JP5676545B2 - 結合アンテナを用いたデータトランシーバデバイスおよびその方法 - Google Patents
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Description
本願は、2009年9月4日出願の米国特許出願第12/554,446号の利益を主張し、その内容は参照によってすべての目的のために全体が本明細書に組み込まれる。
筺体と、
第1の端部と第2の端部を有する単一の導電性長方形ループを備える可撓性アンテナ要素であって、前記第1の端部が前記導電性長方形ループの両端を終端する1対の接触パッドを備える、可撓性アンテナ要素と、
信号を生成および受信するための通信回路であって、アクティブ送信器を備える、通信回路と、
を備え、
前記デバイスは、高周波伝送によって、リモートトランシーバとの通信を開始すると共に、前記リモートトランシーバからの受信信号に応答し、
前記通信回路は、第1の端部と第2の端部とを有し、前記第1の端部が接触パッドを備え、
前記可撓性アンテナ要素の接触パッドと前記通信回路の接触パッドとの間の電気的相互作用によって、前記通信回路が前記可撓性アンテナ要素と電気通信し、
前記通信回路および前記可撓性アンテナ要素は前記筺体内に収容され、前記可撓性アンテナ要素及び前記通信回路は前記筺体内で直線に沿って配列され、前記通信回路の前記第1の端部は前記可撓性アンテナ要素の前記第1の端部に近接し前記可撓性アンテナ要素の前記第2の端部及び前記通信回路の前記第2の端部は前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素との複合アセンブリの重ならない反対側端部に位置し、
前記デバイスは、着用者の近接した身体に適合され、前記適合は、対称ブランチを備える所定の差動平衡出力を含む差動整合回路網であるパイ(π)回路網を形成し、
前記適合は、前記近接した身体と前記デバイスとの間のリアクティブ・ニアフィールド相互作用効果を含むことにより、全体の効率が改善されると共に、通信性能が向上される、デバイスである。
一実施形態は、通信のためのデバイスを提供しており、そのデバイスは、筐体と、可撓性アンテナ要素と、信号を生成および受信するための通信回路と、を備え、通信回路は前記アンテナ要素と電気通信し、通信回路およびアンテナ要素は前記筐体内に配置され、デバイスはアクティブリアルタイム位置特定・識別デバイスである。さらなる実施形態では、アンテナ要素および通信回路の電気通信は、アンテナと回路との容量結合を含んでおり、容量結合は、接着剤がアンテナ要素を前記回路に固定することを含む。別の実施形態では、デバイスが、着用者の近接した身体に適合されることよって、通信性能が高められる。さらなる実施形態では、筐体は可撓性である;筐体の構成要素がシーム溶接されることによって、デバイスのサイズが縮小される;もしくは、筐体の構成要素がRFシーム溶接される。任意選択的に、筐体の構成要素は、熱シーム溶接される。実施形態において、回路は、電源およびRF発振器を備える。さらなる別の実施形態では、デバイスは、襟、裾、バックパックのストラップ、および、対象物の内の少なくとも1つに取り付けられ;デバイスは使い捨てである。いくつかの実施形態では、回路およびアンテナのアセンブリが、筐体によって規定されたスロットを通して挿入され、スロットは、着用者の付属器官の周りに固定されると密閉される。別の実施形態では、回路およびアンテナのアセンブリは、筐体によって規定されたスロットを通して挿入され、スロットは、着用者の付属器官の周りに固定される前に密閉される。さらに別の実施形態では、回路およびアンテナのアセンブリは、筐体の構成要素をシーム溶接する前に、筐体によって規定されたスロットを通して挿入される。さらに、いくつかの実施形態において、通信回路は、非可撓性の回路基板を備え;通信回路の回路基板と同一平面上に少なくとも1つのバッテリを備える。別の実施形態は、少なくとも1つの同一平面上のバッテリを保持するクリップを備えており、それによってデバイスの厚さが削減される。さらに、別の実施形態では、デバイスの色が選択可能である。別の実施形態では、デバイスは、約100オームの差動送信器出力インピーダンスを整合する約315MHzの整合回路網を備える。
[適用例1]
通信のためのデバイスであって、
筐体と、
可撓性アンテナ要素と、
信号を生成および受信するための通信回路と、
を備え、
前記通信回路は前記アンテナ要素と電気通信し、前記通信回路および前記アンテナ要素は前記筐体内に配置され、前記デバイスはアクティブリアルタイム位置特定・識別デバイスである、デバイス。
[適用例2]
適用例1に記載のデバイスであって、前記アンテナ要素および前記通信回路の前記電気通信は、前記回路への前記アンテナの容量結合を含む、デバイス。
[適用例3]
適用例2に記載のデバイスであって、前記容量結合は、前記アンテナ要素を前記回路に固定する接着剤を含む、デバイス。
[適用例4]
適用例1に記載のデバイスであって、前記デバイスが、着用者の近接した身体に適合されることよって、通信性能が高められる、デバイス。
[適用例5]
適用例1に記載のデバイスであって、前記筐体は可撓性である、デバイス。
[適用例6]
適用例1に記載のデバイスであって、前記筐体の構成要素がシーム溶接されていることによってデバイスサイズが縮小されている、デバイス。
[適用例7]
適用例1に記載のデバイスであって、前記筐体の構成要素はRFシーム溶接されている、デバイス。
[適用例8]
適用例1に記載のデバイスであって、前記筐体の構成要素は熱シーム溶接されている、デバイス。
[適用例9]
適用例1に記載のデバイスであって、前記回路は、電源およびRF発振器を備える、デバイス。
[適用例10]
適用例1に記載のデバイスであって、前記デバイスは、襟、裾、バックパックのストラップ、および、対象物の内の少なくとも1つに取り付けられる、デバイス。
[適用例11]
適用例1に記載のデバイスであって、前記デバイスは使い捨てである、デバイス。
[適用例12]
適用例1のデバイスであって、前記回路および前記アンテナのアセンブリが、前記筐体によって規定されたスロットを通して挿入され、前記スロットは、着用者の付属器官の周りに固定されると密閉される、デバイス。
[適用例13]
適用例1のデバイスであって、前記回路および前記アンテナのアセンブリが、前記筐体によって規定されたスロットを通して挿入され、前記スロットは、着用者の付属器官の周りに固定される前に密閉される、デバイス。
[適用例14]
適用例1のデバイスであって、前記筐体の構成要素をシーム溶接する前に、前記回路および前記アンテナのアセンブリが、前記筐体によって規定されたスロットを通して挿入される、デバイス。
[適用例15]
適用例1に記載のデバイスであって、前記通信回路は、非可撓性の回路基板を備える、デバイス。
[適用例16]
適用例1に記載のデバイスであって、前記通信回路の回路基板と同一平面上に少なくとも1つのバッテリを備える、デバイス。
[適用例17]
適用例15に記載のデバイスであって、前記少なくとも1つの同一平面上のバッテリを保持するクリップを備え、それによって前記デバイスの厚さが削減されている、デバイス。
[適用例18]
適用例1に記載のデバイスであって、前記デバイスの色が選択可能である、デバイス。
[適用例19]
適用例17に記載のデバイスであって、約100オームの差動送信器出力インピーダンスを整合する約315MHzの整合回路網を備える、デバイス。
[適用例20]
対象物を識別する方法であって、
回路に情報を格納する工程と、
前記回路をアンテナ要素と電気的に接続する工程と、
筐体内に前記回路および前記アンテナのアセンブリを挿入する工程と、
前記格納された情報に関連付けられる前記対象物に前記筐体を取り付ける工程と、
前記回路内の前記情報にアクセスする工程と、
を備える、方法。
[適用例21]
適用例20に記載の方法であって、前記筐体は、前記筐体を前記対象物に取り付けるための手段と、前記アセンブリを保持するための手段とを備え、前記保持手段は、内部に開口部を規定する弾性本体部分と、前記開口部に隣接する保持リップとを備え、前記開口部は、前記アセンブリを前記本体部分に挿入することができるよう変形可能であり、前記保持リップは、前記本体部分の中に前記アセンブリを保持することを支援し、前記アセンブリ保持手段は、前記取り付け手段と関連付けられている、方法。
[適用例22]
適用例20に記載の方法であって、さらに、RF通信によって前記対象物を位置特定する工程を備える、方法。
[適用例23]
適用例20に記載の方法であって、タブを除去することによってデバイスが起動される、方法。
[適用例24]
回路に接続されたアンテナを備えるデバイスを用いて電磁信号で動作を実行するための方法であって、
個人に近接するように前記デバイスを配置する工程と、
近接によって前記個人に前記デバイスを結合する工程と、
受信信号を受信する工程と、
前記受信信号を前記アンテナに結合する工程と、
前記アンテナに接続された前記回路によって前記受信信号を受信する工程と、
前記受信した信号をプロセッサによってデコードする工程と、
送信データを生成する工程と、
送信信号を前記回路によって生成する工程と、
前記回路に接続された前記アンテナに前記送信信号を結合する工程と、
前記送信信号を送信する工程と、
を備える、方法。
[適用例25]
適用例24に記載の方法であって、前記回路および前記アンテナは容量結合で結合される、方法。
本明細書に記載された特徴および利点はすべてを包含しているわけではなく、特に、図面、明細書、および、特許請求の範囲を鑑みれば、多くのさらなる特徴および利点が当業者にとって明らかになる。本明細書で用いられている言語は、主に読みやすさと教示を目的として選択されたものであり、本発明の主題の範囲を限定しない。
Claims (20)
- 通信のためのアクティブリアルタイム位置特定・識別無線データトランシーバデバイス(WDX)であって、
筺体と、
第1の端部と第2の端部を有する単一の導電性長方形ループを備える可撓性アンテナ要素であって、前記第1の端部が前記導電性長方形ループの両端を終端する1対の接触パッドを備える、可撓性アンテナ要素と、
信号を生成および受信するための通信回路であって、アクティブ送信器を備える、通信回路と、
を備え、
前記デバイスは、高周波伝送によって、リモートトランシーバとの通信を開始すると共に、前記リモートトランシーバからの受信信号に応答し、
前記通信回路は、第1の端部と第2の端部とを有し、前記第1の端部が接触パッドを備え、
前記可撓性アンテナ要素の接触パッドと前記通信回路の接触パッドとの間の電気的相互作用によって、前記通信回路が前記可撓性アンテナ要素と電気通信し、
前記通信回路および前記可撓性アンテナ要素は前記筺体内に収容され、前記可撓性アンテナ要素及び前記通信回路は前記筺体内で直線に沿って配列され、前記通信回路の前記第1の端部は前記可撓性アンテナ要素の前記第1の端部に近接し前記可撓性アンテナ要素の前記第2の端部及び前記通信回路の前記第2の端部は前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素との複合アセンブリの重ならない反対側端部に位置し、
前記デバイスは、着用者の近接した身体に適合され、前記デバイスと前記身体とは、対称ブランチを備える所定の差動平衡出力を含む差動整合回路網であるパイ(π)回路網を形成し、
前記適合は、前記近接した身体と前記デバイスとの間のリアクティブ・ニアフィールド相互作用効果を含むことにより、通信性能が向上される、デバイス。 - 請求項1に記載のデバイスであって、
前記可撓性アンテナ要素の接触パッドと前記通信回路の接触パッドとの間の電気的相互作用による前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素との電気通信は、前記通信回路への前記可撓性アンテナ要素の容量結合を含み、これによって、前記可撓性アンテナ要素の屈曲を通して前記WDXの動作の信頼性が実現される、デバイス。 - 請求項2に記載のデバイスであって、
前記容量結合は、前記可撓性アンテナ要素の接触パッドを前記通信回路の接触パッドに固定する接着剤を含み、
前記接着剤は、0.005インチ(0.013cm)の厚さを有し、各前記接触パッド間に挟まれ、
前記各接触パッドは、0.25インチ(0.64cm)の大きさの導電板を備え、これによって、位置ずれにより動作が妨げられないようにする、デバイス。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記差動整合回路網は2つの対称区画を含み、各前記対称区画は、第1のキャパシタンスと、インダクタンスと、第2のキャパシタンスと、を備え、
前記2つの対称区画の各々に関して、前記第1のキャパシタンスと、前記インダクタンスと、前記第2のキャパシタンスとは、前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素との間で電気的に提供され、
前記差動整合回路網は、前記可撓性アンテナ要素のリードにおいて、前記可撓性アンテナ要素と前記近接した身体のインピーダンスを前記デバイスのアクティブ送信器の出力に整合させ、
前記差動整合回路網は、前記デバイスの動作帯域よりも高い遮断周波数を有するローパスフィルタを形成することによって、高調波を抑制する、デバイス。 - 請求項4に記載のデバイスであって、
前記第1のキャパシタンスの値は、33ピコファラッド(pF)であり、
前記第2のキャパシタンスの値は、22ピコファラッド(pF)であり、
前記インダクタンスの値は、18ナノヘンリ(nH)であり、
各前記値は、前記近接した身体と前記デバイスとの間の前記リアクティブ・ニアフィールド相互作用に適合する、デバイス。 - 請求項4〜5のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記第1のキャパシタンスと前記第2のキャパシタンスの少なくとも1つは、前記通信回路に前記可撓性アンテナ要素を容量結合する、デバイス。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記筺体の構成要素は熱シーム溶接又はRFシーム溶接され、
前記デバイスは、襟、裾、バックパックのストラップおよび対象物の内の少なくとも1つの部位に取り付けられ、
前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素との複合アセンブリが、前記筺体によって規定されたスロットを通して挿入され、前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素との複合アセンブリの前記挿入と前記スロットの密閉とが、前記デバイスが前記部位に固定された後に実施される、デバイス。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記筺体の構成要素は熱シーム溶接又はRFシーム溶接され、
前記デバイスは、襟、裾、バックパックのストラップおよび対象物の内の少なくとも1つの部位に取り付けられ、
前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素との複合アセンブリが、前記筺体によって規定されたスロットを通して挿入され、前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素との複合アセンブリの前記挿入と前記スロットの密閉とが、前記デバイスが前記部位に固定される前に実施される、デバイス。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記通信回路は、電源およびRF発振器を備え、
前記RF発振器は、前記電源及び前記通信回路によって電力供給および励起される、デバイス。 - 請求項1〜9のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記通信回路と前記可撓性アンテナ要素とのアセンブリの寸法は、0.87インチ(2.2cm)×4インチ(10cm)である、デバイス。 - 請求項1〜10のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記デバイスは、300MHz〜347MHz、433MHzおよび902MHz〜928MHzの周波数帯域の内のいずれか1つの周波数帯域で通信可能な、デバイス。 - 請求項1〜11のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記デバイスのアンテナはランダム直線偏波であり、円偏波であるトランシーバのアンテナと通信することによって偏波の減衰が防止される、デバイス。 - 請求項1〜11のいずれか1つに記載のデバイスであって、
少なくとも1つのバッテリの電力が前記デバイスの動作寿命を決め、
前記少なくとも1つのバッテリの電力を消費した後は、前記デバイスは動作不能になり、廃棄される、デバイス。 - 請求項1〜13のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記デバイスが100オームの差動送信器出力インピーダンスを整合する300MHzから347MHzの間の周波数の整合回路網を備える、デバイス。 - 請求項1〜13のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記デバイスが100オームの差動送信器出力インピーダンスを整合する315MHzの周波数の整合回路網を備える、デバイス。 - 請求項1〜15のいずれか1つに記載のデバイスであって、
前記通信回路は、
前記通信回路に電力供給するための電源と、
前記電源と、前記通信回路のうちの前記電源を除いた回路と、の間に電気接続された電源スイッチであって、前記デバイスは、前記スイッチが通常の開回路設定から閉回路設定に作動されるまで、電力供給されず動作しない、電源スイッチと、
RF源を提供するRF発振器であって、集積回路のクロック発振器とは異なる、RF発振器と、
前記可撓性アンテナ要素とRF通信するRF信号スイッチと、
前記RF信号スイッチとRF通信するRF受信器と、
前記RF受信器と通信するRF復調器と、
前記RF復調器と通信するマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサと通信するRF変調器と、
前記RF変調器とRF通信するRF送信器と、
を備え、
前記RF送信器は、前記RF信号スイッチとRF通信する、デバイス。 - 無線データトランシーバ(WDX)を用いてRF信号で通信を実行するための方法であって、
前記WDXの回路に情報を格納する工程と、
前記WDX回路を前記WDXのアンテナ要素と電気的に接続する工程と、
前記WDXの筺体内に前記WDX回路と前記アンテナ要素とのアセンブリを挿入する工程と、
前記格納された情報に関連付けられる前記対象物に前記筺体を取り付ける工程と、
前記WDX回路内の前記情報にアクセスする工程と、
を備え、
前記アンテナ要素は第1の端部と第2の端部とを有する単一の導電性長方形ループを備え、前記第1の端部が前記導電性長方形ループの両端を終端する1対の接触パッドを備え、
前記WDX回路は信号を生成および受信するための通信回路を備え、前記通信回路はアクティブ送信器を備え、
前記デバイスは、高周波伝送によって、リモートトランシーバとの通信を開始すると共に、前記リモートトランシーバからの受信信号に応答し、
前記通信回路は、第1の端部と第2の端部とを有し、前記第1の端部が接触パッドを備え、前記アンテナ要素の接触パッドと前記通信回路の接触パッドとの間の電気的相互作用によって、前記通信回路が前記アンテナ要素と電気通信し、各前記パッドが、位置ずれを調整することによって、前記通信回路を前記アンテナ要素と電気的に接続する工程をアシストし、
前記通信回路および前記アンテナ要素は前記筺体内に収容され、前記アンテナ要素及び前記通信回路は前記筺体内で直線に沿って配列され、前記通信回路の前記第1の端部は前記アンテナ要素の前記第1の端部に近接し、前記アンテナ要素の前記第2の端部及び前記通信回路の前記第2の端部は前記通信回路と前記アンテナ要素とのアセンブリの重ならない反対側端部に位置し、
前記デバイスは、着用者の近接した身体に適合され、前記デバイスと前記身体とは、対称ブランチを備える所定の差動平衡出力を含む差動整合回路網であるパイ(π)回路網を形成し、
前記適合は、前記近接した身体と前記デバイスとの間のリアクティブ・ニアフィールド相互作用効果を含むことにより、通信性能が向上される、方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
前記通信回路および前記可撓性アンテナ要素は容量結合で結合される、方法。 - 回路に接続されたアンテナを備える無線データトランシーバデバイスを用いてRF信号で通信を実行するための方法であって、
個人に近接するように前記無線データトランシーバデバイスを配置することによって、前記個人に前記無線データトランシーバデバイスを結合する工程を備え、
前記無線データトランシーバデバイスは、前記近接した個人の身体に適合され、
前記適合は、対称ブランチを備える所定の差動平衡出力を有するパイ(π)回路網により整合され、前記近接した身体と前記無線データトランシーバデバイスとの間のリアクティブ・ニアフィールド相互作用を含むことにより、通信性能が向上され、
前記アンテナは、第1の端部と第2の端部とを有する単一の導電性長方形ループを備え、前記第1の端部が前記導電性長方形ループの両端を終端する1対の接触パッドを備え、
前記回路は、第1の端部と第2の端部とを有し、前記第1の端部が接触パッドを備え、前記アンテナの接触パッドと前記回路の接触パッドとの間の電気的相互作用によって、前記回路が前記アンテナと電気通信し、
前記アンテナおよび前記回路は直線に沿って配列され、前記回路の前記第1の端部は前記アンテナの前記第1の端部に近接し、前記アンテナの前記第2の端部及び前記回路の前記第2の端部は前記回路と前記アンテナとの複合アセンブリの重ならない反対側端部に位置し、
前記方法は、更に、
前記無線データトランシーバデバイスで受信信号を受信する工程と、
前記受信信号を前記無線データトランシーバデバイスの前記アンテナに結合する工程と、
前記アンテナに接続された前記無線データトランシーバデバイスの前記回路によって前記受信信号を受信する工程と、
前記受信信号を前記無線データトランシーバデバイスのプロセッサによってデコードする工程と、
送信データを生成する工程と、
前記無線データトランシーバデバイスの前記回路によって送信信号を生成する工程と、
前記回路に接続された前記アンテナに前記送信信号を結合する工程と、
前記送信信号を送信する工程と、
を備え、
前記無線データトランシーバデバイスは、リモートトランシーバとの通信を開始すると共に、前記リモートトランシーバからの受信信号に応答し、前記無線データトランシーバデバイスは、アクティブリアルタイム位置特定・識別デバイスである、方法。 - 請求項17〜19のいずれか一項に記載の方法であって、
さらに、300MHz〜347MHz、433MHzおよび902MHz〜928MHzの周波数帯域の内のいずれか1つの周波数帯域で通信可能な工程を備える、方法。
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