JP2008519536A - ステップ受信を用いてeas/rfidタグを検出するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ISO15693.
ISO15693として知られている規格化されたRFIDプロトコルは、RFIDリーダ−タグ間通信の方法を指定している。その空中線インタフェースは、13.56MHzの搬送波を使用したリーダ−タグ間通信を指定している。リーダからタグへのコマンドは、この13.56MHzの搬送波において周期的に離間された変化(「変調エッジ」ともいう。)により確立される。搬送波振幅におけるこれらの変化又は降下は、ステップ受信技術における「ステップ」の基礎を形成する。従って、ステップ受信は、RFIDのISO15693規格の副産物と見なすことができる。しかしながら、詳細に後述するように、本発明20においてはこれらの変化又は降下は丸みを帯びずに「尖鋭である」必要があることが理解されるべきであり、以下「下降遷移」32Bと呼ぶ(図4及び図13参照)。本発明20の主要な特徴の1つは、RFIDリーダ22送信機が、刺激信号32においてそのような尖鋭な下降遷移32Bに対応するように変更されていることである。
ISO15693規格は、コマンド変調エッジにおける最大立上り及び立下り時間を指定している。この最大限界は簡単に実行できるが、丸みを帯びた変調エッジをもたらす。これらのエッジが丸ければ丸いほど、EASリングダウンを見ることが困難になる。その結果、ステップ受信はいかなるISO15693に従うリーダ/アンテナとも協働しないであろう。
8MHzのリングダウンを検出するためには、EAS受信機がISO15693リーダ送信機から合成されるエネルギーをろ波する必要がある。この13.56MHzの大きな信号は、EASリングダウンの小さな信号に比べてその振幅が大きい場合、いかなる受信機に対しても容易に受信を遮断する。本来、刺激は望ましくないが、応答は望ましい。
全世界の規制当局が、EAS動作を特定の周波数帯域に制限している。これらの制限規定はシステムの送信機には適用されるが、受動的要素であるEASタグには適用されない。タグは、いかなる所望の周波数においても共振し得る。
この実験で使用した主要なハードウェア要素が3つあり、それらは、フィリップス社製SLRM900 Iコードリーダ(RFEDリーダ22用)、変形されたTR4024(EASステップ受信式受信機24用)及びアンテナ対(28はRFIDリーダ22用、30はEASステップ受信式受信機24用)である。使用された追加の実験設備は、デュアル電源、ラップトップコンピュータ、関数発生器及びオシロスコープ等を含んだ。ブロック図を図9に示す。
フィリップス社製SL RM900 I*コードロングレンジリーダモジュールが、総合的な SL EV900評価キットの一部としてユーザに提供されている。このキットには、矩形ループアンテナ及びマッチングネットワーク、デモソフトウェア及びIコードRFIDタグの選択が含まれる。
ステップ受信のためのエネルギー源はRFIDリーダ22であるため、TR4024送信機23Aは必要でなく、従って図10に示すようにディスエーブルにした。送信機23Aをディスエーブルにするには、単にTR4024送信機レベルをゼロに設定するだけでは十分でなかったことに注意すべきである。これは、電力FET DCレールをDC0Vに設定するだけである。FETゲートからアンテナ30へ通過する漏れが依然としてあった。これは、実験の初期において、いくつかの誤りを招く結果を引き起こした。さらに、EASリングダウンがディスエーブル状態のEAS送信機23Aを通じて戻ってこないように、並列コンデンサ/インダクタの組合せ(C112/L10、図示せず)を取り除いた。
アンテナに要求されるQは、そこを通過させられる必要な信号に直接に関係する。RFIDリーダ送信機が尖鋭な変調エッジを有する刺激信号32を供給することが必要である。ステップ受信法は、これらのエッジにおける十分な「ステップ」に依存している。先に述べたように、RFIDリーダ22を備えた供給品アンテナのQは約27である。これにより、BWはわずかに502KHzとなり、任意の信号の最小の立上り時間tr(信号がその最終的な値の10%から90%まで遷移する時間)は次式のようになり、即ち、tr=0.6μsである。
EASラベルは、13.56MHzで刺激されると、エネルギー蓄積が少なくなる。これは、7.4〜8.7MHzの典型的なEAS刺激信号と比較した場合である。しかしながら、これは、より大きな刺激、即ち規制当局によって制限される最大値を使用することで部分的に解消される。以下のパラグラフにおいて、13.56MHzのエネルギー源を使用するとき許容されるアンテナ電流の増加の定量化を試みる。
低いQを有するアンテナは、RFDD受信機に対して、より多くの、より広い帯域雑音を許容する。RFID検出におけるわずかな低下は、受信機への広帯域の雑音ではなく、送信機からの低アンテナ電流に起因するものと仮定した。正確なRFID性能の劣化は分っていない。性能低下のどのくらいの割合が追加された受信機雑音によるものかは分っていない。
Claims (43)
- 電子商品監視(EAS)周波数帯域の周波数に同調されるEAS共振回路タグからの第1の信号と、無線周波識別(RFID)周波数帯域の周波数に同調されるRFIDタグからの第2の信号とを検出するシステムであって、前記システムは、
上記RFID周波数帯域内の周波数の搬送波信号であって、RFIDタグへコマンドを送るために振幅変調された搬送波信号と、送信信号が上記EAS共振回路タグに入射したときに上記EASタグに上記第1の信号を放射させる変調エッジとを含む上記送信信号を放射する送信機と、
上記EAS周波数帯域内の周波数に同調され、上記EAS共振回路の自然応答を含む上記第1の信号を受信する第1の受信機と、
上記RFID周波数帯域内の周波数に同調されかつ上記第2の信号を受信する第2の受信機とを備えたことを特徴とするシステム。 - 上記送信機と上記第2の受信機がRFIDリーダを備えたことを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 上記送信機と上記第2の受信機とは、上記送信信号を送信しかつ上記第2の信号を受信するための第2のアンテナを共有することを特徴とする請求項2記載のシステム。
- 上記第1の受信機はまた、上記第1の信号を受信するために上記第2のアンテナを使用することを特徴とする請求項2記載のシステム。
- 上記共通のアンテナは約6.4のQを有することを特徴とする請求項4記載のシステム。
- 上記共通のアンテナは差動L型ネットワークを備えたことを特徴とする請求項5記載のシステム。
- 上記共通のアンテナは、上記差動インピーダンスをシングルエンド負荷に変換するためのバランをさらに備えたことを特徴とする請求項6記載のシステム。
- 上記アンテナは切り替えされるQを有する回路を備えたことを特徴とする請求項5記載のシステム。
- 上記第1の受信機は受信機パスを備え、かつ上記受信機パスは、上記送信信号をろ波する少なくとも1つのアクティブフィルタを備えたことを特徴とする請求項4記載のシステム。
- 上記第1の受信機は受信機パスを備え、かつ上記受信機パスは、上記送信信号をろ波する直列共振回路を備えたことを特徴とする請求項4記載のシステム。
- 上記第1の受信機は、上記第2のアンテナとは異なる第1のアンテナを備えたことを特徴とする請求項3記載のシステム。
- 上記第1のアンテナは複数のループを備えたことを特徴とする請求項11記載のシステム。
- 上記複数のループは5つのループを備えたことを特徴とする請求項12記載のシステム。
- 上記送信機は約10%の変調指数となるように構成されたことを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 上記送信機の出力電力は3.75ワットであることを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 上記変調エッジは立下り変調エッジを含むことを特徴とする請求項1記載のシステム。
- 上記EAS周波数帯域は、7.4MHzから8.7MHzまでの周波数範囲を含むことを特徴とする請求項3記載のシステム。
- 上記EAS周波数帯域内の上記周波数は約8.2MHzであることを特徴とする請求項17記載のシステム。
- 上記RFID周波数帯域内の上記周波数は13.56MHzであることを特徴とする請求項3記載のシステム。
- 上記送信機、上記第1の受信機及び上記第2の受信機は単一の筐体に収容されることを特徴とする請求項11記載のシステム。
- 上記単一の筐体は、企業の入口における1対の架台のうちの1つに収容されていることを特徴とする請求項20記載のシステム。
- 上記送信機、上記第1の受信機及び上記第2の受信機は、企業の入口において1対の架台のうちの1つに収容されていることを特徴とする請求項11記載のシステム。
- 上記送信信号はさらに、第1の非変調成分、上記下降変調エッジ成分、変調成分、上昇変調エッジ成分及び第2の非変調成分を含むことを特徴とする請求項16記載のシステム。
- 上記送信信号は13.56MHzの周波数を含むことを特徴とする請求項23記載のシステム。
- 上記下降変調エッジは、上記第1の非変調成分と上記変調成分との間において振幅の急激な減少を含むことを特徴とする請求項24記載のシステム。
- 上記上昇変調エッジは、上記変調成分と上記第2の非変調成分との間において振幅の急激な増加を含むことを特徴とする請求項24記載のシステム。
- 上記送信機は約10%の変調指数となるように構成されたことを特徴とする請求項24記載のシステム。
- 電子商品監視(EAS)周波数帯域の周波数に同調されるEAS共振回路タグからの第1の信号と、無線周波識別(RFID)周波数帯域の周波数に同調されるRFIDタグからの第2の信号とを同時に検出する方法であって、上記方法は、
(a)上記RFID周波数帯域内の周波数を有する搬送波信号を振幅変調して変調エッジを含む送信信号を形成するステップと、
(b)上記送信信号を放射して、上記EAS共振回路タグ及び上記RFIDタグに入射させるステップと、
(c)上記送信信号の上記変調エッジに応答して、上記EAS共振回路タグにより、上記EAS共振回路タグにおける上記共振回路の自然応答を含む上記第1の信号を放射するステップと、
(d)上記送信信号に応答して、上記RFIDタグにより、上記第2の信号を放射するステップと、
(e)上記第1及び第2の信号を検出するステップとを含む方法。 - 上記第1及び第2の信号を検出するステップは、上記第1及び第2の信号受信するためにそれぞれのアンテナを使用するステップを含むことを特徴とする請求項28記載の方法。
- 上記EAS周波数帯域は、7.4MHzから8.7MHzまでの周波数範囲を含むことを特徴とする請求項28記載の方法。
- 上記EAS周波数帯域内の上記周波数は約8.2MHzであることを特徴とする請求項30記載の方法。
- 上記RFID周波数帯域内の上記周波数は13.56MHzであることを特徴とする請求項28記載の方法。
- 上記搬送波信号を振幅変調するステップは、約10%の変調指数を実現するステップを含むことを特徴とする請求項28記載の方法。
- 上記送信信号を放射するステップは、約3.75ワットの出力電力で上記送信信号を放射するステップを含むことを特徴とする請求項28記載の方法。
- 上記第1及び第2の信号を検出するステップは、上記それぞれのアンテナにより上記受信された第1の信号に対してアクティブフィルタリングを行うステップを含むことを特徴とする請求項29記載の方法。
- 上記第1及び第2の信号を検出するステップは、上記それぞれのアンテナにおいてQを有する抵抗器を切り替えるステップを含むことを特徴とする請求項35記載の方法。
- 上記搬送波信号を振幅変調するステップは、
非変調の連続的な搬送波信号を供給するステップと、
上記連続的な搬送波信号を振幅変調して振幅変調搬送波信号を形成し、上記振幅変調が開始するときに振幅の急激な減少が発生されて上記変調エッジの1つを形成するステップと、
上記振幅変調を非活性化して上記非変調搬送波信号を形成し、上記非活性化が発生するときに別の変調エッジが形成されるようにするステップとを含むことを特徴とする請求項28記載の方法。 - 上記振幅変調を非活性化するステップはさらに、振幅の急激な増加を生成して上記別の変調エッジを形成するステップを含むことを特徴とする請求項37記載の方法。
- 上記連続的な搬送波信号は13.56MHzの信号を含むことを特徴とする請求項37記載の方法。
- 上記振幅変調は約10%の変調指数を含むことを特徴とする請求項39記載の方法。
- 電子商品監視(EAS)周波数帯域の周波数に同調されるEAS共振回路タグからの第1の信号と、無線周波識別(RFID)周波数帯域の周波数に同調されるRFIDタグからの第2の信号とを同時に検出する方法であって、上記方法は、
(a)第1の振幅を有する第1の発振信号成分と、上記第1の振幅を下回る第2の振幅を有する第2の発振信号成分であって、上記第1の振幅と上記第2の振幅との間に急激な減少がある上記第2の発振信号成分と、上記第1の振幅を有する第3の発振信号成分であって、上記第2の振幅と上記第3の発振信号の上記第1の振幅との間に急激な増加がある上記第3の発振信号成分とを有する送信信号を発生するステップと、
(b)上記送信信号を放射して、上記EAS共振回路タグ及び上記RFIDタグに入射させるステップと、
(c)上記送信信号の上記急激な増加に応答して、上記EAS共振回路により、上記EAS共振回路タグにおいて上記共振回路の自然応答を含む上記第1の信号を放射するステップと、
(d)上記送信信号に応答して、上記RFIDタグにより、上記第2の信号を放射するステップと、
(e)上記第1及び第2の信号を検出するステップとを含む方法。 - 上記第1の発振信号、上記第2の発振信号及び上記第3の発振信号は、13.56MHzの周波数を含むことを特徴とする請求項41記載の方法。
- 上記送信機は約10%の変調指数となるように構成されたことを特徴とする請求項42記載のシステム。
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