。天线可以包括任意数目的同心环路，比如3、5、10、15、20或多个同心环路。作为一个实例，天线可以包括其中在询问周期给外环和内环供能的多个环路，并且剩余的环路可以是寄生环路。具体地说，在询问周期期间可以给外环和内环交替供能，使得对于位于天线之上或平行于天线的询问区域的基本部分，在询问周期期间场的幅度满足或超过标签的询问阈值。

在另一实施例中，天线包括在印刷电路板的各个层形成的多个环路。两个供能的环路可以位于顶层上，并且两个另外的供能的环路可以位于底层上。一个或多个寄生环路可以位于顶层和底层之间的层中。使用三个层形成用在存储区域之一中的印刷电路板。该环路可以是不同心的，并且可以在垂直于印刷电路板的方向上重叠。

在另一实施例中，系统包括存储区域以存储具有相关联的射频识别标签的物品，以及靠近存储区域的多环天线以产生电磁场。该系统进一步包括和天线耦合以选择性地对天线的环路的至少一个供能、而不对剩余环路供能以与射频识别标签通信的射频识别读取器。

在另外的实施例中，本发明涉及包括选择性地对多环天线的至少一个环路供能而不对剩余环路供能，以在询问周期期间产生靠近存储区域的电磁场，并且在询问周期期间从固定到存储区域中的物品的一个或多个射频识别标签获得信息的方法。

虽然本发明的多个方面大部分以文档或文件或者两者来描述，本发明可以用于跟踪包括书本、录像带、光记录介质、或零售物品、货盘、容器或其它资产的其它物品，只要合适，而不论这些物品的每一个是否具体提出作为另外的应用。

在附图和下面的说明书中提出本发明的一个或多个实施例的细节。通过说明书、附图和权利要求可以更为清楚的理解本发明的其它特征、目的和优点。

附图说明

图1是示出了用于文档和文件管理的射频识别(RFID)系统的框图；

图2是示出了用于关于和文档或文件相关联的标签的RFID读取器的天线的定向实例的透视图；

图3是多环天线的一个示例实施例的示意图；

图4A是示出了通过选择性对图3的天线的不同环路供能产生的示例磁场的幅度的曲线图；

图4B是示出了在选择性对环路供能的询问周期中图4A的磁场的幅度的曲线图；

图4C是示出了在询问周期由图4A的磁场实现的幅度的三维视图；

图5是另一示例性多环天线的平面图；

图6是图5的示例天线的分解视图；

图7是另一示例多环天线的平面图；

图8A是示出了由图7的多环天线产生的示例磁场的幅度的曲线图；

图8B是由图7的天线创建的磁场的三维视图。

具体实施方式

图1是示出了用于文档和文件管理的射频识别(RFID)系统10的框图。尽管人们正考虑将办公室转换为其中纸张文档被那些文档的电子版本完全替代的无纸环境的情况，但许多工业领域继续非常依赖纸张文档。示例包括法律办公室、政府机关、以及用于存储商业、犯罪和医药记录的设备。这些文件可以位于很多“智能存储区域”12中，例如，在开放的夹子12A、橱柜12B、垂直文件分离器12C、智能车12D、桌面型读取器12E或类似的位置，如图1所示。

以这种方式，可以在组织内的多个位置提供智能存储区域12，以和单一的文件室相对。例如，智能存储区域12可以和特定位置，例如，记事架子相关联，并因此被称为或考虑为“专用”架子。正如下面描述的，智能存储区域12能够位于单独的办公室或例如，医院或诊所、法律公司、会计公司、经纪人屋子、或银行里的其它区域附近，以使得不仅在文件位于中心文件房间时跟踪它们，当它们位于分布的位置的时候也跟踪它们。

通常使用术语“智能存储区域”以表示用于装备有RFID询问能力以帮助跟踪和定位系统10中的文档或文件的文档或其它物品的存储区域。具体地说，智能存储区域12的RFID询问能力可以读取与在各个存储区域中存储的物品相关联的标签。换句话说，RFID标签可以和感兴趣的物品相关联并应用于该物品。甚至可以将标签嵌入物品或物品的包装中，使得标签至少基本上感觉不到，其能够帮助防止发现和被窜改。这样，可以以RFID标签“源标记”物品，比如在制造过程中将RFID标签插入物品或将RFID标签应用于物品，比如对于文件夹、文档、书本等。

可以由多个制造商制造RFID标签或签条，包括Dallas Texas的Texas Instruments的名称“Tag-it”。一种类型的RFID标签是包括RFID元件和磁安全元件的组合标签。RFID标签典型地包括具有确定量的存储器的集成电路，该存储器的一部分用于将确定的信息写到标签，并且其另一部分用于存储另外的信息到标签。该集成电路被操作地连接到从源接收RF能量并且还以本领域中熟知的方式反向散射RF能量的天线。这些反向散射的RF能量提供可以由在文件跟踪系统14中的询问器(通常称为读取器)接收、以获得关于RFID标签以及该标签相关联的物品的信息的信号。

RFID系统10工作在电磁频谱的频率范围，比如13.56MHz，并具有+/-7kHz的可允许频率变化，其通常用于工业、科学和医药(ISM)设备。但是，可以使用其它频率用于RFID应用，并且本发明不限于此。

智能存储区域12的RFID询问器或读取器焊盘传递位置信息到提供中心数据存储，例如，在关系数据库管理系统(RDBMS)的一个或多个数据库中的、用于集中位置信息的文件跟踪系统14。文件跟踪系统14可以被联网，或者耦合到一个或多个计算机使得在多个位置的个体能够访问关于那些物品的数据。

位置信息的收集和集中对于很多目的都是有用的。例如，用户可以请求特定物品或物品组，比如文件或一组书本的位置。文件跟踪系统14可以从数据存储中检索文件位置信息，并且向用户报告物品位于存储区域之一中的最后位置。可选地，系统能够重新轮询或以其它方式重新获得物品的当前位置以确认物品在数据库中指示的位置。

作为另一实例，文件跟踪系统14可以通知用户何时物品位于某个位置和准备好用于使用。例如，可以通知代理人文件已经准备好用于浏览并且近来位于他或她的桌子上。很自然的，文件跟踪系统14能够应用于在法庭房间或法院中存储的法律文件，并且由法院工作人员，比如法官、书记员等使用。类似地，如果患者文件位于指定区域，可以通知(可能通过手机或寻呼机，或通过电子邮件)医院人员该文件(可能是文件涉及的人员)已准备好可以阅读。

文件位于某个位置等待进一步处理的事实可以由文件跟踪系统14记录，作为那个物品的位置历史的一部分。注意到位于确定架子或其它存储位置上、或者确定的人希望工作的确定的文件不同于包括等待由在组或组织中的任意人员工作的大组文件(可能)的存储房间。换句话说，具有用于确定的人员的确定文件的确定架子对于那个人是特定的，然而一般的文件房间装有用于不对任意一个人指定的组的所有成员的所有文件。

另外，由RFID系统10收集的信息在(例如)跟踪过程中的循环时间、以文件工作的一个或多个人的效率和过程的效率方面是有用的。这些信息还能够提供信息是否保持在软件系统中的位置档案的类型。

系统10的每个智能存储区域12可以装备有用于询问文件以帮助确定哪个文件位于每个存储区域的一个或多个天线。例如，一个或多个天线位于开放架子12A中以创建用于和与文件相关联的RFID标签通信的电磁场。类似地，天线可以位于橱柜12B、垂直文件分离器12C、智能车12D、桌面型读取器12E等。可以以多种方式定位天线，比如在每个架子的顶部或底部，在架子的后面或者垂直支撑，散布在文件中。天线可以以其它形式存在于架子中或植入架子和作为单元购买。

每个智能存储区域12可以包括天线控制系统以激励天线来询问或轮询RFID标签。如果连续执行轮询，在天线控制系统中的控制器可以包括用于顺序地通过多个天线的多路复用信号的电路。该天线控制系统可以使得天线以预定顺序询问智能存储区域12的部分。天线控制系统可以包括一个或多个节点，也就是，子控制器，其控制天线的子组。和给定节点相关联的天线的数目、位置和其它特征由用户确定。例如，如果需要快速轮询架子，可将更多的节点添加到系统。另一方法是用户配置或定制天线控制系统使得配置智能存储区域12的节点或部分以由用户指定的顺序轮询。例如，如果智能存储区域12的一个部分不可用于某个时间，那么在那些时间期间不需要询问在那个区域的RFID标签。

如在这里详细所述的，可以设计用在每个智能存储区域12中的一个或多个天线以在存储区域上的“询问区域”中产生至少确定强度的磁场。这对于一个或多个原因是有益的，包括改进给定智能存储区域12的整个询问区域的文件效率精确性。由天线创建的磁场被用于对与在智能存储区域12中的物品相关联的标签供能，并且在每个标签中感应的能量的量和通过标签环路的磁场强度成正比。优选的，在询问周期使用天线以产生具有超过用于激励RFID标签的阈值幅度的幅度。另外，在询问区域的基本上整个部分，该幅度满足或超过用于激励标签的询问阈值，比如115dBuA/m。例如，通过选择天线的不同的驱动和寄生环路，产生的场可以具有在整个询问区域上，对于询问区域的50％、70％、90％、99％或更多的区域基本上超过阈值幅度的阈值幅度。以这种方式，天线30可用于更为精确的检测和与在智能存储区域12中的物品相关联的标签通信。因此，在这里所述的技术能够改进与位于存储区域中的文件或文档相关联的所有或基本上所有标签的可能性，并且能够成功检测物品。

图2是示出了关于和位于智能存储区域12之一中的物品相关联的标签22的RFID读取器的天线20的定向实例的透视图。在很多RFID应用，比如RFID系统10的智能存储区域12中，在垂直于标签22的方向(如虚线箭头21指示的)，并且在位于天线20之上和平行于天线20的平面中的询问区域24内创建尽可能大的电磁场是有益的。具体地说，场应该在询问区域24的基本上整个部分，在主要垂直于标签22的方向上，具有满足或超过需要激励标签的最小询问阈值的幅度，以在整个询问区域中提供可靠的通信。

不像其中RFID读取器和标签的顶部彼此平行和对准的很多RFID应用，在智能存储区域12中的天线20和标签22需要彼此垂直定向。具体地说，为了安装方便和其它原因，天线20可能位于智能存储区域12的各个基座或架子结构中，或者沿着智能存储区域12的各个基座或架子结构，并且垂直地存储文档或物品。例如，一个或多个天线20可以位于开放架子12A的架子中。类似地，一个或多个天线20可以位于垂直文件分离器12C的基座中。但是，在这些智能存储区域12中的文件或文档典型地垂直布置。结果，与物品之一相关联的标签22倾向于垂直于天线22定向，并且可能位于读取器的天线20上的距离z。另外，根据相关联的物品的位置，标签22可以位于由天线20占据的区域上的任意位置。例如，标签22可以位于架子12A的任一端附近，或其间的任意位置。

现有的单环RFID天线可能不能在垂直于标签22的方向在基本上整个平面24产生满足或超过最小询问阈值的电磁场。具体地说，单环RFID天线可以环的正上方产生具有峰值场强度的场，并且在天线中间有显著下降的场。结果，现有的单环RIFD天线更不精确或不能工作，因为它们可能不能检测在存储区域中的很多物品。如在这里所述的，每个智能存储区域12使用能够产生在整个智能存储区域满足或超过用于激励标签的询问阈值的磁场的一个或多个多环天线。

图3是多环天线30的一个示例实施例的示意图。具体地说，天线30能够产生其中在位于天线之上和平行天线的询问区域中，在垂直于标签定向的方向上场的幅度满足或超过最小询问阈值的电磁场。具体地说，天线30包括彼此平面形成的多个同心环路，也就是，位于一个或多个平行平面中。

天线30包括一个或多个“供能的”环路和一个或多个“寄生”环路以减少在整个询问周期中，询问区域中场的幅度保持低于询问阈值的任意区域。另外，可以选择性地供能天线30的任意数目的环路以形成在询问周期在位于平行于和在天线之上的平面中的询问区域中超过最小询问阈值的场。在询问周期期间，可以供能第一组环路并且启动RFID通信。这个过程在询问周期期间对于环路的任意组合可被重复。

每个环路可以包括分立的轨迹、线路或其他适于电流流动的导电路径。另外，一个或多个环路可以由单一的、连续的轨迹或线路构成。作为一个实例，可以在印刷电路板中或其它刚性或柔性基片中的一个或多个轨迹形成环路。例如，每个环路的宽度是100到150微米。多个天线30可以在单一智能存储区域12中彼此相邻定位以保证电磁场扩展到整个存储区域。

总的来说，寄生环路通过与驱动环路的互相耦合来接收能量使得电流在寄生环路中流动，该电流对磁场的分布做出贡献。结果，可以调谐每个寄生环路以提供电磁场的幅度的精细控制。根据场叠加的原理，在询问间隔期间，由天线30在任意点产生的最终的场是基于所有环路的贡献。因此，可以选择驱动环路和寄生环路以沿着天线30的维度，例如，图3的X方向精细控制磁场。另外，在询问周期期间可以改变天线30的供能环路和寄生环路以形成对于询问区域的基本部分，在垂直于询问区域中的标签的定向的方向上满足或超过询问阈值的幅度的场。

在一个实施例中，天线30可以包括任意数目的环路，比如三个、五个、十个、十五、二十或更多的同心环路。在X方向测量外环32为大约12英寸，并且在Y方向8英寸。另外，可以布置天线30的环路在每个环的中心之间具有大约0.4英寸的间隔。

可以向天线30的外环32和内环34供能，并且所有其它内环是寄生元件，也就是，无源元件。可以调谐寄生环路以在允许最大电流在每个寄生环路中流动的频率谐振，该电流反过来创建位于平行于天线30或在天线30之上的平面内的询问区域中需要的磁场强度。作为一个实例，可以以13.56MHz驱动供能的环路，并且例如可以调谐寄生环路以在这个基频的±0.5MHz的频率谐振。

另外，天线30的非重叠的同心环路可以在公共平面，也就是，在印刷电路板的单一层中形成，用于用在智能存储区域12的基座或架子中。虽然通常相对于水平位置进行描述，本发明不限于此，并且可以根据特定的RFID应用不同地定向天线30。

另外，虽然图3的实施例用作实例，可以使用其它变型来创建具有不同分布的场。例如，可以使用驱动和寄生环路的任意组合。另外，天线30可以被容易地修改以使用一个或多个不同的几何形状，比如平行四边形，并且通过移动、缩短、调节角度、或驱动所选的环路，能获得所需的电磁场分布。

图4A是示出了通过选择天线30的不同驱动和寄生环路(图3)形成的磁场40、42的附图实例的曲线图。具体地说，图4A示出了沿着智能存储区域12的X方向扫描并且Y和Z距离保持恒定的X方向磁场的扫描。在这个实例中，使用Hewlett Packard型号HP 11941A闭场探测器(其具有天线因素)，在等于39dB(uA/m/uV)的10MHz频率测量磁场强度的幅度。

在所示的实例中，在询问间隔期间在不同的次数对天线30的外环32和内环34(图3)供能，以分别产生电磁场40和42。在整个间隔中所有其它内环用作寄生环路。如实例所示，每个驱动环路32、34和剩余的寄生环路创建各自的磁场40、42，其沿着天线30的X维度在不同点显示出显著的幅度减小。通过在询问周期选择性供能环路32、34，可以增强由天线30产生的场的强度以基本上减少询问区域中场的幅度在整个询问周期中保持低于询问区域的区域。

图4B是示出了在选择性供能的环路32、34期间在询问周期形成的图4A的磁场40、42的幅度的曲线图。如图所示，在询问周期，天线30的选择性供能的环路32、34和寄生环路在平行于天线的询问区域中、并且在垂直于询问区域中的标签的定向的方向上，形成具有满足或超过最小询问区域的场44。

优选的，天线30可用于产生具有在询问周期超过阈值询问幅度的幅度，比如115dBuA/m的场44，以基本上在整个天线30上的询问区域激励RFID标签和提供可靠的通信。例如，通过选择不同的天线30的驱动和寄生环路，可能产生的场44在垂直于询问区域中标签的定向的方向上，对于询问区域的50％、75％、90％、99％或更多的区域超过阈值询问幅度。例如，在询问周期中和在垂直于标签的定向的方向上，场44显示单一倾角46，其中幅度下降到低于示例阈值45。但是，在这个实例中，场44在一个非常窄的区域下降到低于阈值45。具体地说，场44中的倾角46在阈值45具有0.1英寸、或0.08英寸，或更小的宽度。以这种方式，可以使用天线30来更为精确的检测并与在智能存储区域12中的物品相关联的标签通信。

图4C是提供图4B的磁场幅度的三维图像的视图。如图4C所示，场44通常在天线30上的询问区域中形成，并且在询问区域的基本部分超过阈值45。在这个实例中，图4C示出了天线30上0.75英寸的询问区域中测量的场44的幅度。

图5是另一示例性多环天线50的平面图。多环天线50包括位于多个层的多环。更为具体的说，天线50包括位于各个层的一组供能环路52A-52D(“52”)和寄生环路54A-54C(“54”)。第一组供能环路52A和52B位于顶层而第二组供能环路52C和52D位于底层。寄生环路54位于顶层和底层之间的中间层。可以以电源，比如电流源选择性地驱动每组供能环路52，以创建磁场。当仅驱动一组供能环路52之一时，其它组的环路用作寄生环路。对于图3的示例性天线30，布置供能环路52和寄生环路54使得由环路产生的磁场减少询问区域中磁场幅度在整个询问周期中保持低于询问阈值的区域。

更为具体的说，在供能环路52和寄生环路54之间的电磁耦合感应出寄生环路54中的电流，并且然依次引起寄生环路54相关联的磁场。由寄生环路54创建的磁场进一步增强其中由供能环路52的组合创建的磁场下降的区域中的磁场。

虽然在图5中描述的实例包括位于三个层的供能的环路52A-52D和寄生环路54A-54C，天线50可以包括位于任意数目的层的任意数目的供能环路52和寄生环路54。天线50还可以具有以很多方向布置的供能环路52和寄生环路54，包括一部分供能环路52位于和寄生环路54相同的层。另外，可以以如图5所示的形状以外的形状构造供能环路52和寄生环路54。

例如，可以使用包括化学汽相沉积、溅射、蚀刻、光刻、掩膜等的很多制造技术中的任意在多层印刷电路板上构造天线50。作为选择，可以使用印刷技术以在印刷电路板的介电层上沉积导电轨迹。

图6是图5的天线50的分解视图。如上所述，天线50包括三层56A-56C(“56”)。例如，层56可以是印刷电路板层。层56A包括供能的环路52A和52B，层56B包括寄生环路54A-54C，而层56C包括供能的环路52C和52D。

如上所述，可以以几种不同方式布置层56。例如，层56A和56C可以是可互换的，使得层56C是天线50的顶层并且层56A是底层。另外，可以在层56的任意之间插入一个或多个层。还可以以几种方式布置供能环路52和寄生环路54。例如，层56的任意一个可以仅包括驱动环路52、仅包括寄生环路54，或者寄生环路54和驱动环路52的组合。

图7是另一示例性多环天线60的平面图。多环天线60包括位于多层62A-62B(“层62”)的多环。更为具体的说，层62A包括多个同心环路，包括至少一个供能环路64和多个寄生环路以增强在天线60上询问区域两端的场的幅度。层62B包括附加的寄生环路66A-66B(“寄生环路66”)。天线60的每个环路(寄生的或供能的)可以包括分离的轨迹、线路或其它适于电流流动的导电路径。另外，一个或多个环路可以由单一的、连续轨迹或线路制成。作为一个实例，该环路可以由印刷电路板中的一个或多个轨迹形成。

以电源驱动供能环路64以创建磁场。天线60的其它环路，也就是，层62A的其它环路和层62B的寄生环路66用作寄生环路以增强如上所述的天线60的磁场。调谐寄生环路以在允许最大电流在每个寄生环路中流动的频率谐振，该电流依次创建产生对于平行于天线60的询问平面的基本部分，超过最小询问阈值需要的磁场强度。

在如图7所示的实例中，可以供能该层62A的单一环，例如，外环64，使得供能的环路和剩余的寄生环路在垂直于天线60上的询问区域中的标签的定向的方向上，产生满足或超过询问阈值的磁场。换句话说，在询问周期期间不需要选择性地供能多环以实现场。不用说，图7的实施例是用于示例性目的，并且可以选择性供能一个或多个环路或组合供能以利用剩余的寄生环路产生磁场。

可以以不同方式布置层62。例如，层62A可以是天线60的顶层。作为选择地，层62A可以是天线60的底层。另外，可以在层62A和62B之间插入一个或多个层。

图8A是示出了由图7的天线60创建的磁场70的幅度的曲线图。具体地说，图8A是示出了当供能外环64时，沿着天线60的维度，例如宽度的磁场的幅度的二维曲线图。如图所示，天线60的环路64和剩余的寄生环路形成对于在天线60上的询问区域的基本部分，具有满足或超过用于激励标签的实例阈值72的幅度的场70。图8B是示出了当供能外环64时，由天线60产生的磁场70的幅度的三维视图。

已经描述了本发明的多种实施例。这些和其它实施例在下面权利要求的范围中。

Claims (44)

1.一种天线，其包括多个定向的环路，以对于位于平行于天线的平面中的询问区域的基本部分产生至少具有用于标签的询问阈值的幅度的电磁场。

2.如权利要求1所述的天线，其中，该环路被形成为彼此在一平面，并且被定向以产生磁场，使得在垂直于标签的定向的方向上，在询问区域中的幅度满足或超过标签的询问阈值。

3.如权利要求2所述的天线，其中，该环路的第一子组被形成在第一印刷电路板中，并且该环路的第二子组被形成在和第一印刷电路板平行定向的第二印刷电路板中。

4.如权利要求2所述的天线，其中，该环路被形成在印刷电路板的公共层中。

5.如权利要求1所述的天线，其中，该至少两个环路的子组在询问周期被选择性地供能以实现磁场。

6.如权利要求1所述的天线，其中，该环路包括至少一个供能的环路和至少一个寄生环路。

7.如权利要求1所述的天线，其中，该天线被嵌入在垂直文件的基座中或架子中。

8.如权利要求1所述的天线，其中，该环路包括同心环路。

9.如权利要求7所述的天线，其中，该天线包括至少三个同心环路。

10.如权利要求7所述的天线，其中，该天线包括至少十五个同心环路。

11.如权利要求1所述的天线，其中，该环路包括在印刷电路板的多层中形成的多个平面环路。

12.如权利要求11所述的天线，其中，该环路包括在顶层中的一个或多个供能环路，在底层中的一个或多个供能环路，以及在顶层和底层之间的层中的一个或多个寄生环路。

13.如权利要求1所述的天线，其中，该由天线形成的电磁场超过对于天线的尺寸的至少50％，用于激励射频识别标签的阈值幅度。

14.如权利要求1所述的天线，其中，该由天线形成的电磁场超过对于天线的尺寸的至少75％，用于激励射频识别标签的阈值幅度。

15.如权利要求1所述的天线，其中，该由天线形成的电磁场超过对于天线的尺寸的至少90％，用于激励射频识别标签的阈值幅度。

16.一种射频识别系统，其包括：

存储区域，其存储具有相关联的射频识别标签的物品；

天线，其靠近存储区域以产生电磁场，其中该天线具有多个环路；以及

射频识别读取器，其和天线耦合以选择性地供能天线的至少一个环路，而不供能剩余环路以和射频识别标签通信。

17.如权利要求16所述的系统，其中，该由多环天线产生的电磁场具有在时间周期超过标签的询问阈值的幅度。

18.如权利要求17所述的系统，其中，该电磁场的幅度对于位于平行于天线环路的平面中的询问区域的基本部分，满足或超过询问阈值。

19.如权利要求16所述的系统，其中，该天线包括至少一个供能环路和至少一个寄生环路。

20.如权利要求16所述的系统，其中，该天线包括同心环路。

21.如权利要求16所述的系统，其中，该天线包括在公共平面中形成的环路。

22.如权利要求16所述的系统，其中，该天线包括在印刷电路板的单一层上形成的环路。

23.如权利要求16所述的系统，其中，该天线被嵌入在存储区域中。

24.如权利要求16所述的系统，其中，该天线包括在印刷电路板的多层中形成的多个平面环路。

25.如权利要求16所述的系统，其中，该射频识别读取器在询问周期期间以不同的次数选择性地供能天线的至少两个环路。

26.如权利要求16所述的系统，进一步包括文件跟踪系统，其从射频识别读取器接收信息并在数据库中存储信息。

27.如权利要求16所述的系统，进一步包括远程计算机，其和文件跟踪系统耦合以向远程用户呈现信息。

28.如权利要求16所述的系统，其中，该存储区域包括架子单元、橱柜、垂直文件分离器、智能车和桌面型读取器的至少一个。

29.如权利要求16所述的系统，其中，该从射频识别标签接收的信息包括用于存储区域中的物品的位置信息。

30.如权利要求16所述的系统，其中，该具有相关联的射频识别标签的物品包括文件和文档的至少一个。

31.一种方法，其包括：

选择性地供能多环天线的至少一个环路而不供能剩余的环路以在询问周期期间在存储区域附近产生电磁场；和

在询问周期期间从固定到存储区域中的物品的一个或多个射频识别标签获得信息。

32.如权利要求31所述的方法，其中，该供能多环天线的步骤包括在询问周期期间以不同的次数选择性地供能多环天线的两个或多个环路，以对于位于平行于天线的平面中的询问区域的基本部分，产生至少具有标签的询问阈值的幅度的电磁场。

33.如权利要求31所述的方法，其中，该供能多环天线的步骤包括供能多环天线的一个或多个环路以在垂直于标签定向的方向上，产生具有满足或超过标签的询问阈值的幅度的电磁场。

34.如权利要求31所述的方法，进一步包括在数据库中存储来自射频识别标签的信息。

35.如权利要求31所述的方法，进一步包括向远程用户呈现来自标签的信息。

36.如权利要求31所述的方法，其中，该从激励的射频识别标签获得信息的步骤包括获得固定了射频识别标签的物品的位置信息，并且另外其中该物品包括位于存储区域中的书本、文件和文档之一。

37.如权利要求31所述的方法，其中，该多环天线包括至少一个供能环路和至少一个寄生环路，并且供能多环天线的步骤进一步包括选择性地供能该供能的环路以创建电磁场和通过与供能环路的相互耦合在寄生环路中感应电流，以影响电磁场的分布。

38.如权利要求31所述的方法，其中，该供能多环天线的步骤进一步包括：

在询问周期的第一部分期间供能环路的第一子组以创建第一电磁场；以及

在询问周期的第二部分期间供能环路的第二子组以创建第二电磁场，

其中，该第一和第二电磁场的作用产生在询问周期至少具有标签的询问阈值的幅度的电磁场。

39.如权利要求38所述的方法，其中，该询问周期的第一和第二部分是非重叠的。

40.如权利要求38所述的方法，其中，该环路的第一和第二组位于公共平面中。

41.如权利要求38所述的方法，其中，该环路的第一和第二组位于多层中。

42.如权利要求31所述的方法，其中，该电磁场的幅度对于位于平行于天线的平面中的询问区域的至少50％，超过用于激励射频识别标签的阈值幅度。

43.如权利要求31所述的方法，其中，该电磁场的幅度对于位于平行于天线的平面中的询问区域的至少75％，超过用于激励射频识别标签的阈值幅度。

44.如权利要求31所述的方法，其中，该电磁场的幅度对于位于平行于天线的平面中的询问区域的至少90％，超过用于激励射频识别标签的阈值幅度。

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