CN1781115A - 范围扩展的rfid系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于诸如CD、DVD或小型盘之类的盘的射频识别(RFID)系统，包括一个特殊的RFID应答器和天线结构。这些盘通常包括其中存有信息的外部金属化环形区(20)、中心孔(28)、及介于所述孔和所述外部环形区之间的内部环形区(26)。应答器(24)可被置于内部环形区中，而连接到应答器的天线元件(32、34)则沿相反方向部分地延伸于外部环形区之上。具有用于应答器芯片的凹座的多层标签，以及由导电材料制成的天线元件，可被用来将RFID组件应用到这些盘上。主要涉及金属化盘层的天线工作的单极或偶极模式，是由天线结构造成的，起到使系统的范围扩展到两倍以上的作用。

Description

范围扩展的RFID系统
技术领域
本发明涉及RFID系统，特别是用于压缩光盘(CD)、数字通用光盘或数字视频光盘(DVD)、或小型盘(Mini Disc)的RFID系统。
背景技术
已有人提出将射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)应答器用于CD或DVD，且美国专利公开号US2002/0175818 A1在其图18和图19中揭示了这样一种器件。然而，所揭示的器件包括一中心导电区域，并由一狭窄的外围隙缝将该区域与通常的导电区域间隔开，因此主要的天线结构就是相当小的隙缝天线的结构，其范围非常有限。该结构还使用了延伸到光盘或盘(disk)外围的导电片，但是主要的辐射是来自面积相对较小的隙缝天线。
发明内容
因此，本发明的一个主要目的就是显著增加盘式RFID系统的范围。
本发明的另一目的是要提供一种具有商业实用性的标签系统，用于实施盘式RFID天线和相应的应答器。
根据本发明的一个说明性实施例，一个盘式RFID系统可包括：一外部常规导电环形区，该外部常规导电环形区上带有传统视频、音频或数字信息；两个偶极元件(dipole element)，其各自延伸于导电环形区的上方；一应答器元件，其将这两个偶极元件互连；且具有一将所述偶极互连的导电结构，并且仅覆盖盘的环形信息区内的一小部分，例如盘面积的一小部分。
工作时，在较低的UHF频率如915兆赫(MHz)，这些实施例的工作类似于折合偶极天线，而在较高(SHF)频率如2.45吉赫(GHz)则是以单极或偶极天线的形式工作。借助这两种结构，传统的信息承载环形导电区就形成了大面积辐射结构的一部分，从而使应答器系统的范围增加到二倍或三倍于现有技术结构的范围。
根据本发明的另一方面，天线可由施加到多层标签上的导电涂料如银涂料(silver paint)形成，而且可以在将该标签施加到CD盘之前用导电涂料或墨水以及可视材料(visual material)对标签进行打印。更具体地说，标签可包括一脱模衬垫层(release coated liner sheet)及一覆盖中间层(overlying intermediate sheet)，在这两层之间有压敏粘合剂以及用于容纳应答器的开口。天线元件可被打印在第二层上并被电连接到应答器。标签是以添加一覆盖天线和应答器的薄面材(facestock)层来完成的，且该薄面材层可包含通常的广告及有关盘内容的信息。顺便要说的是，可用任一种便利的方式将天线元件包含在标签中，例如通过导电墨水、导电膏或导电涂料，或者通过蚀刻工艺，或者通过在薄导电板上进行冲切。
具有此种结构的一个以上CD标签可被包含于一张单一主板上，并被送过打印机，如喷墨打印机或激光打印机。在打印之后，可将独立的多层CD标签从所述主板上分离下来，并在取下脱模衬垫层且暴露出压敏粘合剂之后施加到CD或DVD上。或者，可通过卷装处理将CD标签制成卷的形式。
本发明的盘天线结构的优点包括显著扩大了耦合范围，并提供了一致的辐射耦合图案。在这方面，现有技术器件的辐射耦合图案，是借助其环形辐射隙缝，不能被清楚界定而且包含空区(null zones)；而本发明的天线辐射图案没有这些问题。此外，天线的范围在一定程度上大致取决于尺寸，但上述现有技术器件是将直径相对较小的外围隙缝作为主辐射结构，而本发明的天线结构配置实际上使辐射天线扩展到盘的整个外部导电区。
根据本发明的另一方面，一种RFID系统包括：一个盘，其具有位于外部环形区中的导电层；一中心安装开口，以及一位于所述中心开口与所述外部导电环形区之间的内部环形区；一安装在所述盘上的应答器；天线元件，其安装在所述盘上且以相反方向延伸，所述天线元件电连接到所述应答器；而且，在所述内部环形区接近所述外部区中所述导电层的部分中，所述内部环形区没有导电材料。辐射能量主要从所述天线元件及所述导电外部环形区耦合到所述盘和从所述盘中发出。
根据本发明的又一方面，一种RFID系统包括：一个盘，其具有：一位于外部环形区中的导电层；一中心安装开口；以及位于所述中心开口与所述外部导电环形区之间的内部环形区；一应答器，其安装在所述盘上，位于所述内部环形区中；天线元件，其以相反方向延伸，电连接到所述应答器；所述天线元件向外延伸，且终止于所述外部环形区上四分之一至四分之三处；并且所述内部环形区在其面积的较大部分上没有导电材料。辐射能量主要是从所述天线元件及所述导电外部环形区耦合到所述盘和从所述盘中发出。
根据本发明的再一方面，一种用于盘的RFID标签具有：在外部环形区中的导电层；一中心安装开口，以及一位于所述中心安装开口与所述外部导电环形区之间的内部环形区；所述标签包括：多个层，包括一脱模衬垫；一基底层，其中在所述衬垫与所述基底层之间有一层压敏粘合剂；以及一面材层，其覆盖所述基底层；所述标签所具有的形状对应于盘的形状，其中一外部环形区及一内部环形区对应于所述外部区及所述内部区；所述基底层具有一用于芯片的开口或凹座，其延伸穿过所述基底层；一应答器芯片，其安装在所述开口或凹座中；天线元件，其以相反方向延伸，电连接到所述应答器；所述天线元件向外延伸，至少部分地延伸到所述标签的所述外部环形区上；并且所述天线元件是由导电材料制成的，它们位于所述基底层和所述面材层之间。
根据本发明的进一步的方面，一种RFID系统包括：一环形盘，其中具有一中心孔且包含围绕该中心孔的环形导电材料；一应答器；以及天线元件。这些天线元件电连接到应答器。天线元件至少部分地覆盖盘的导电材料。天线元件电容性地耦合到导电材料。辐射能量主要是从天线元件及环形导电材料耦合到系统并从系统中发出。
根据本发明的再进一步的方面为一种标签，该标签用于其内具有一中心孔的盘，且该盘包括围绕该中心孔的内部及外部环形部分，所述外部环形部分具有环形导电材料，且所述内部部分实质没有导电材料，所述标签包括：一面材层；一应答器；天线元件，其电连接到应答器；一基底层；以及一粘接层，其附着到所述基底层，以将所述标签粘接到所述盘。天线元件和应答器位于粘接层与面材层之间。
根据本发明的另一方面为一种包括环形盘的RFID系统，该环形盘包括：一围绕中心孔的内部环形部分；和一围绕内部环形部分的外部环形部分；以及一应答器。外部环形部分包括环形导电材料。应答器电连接到环形导电材料，从而使环形导电材料至少作为与应答器关联的天线结构的一部分而起作用。
根据后文的详细描述和附图，其它目的、特征和优点将是变得更加明显。
附图说明
在未必合乎比例的各个附图中：
图1示出了一个用于CD或DVD盘的RFID系统；
图2是表明了本发明原理的第一实施例的盘及RFID应答器天线结构的平面图；
图3是表明本发明原理的第二实施例的盘及RFID应答器天线结构的平面图；
图4是表明本发明原理的第三实施例的盘及RFID应答器天线结构的平面图；
图5是图4中系统的工作部件的示意性图示；
图6示出了图4系统的一个等效电路；
图7是一个多层标签结构的平面图，该多层标签结构用于实施图2至4中所示的RFID结构；
图8是沿图7中的线8-8取得的剖面图；
图9是根据本发明的另一实施例的盘及RFID应答器天线结构的平面图；
图10是根据本发明的又一个实施例的盘及RFID应答器天线结构的平面图；
图11是根据本发明的再一个实施例的盘及RFID应答器天线结构的平面图；
图12是根据本发明的进一步的实施例的盘及RFID应答器天线结构的平面图；
图13根据本发明的另一个实施例的盘及RFID应答器天线结构的平面图；
图14是一标签的平面图，该标签具有根据本发明的天线结构；及
图15是根据本发明的一方面具有内建RFID系统的盘的平面图。
具体实施方式
在对附图进行具体描述之前，首先需要说明某些背景信息。具体地，频率与波长之间的公知关系如下：
    L＝c/F                                    (1)
    F＝c/L                                    (2)
其中L是波长；c是光或电信号的速度，等于大约每秒3×1010厘米；而F是频率。利用上面给出的公式(1)，在915MHz频率下，波长约为32.78厘米(cm)，而半波长约为16.4cm。在2.45GHz或2.45×109Hz频率下，波长约为12.2cm，而半波长约为6.1cm。顺便要说的是，从860到960兆赫的频率范围通常被称为UHF频带，而从2.4到2.5吉赫或2.4×109到2.5×109的频率范围通常被称为超高频(SHF)频带。
还要说明的是，RFID系统一般是已知的，而RFID应答器单元可广泛地从各个不同的制造商处得到。为了完整及作为背景资料，在此将上文所提及的现有公开出版物，以及美国专利第5,585,953号和美国专利第5,347,280号(它们在本文所述的现有公开出版物中被引用)一起，并入本说明书作为参考资料。后两个参考资料描述了多种RFID系统。应简单说明的是，RFID系统通常包括发射机/接收机单元以及应答器单元。根据发射机/接收机单元所发射的信号，应答器提供由发射机/接收机单元来处理的响应。在一种简单的应用中，附着在商店中某个产品上的RFID应答器，可在商店的出口处收到询问信号；如果该产品尚未付款，即可启动报警信号或报警器。应答器单元优选是通过将输入的询问信号加以滤波而得到能量的，但在有些情况下也可包含电池。通过RFID系统，可实现与上述简单安全用途不同的各种用途。
现在具体地参见附图，图1是一示意性的总体图，示出了一个具有应答器或芯片14及天线元件16的压缩光盘12。此外，所示的发射机/接收机18工作于UHF频率，而发射机/接收机20工作于SHF频率，它们将辐射能量信号发射给CD盘，并且从应答器元件14接收被触发的响应。
图2是标签面向上的CD盘22的一个放大图。应答器或芯片24被安装在盘22上的内部区26中，内部区26位于中心安装孔或开口28与外部区30之间，外部区30包括盘22的导电的、承载信息的金属区(metallic zone)或层31，金属区或层31被标签所遮盖。本文也将层31称为“环形导电层”。
在图2中，两个偶极元件32和34从应答器24沿相反方向伸出。需要说明的是，上部偶极天线元件34被薄的半环形导体36连接到应答器24。天线元件32和34被电容性地耦合到导电层，该导电层是外部区30的一部分。包围着外部区30内的导电材料31的绝缘材料(例如某种合适的塑料)可以防止天线元件32和34与导电层(该导电层是外部区30的一部分)直接接触。天线元件32和34的结构，以及它们与外部区30中的导电层31的电容性耦合，使辐射能量能够主要从天线元件32和34与导电层31中耦合到盘22并从盘22发出。
至于尺寸，盘22具有传统尺寸，直径约为4.75英寸或大约12厘米。偶极元件端到端的距离大约为7到8厘米，且它们是由导电材料例如铜的薄带或层制成的，宽大约3毫米(约0.125英寸)。天线元件延伸到盘22的外部区30上的大约一半，且它们的末端优选在外部区30上约四分之一和四分之三之间处。
上述盘22为一定尺寸的CD盘。但应意识到，其它种类的盘具有导电介质。数字通用光盘(DVD)就是盘的另一个实例，其基本上具有金属介质以及基本与CD相同的尺寸。其它尺寸的基于金属的盘也是可选择的。一个例子就是具有聚碳酸酯数据存储介质、且总直径约为64mm(2.5英寸)的小型盘。另一个例子是具有的总直径约为8cm的视频游戏盘。
可以使用多种不同的RFID应答器芯片，包括由Philips公司销售的名为Matrics、INTERMEC、HSL的芯片。这些RFID芯可能具有不同的阻抗，因而相应的导电路径可以被加宽或者变窄，以便改善阻抗匹配。
但优选的是，不使天线结构的连接部分占据大部分内部区域26，或让这些连接元件紧靠外部区30，因为在天线导电结构与外部导电区之间只有一条狭窄的间隙，它将形成尺寸较小的局部隙缝天线。这样就会减少所需要的偶极效应并减小应答器系统的范围。因此，天线的连接结构应靠近中心孔28，以使局部隙缝式辐射减至最少。
图3示出了另一种盘组件40，该组件具有RFID芯片或应答器42，以及反向延伸的偶极元件44和46。在偶极元件之间的互连部分48从结构上看是六边形的，靠近中心孔50，并提供了从RFID芯片42到下面的偶极元件46的平行的机械平衡的路径。对于避免盘因其被读取而高速旋转时，发生振动和/或变形，这种类型的平衡机械结构是理想的。
图4示出了本发明的另一个实施例，图5和6示出了RFID结构的工作模式。首先参考图4，该图示出了一个RFID盘组件56，该组件具有外部金属化环形区58、中心安装孔60、及介于孔60与外部金属区58之间的内部区或内部区域62。应答器芯片安装在内部区62上，且有两个偶极元件66及68以相反方向在外部金属区58上延伸出一半。大体月牙形的导电元件70将RFID芯片连接到天线元件68。元件70被构造成具有略微较大的面积，从而与普通的导电带相比，元件70提供了与RFID应答器64的更好的阻抗匹配。
具有宽度变化的渐细形状如月牙形的导电元件70，可以改善互连部分与天线元件之间的连接带宽。应认识到，可采用许多具有不均匀宽度的合适形状。而且应认识到，具有不均匀宽度的互连部分可被用于本说明书所描述的其它实施例。
现转到工作模式上来，以下将考虑在UHF和SHF频带下的工作。在915MHz的UHF频率，波长约为32.78厘米，而半波长约为16.39厘米。在2.45GHz的SHF频率，波长大约为12.24cm，而半波长大约为6.12cm。
还应指出的是，一般偶极天线(在没有补充导电材料或不明显偏离物理线性的条件下)的长度为一个半波长。
先考虑在2.45GHz频率的SHF询问信号，半波长约为6.12厘米。在图4的结构中，偶极元件的端到端的距离约为7cm(盘直径约为11cm)。在这些条件下，而且在有电容性耦合的外部金属区的条件下，实现了RFID元件与外部的发射机/接收机之间的良好耦合。
在较低频率的UHF信号情况下，实现了双重折合偶极工作模式，其中半波长为16厘米以上，适于通过天线元件对于盘的金属化外部区的电容性耦合，取得折合偶极效应。
图5和图6所示为图4中的天线系统在较低的UHF频率的工作模式，其中对应的元件在图5中是用标有撇号“′”的参考编号来表示的，而在图6则是用标有双撇号“″”的参考编号来表示的。图6所示为一种传统折合偶极结构的双重形式，且其提供了对于发射机/接收机的良好扩展的耦合范围，以及对RFID芯片的阻抗匹配。顺便说明，图2至图4中的实施例的辐射图基本上是简单的主波瓣图，其最大耦合下降基本是沿垂直于盘中心的轴线。
图7和图8示出了一种多层标签，该多层标签可被用于实施本说明书的图1至图6所示的RFID系统，及下面所描述的其它实施例的RFID系统。顺便说明的是，图7中的总体标签外形结构示于美国专利第5,715,934号中。在图7中，标签包括中心标签区域及定位区域74，定位区域74通过穿孔固定到主标签区域72。主区域72上带有压敏粘合剂或其它合适的粘合剂，此粘合剂当脱模衬垫被取走时就暴露出来；而标签的区域74则不带有暴露的粘合剂，所以它可被用来能够根据封装CD盒定位标签，然后沿穿孔76撕下标签。
主标签72所具有的区域对应于CD或DVD的那些区域，其具有对应于CD或DVD金属化层的外部环形区域78，中心孔或开口80，及处于该孔与外部区域78之间的内部环形区域82。
图8是沿图7中的线8-8取得的局部剖面图。在图8中，较低层86是一个脱模层(release layer)，此层覆盖粘接层87，而多层标签的另外两层包括基底层88以及顶层或面材层90。基底层88具有凹座或冲切开口92以及安装在此凹座内的RFID应答器94。天线元件96和98优选以导电墨水、导电涂料或导电膏制成，被连接到芯片或应答器94，并且从芯片沿相反方向延伸，如附图中的图2至4所示。面材层90可以粘接到基底层88。若不使用导电墨水、导电涂料或导电膏，那么可以通过冲切薄导电板、通过蚀刻、或通过替换的沉积方法来制成天线元件。
如上所述，粘接层87可包含某种压敏粘合剂。或者，也可在粘接层87中使用其它类型的粘合剂。其它类型的粘合剂的实例包括包括适用的环氧树脂、热熔粘合剂、及氰基丙烯酸酯(cyanocrylates)。可能有利的是，使粘合剂的强度足以让标签72永久性地粘接到盘上，以致取下标签就可能损坏盘。在对取下标签或使其不可读取的企图有所顾虑的场合，例如当RFID系统被用作防盗装置时，标签与盘的有效永久结合可能是有利的。
反之，在其它应用中，有利的可能是对于要粘接的标签72的全部或部分使用低粘性、低残留物粘合剂，如在POST-IT商标条中所使用的粘合剂。例如，整个标签72，或标签72中包含应答器94的这部分，可以是易于取下的，不会损伤下面的盘或残留在下面的盘上。对于RFID系统的各种应用，如对于库存控制、防盗、及防伪应用来说，可能可取的是让标签72的全部或部分成为可取下的。
优选的是，多层标签72相当薄，厚度小于0.38mm(0.015英寸)，且优选厚度小于0.30mm(0.012英寸)，以便于送过激光或喷墨打印机，在面材层90上提供视觉信息。可以预期的是，可以将一个以上的标签粘贴在一个主层上、用打印机打印、且于其后将其分开并施加到CD上。当新的RFID芯片非常薄，厚度仅为0.2mm(0.008英寸)或更小时，具有这种RFID芯片的多层标签薄片，在该芯片作为该组件一部分的情况，即可进行打印。
应认识到，成为标签部件的另一种选择是将应答器、天线元件、及RFID系统的其它元件集成到一个盘上，例如在盘的生产过程中。众所周知，压缩光盘通常是由多个独立的层制成的。第一层是一软的透明塑料层，此层占据光盘的大部分厚度与重量。此层保护播放侧的数据层免受损伤，并作为透镜使光聚焦到该数据层。第二层是数据层，此层被模制或压制到透明塑料层上。一反射金属化层被置于数据层的顶部，并使光盘能够起到类似反射镜的作用，将已穿过数据层的激光反射回去。此金属化层便是在本说明书其它部分所称的环形导电层。第四层为一个薄而硬的保护性塑料覆盖层，其被置于反射金属化层上以提供强度及保护，并提供一个可在上面印制标签层的表面。标签层可包含文字、图形、或图像元素。
作为盘的制造工艺的一部分，可使本说明书所描述的用于天线元件、应答器、及互连部分各种结构被包含于一个盘中。例如，天线元件和互连部分可以用导电墨水打印在盘的硬塑料覆盖层上，其中应答器被置于适当位置以将其连接到天线元件及互连部分。置于盘中的应答器可以是一薄带或插入器，其中导电引线连接到互连部分和/或天线元件。
图9示出了另一种替换结构，其中盘100具有RFID应答器或芯片102，其处于盘100的内部环形部分106上。一对天线元件108和110连接到芯片102，且延伸到盘100的外部环形部分112。如同本说明书所描述的其它实施例，天线元件108和110直到外部部分112的延伸部分，可操作地使得天线元件108和110连接到外部部分112的金属化部分。
在内部部分106上的互连部分114被用于将天线元件108和110连接到RFID芯片102。互连部分114包括处于芯片102和天线元件108之间的双重通路，该通路围绕在盘100的中心孔116的两边。
图10示出了一种利用分流感应器(shunt inductor)的结构。盘120具有位于内部环形部分126上的RFID应答器或芯片122，以及延伸到外部环形部分132上的天线元件128和130。天线元件128由导电互连部分134连接到芯片122，导电互连部分134处于中心孔136的一侧边上的内部部分126之上。
导电分流器138将天线元件128和130连接在一起。分流器138在天线元件128和130之间作为分流感应器工作。分流器138位于内部部分126上，并沿中心孔136的一侧边延伸，该侧与互连部分134所处那一侧边相对。因此互连部分134与分流器138正好位于中心孔136的相对两侧。但应认识到，可以使用其它结构的互连部分134及分流器138。
图11示出了一种结构，其中盘140在内部环形部分144有一RFID应答器或芯片142，芯片142基本等距地位于天线元件148和150之间的中心，天线元件148和150延伸到盘140的外部环形部分152。内部部分144上的互连部分154包括一对互连区段158和160。互连区段158将天线元件148连接到芯片142。类似地，互连区段160将天线元件150连接到芯片142。互连区段158和160可具有基本相同的长度，并且可具有基本相同的电子特性。因为天线元件148和150可基本相同，且可具有基本相同的电子特性，在芯片142的两侧，RFID系统的工作特性能够基本平衡。
图12示出了一种盘180，其结构结合了盘140(图11)的平衡特性与盘120(图10)的分流器结构。盘180具有在内部部分184上中心定位的RFID应答器或芯片182，其中天线元件188和190延伸到盘180的外部部分192。芯片182与互连部分194位于盘180的中心孔196一侧边，而互连区段198和200将芯片182连接到相应的天线元件188和190。分流器202位于中心孔196的相对侧，通过连接天线元件188和190而作为分流感应器工作。
现转到图13，盘220包括位于内部部分224上的应答器或芯片222，以及延伸到外部部分232的天线元件228和230。天线元件228和230被互连部分234的相应部分238和240连接到芯片222。天线元件228和230可具有不同长度，并且可以在盘220的中心孔236上相互不处于一条直线上。也就是说，天线元件228和230相对于彼此有一定角度。因此，在中心孔236的一侧边处于天线元件228和230之间、穿过外部部分232的路径244，与在中心孔236的另一侧边处于元件228和230之间的路径246相比，具有不同长度。具有不同长度的路径244和246使得所述结构能够具有双重谐振。系统的结构可以让此双重谐振能够被设定得令系统可工作于不同的所需频率。例如，其中一个路径可以被构造成使系统能够工作于以915MHz为中心的频带，以便在美国使用，而另一个(较长的)路径被构造成在869MHz工作的天线，以便在欧洲使用。
图14示出了一种具有天线结构262的标签260。天线结构262包括天线元件264和266，以及导电材料互连部分270。互连部分270将天线元件264的部分272和274连接在一起。互连部分270基本位于标签260的内部环形部分276上，该内部环形部分被构造成当标签260被附着到盘上时，覆盖盘的内部环形部分。天线元件264和266基本位于标签262的外部环形部分278上，该外部环形部分被构造成当标签260被附着到盘上时，覆盖盘的外部环形部分。对准标记282帮助将应答器定位到安装位置284，以将应答器或芯片连接到天线元件264和266。
图15示出了具有一内建RFID系统的盘300。盘300有环形导电材料302，如金属反射层，其位于外部环形部分304内。导电互连部分306位于盘300的中心孔308的一侧边，被连接到环形导电材料302，导电互连部分306使环形导电材料302能够被连接到应答器310，此应答器的形式为芯片或带或插入器。导电互连部分306示出了部分位于盘300的内部环形部分312之内，内部环形部分312一般来说基本不含导电材料。通过将应答器312导电连接到环形导电材料302，环形导电材料302能够起到天线的作用。这是应答器310对盘的导电材料302的直接连接，与上面参考其它实施例所描述的电容性耦合相反。
互连部分306可以是包括环形导电材料302的同一导电层的整体或连续部分。互连部分306的导电迹线(traces)可以通过适当的掩模工艺(masking process)制成，以形成所需形状的导电材料。
应认识到，以上参照电容性耦合实施例所描述的许多特征也可应用于直接连接实施例。
尽管本说明书描述了本发明特定的实施例，但不偏离本发明的精神和范围，尚可运用各种各样的替代方案。因此，通过示例而非限制的方式，应答器芯片可以安装得中心接近于中心孔，其中具有相等长度的天线头(antenna stubs)从应答器芯片伸出；天线头不必一定准确地沿单独一条线延伸；两个天线头之间的互连在中心孔的相对两侧可通过两个平行类似的或不同的导电路径来形成；其中在一些情况下的阻抗匹配要求有不同的导体结构，以取得最佳阻抗匹配。
况且，通过改变使两个天线元件互连的一个或多个导体的宽度，或通过改变它们在盘的内部区的位置，可以改变阻抗。因此本发明并不精确地局限于附图所形式及以上具体实施细节所描述的实施例。
此处所述系统可被用于广泛用途。一种可能的应用是在商店中存放盘。另一种可能的应用是例如在办公室环境下，当盘在各个位置间移动时，识别及跟踪盘。
另一种可能的应用是用于检验及防盗或软件的未经授权的使用。位于正在销售的软件盘之上或之内的RFID器件可以在某个销售地点如收银机或检查点被读取。来自RFID器件的数据，如EPC编码，可随后被传送到制造商的网站。此数据可在该网站得到处理和鉴别，且编码可以被返回从而允许使用该软件。消费者可以要求得到例如能够被打印在销售凭据上的编码，以便安装和/或运行软件。使用这类系统能够帮助防盗，因为不通过购买过程而仅仅拥有盘会变得毫无价值。此外，这类系统帮助防伪，因为可以在结束购买过程之前要求得自制造商的授权。应认识到，自动授权过程，诸如以上所描述的自动授权过程，从消费者的角度看可能是优选的，因为能够避免单独的授权步骤。进一步的是应认识到，这种过程能够给销售人员提供额外的信息，例如有关产品销售的时间及地点的信息，而否则的话此信息原本可能是不能取得的。
尽管已参照一个或多个特定实施例示出和描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，在阅读并理解了本说明书及附图后，显然可以得到等效的替换及修改方案。特别是关于上述元件(部件、组件、器件、组合装置等等)所实现的各种功能，除非另外说明，否则用来描述这些元件的术语(包括提到“装置”)都应对应于实现上述元件的指定功能的任一种元件(即功能等同)，即便这些元件的结构与为了实现本文所述一个或多个示例性实施例功能而揭示的结构并不相同。此外，尽管本发明的某个特定特征可能是参照若干所述实施例中的一个或多个来描述的，但是该特征能够根据需要或对于给定或特定应用的优点而与其它实施例中的一个或多个其它特征相结合。

Claims (60)

1.一种RFID系统，包括：
一环形盘，其具有一中心孔，且包含围绕该中心孔的环形导电材料；
一应答器；及
天线元件；
其中所述天线元件电连接到所述应答器；
其中所述天线元件至少部分地覆盖所述盘的所述导电材料；
其中所述天线元件电容性地耦合到所述导电材料；且
其中辐射能量主要是从所述天线元件和所述环形导电材料中耦合到所述系统并从所述系统中发出。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述盘包括：
一外部环形部分，其包含所述环形导电材料；及
一内部环形部分，其位于所述外部环形部分与所述中心孔之间；
其中所述内部环形部分基本没有导电材料。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述应答器位于所述内部环形部分上。
4.根据权利要求3所述的系统，进一步包括一导电材料制成的互连部分，该互连部分连接所述应答器与所述天线元件中的至少一个；
其中所述互连部分至少部分地处于所述内部环形部分上。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述互连部分具有基本均匀的宽度。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述互连部分具有不均匀的宽度。
7.根据权利要求4所述的系统，其中所述互连部分位于所述中心孔的一对直径上相对的侧边。
8.根据权利要求4所述的系统，其中所述互连部分仅位于所述中心孔的一个侧边。
9.根据权利要求8所述的系统，进一步包括一导电材料制成的分流器，其将所述天线元件电连接在一起。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述分流器位于所述内部环形部分上。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述分流器与所述互连部分位于所述中心孔的相反的、直径上相对的对应侧边。
12.根据权利要求4所述的系统，其中所述应答器被定位成距离所述天线元件基本等距。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述互连部分包括一对互连区段，其将相应的所述天线元件连接到所述应答器。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述互连区段是基本相同的。
15.根据权利要求12所述的系统，其中所述天线元件是基本共线地、直径上相对地位于所述中心孔的相对侧。
16.根据权利要求12所述的系统，其中所述天线元件彼此之间是成角度的。
17.根据权利要求2所述的系统，其中所述天线元件向外延伸，且终止于所述外部环形部分上四分之一至四分之三处之间。
18.根据权利要求1所述的系统，其中所述天线元件彼此之间是成角度的。
19.根据权利要求1所述的系统，其中所述应答器和所述天线元件是一标签的部件，该标签被粘接到所述盘。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述标签包括：
一基底层，其粘接到所述盘；及
一面材层，其覆盖所述基底层。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述天线元件位于所述基底层与所述面材层之间。
22.根据权利要求20所述的系统，其中所述应答器位于所述基底层中的一凹座内。
23.根据权利要求20所述的系统，其中所述标签包括一粘接层，用于将所述基底层粘接到所述盘。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述粘接层包括压敏粘合剂。
25.根据权利要求1所述的系统，其中所述应答器和所述天线元件是安装在所述盘上的。
26.根据权利要求1所述的系统，其中所述应答器和所述天线元件位于所述盘内。
27.一种标签，用于其内具有一中心孔的环形盘，且所述盘包括围绕该中心孔的内部及外部环形部分，所述外部环形部分具有环形导电材料，且所述内部部分基本没有导电材料，所述标签包括：
一面材层；
一应答器；
天线元件，其电连接到所述应答器；
一基底层；及
一粘接层，其附着于所述基底层，用于将所述标签粘接到所述盘；
其中所述天线元件和所述应答器位于所述粘接层与所述面材层之间。
28.根据权利要求27所述的标签，其中所述粘接层包括压敏粘合剂。
29.根据权利要求27所述的标签，其中所述应答器位于所述基底层中的一凹座内。
30.根据权利要求27所述的标签，其中所述天线元件位于所述基底层与所述面材层之间。
31.根据权利要求27所述的标签，其中所述天线元件彼此间是基本共线的，并被构造成当所述标签被粘接到所述盘时，直径上相对地位于所述中心孔的相对侧。
32.根据权利要求27所述的标签，其中所述天线元件彼此之间是成角度的。
33.根据权利要求27所述的标签，其中所述天线元件被构造成当所述标签被粘接到所述盘时向外延伸，且终止于所述外部环形部分上四分之一至四分之三之间处。
34.根据权利要求27所述的标签，进一步包括一导电材料制成的互连部分，其使所述应答器与所述天线元件中的至少一个电连接。
35.根据权利要求34所述的标签，其中所述互连部分被构造成当所述标签被附着到所述盘时覆盖所述盘的所述内部部分。
36.根据权利要求27所述的标签，进一步包括一导电分流器，其将所述天线元件电连接在一起。
37.根据权利要求27所述的标签，其中所述天线元件被构造成当所述标签被粘接到所述盘时至少部分地覆盖所述外部环形区，且由此电容性地耦合到所述盘的所述环形导电材料。
38.一种RFID系统，包括：
一环形盘，其包括：一个围绕一中心孔的内部环形部分；及一个围绕所述内部环形部分的外部环形部分；及
一应答器；
其中所述外部环形部分包括环形导电材料；且
其中所述应答器电连接到所述环形导电材料，使得所述环形导电材料作为与所述应答器相联的天线结构的至少一部分而起作用。
39.根据权利要求38所述的系统，其中所述应答器是直接电连接到所述环形导电材料的。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述应答器是通过一导电互连部分连接到所述环形导电材料的，该导电互连部分至少部分位于所述盘的所述内部环形部分中。
41.根据权利要求40所述的系统，其中所述环形导电材料和所述导电互连部分是一导电材料层的整体或连续部分。
42.根据权利要求38所述的系统，其中所述应答器直接电连接到天线元件，所述天线元件又电容性地耦合到所述环形导电材料。
43.一种RFID系统，包括：
一个盘，其具有：一位于外部环形区中的导电层；一中心安装开口，及一位于所述中心开口与所述外部导电环形区之间的内部环形区；
一应答器，其安装在所述盘上；
天线元件，其安装在所述盘上且以相反方向延伸，所述天线元件电连接到所述应答器；且
在所述内部环形区接近所述外部区中所述导电层的部分中，所述内部环形区没有导电材料；
由此，辐射能量主要是从所述天线元件及所述导电外部环形区中被耦合到所述盘并从所述盘中发出。
44.根据权利要求43所述的RFID系统，进一步包括一标签，其粘接到所述盘；其中所述应答器被安装于所述标签中的一凹座内；且其中所述天线元件是由包含于所述标签内的一薄层导电材料构成的。
45.根据权利要求44所述的RFID系统，其中所述标签是多层标签，其中有一外部面材标签覆盖所述应答器及所述天线元件。
46.根据权利要求43所述的RFID系统，其中所述应答器是安装在所述内部环形区上的。
47.根据权利要求43所述的RFID系统，其中所述天线元件向外延伸且终止于所述外部环形区上四分之一与四分之三之间处。
48.根据权利要求43所述的RFID系统，其中所述天线元件是由所述内部区中的导电材料互连的，该内部区与所述外部区是间隔开的。
49.根据权利要求48所述的RFID系统，其中所述天线元件是由两个平行的导电路径互连的。
50.根据权利要求48所述的RFID系统，其中所述导电材料是经过成形处理的，用以提供所述应答器与所述系统其余组件之间的阻抗匹配。
51.根据权利要求48所述的RFID系统，其中所述互连导电材料具有变化的宽度。
52.一种RFID系统，包括：
一个盘，其具有：一位于外部环形区中的导电层；一中心安装开口；以及位于所述中心孔与所述外部导电环形区之间的内部环形区；
一应答器，其安装在所述盘上，位于所述内部环形区中；
天线元件，其以相反方向延伸，电连接到所述应答器；
所述天线元件向外延伸，且终止于所述外部环形区上四分之一至四分之三处；且
所述内部环形区在其面积的较大部分上没有导电材料；
由此，辐射能量主要是从所述天线元件及所述导电外部环形区耦合到所述盘和从所述盘中发出。
53.根据权利要求52所述的盘RFID系统，进一步包括一标签，其粘接到所述盘；其中所述应答器被安装于所述标签中的一凹座内；且其中所述天线元件是由包含于所述标签内的一薄层导电材料构成的。
54.一种用于盘的RFID标签，该盘具有：一位于外部环形区中的导电层；一中心安装开口；及一内部环形区，其位于所述中心安装开口与所述外部导电环形区之间；所述标签包括：
多个层，其包括：一脱模衬垫；一基底层，其中在所述衬垫与所述基底层之间有一层压敏粘合剂；及一面材层，其覆盖所述基底层；
所述标签所具有的形状对应于盘的形状，其中一外部环形区及一内部环形区对应于所述外部区及所述内部区；
所述基底层具有一用于芯片的开口或凹座，其延伸穿过所述基底层；
一应答器芯片，其安装在所述开口或凹座中；
天线元件，其以相反方向延伸，电连接到所述应答器；
所述天线元件向外延伸，至少部分地延伸到所述标签的所述外部环形区上；且
所述天线元件是由导电材料制成的，位于所述基底层和所述面材层之间。
55.根据权利要求54所述的RFID标签，其中所述芯片开口或凹座位于所述内部区中。
56.根据权利要求54所述的RFID标签，其中所述天线元件终止于所述外部环形区上四分之一与四分之三之间处。
57.根据权利要求54所述的RFID标签，其中所述天线元件是由导电墨水、导电涂料或导电膏制成的。
58.根据权利要求54所述的RFID标签，其中所述天线元件是由两个平行的导电路径互连的。
59.根据权利要求54所述的RFID标签，其中所述天线元件是由导电材料互连的，与所述外部环形区间隔开。
60.根据权利要求59所述的RFID标签，其中所述标签具有一中心安装开口；且其中使所述天线元件互连的所述导电材料被限制于一定面积上，该面积小于所述内部区的面积的一半。
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