DE60319970T2

DE60319970T2 - Mikrostreifenantenne für ein identifikationsgerät

Info

Publication number: DE60319970T2
Application number: DE60319970T
Authority: DE
Inventors: Michael L. Encinitas BEIGEL
Original assignee: Precision Dynamics Corp
Current assignee: Precision Dynamics Corp
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2009-05-28
Also published as: CN100388558C; US20030169207A1; ATE390730T1; JP4125243B2; AU2003210855A1; IL163888A0; WO2003077361A1; BRPI0308260A2; DE60319970T8; CN1647312A; JP2005519557A; DE60319970D1; EP1490925A1; MXPA04008590A; US6888502B2; EP1490925B1; EP1490925A4

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Funkidentifikationsband, das dafür eingerichtet ist, mit einer anderen Funkvorrichtung zu kommunizieren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Beschreibung behandelt ein verbessertes Identifikationshandgelenkband, -armband, -abzeichen, -stirnband, -halskette, -karte, -aufkleber oder andere anlegbare Vorrichtung, die aus Bequemlichkeit kollektiv als ein „Band" bezeichnet werden oder als eine „identifikationsvorrichtung". Identifikationsbänder sind ein bequemes und wirksames Mittel geworden, Personen zu identifizieren, ohne sie auf Dauer zu markieren. Ein wesentlicher Vorteil eines Bandes besteht darin, später abnehmbar zu sein. Identifikationsbänder bestehen üblicherweise aus einem flexiblen Handgelenkband, dessen Länge größer ist, als seine Breite, und einer Verschluss- oder Befestigungsvorrichtung zum Befestigen und sicheren Halten des Bandes am Handgelenk des Trägers. Ein Teil des Bandes kann dazu verwendet werden, Identifikations- oder andere Informationen über den Träger aufzudrucken oder anderswie anzubringen. Streifencodes, Funkidentifikationsvorrichtungen (RFID) und Ähnliches können ebenfalls verwendet werden, um Informationen zu speichern und zu übergeben, die mit dem Band und der zugehörigen Person oder dem zugehörigen Objekt verbunden sind. So umfassen beispielsweise RFID-Vorrichtungen solche, die auf einer Frequenz im Bereich von 30 Kilohertz (kHz) bis 300 Gigahertz (GHz) arbeiten. Verschiedene Bandkonstruktionen, Befestigungsarten oder andere Merkmale einschließlich der Speicherung elektronischer Daten und RFID-Funktionen werden beschrieben, beispielsweise im US-Patent Penuela.
EP-A-0 742 604 beschreibt eine tragbare Funkvorrichtung, in der ein Funkempfänger, wie ein AM/FM-Radio, in ein Armbanduhren-artiges Gehäuse von Armbanduhrengröße und -form zur Anschnallbefestigung am Handgelenk eines Trägers mit Hilfe-Armbanduhren-artiger Gurte oder Bänder eingebaut ist, die nach der Art herkömmlicher Armbanduhrenbänder zugeschnallt werden. Eine Funkantenne ist vorgesehen und kann in einen oder beide der Armbanduhren-artigen Gurte oder Bänder eingebaut sein. In einigen Ausführungsformen beschreibt EP-A-0 742 604 eine Patch-artige Antenne. In allen Ausführungsformen ist der Radioempfänger 6 in EP-A-0 742 604 in einem Armbanduhren-artigen Gehäuse montiert, das eine erhebliche Größe und ein erhebliches Profil hat (siehe beispielsweise 2 und 17B) im Vergleich zum kleineren Profil der zugehörigen Gurte und Bänder.
Zusätzlich beschreibt EP-A-0 742 604 alternative Formen des Rundfunkempfängers, einschließlich eines „uhrförmigen UKW-Stereorundfunk-/UKW-Teletxt-Empfängers" (Spalte 21, Zeilen 31–32 und 34), eines „uhrförmigen UKW-Funkmikrophons/UKW-Zeichencodesenders (Spalte 22, Zeilen 17–18, und 35) und eines „uhrförmigen Mobiltelephons" (Spalte 22, Zeile 49 und 35).
Die EP-A-0 742 604 jedoch beschreibt kein Identifikations-„Band" oder -„Vorrichtung” mit flachem Profil.
US-A-6 049 278 mit dem Titel ÜBERWACHUNGS-ANHÄNGER MIT PATCH-ANTENNE beschreibt nur das: einen Anhänger, kein Armband. Der von US-A-6 049 278 gelehrte Anhänger erfordert keine Flexibilität (oder gibt keine an), sein Aufbau ist weniger für den Aufbau und die Erfordernisse eines Bandes definiert.
Bänder sind gegenüber anderen Formen von Identifikationskarten, die Daten enthalten (wie Kreditkarten, Eintrittskarten oder Ähnliches), vorteilhaft, weil sie am Träger sicher physisch befestigt werden können. Als Ergebnis umfassen geläufige Anwendungen von Identifikationsbändern Patientenidentifikation in Krankenhäusern, Kliniken und anderen Orten, Zugang zu Vergnügungsparks, vorübergehende Sicherheitsmaßnahmen, Zugangskontrolle zu Einrichtungen und Eintritts- und Berechtigungsfunktionen.
Eine wichtige Anwendung für Identifikationsbänder ist die Patientenidentifikation und -lokalisierung in Krankenhäusern, Kliniken und anderen Orten. Bei Verwendung in Verbindung mit einem geeigneten Lesegerät kann Patienteninformation elektronisch gesammelt und vom medizinischen Personal in Ausführung seiner Aufgaben verwendet werden. Ein anderes Beispiel ist die Verfolgung des Aufenthaltsortes von Personen, wie etwa Insassen in einem Gefängnis.
Identifikationsbänder stellen Informationen in einfacher Weise zur Verfügung, beispielsweise einer Person, die auf dem Band die gedruckte Information liest oder Streifencode-Informationen scannt oder elektronisch die Identifikationsinformationen liest, die das Identifikationsband übermittelt. So werden Streifencodes, RFID-Vorrichtungen und Ähnliches verwendet, um die Informationsspeicherung und die Datenübertragung der Informationen zu verstärken, die mit dem Band und der zugehörigen Person oder dem zugehörigen Objekt verbunden sind. Wenn ein Identifikationsband Informationen an eine andere Vorrichtung überträgt oder von einer anderen Vorrichtung Informationen empfängt, kann die Exaktheit der Informationen jedoch durch eine schlechte Übertragung der Informationen beeinträchtigt werden.
Informationen werden elektronisch in einem Transponder oder einer RFID-„Karte” gespeichert und diese Information wird an einen Karten-„Leser” übermittelt. Die Kommunikation zwischen RFID-Karte und -Leser erfolgt durch die Sendung und den Empfang elektromagnetischer Wellen und beide müssen eine Antenne aufweisen, um elektrische Signale in elektromagnetische Wellen umzuwandeln und umgekehrt.
RFID-Systeme mit geringer Leistung können in einem breiten Frequenzbereich arbeiten, einschließlich des Hochfrequenz- (HF) und bis zum Zentimeterwellen-Funkband (SHF), grob gesagt 3 Megahertz (MHz) bis 6 Gigahertz (GHz). Die Leistung einer RFID-Karte, die im Hochfrequenzband (HF) arbeitet, beispielsweise bei 13,5 MHz, wird im Allgemeinen nicht durch die Nähe der Karte zum menschlichen Körper beeinträchtigt. Dies ist für RFID-Karten wünschenswert, die in Identifikationsbändern verwendet werden. Die Kopplung zwischen der Kartenantenne und der Leserantenne erfolgt in erster Linie durch die magnetische Komponente des reaktiven Nahfeldes, in dem die Kartenantenne als Spule in einem Resonanzkreis ausgeführt ist. Ein typisches Armband ist jedoch sechs Zoll lang und muss eine Antenne enthalten, während die Wellenlänge bei 13,5 MHz 73 Fuß beträgt, und es ist wohlbekannt, dass Antennen, die in linearen Abmessungen einen kleinen Bruchteil einer Wellenlänge ausmachen, sehr wenig wirksame Strahler und Empfänger sind. Demzufolge kann der nützliche Betriebsbereich sehr begrenzt sein und kann manchmal nur ein paar Zoll von der Leserantenne betragen. Dies ist ein erheblicher Nachteil, der die Nützlichkeit von HF-Karten in Identifikationsbändern einschränken und sie unverwendbar machen kann, beispielsweise zur Personenlokalisierung oder in Zutritts-/Ausgangs-Alarmanwendungen.
RFID-Systeme können auch auf viel höheren Frequenzen arbeiten, einschließlich Betrieb bei oder in der Nähe von 400 MHz, 915 MHz, 2,45 GHz im Dezimeterwellenband (UHF) und 5,88 GHz im SHF-Band. Bei diesen Frequenzen erfolgt die Kopplung zwischen Karten- und Lesegerät-Antenne durch das Strahlungs-Fernfeld, das die elektromagnetische Welle ist, die sich über Entfernungen von mehr als ein paar Wellenlängen ausbreitet. Diese Frequenzen entsprechen Wellenlängen von 30 Zoll bis hinunter zu 2 Zoll, die, was die Wirksamkeit angeht, für Antennen in einem Band oder einer Vorrichtung ähnlicher Größe viel besser geeignet sind. Als Ergebnis der wirkungsvolleren Antennen kann der Betrieb bei diesen Frequenzen zu wesentlich höheren Reichweiten führen, typischerweise bis zehn Fuß oder mehr. Im Vergleich zum HF-Band jedoch wird Sendung und Empfang von elektromagnetischen Wellen in diesen höheren Frequenzbändern aufgrund der kürzeren Wellenlängen viel stärker durch Hindernisse und Materialien in der unmittelbaren Umgebung der Antenne beeinträchtigt. Insbesondere wird eine Ring- oder Dipolantenne, die am oder nahe dem menschlichen Körper arbeitet, beispielsweise in einem Band, erheblich verstimmt und möglicherweise betriebsunfähig gemacht, begleitet von einer Beeinträchtigung der Kommunikationsverbindung im gleichen Maße. Die Verwendbarkeit dieser Antennen in Identifikationsbändern mit RFID-Funktion ist daher sehr begrenzt.
Die erwähnten Probleme der Antennenverstimmung und Verbindungsbeeinträchtigung können unmittelbar auf die Tatsache zurückgeführt werden, dass eine isolierte Ring- oder Dipolantenne (frei von nahen Hindernissen) normalerweise die elektromagnetische Energie in entgegengesetzten Richtungen abstrahlt. An oder nahe der Oberfläche eines menschlichen Körpers jedoch werden die reaktiven Nahfelder (elektrischen und magnetischen Felder in unmittelbarer Nähe der Antenne) durch das menschliche Gewebe verzerrt, was zu einer Impedanzfehlanpassung zwischen der Antenne und der Schaltung führt, an die sie unmittelbar angeschlossen ist. Diese Fehlanpassung verstimmt die Antenne erheblich und verringert die Menge an elektromagnetischer Energie, die in der Richtung vom menschlichen Körper weg abgestrahlt wird.
Deshalb besteht Bedarf an einer verbesserten Antenne für ein Identifikationsband.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Mikrostreifen- oder Patch-Antenne für eine Identifikationsvorrichtung, wie etwa ein Handgelenkband, Armband, Abzeichen, Stirnband, Halskette, Gürtel, Karte, Aufkleber oder andere anlegbare Vorrichtung, umfasst eine leitende Patch-Schicht, eine leitende Erdungsschicht und einen dielektrischen Werkstoff, der zwischen der leitenden Patch-Schicht und der leitenden Erdungsschicht angeordnet ist. Die Mikrostreifenantenne ist an der Identifikationsvorrichtung montiert oder darin angeordnet, wobei vorzugsweise die leitende Erdungsschicht dem Benutzer am nächsten angeordnet ist und die leitende Patch-Schicht am weitesten vom Benutzer entfernt. Erfindungsgemäß ist ein wichtiges Merkmal, dass das Band einen Verschlussmechanismus umfasst, wobei die Mikrostreifenantenne ein Teil des Verschlussmechanismus ist. Der Verschlussmechanismus kann durch elektrische oder reaktive Kopplung an die Vorrichtung gekoppelt werden.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann bei Betrachtung der folgenden Figuren und der detaillierten Beschreibung deutlich sein oder werden. Es ist beabsichtigt, dass alle derartigen zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile in diese Beschreibung eingeschlossen werden, innerhalb des Umfang der Erfindung liegen und durch die beigefügten Ansprüche geschützt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Komponenten in den Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; stattdessen liegt der Schwerpunkt auf der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Außerdem bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten entsprechende Teile. Außerdem sollen alle Zeichnungen Konzeptionen ausdrücken, wobei relative Größen, Formen und andere Details eher schematisch, als wörtlich oder präzise dargestellt sein mögen. Die Figuren stellen auch technischen Hintergrund dar, der zum Verständnis der Erfindung nützlich ist. Als Alternative zu irgendeiner der Ausführungsformen kann die Mikrostreifenantenne oder ein Teil der Mikrostreifenantenne als Teil des Verschlussmechanismus der Vorrichtung gefertigt werden oder innerhalb des Verschlussmechanismus der Vorrichtung. Der Verschlussmechanismus kann an das Band durch elektrische oder reaktive Kopplung gekoppelt sein.
1 ist ein Blockschema auf hohem Niveau einer Beispielsausführungsform einer verbesserten Identifikationsvorrichtung mit einer Mikrostreifenantenne.
2 ist eine Darstellung einer Beispielsausführungsform eines Identifikationsbandes, das Kommunikationsschaltungskomponenten enthält, wie die für eine RFID-Schaltung, die im dielektrischen Werkstoff montiert sind.
3 ist eine schematische Darstellung einer anderen Beispielsausführungsform einer Mikrostreifenantenne mit einer Kommunikationsschaltung, die beispielsweise ein RFID-Chip sein kann.
4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Beispielsausführungsform einer Mikrostreifenantenne mit einer Kommunikationsschaltung, die beispielsweise ein RFID-Chip sein kann.
5 ist eine schematische Darstellung einer anderen Beispielsausführungsform einer Mikrostreifenantenne mit einer Kommunikationsschaltung, die beispielsweise ein RFID-Chip sein kann.
6 ist eine schematische Darstellung noch einer anderen Beispielsausführungsform einer Mikrostreifenantenne mit einer Kommunikationsschaltung, die beispielsweise ein RFID-Chip sein kann.
7 ist eine Darstellung einer Beispielsausführungsform eines Doppel-Identifikationsbandes.
8 ist eine Darstellung einer Beispielsausführungsform einer Mikrostreifenantenne, die in den Befestigungsteil einer Identifikationsvorrichtung eingebaut ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In dieser Beschreibung schließt die Bedeutung von „in", ob einzeln oder in Komposita, wie etwa „darin", „in" und „on" ein; „Funkidentifikation” und „RFID" beziehen sich auf Identifikation durch Funkverbindungen.
1 ist eine Darstellung einer Beispielsausführungsform einer Identifikationsvorrichtung 10, die eine Mikrostreifenantenne 30 als Bestandteil enthält. Die Mikrostreifenantenne 30 ist vorzugsweise eine Patch-Antenne. die Identifikationsvorrichtung 10 weist ein Gebilde 20 auf, das eine Kommunikationsschaltung 32 trägt, wie etwa eine RFID-Schaltung. Die Kommunikationsschaltung 32 kann dafür eingerichtet sein, mit irgendeiner Art von System, Netzwerk, oder Vorrichtung zu kommunizieren und kann ein beliebiges Übertragungsprotokoll verwenden, einschließlich Bluetooth oder IEEE 802.11. Für weitere Informationen über das Bluetooth-Protokoll siehe die Internet-Seite http://www.bluetooth.com. In dieser Ausführungsform als Band umfasst die Identifikationsvorrichtung 10 ein Gebilde 20, das geeignet ist, von einer Person angelegt, befestigt oder getragen zu werden. Vorzugsweise ist die Identifikationsvorrichtung 10 ein Armband und das Gebilde 20 ist ein länglicher, biegsamer Armbandwerkstoff. Beispielsweise kann das Gebilde 20 ein länglicher, biegsamer Streifen aus Polymer-, Papier- oder organischem Substrat sein. Die Identifikationsvorrichtung 10 muss jedoch nicht unbedingt nur am Handgelenk einer Person angebracht werden, da sie am Handgelenk, Fußgelenk, Nacken oder anderen Teil einer Person oder eines Tieres oder eines Objektes angebracht werden kann.
Die Identifikationsvorrichtung 10 enthält auch eine Mikrostreifenantenne 30. Die Mikrostreifenantenne 30 kann gesondert am Gebilde 20 befestigt werden oder in die elektronischen Schaltungen in der Identifikationsvorrichtung 10 integriert sein. Die Mikrostreifenantenne 30 kann auch mit einer biegsamen gedruckten Schaltungskarte gefertigt werden, so dass sie sich biegt. Beispiele für biegsame gedruckte Schaltungskarten werden in den US-Patenten Nr. 5 809 361 , 6 210 518 und 4 677 528 beschrieben. Die Mikrostreifenantenne 30 weist eine obere leitende Schicht 22 auf, die als "Patch" oder leitende Patch-Schicht 22 bezeichnet werden kann, eine untere leitende Schicht 24, die als Groundplane arbeitet, und einen dielektrischen Werkstoff 26 dazwischen. Die leitende Patch-Schicht und die leitende Erdungsschicht können auch als Patch- und Erdungsleiter bezeichnet werden. Vorzugsweise umfasst die Mikrostreifenantenne 30 eine leitende Patch-Schicht 22 aus Metall. eine dielektrische Schicht 26 und eine Groundplane 24, die zu einer Antenne zusammengesetzt sind. Die leitende Patch-Schicht 22 und die leitende Erdungsschicht 24 können aus einem beliebigen leitfähigen Werkstoff bestehen, und jede leitende Schicht kann aus einem anderen leitfähigen Werkstoff bestehen. Die leitfähigen Werkstoffe umfassen beispielsweise leitfähige Metalle, Folien, Tinten, Polymere, organische Werkstoffe und Kohlenstoff. Der leitfähige Werkstoff kann geätzt, gedruckt, gesputtert, aufgedampft oder anderswie geformt werden, um die leitende Patch-Schicht 22 und/oder die leitende Erdungsschicht 24 zu schaffen. Selbstverständlich können bei jeder der Ausführungsformen die relativen Größenunterschiede zwischen der leitenden Patch-Schicht 22 und der leitenden Erdungsschicht 24 geändert werden. Beispielsweise kann die leitende Erdungsschicht 24 größer sein, als die dielektrische Schicht 26 und kann sich weiter längs dem Gebilde 20 erstrecken, als in 1 dargestellt. Im Grunde kann sich die leitende Erdungsschicht 24 rings um das Gebilde 20 erstrecken. Auch können die Dicken der leitenden Patch-Schicht 22, der dielektrischen Schicht 26 und der leitenden Erdungsschicht 24 verschiedene Dicken sein. Die dielektrische Schicht 26 kann einen beliebigen dielektrischen Werkstoff aufweisen, einschließlich Schaumstoff, Kunststoff, Luft, oder einen Wellkunststoff. Die Komponenten der Mikrostreifenantenne 30 sind vorzugsweise an das Gebilde 20 angeschlossen oder darin eingebettet.
Die Mikrostreifenantenne 30 kann auf vielerlei Weise hergestellt werden, wird jedoch vorzugsweise aus einem Werkstoff für gedruckte Schaltungskarten hergestellt, das auf beiden Seiten über eine Kupfer-Plattierung verfügt. Insbesondere wird die Mikrostreifenantenne 30 vorzugsweise auf einer gedruckten Schaltungskarte ausgebildet, die eine ebene dielektrische Schicht umfasst. Die dielektrische Schicht 26 verfügt über eine Kupferplattierung auf einer ganzen Seite der Schicht, die eine Groundplane 24 bildet und eine Kupferplattierung auf der anderen Seite, die derart geätzt ist, dass sie eine leitende Patch-Schicht 22 bildet. Wenn es auch vorzuziehen ist, dass die Kupferplattierung die gesamte eine Seite der dielektrischen Schicht 26 bedeckt, so ist es doch möglich, dass die Kupferplattierung einen wesentlichen Teil bedeckt, aber nicht die gesamte Seite. Selbstverständlich können Größe, Abmessungen und Form der Komponenten der Mikrostreifenantenne 30 geändert werden. Beispielsweise kann die leitende Patch-Schicht 22 kreisförmig, oval oder halbkreisförmig sein.
Die Mikrostreifenantenne 30 kann relativ dünn ausgebildet werden, so dass sie leicht an einer Identifikationsvorrichtung 10 befestigt oder darin eingebettet werden kann, ohne für den Träger lästig zu sein. Die Mikrostreifenantenne 30 kann klein sein, indem eine dünne dielektrische Schicht 26 mit hoher Dielektrizitätskonstante verwendet wird. Die Dicke der dielektrischen Schicht 26 liegt vorzugsweise in der Größenordnung eines Hundertstels der Vakuum-Wellenlänge des abgestrahlten Signals, und der Patch selbst hat die Länge L und die Breite W, wobei W kleiner ist, als L.
Wenn L ungefähr eine halbe Wellenlänge in der dielektrischen Schicht 26 beträgt, bildet die Mikrostreifenantenne 30 einen Übertragungsleitungsresonator mit offenen Kreisen an entgegengesetzten Enden. Die Enden des Mikrostreifenresonators 30 arbeiten aufgrund der elektrischen Felder an den beiden offenen Schaltungen als ein Paar von Schlitzstrahlern. Die von dieser Mikrostreifenantenne 30 erzeugte Fernfeldstrahlung ist in der Richtung senkrecht zur leitenden Patch-Schicht 22 am stärksten, wobei die Polarisation des elektrischen Feldes in der Ebene der leitenden Patch-Schicht 22 und parallel zur Länge der leitenden Patch-Schicht 22 erfolgt, also linear polarisierte, elektromagnetische Welle. Sowohl das Nah-, als auch das Fernfeld sind minimal in der Richtung senkrecht zur Groundplane 24. Die maximale Abstrahlung der Mikrostreifenantenne 30 erfolgt senkrecht zur und auf der Seite der leitenden Patch-Schicht 22, und minimale oder keine Abstrahlung tritt auf der entgegengesetzten Seite auf (Groundplane 24). Unerwünschte Nahwirkungen in einer Identifikationsvorrichtung werden daher abgeschwächt, indem die Groundplane 24 auf der Innenseite, zum Träger hin angeordnet wird. Wenn sie zur Ermöglichung des RFID-Betriebs in einer Identifikationsvorrichtung verwendet wird, verfügt die Mikrostreifenantenne 30 von Natur aus über reduzierte Nahfeldenergie auf einer Seite, zum Körper hin, und strahlt deshalb effektiv in der Richtung vom Körper weg. Auf diese Weise kann die Mikostreifenantenne 30 die Arbeitsreichweite zwischen einem Identifikationsvorrichtungsleser, wie etwa einem Funkkommunikationsnetzwerk, und einer Identifikationsvorrichtung 10 verbessern, die die Mikrostreifenantenne 30 enthält.
Die Mikrostreifenantenne 30 kann in vielerlei Weise betrieben werden. Ein erstes Beispiel ist durch eine Koaxialsonde, die durch die Groundplane 24 hervorsteht und mit der leitenden Patch-Schicht 22 an einer Stelle verbunden ist, die in der Mitte der Breite W zentriert ist. Ein zweites Beispiel ist durch ein schmalere Mikrostreifen-Übertragungsleitung, die in der Mitte eines Endes der leitenden Patch-Schicht 22 angeschlossen ist. Die Effektivität der Mikrostreifenantenne 30 (beispielsweise das Verhältnis von abgestrahler Leistung zur Betriebsleistung), kann sehr hoch sein (beispielsweise 80 Prozent und höher), wenn sie aus Werkstoffen hoher Qualität mit geringen dielektrischen Verlusten gefertigt wird und im UHF- und SHF-Band arbeitet. Auf diese Weise bietet die Mikrostreifenantenne eine Verbesserung in Leistung, Größe und Kosten, wenn UHF- und SHF-Frequenzen verwendet werden. Der gewöhnliche, preisgünstige Werkstoff für gedruckte Schaltungskarten, der mit FR-4 bezeichnet wird, hat in diesen hohen Frequenzbändern sehr geringe Leistungsfähigkeit aufgrund großer Schwankungen der Dielektrizitätskonstante und hoher dielektrischer Verluste, kann aber noch verwendbar sein. Werkstoffe hoher Qualität für diese Frequenzen stehen von Rogers Corp., Chandler, Arizona zur Verfügung, einschließlich des Werkstoffes 4003 von Rogers.
Wenn sowohl L, als auch W ungefähr eine halbe Wellenlänge in der dielektrischen Schicht 26 betragen, kann die Mikrostreifenantenne 30 in zwei Richtungen in Resonanz treten und abstrahlen. Wenn die Leistung gleichmäßig zwischen den beiden Resonanzen aufgeteilt ist und eine Phasenverschiebung um 90° zwischen ihnen eingefügt wird, hat die entstehende Fernfeld-Abstrahlung, die auf der leitenden Patch-Schicht 22 senkrecht steht, ein elektrisches Feld, das kreisförmig in der Ebene der leitenden Patch-Schicht rotiert, also kreispolarisierte elektromagnetische Welle. Wenn die Rotation des elektrischen Feldes im Uhrzeigersinn erfolgt in der von der Mikrostreifenantenne 30 wegweisenden Richtung, ist es eine rechtsdrehend kreispolarisierte Welle und wenn die Drehung im Gegenuhrzeigersinn erfolgt, ist es eine linksdrehend kreispolarisierte Welle. Die Richtung (rechtsdrehend oder linksdrehend) hängt davon ab, welche Richtung in der leitenden Patch-Schicht 22 um 90° vorangeht. Der Vorteil der Verwendung von kreispolarisierter Strahlung in einer Funkidentifikationsvorrichtung 10 besteht darin, dass die Abhängigkeit von der Antennenorientierung geringer ist, wenn die Leserantenne entweder linearpolarisiert ist oder in derselben Richtung kreispolarisiert, wie die Antenne der Identifikationsvorrichtung 10.
Als Alternative zu irgendeiner der Ausführungsformen kann die Mikrostreifenantenne 30 oder ein Teil der Mikrostreifenantenne 30 als Teil des Verschlussmechanismus (beispielsweise eines Befestigungsmittels) des Gebildes 20, oder innerhalb des Befestigungsmechanismus des Gebildes 20 ausgebildet werden. Der Verschlussmechanismus kann durch elektrische oder reaktive Kopplung an das Gebilde 20 gekoppelt werden. Zusätzlich ist es für die Komponenten der Mikrostreifenantenne 30 vorteilhafter, dünn zu sein, so dass die entstehende Identifikationsvorrichtung 10 dünn und bequem zu tragen ist.
Es wird bevorzugt, dass sich die elektronische Kommunikationsschaltung 32, etwa eine RFID-Schaltung, in einem freiliegenden Oberflächenmontagechip befindet, der 0,010 bis 0,020 Zoll dick ist. Die Montage der Kommunikationsschaltung 32, die in Form eines integrierten Schaltungschips oder eines Hybridschaltungschips vorliegen kann, kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Es ist erforderlich, dass die Kommunikationsschaltung 32 sowohl an die leitende Patch-Schicht 22 elektrisch angeschlossen ist, als auch an die Erdungsschicht 24. Bei Montage auf oder nahe einer leitenden Patch- oder Erdungsschicht wird eine direkte Verbindung (beispielsweise Lot oder leitfähiger Kle ber) zwischen dieser leitenden Schicht und dem Chip 32 bevorzugt. Verfahren zum Anschluss an eine nicht-anschließende leitende Schicht schließen die Verwendung von Draht, Kabel oder der Übertragungsleitung einer integrierten Schaltung ein. Die Schaltung 32 kann auch direkt auf der dielektrischen Schicht 26 implementiert werden, indem sie gedruckte Schaltungen umfasst, die aus der Kupfer-Plattierung geätzt wurden, und diskrete Bauteile, die an die Schaltungen bondiert sind, wobei diese Schaltungen an die leitende Patch-Schicht 22 und die leitende Erdungsschicht 24 durch Drähte, Kabel oder Übertragungsleitungen gedruckter Schaltungen angeschlossen sind.
Die Kommunikationsschaltung 32 umfasst vorzugsweise Antennenschaltkreise, Signalgeneratorschaltkreise, programmierbare Encoderschaltkreise und Verbindungsschaltungen. In einer Ausführungsform wird ein RFID-Oberflächenmontagechip, der elektronische Schaltungen enthält, innerhalb der Identifikationsvorrichtung 10 montiert und an die Mikrostreifenantenne 30 elektrisch angeschlossen. Die die Kommunikationsschaltung 32 enthaltenden Schaltkreise können in verschiedenen Kombinationen im Gebilde 20 oder der dielektrischen Schicht 26 getragen oder durch Aufdampfen einer oder mehrerer Leiterbahnen, Halbleitervorrichtungen oder von Polymerwerkstoffen auf einer Schicht in der dielektrischen Schicht 26 ausgebildet werden. Eine Schaltung, die vollkommen aus leitenden, isolierenden und/oder Halbleiterwerkstoffen besteht, die direkt auf das Gebilde 20 oder die dielektrische Schicht 26 aufgedampft werden, kann ebenfalls verwendet werden. Jede der Schaltungen auf der Identifikationsvorrichtung 10 kann teilweise oder vollkommen aus Halbleitern, Leitern und Isolatoren gefertigt und aus anorganischen oder organischen Werkstoffen hergestellt werden, wie in US-Patent Nr. 5 973 598 beschrieben, deren vollständige Beschreibung durch Bezugnahme für alle Zwecke hier eingefügt ist. Mit anderen Worten kann die Identifikationsvorrichtung 10 elektronische Komponenten umfassen, die teilweise oder vollständig aus Halbleitern, Leitern und Isolatoren bestehen, die anorganisch oder organisch sein können und die auf die Identifikationsvorrichtung 10 gedruckt sein können. US-Patent Nr. 5 973 598 beschreibt organische Komponenten, von denen beliebige in der verbesserten Identifikationsvorrichtung 10 verwendet werden können. Wie in 1 dargestellt, ruht die Kommunikationsschaltung 32 auf der leitenden Patch-Schicht 22, wie jedoch später erklärt wird, kann die Kommunikationsschaltung 32 an verschiedenen anderen Stellen angeordnet werden, was für jede der Ausführungsformen gilt. Die dielektrische Schicht 26 und die gedruckten Komponenten können flexibel sein.
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann über Komponenten für Sensor-, Kommunikations- und Anzeigefunktionen umfassen, wie Vibrator, Lautsprecher oder visuelle Anzeigevorrichtung. Die verbesserte Identifikationsvorrichtung 10 kann eine Batterie enthalten, um Haupt- oder Hilfsstrom für die elektronischen Schaltungen bereitzustellen, die sie trägt. Die Batterie kann eine biegsame Batterie sein, die auf dem biegsamen Gebilde 20 ausgebildet ist. Die Batterie kann jeglicher Vorrichtung Strom liefern, die Strom benötigt, wie die Kommunikationsschaltung 32, die außerdem eine RFID-Schaltung, elektronische Schaltkreise, optische Schaltkreise, Datenspeichervorrichtungen enthalten kann. Die Batterie kann aktiviert werden, wenn die Identifikationsvorrichtung 10 an ihrem Objekt befestigt wird, oder kann auf Empfang eines optischen Signals oder eines elektromagnetischen Signals hin aktiviert werden. Optional kann die Batterie eine Solarkomponente enthalten, so dass die Batterie durch Umgebungslicht aufgeladen oder wiederaufgeladen wird; die Solarzellen und Ladeschaltkreise können aus anorganischen oder organischen Werkstoffen ausgebildet werden. Die Batterie kann austauschbar sein, oder nicht. Die Batterie kann eine flexible Polymerbatterie sein, die auf das Substrat der Identifikationsvorrichtung aufgedruckt oder aufgebaut sein kann. US-Patent Nr. 5 973 598 beschreibt eine Polymerbatterie, die in der verbesserten Identifikationsvorrichtung 30 verwendet werden kann. Eine Identifikationsvorrichtung 10 mit einer Batterie kann auf korrekte Berechtigung hin oder bei Inbetriebnahme aktiviert werden. Wenn sich die Batterie zu oder innerhalb einer gegebenen Zeit oder zu einem Kalenderdatum/Uhrzeit leert, kann die Software, die die Identifikationsvorrichtung 10 steuert, die Kommunikationsfunktion oder jede andere Funktion beenden. Die Ladung der Batterie kann festgelegt sein, auf einer programmierbaren Konstante beruhen oder die Zeit gemessen werden.
Jede der Identifikationsvorrichtungen oder -bänder, die in dieser Beschreibung beschrieben werden, können über Mittel zur Aufnahme elektromagnetischer Energie verfügen, so dass das Identifikationsband durch ein äußeres elektromagnetisches Feldsignal mit Energie versorgt werden kann. Beispielsweise kann eine Antenne Energie aus einem empfangenen Signal gewinnen. wobei die Energie verwendet wird, um einige oder alle Schaltungen in der Identifikationsvorrichtung zu versorgen. Das abfragende/versorgende elektromagnetische Signal liefert dem Identifikationsband Strom und Berechtigungsinformation. Die Abfrage-/Versorgungssignale können ein Versorgungssignal alleine oder sowohl ein Versorgungssignal und dem Versorgungssignal aufmodulierte Informationen enthalten. Auf Versorgung durch ein elektromagnetisches Signal hin kann das Identifikationsband optisch lesbare Information entsprechend den Daten anzeigen, die im Band programmiert sind, im Band gespeichert sind oder von der Abfrage-/Berechtigungsvorrichtung empfangen wurden.
2 ist eine Darstellung eines Längsschnittes einer Beispielsausführungsform einer Identifikationsvorrichtung 10, die die Kommunikationsschaltungskomponenten 32a, 32b, 32c enthalten, etwa die für eine RFID-Schaltung, die im dielektrischen Werkstoff 26 montiert sind. Wie in jeder der Ausführungsformen können die Kommunikationsschaltungskomponenten 32a, 32b, 32c außerdem eine RFID-Schaltung enthalten, elektronische Schaltkreise, optische Schaltkreise, Datenspeichervorrichtung und/oder andere Schaltungen oder Vorrichtungen. Die Identifikationsvorrichtung 10 umfasst ein Gebilde 20, das vorzugsweise länglich ist, so dass die Identifikationsvorrichtung 10 als Armband verwendet werden kann, und eine Mikrostreifenantenne 30. Die Mikrostreifenantenne 30 umfasst eine leitende Patch-Schicht 22, eine leitende Erdungsschicht 24, die als Groundplane arbeitet, und einen dielektrischen Werkstoff 26 zwischen der Patch- 22 und der Erdungsschicht 24. In dieser Ausführungsform befindet sich die Kommunikationsschaltung 32 im Bereich zwischen der leitenden Patch-Schicht 22 und der Erdungsschicht 24. Diese Ausführungsform wird weniger bevorzugt, als die anderen Ausführungsformen, da es möglich ist, dass die Schaltung 32 und die Antenne gegenseitig ihre Leistungsfähigkeit beeinträchtigen. Trotzdem sind in dieser Ausführungsform die Komponenten der Kommunikationsschaltung 32 im dielektrischen Werkstoff 26 montiert und können am Boden der leitenden Schicht 22 montiert werden (siehe beispielsweise die Komponente der Kommunikationsschaltung 32a), oben auf der Erdungsschicht 24 (siehe beispielsweise die Komponente der Kommunikationsschaltung 32c), oder zwischen der Patch- und der Erdungsschicht (siehe beispielsweise die Komponente der Kommunikationsschaltung 32b). Ein Draht oder anderer Leiter kann verwendet werden, um durch ein Loch im Dielektrikum 26 mit einer leitenden Schicht zu verbinden. Eine Alternative zum Loch ist ein leitender Rohrdraht, auch als Durchgangsleitung oder plattierte Durchbohrung bekannt. Als weitere Alternativen können induktive oder kapazitive Kopplungen anstelle der Drahtleiter verwendet werden. Alle der Löcher, Rohrdrähte und induktiven/kapazitiven Kopplungen können allgemein als „elektrische Koppler" bezeichnet werden. Durch Verwendung freiliegender Kommunikationsschaltungskomponenten 32a, 32b, 32c können die Schaltungskomponenten in ihrer Höhe 10 bis 20 mils (tausendstel Zoll) dünn ausgeführt werden. In dieser Ausführungsform befindet sich die Kommunikationsschaltung 32 innerhalb des resonierenden Bereichs der Mikrostreifenantenne 30.
3 ist eine schematische Darstellung einer anderen Beispielsausführungsform der Mikrostreifenantenne 30 mit einer Kommunikationsschaltung 32, die beispielsweise ein RFID-Chip sein kann. In dieser Beispielsausführungsform sind die Komponenten der Kommunikationsschaltung 32 auf der Unterseite der Erdungsschicht 24 (d. h. der vom dielektrischen Werkstoff 26 abgewandten Seite) montiert und direkt daran angeschlossen. Wieder können, wie in jeder der Ausführungsformen, durch Verwendung von freiliegenden Chip-Komponenten für die Kommunikationsschaltung 32, die Schaltungskomponenten in der Höhe 10 bis 20 mils dünn ausgeführt werden. Ein Draht oder anderer Leiter verbindet die Kommunikationsschaltung 32 mit der leitenden Patch-Schicht 22. Der Draht verläuft durch das Loch 40 im Dielektrikum 26. In dieser Ausführungsform befindet sich die Kommunikationsschaltung 32 außerhalb des resonierenden Bereichs der Mikrostreifenantenne 30.
4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Beispielsausführungsform einer Mikrostreifenantenne 30 mit einer Kommunikationsschaltung 32, die beispielsweise ein RFID-Chip sein kann. In 4 ist die Kommunikationsschaltung 32 oben auf dem Dielektrikum 26 neben der leitenden Patch-Schicht 22 montiert dargestellt. Ein Loch 40 durch den dielektrischen Werkstoff 26 erlaubt der Kommunikationsschaltung 32, an die Groundplane 24 unter dem dielektrischen Werkstoff 26 angeschlossen zu werden. Die Kommunikationsschaltung 32 kann an die leitende Patch-Schicht 22 durch einen Leiter oben auf dem dielektrischen Werkstoff 26 oder einen Leiter 50 angeschlossen werden, der in den dielektrischen Werkstoff 26 eingebettet ist.
5 ist eine schematische Darstellung einer anderen Beispielsausführungsform der Mikrostreifenantenne 30 mit einer Kommunikationsschaltung 32, die beispielsweise ein RFID-Chip sein kann. Die Kommunikationsschaltung 32 ist oben auf der leitenden Patch-Schicht 22 montiert, die sich auf dem dielektrischen Werkstoff 26 befindet. Ein Loch 40 erstreckt sich durch die leitende Patch-Schicht 22 und den dielektrischen Werkstoff 26. Das Loch 40 bietet der Kommunikationsschaltung 32, falls erwünscht, Zugang zum Anschluss an die Groundplane 24 unter dem dielektrischen Werkstoff 26.
6 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Beispielsausführungsform einer Mikrostreifenantenne 30 mit einer Kommunikationsschaltung 32, die beispielsweise ein RFID-Chip sein kann. Die Mikrostreifenantenne 30 in 6 ist gebogen oder profiliert, um eine bessere Anpassung an den Träger der Identifikationsvorrichtung 10 zu erzielen. Ein Gebilde 20 wie etwa ein Armband kann an der Mikrostreifenantenne 30 und den Kommunikationsschaltungen (in 6 nicht dargestellt) befestigt werden. Die dielektrische Schicht 26 kann flexibel sein oder starr und mit einer Krümmung geformt.
Jetzt wird ein Beispielsverfahren für die Befestigung der Mikrostreifenantenne 30 mit Kommunikationsschaltkreisen am Gebilde 20 beschrieben. 7 ist eine Darstellung einer Beispielsausführungsform einer Identifikationsvorrichtung 10, deren Gebilde 20 eine nichtleitende obere Schicht 42 und eine nichtleitende untere Schicht 44 umfasst. Dia Mikrostreifenantenne 30 und Schaltkreise (nicht dargestellt) sind zwischen den nichtleitenden oberen und unteren Schichten 42, 44 laminiert. Zusätzliche nichtleitende Schichten aus Werkstoff mit geringen elektromagnetischen Verlusten werden vorzugsweise verwendet, um die Mikrostreifenantenne 30 und Schaltkreise vor Feuchtigkeit, Abrieb etc. zu schützen. In 7, wie auch in jeder der Ausführungsformen können die Schaltkreise in Form eines Moduls vorliegen. Die Mikrostreifenantenne 30 und Schaltkreise werden gefertigt, bevor sie in das Gebilde 20 laminiert werden, oder zum Zeitpunkt der Herstellung des laminierten Produktes. Wenn beispielsweise die Mikrostreifenantenne 30 und Schaltkreise in einem schnellen Verfahren, wie Drucken, ausgebildet werden, können sie zu fast demselben Zeitpunkt hergestellt werden, zu dem die Identifikationsvorrichtung 10 hergestellt wird.
8 ist eine Darstellung einer Beispielsausführungsform einer Mikrostreifenantenne, die in das Befestigungsteil einer Identifikationsvorrichtung eingebaut ist, die in diesem Beispiel ein Identifikationsband ist. Die Identifikationsvorrichtung 10 weist ein längliches Gebilde 20 auf, das rohrförmig ist, um einen Teil 60 eines Schließ- oder Befestigungsmechanismus 62 aufzunehmen. Ein Beispiel für einen rohrförmigen Aufbau eines Identifikationsbandes ist in US-Patent Nr. 5 740 623 beschrieben.
Das andere Ende 64 des Befestigungsmechanismus 62 ist vorzugsweise dafür eingerichtet, ins entsprechende andere Ende des rohrförmigen, länglichen Gebildes 20 zu passen. In dieser Beispielsausführungsform umfasst die Mikrostreifenantenne 30 eine leitende Patch-Schicht 22, die an eine Kommunikationsschaltung 32 gekoppelt ist und auf einem dielektrischen Werkstoff 26 ruht. Die leitende Erdungsschicht 24 ruht zwischen dem dielektrischen Werkstoff 26 und dem Körper des Trägers (beispielsweise Handgelenk, Arm, Fußgelenk) der Identifikationsvorrichtung 10. Da die Mikrostreifenantenne 30 sich im Befestigungsmechanismus 62 befindet, kann die Antenne auf Wunsch ausgewechselt werden, ohne dass die ganze Identifikationsvorrichtung 10 weggeworfen werden müsste. Außerdem können die Enden 60, 62 des Befestigungsmechanismus 62 und die entsprechende Innenfläche des rohrförmigen Gebildes 20 über leitende Kontakte verfügen, um einen Schaltkreis zu bilden, wenn die Kontakte angeschlossen sind. Auf diese Weise kann die Identifikationsvorrichtung 10 feststellen, ob der Befestigungsmechanismus 62 geschlossen, entfernt oder beschädigt worden ist.
In jeder der Ausführungsformen kann die Identifikationsvorrichtung 10 optionale Einrichtungen und Merkmale aufweisen, wie etwa jedes der unten beschriebenen Merkmale. Die Kommunikationsschaltung kann beispielsweise eine Kommunikationsfunktion beliebiger Art ausführen und kann passiv kommunizieren, wie ein Transponder, und/oder aktiv durch Aufbau von Verbindungen. Die Identifikationsvorrichtung 10 kann in den UHF- oder SHF-Funkbändern arbeiten.
Ebenso kann die Kommunikationsschaltung eine Steuerlogik- oder Datenverarbeitungseinheit umfassen, bei der es sich um einen Mikroprozessor, Mikrosteuereinheit, eine Zentraleinheit (CPU), ein Rechenwerk (ALU), einen Mathematik-Coprozessor, Fließkomma-Coprozessor, Graphik-Coprozessor, Hardware-Steuereinheit, programmierbare Logikeinheit, die zur Verwendung als Steuereinheit programmiert ist, oder andere Steuerungslogik handeln. Die Kommunikationsschaltung kann außerdem optional eine Datenspeichervorrichtung, wie etwa einen Speicher irgendwelcher Art enthalten. Beispielsweise kann der Speicher ein Direktzugriffsspeicher (RAM) sein, ein Festwertspeicher (ROM), programmierbarer Festwertspeicher (PROM), elektrisch löschbarer PROM (EEPROM), durch Ultraviolettlicht löschbarer PROM (UVPROM), Festplatte, Floppydisk, Flash-Speicher, ferroelektrischer Speicher, organischer Halbleiterspeicher, Band oder sonstiges Speichermittel oder eine beliebige Kombination dieser flüchtigen und nicht-flüchtigen Speichermittel. Selbstverständlich können die Speicher mit beweglichen Datenträgern (beispielsweise Floppydisk, Band) in einer Identifikationsvorrichtung unpraktisch sein, die dafür vorgesehen ist, an das Handgelenk einer Person zu passen, sofern nicht die Speicher mit beweglichen Datenträgern klein oder dünn sind. Die Datenspeichervorrichtung kann außerdem nur das Lesen, Lesen und Schreiben oder nur das Schreiben zulassen.
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann optoelektronische Bauteile oder Schaltungen umfassen, wie Signalisierungs-, Signalübermittlungs-, Signalempfangs- oder Anzeigeschaltungen. Die optoelektronischen Bauteile können verschiedene Funktionen erfüllen, wie etwa Signalisierung (beispielsweise durch das Licht einer lichtemittierenden Diode), Meldung (beispielsweise durch Lichtabstrahlung oder veränderliche Reflexionsgrade), Anzeige (beispielsweise von alphanumerischen oder Bilddaten durch vorgeformte Anzeigeelemente oder eine Matrix von Anzeigeelementen), erfassen (beispielsweise von Licht- oder Schallpegeln), Energiewandlung (beispielsweise Photozelle). Diese Komponenten können aus Silikon, Polymeren oder anderen Werkstoffen bestehen. Sie können unflexibel und an der Identifikationsvorrichtung 10 befestigt sein. Alternativ dazu können sie flexibel sein und an der Identifikationsvorrichtung 10 befestigt oder ihr aufgedruckt. Die elektronischen, optoelektronischen Bauteile können gedruckt oder anderswie auf das Gebilde 20 aufgetragen werden.
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann an einem Artikel befestigt werden, so dass eine Schaltung in der Identifikationsvorrichtung 10 eine optionale elektronische Artikel-Überwachungsfunktion (EAS) ausführt, beispielsweise um den Diebstahl des Artikels anzuzeigen. Die EAS-Funktion übermittelt keinen Identifikationscode, erlaubt aber einem Lesegerät festzustellen, ob sich die Identifikationsvorrichtung 10 nahe dem Lesegerät befindet.
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann einmal verwendbar sein (in einer Ausführungsform) oder wiederverwendbar (in einer anderen Ausführungsform) oder einen wegwerfbaren Teil und einen wiederverwendbaren Teil umfassen (in einer dritten Ausführungsform). Es ist möglich, die Identifikationsvorrichtung 10 einmal verwendbar und sehr preisgünstig herzustellen, etwa als Armband. Die Wegwerf-Identifikationsvorrichtung 10 kann jede der Funktionen beinhalten, die in dieser Beschreibung beschrieben werden, wobei das Befestigungsmittel nicht wiederverwendbar ist und die Funktionsfähigkeit der Identifikationsvorrichtung 10 nach Gebrauch zerstört wird. Die Identifikationsvorrichtung 10 kann über einen Wegwerfteil (beispielsweise das Gebilde 20) verfügen und einen wiederverwendbaren Teil (beispielsweise die Kommunikationsschaltung 32).
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann auch wasserfest, wasserdicht und/oder widerstandsfähig gegen bestimmte Lösungsmittel oder Chemikalien ausgeführt werden, die in ihrem Anwendungsbereich verwendet werden.
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann beschädigungsfest oder Beschädigungen anzeigend gemacht werden. Beispielsweise kann leitende Klebebefestigung von Bereichen der Identifikationsvorrichtung 10 bei der Befestigung am Träger gedruckte Leitermuster innerhalb der Identifikationsvorrichtung 10 aktivieren, die Schaltkreise davon informieren, dass die Identifikationsvorrichtung 10 einem Träger oder Objekt angelegt wurde. Wenn die Klebebefestigung von Bereichen der Identifikationsvorrichtung 10 zerbrochen ist, stellen die gedruckten Leitermuster den Bruch fest, so dass die Schaltung eine Beschädigung feststellen kann. Die Konfiguration und Art der elektrischen Kopplung von Leitermustern in der Identifikationsvorrichtung 10 an die Schaltung kann variieren, je nachdem, ob die gesamte Identifikationsvorrichtung 10 eine Wegwerfvorrichtung ist, eine an einem wiederverwendbaren Transponder befestigte Vorrichtung oder eine wiederverwendbare Vorrichtung. Wenn Beschädigung festgestellt wird, kann die Schaltung die Identifikationsvorrichtung 10 außer Betrieb setzen oder eine Funktion oder Funktionen der Identifikationsvorrichtung 10 außer Betrieb setzen. Zusätzlich kann die Schaltung melden, dass Beschädigung erfolgt ist, indem eine Anzeige, ein Alarm, eine LED und Ähnliches aktiviert werden, oder indem eine Person oder eine andere Vorrichtung von der Beschädigung informiert werden, etwa durch eine Funkübertragung. Außerdem kann die Identifikationsvorrichtung 10 physisch sicher befestigt werden, so dass Beschädigung oder Abnehmen der Identifikationsvorrichtung 10 seine Funktionsfähigkeit zerstören würde oder eine solche Beschädigung oder Abnehmen deutlich machen würde. Die Befestigung kann für die Benutzungsdauer der Identifikationsvorrichtung 10 permanent ausgeführt werden, oder vorübergehend (beispielsweise durch ein zulässiges Verfahren lösbar). Im Fall von vorübergehender Befestigung kann die Identifikationsvorrichtung 10 wiederverwendet und durch eine autorisierte Stelle oder Person wieder befestigt werden.
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann eine biegsame Tastatur zur Eingabe von Daten oder Passwörtern direkt in die Schaltungen aufweisen. Die Tastatur kann auf symbolischen oder alphanumerischen Daten beruhen.
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann über Schall-Transducer für Schalleingabe oder -ausgabe verfügen. Die Identifikationsvorrichtung 10 kann auch über bekannte Algorithmen verfügen, um Spracherkennung auszuführen oder synthetische Sprache auszugeben. Außerdem kann die Identifikationsvorrichtung 10 Benutzern erlauben, in beiden Richtungen mit fernen Einheiten zu kommunizieren oder über Schaltkreise oder Algorithmen verfügen, um biometrische Daten aus der Sprache des Benutzers zu bestimmen (wie etwa die einzigartigen, kennzeichnenden Sprachmuster des Benutzers).
Solche biometrischen Daten können beispielsweise Bilder von oder Daten über die Fingerabdrücke, Retina, Iris oder Gesicht des Trägers umfassen oder das Spektrum der Stimme des Trägers im Zeit- oder Frequenzbereich, oder eine biochemische Probe von Geruch, Blut oder Atem des Trägers. Mit anderen Worten können die biometrischen Daten sich auf die Unterschrift, Unterschrift plus Handschriftdynamik, Iris, Retina, Gesichtserkennung, Stimmabdruck, Stimmabdruck und -stärke, Fingerabdruck, andere Hautmuster, chemische Kennzeichen (beispielsweise Geruch, Blut, Schweiß), DNS-Merkmale oder elektrische, magnetische akustische oder andere biometrische Kennzeichen beziehen. Alternativ kann der biometrische Sensor Daten über den Träger für andere Zwecke liefern, als zur Identifikation. Beispielsweise kann der biometrische Sensor in die Identifikationsvorrichtung 10 eingebaut werden, um die Pulsfrequenz, elektrische Herzsignale, Blutdruck, Insulinpegel und Ähnliches festzustellen, wobei derartige biometrische Daten laufend, in Abständen oder unter Alarmbedingungen an andere Vorrichtungen (wie Überwachungscomputer in Krankenhäusern) übermittelt werden können.
Die Identifikationsvorrichtung 10 kann Informationen über den Träger oder das Objekt abgeben, zu dem sie gehört. Diese Information kann geschriebene oder gedruckte sichtbare Information sein. Beispielsweise kann die Identifikationsvorrichtung 10 ein Etikett oder eine bedruckbare Oberfläche aufweisen, um die Information aufzunehmen. Die geschriebene oder gedruckte Information kann Daten enthalten, die für Menschen, Tiere oder Maschinen wahrnehmbar sind. Beispielsweise können die Daten alphanumerische Daten sein, als optische Zeichen erkennbare Daten (wie etwa Streifencodes), Bilder, Photos, magnetisch lesbare Daten und/oder biometrische Daten, wie Fingerabdrücke, Retina oder Stimmendaten.
In der vorangehenden Beschreibung wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen davon beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne den Geist und Umfang der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise sollte dem Leser verständlich sein, dass die besondere Reihenfolge und Kombination von Verfahrensschritten, die in den Flussdiagrammen des Verfah rens gezeigt werden, die hierin beschrieben wurden, nur der Erläuterung dienen und dass die Erfindung unter Anwendung verschiedener oder zusätzlicher Verfahrensschritte oder einer anderen Kombination oder Reihenfolge von Verfahrensschritten ausgeführt werden kann. Als anderes Beispiel kann jedes Merkmal einer Ausführungsform mit anderen Merkmalen, die in anderen Ausführungsformen gezeigt werden, gemischt und zusammengepasst werden. Merkmale und Verfahren, die Fachleuten mit durchschnittlichen Kenntnissen über Identifikationsvorrichtungen bekannt sind, können ebenfalls auf Wunsch eingefügt werden. Außerdem und selbstverständlich können Merkmale auf Wunsch hinzugefügt oder weggelassen werden. Dementsprechend darf die Erfindung nur in Hinsicht auf die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente eingeschränkt werden.

Claims

Funkidentifikationsband, dafür eingerichtet, mit einer anderen Funkvorrichtung zu kommunizieren, umfassend ein Band (20), dafür eingerichtet, von einer Person getragen oder an ihr befestigt zu werden, wobei das Band (20) über eine erste und eine zweite Oberfläche verfügt, wobei die zweite Oberfläche näher zur Person angeordnet ist, als die erste Oberfläche, wenn das Band von der Person getragen wird oder an ihr befestigt ist, und eine Kommunikationsschaltung, die eine Datenspeichervorrichtung enthält, die für die Speicherung von personenbezogenen Daten eingerichtet ist, und eine Steuerschaltung, die an die genannte Datenspeichervorrichtung angeschlossen ist, und eine Mikrostreifenantenne (30), die im Band (20) angeordnet ist, wobei die Mikrostreifenantenne (20) eine leitende Patch-Schicht (22) aufweist, eine leitende Erdungsschicht (24) und einen dielektrischen Werkstoff (26), der zwischen der Patch-Schicht (22) und der Erdungsschicht (24) angeordnet ist, wobei die Erdungsschicht (24) näher zur Person angeordnet ist, als die Patch-Schicht (22), wenn das Band (20) von der Person getragen wird oder an ihr befestigt ist, wobei die Steuerschaltung außerdem mit der Mikrostreifenantenne (30) verbunden ist, während die Steuerschaltung dafür eingerichtet ist, durch die Mikrostreifenantenne (30) mit der anderen Funkvorrichtung zu kommunizieren, wobei das Funkidentifikationsband dadurch gekennzeichnet ist, dass das Band (20) außerdem einen Verschlussmechanismus aufweist, wobei die Mikrostreifenantenne (30) Teil des Verschlussmechanismus ist.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unzulässige Eingriffe auf den oder Öffnung des Verschlussmechanismus nach dem Schließen des Ver schlussmechanismus die Steuerschaltung dazu veranlasst festzustellen, dass ein unzulässiger Eingriff erfolgt ist.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung dafür eingerichtet ist, die andere Funkvorrichtung darüber zu informieren, dass ein unzulässiger Eingriff erfolgt ist.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 3, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass ein Melder mit der Steuerschaltung verbunden ist, der meldet, ob ein unzulässiger Eingriff erfolgt ist.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, außerdem eine Tastatur zur Eingabe von Daten in den Datenspeicher umfassend.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkidentifikationsband ein Wegwerfartikel ist.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung dafür eingerichtet ist, auf oder nahe von 400 MHz, 915 MHz, 2,45 GHz oder 5,88 GHz zu kommunizieren.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung mehrere Schaltungen umfasst.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten medizinische Angaben über die Person einschließen.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostreifenantenne (30) ein Dauerstrahler ist.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, außerdem eine flexible Batterie umfassend, die zur Stromversorgung der Steuerschaltung geschaltet ist.
Funkidentifikationsband nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Batterie einen organischen Werkstoff umfasst.