KR101662043B1 - 근접장 커플링 디바이스 및 관련 시스템과 방법 - Google Patents

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Abstract

트랜스폰더와의 통신을 용이하게 할 수도 있는 근접장 커플링 디바이스가 제공된다. 근접장 커플링 디바이스는 접지면, 유전체 기판, 하나 이상의 도전성 스트립들 및 종단 부하를 포함할 수도 있다. 접지면과 함께 도전성 스트립들은 커플링 엘리먼트들을 형성한다. 근접장 커플링 디바이스는 커플링 엘리먼트들을 트랜시버와 선택적으로 접속하고 접속해제하는 하나 이상의 스위칭 엘리먼트들을 더 포함한다. 접속된 커플링 엘리먼트들은 총 특성 임피던스를 정의한다. 스위칭 엘리먼트를 사용하여, 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스와 종단 부하 사이의 비율은, 프로세싱될 트랜스폰더의 타입 및 위치에 따른 커플링 엘리먼트들에 따라 전자기장의 분포를 조정하기 위해 변화될 수도 있다.

Description

근접장 커플링 디바이스 및 관련 시스템과 방법{NEAR FIELD COUPLING DEVICE AND ASSOCIATED SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 무선 주파수 식별(RFID) 시스템들에 관한 것으로, 특히, 인접 트랜스폰더들의 그룹 중에서 타겟팅된(targeted) RFID 트랜스폰더와 선택적으로 통신하도록 구성된 이러한 시스템들에 대한 근접장 안테나들에 관한 것이다.
RFID 기술은 자산 및 재고(asset and inventory)의 정확한 관리 뿐만 아니라 다양한 다른 실용 애플리케이션들에서 급속하게 필수가 되고 있다. 재고 애플리케이션들에 관하여, 트랜스폰더들이라 또한 알려진 RFID 태그들이 소매점들, 창고들, 선적 컨테이너들 등에서 재고를 계수하고 식별하기 위해 사용되고 있어서, 보충 또는 보급 상품의 더욱 정확한 부기(bookkeeping) 및 발주(ordering)를 허용한다. 또한, RFID 기술들에 대한 다수의 다른 애플리케이션들이 더욱더 유용하고/하거나 경제적이 되고 있다는 것이 결정되었다. 예를 들어, RFID 트랜스폰더는 개인이 보안 영역에 액세스하는 것을 승인하기 위한 보안 애플리케이션들에서 사용되고 있다. RFID 트랜스폰더들은 또한, 차량들이 차량 속도를 유지하면서 통행료를 지불하는데 사용되고 있다. 또한, RFID 트랜스폰더들은 심지어, 애완 동물을 분실한 경우에 애완 동물의 정확한 식별을 허용하기 위해 애완 동물들에 이식되고 있다. 이와 같이, RFID 기술은 광범위한 애플리케이션들에서 유비쿼터스화(ubiquitous)되고 있고, 이 기술에 대한 새로운 애플리케이션들이 지속적으로 개발되고 있다.
종래의 RFID 시스템은 트랜스폰더들로부터 트랜시버로/트랜시버로부터 트랜스폰더들로의 무선 데이터 획득을 제공한다. 다양한 애플리케이션들에서, 트랜스폰더들은 능동(예를 들어, 배터리-전력공급, 배터리-보조, 또는 배터리 지원)일 수도 있거나 수동(예를 들어, RF 장에 의해 활성화됨)일 수도 있다. 종래의 트랜스폰더는 트랜시버로부터의 통신의 수신을 용이하게 하는 안테나를 포함한다. 인코딩(예를 들어, 판독, 기록)하기 위해, 트랜시버로부터 트랜시버의 안테나까지는 트랜스폰더를 무선 주파수(RF) 전자기장 또는 신호에 노출시킨다. 수동 UHF 트랜스폰더의 경우에서, RF 전자기장은 트랜스폰더에 전원을 공급하여, 수신된 신호를 후방 재방사하고 후방산란이라 칭하는 널리 공지된 기법에서 그 RF 전자기장을 변조함으로써 트랜스폰더가 트랜시버에 응답할 수 있게 한다. 능동 트랜스폰더의 경우에서, 이 트랜스폰더는 독립적으로 전원공급된 응답 신호를 트랜시버에 송신함으로써 전자기장에 응답할 수도 있다. 이러한 방식으로, RFID 기술에 대한 다양한 애플리케이션들이 구현될 수도 있다.
몇몇 RFID 애플리케이션들은 시스템내의 활용 이전에 인코딩될 수도 있는 트랜스폰더들을 활용한다. 이에 관하여, 트랜스폰더는 예를 들어, 고유 식별자와 같은 커맨드들 및/또는 데이터를 트랜스폰더로 통신함으로써 인코딩될 수도 있다. 트랜스폰더들은 다수의 방식으로 인코딩될 수도 있다. 몇몇 경우에서, 프린터는 트랜스폰더들을 인코딩하기 위해 활용될 수도 있는 특수 프린터헤드 또는 다른 장치(예를 들어, 프린터-인코더)와 구성될 수도 있다. 인코딩 프로세스는, 커맨드들 또는 데이터가 인코딩 프로세스를 용이하게 하기 위해 트랜스폰더로 송신되도록 프린터-인코더의 안테나를 통해 프린터-인코더에 트랜스폰더를 자기 커플링하는 단계를 수반할 수 있다. 몇몇 종래의 프린터-인코더들은 스마트 라벨 또는 태그와 같은 매체들에 부착되거나 그 매체들상에 삽입되는 트랜스폰더들을 인코딩할 수 있다. 매체들이 프린터-인코더를 통과할 때, 프린터-인코더는 매체들에 부착된 트랜스폰더들을 인코딩하도록 구성되어, 그 트랜스폰더들은 다른 RFID 시스템들 및 애플리케이션들과 관련하여 추후에 사용될 수도 있다.
그러나, 몇몇 경우들에서, 인코딩 프로세스에서의 에러들(예를 들어, 부적절하게 인코딩된 트랜스폰더들 또는 인코딩 실패들)이 인코딩될 트랜스폰더들의 자리맞춤(justificaiton) 및 타입의 변동들로 인해 발생할 수 있다. 자리맞춤은, 프린터-인코더의 안테나 또는 다른 기준점에 대한 트랜스폰더의 위치를 지칭한다. 인코딩 에러들은 대부분, 프린터-인코더에 의해 수용된 매체들상의 트랜스폰더의 비균일한 위치 또는 배향이 원인이다. 그 결과, 프린터-인코더의 안테나에 대한 트랜스폰더들의 위치는 예측불가능할 수도 있고, 프린터-인코더의 안테나에 의해 생성된 전자기장은 트랜스폰더들의 인코딩에 유효하지 않을 수도 있다. 이와 같이, 근접장 커플링 디바이스에 대한 트랜스폰더의 포지셔닝(positioning)의 예측불가능성을 설명할 수 있는 시스템 및 안테나를 개발하고 구현하는 것이 바람직할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 예시적인 실시형태들은 커플링 강도 및 상대적 커플링 위치를 적응적으로 변경하도록 구성될 수도 있는 동적 근접장 커플링 디바이스를 제공한다. 몇몇 실시형태들에서, 근접장 커플링 디바이스는 트랜스폰더들의 인코딩을 제공하기 위해 프린터-인코더에 포함될 수도 있다. 다양한 예시적인 실시형태들에 따르면, 근접장 커플링 디바이스는 하나 이상의 도전성 스트립들 및 종단 부하(terminating load)를 포함할 수도 있다. 근접장 커플링 디바이스는 또한, 예를 들어, 스위칭 디바이스들을 통해서와 같이 커플링 강도 및 상대적 커플링 위치를 적응적으로 변경하는 다양한 수단을 포함할 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시형태들에서, 근접장 커플링 디바이스에 의해 발생된 전자기장의 패턴은 종단 부하 임피던스에 대한 하나 이상의 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스의 비율을 선택함으로써 생성될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 이 비율은 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스가 종단 부하보다 크거나 작도록 선택될 수도 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 타겟팅된 트랜스폰더와 트랜시버를 커플링하는 근접장 커플링 디바이스가 제공된다. 근접장 커플링 디바이스는 접지면, 유전체 기판, 종단 부하, 제1 도전성 스트립, 제2 도전성 스트립, 및 스위칭 엘리먼트를 포함한다. 유전체 기판은 접지면에 인접한다. 제1 도전성 스트립은 유전체 기판에 인접하고, 포트 단부로부터 로딩된(loaded) 단부로 연장하며, 종단 부하에 접속된다. 제1 도전성 스트립 및 접지면은 1/2 파장 또는 그것의 배수의 길이를 갖는 제1 커플링 엘리먼트를 형성한다. 제2 도전성 스트립은 유전체 기판에 인접하고, 포트 단부로부터 로딩된 단부로 연장하며, 종단 부하에 접속된다. 제2 도전성 스트립 및 접지면은 1/2 파장 또는 그것의 배수의 길이를 갖는 제2 커플링 엘리먼트를 형성한다. 스위칭 엘리먼트는 제1 및 제2 커플링 엘리먼트들 중 하나 이상을 트랜시버와 선택적으로 전기적 접속하기 위한 것이다. 접속된 커플링 엘리먼트들은 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 정의한다. 스위칭 엘리먼트의 제1 구성에서, 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는 종단 부하보다 크다. 스위칭 엘리먼트의 제2 구성에서, 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는 종단 부하보다 작다.
커플링 엘리먼트들의 서로에 대한 임피던스들은 변화할 수도 있다. 예들로서, 별개의 제1 커플링 엘리먼트 임피던스는 별개의 제2 커플링 엘리먼트 임피던스와 대략 동일하거나 그 이상일 수도 있다. 다른 예들로서, 제1 도전성 스트립의 폭은, 제2 도전성 스트립의 폭과 대략 동일하거나 그 이상일 수도 있다.
근접장 커플링 디바이스는 하나 이상의 추가의 도전성 스트립들을 더 포함할 수도 있다. 각 추가의 도전성 스트립은 1/2 파장 또는 그것의 배수의 길이를 갖는 추가의 커플링 엘리먼트를 형성할 수도 있다. 스위칭 엘리먼트는 추가의 커플링 엘리먼트들을 선택적으로 접속하고, 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 더 조정하도록 더 구성될 수도 있다.
제1 및 제2 도전성 스트립들 각각은 선형 형상을 정의할 수도 있고, 다른 도전성 스트립에 평행할 수도 있다.
제1 및 제2 도전성 스트립들은 전자기장을 생성하도록 구성될 수도 있고, 타겟팅된 트랜스폰더가 전자기장을 통해 이동할 때 타겟팅된 트랜스폰더를 활성화시킬 수 있다.
다른 실시형태에서, 프로세서를 포함하는 장치가 제공된다. 이 프로세서는 트랜스폰더 타입 및 트랜스폰더 위치 자리맞춤의 표시들을 수신하고, 근접장 커플링 디바이스의 종단 부하에 대한 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 구성하기 위해 적어도 트랜스폰더 타입 및 트랜스폰더 위치 자리맞춤에 의존하여 근접장 커플링 디바이스의 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성될 수도 있다.
하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성된 프로세서는, 종단 부하보다 크거나 작도록 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 구성하기 위해 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되는 것을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성된 프로세서는, 트랜스폰더 타입이 루프-타입 트랜스폰더를 설명하고 트랜스폰더 위치 자리맞춤이 에지 자리맞춤될 때 종단 임피던스 보다 크도록 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 구성하기 위해 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되는 것을 포함할 수도 있다.
하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성된 프로세서는, 하나 이상의 커플링 엘리먼트들과 관련된 각각의 스위칭 디바이스를 제어함으로써 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되는 것을 더 포함할 수도 있다.
프로세서는 근접장 커플링 디바이스의 포트에 신호의 송신을 제공함으로써 하나 이상의 트랜스폰더들을 인코딩하도록 더 구성될 수도 있다.
또 다른 실시형태에 따르면, 방법이 제공된다. 이 방법은 트랜스폰더 타입 및 트랜스폰더 위치 자리맞춤의 표시들을 수신하는 단계; 및 근접장 커플링 디바이스의 종단 부하에 대한 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 구성하기 위해 적어도 트랜스폰더 타입 및 트랜스폰더 위치 자리맞춤에 기초하여 근접장 커플링 디바이스의 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계를 포함한다.
하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 동작은, 종단 부하보다 크거나 작도록 근접장 커플링 디바이스의 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 구성하기 위해 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계는, 트랜스폰더 타입이 루프-타입 트랜스폰더이고 트랜스폰더 위치 자리맞춤이 에지 자리맞춤될 때 종단 부하보다 크도록 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 구성하기 위해 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계를 포함할 수도 있다.
하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 동작은, 하나 이상의 커플링 엘리먼트들과 관련된 각각의 스위칭 디바이스를 제어함으로써 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되는 것을 포함할 수도 있다.
이 방법은 근접장 커플링 디바이스의 포트에 신호의 송신을 제공함으로써 하나 이상의 트랜스폰더들을 인코딩하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 프린터-인코더의 측면 개략도를 예시한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 프린터-인코더에서의 매체 유닛들의 공급 경로의 측면도를 예시한다.
도 3a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 길고 좁은 다이폴-타입(dipole-type) 트랜스폰더의 예를 예시한다.
도 3b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 길고 좁은 다이폴-타입 트랜스폰더의 다른 예를 예시한다.
도 3c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 길고 좁은 다이폴-타입 트랜스폰더의 다른 예를 예시한다.
도 3d는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 길고 좁은 다이폴-타입 트랜스폰더의 다른 예를 예시한다.
도 3e는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 길고 넓은 2개 포트의 IC 다이폴-타입 트랜스폰더의 예를 예시한다.
도 3f는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 길고 넓은 포트의 IC 다이폴-타입 트랜스폰더의 다른 예를 예시한다.
도 4a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 소형 루프-타입 트랜스폰더의 예를 예시한다.
도 4b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 소형 루프-타입 트랜스폰더의 다른 예를 예시한다.
도 4c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 소형 루프-타입 트랜스폰더의 다른 예를 예시한다.
도 4d는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 소형 루프-타입 트랜스폰더의 다른 예를 예시한다.
도 4e는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 소형 루프-타입 트랜스폰더의 다른 예를 예시한다.
도 4f는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 소형 루프-타입 트랜스폰더의 또 다른 예를 예시한다.
도 5a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 근접장 커플링 디바이스의 개략도를 예시한다.
도 5b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 다른 커플링 디바이스의 개략도를 예시한다.
도 5c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 다른 커플링 디바이스의 개략도를 예시한다.
도 5d는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 다른 커플링 디바이스의 개략도를 예시한다.
도 6a는 다이폴-타입 안테나의 길이에 따른 전류 분포의 그래픽 예시이다.
도 6b는 다이폴-타입 안테나의 자기장 및 전기장 강도 분포의 예시이다.
도 7a는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 종단 부하 임피던스 보다 낮은 특성 임피던스를 갖는 하프 파장 커플링 디바이스의 중심 근처에 최대 자기장 강도가 위치되는 자기장 분포의 Ansoft HFSS 소프트웨어에 대해 시뮬레이션된 예시이다.
도 7b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 종단 부하 임피던스 보다 큰 특성 임피던스를 갖는 하프 파장 커플링 디바이스를 따른 자기장 및 전기장 강도의 Ansoft HFSS 소프트웨어에 대해 시뮬레이션된 그래픽 예시이다.
도 7c는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 종단 부하 임피던스 보다 큰 특성 임피던스를 갖는 하프 파장 커플링 디바이스의 세로 에지들 근처에 최대 자기장 강도가 위치되는 자기장 분포의 Ansoft HFSS 소프트웨어에 대해 시뮬레이션된 예시이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 에지 자리맞춤된 웹(web)의 공급 경로의 부감도(overrhead view)의 예시이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 중심 자리맞춤된 웹의 공급 경로의 부감도의 예시이다.
도 10은 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따른 근접장 커플링 디바이스의 개략도를 예시한다.
이제, 본 발명의 전체 실시형태들이 아니라 몇몇 실시형태들이 도시되어 있는 이하의 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 완벽하게 설명할 것이다. 실제로, 본 발명은 다수의 상이한 형태들로 구현될 수도 있고 여기에 설명된 실시형태들에 한정되는 것으로서 해석되어서는 안되고, 오히려, 이들 실시형태들은 본 개시물이 적용가능한 법정 요건들을 충족시키도록 제공된다. 동일한 부호들이 동일한 엘리먼트들을 전반적으로 지칭한다. 여기에서 사용되는 바와 같은 용어 "예시적인"은 임의의 정량 평가를 표현하기 위해 제공되지 않고, 대신에 실시예의 예시를 단지 표현하기 위해 사용된다.
본 발명의 예시적인 실시형태들은 다중의 인접 트랜스폰더들 중에 뒤섞일 수도 있거나 그 다중의 인접 트랜스폰더들에 매우 근접하게 포지셔닝될 수도 있는 트랜스폰더와 RFID 트랜시버가 통신할 수 있게 하는 장치에 관한 것이다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 몇몇 경우에서, 트랜스폰더의 전자기 분리를 거의 요구하지 않고 타겟팅된 트랜스폰더와 통신하는 본 발명의 다양한 예시적인 실시형태들이 이하 설명된다. 그러나, 본 발명의 몇몇 예시적인 실시형태들은 예를 들어, 공간 소모 차폐 하우징들, 무반향 챔버들, 또는 상대적으로 더욱 복잡하고 시간 소모적이거나 고가의 충돌 관리 기법들을 사용할 수도 있다.
본 발명의 여러 예시적인 실시형태들은 예를 들어, 프린터-인코더를 통해 공급된 매체의 부분들, 조립 라인상의 아이템들에 부착되거나, 재고 관리 센터에서, 또는 트랜스폰더들이 서로에 매우 근접한 환경들을 포함하는 다양한 다른 환경들에서의 수동 또는 능동 트랜스폰더들에 대한 인코딩에 유용할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 하나 이상의 트랜스폰더들이 라이너(liner) 또는 캐리어상에서 운반될 수도 있는 라벨, 티켓, 카드, 다른 매체 형태들 등과 같은 매체들의 부분에 탑재될 수도 있거나 그 부분내에 포함될 수도 있다. 대안의 라이너리스(linerless) 실시형태들에서, 라이너 또는 캐리어가 필요하지 않을 수도 있다. 이러한 RFID 인에이블된 라벨들, 티켓들, 다른 매체 형태들 등을, 여기에서 "매체 유닛", "스마트 매체 유닛", 또는 "RFID 스마트 카드"라 일괄적으로 지칭한다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 텍스트, 번호들, 바코드들, 그래픽 등과 같은 표시를 그들의 대응하는 트랜스폰더들과의 통신 이전, 이후, 또는 동안 이러한 매체 유닛들에 프린팅하는 것이 바람직할 수도 있다.
본 발명의 실시형태들 중 하나 이상에 의해 이익을 얻을 수도 있는 RFID 시스템의 예가, 여기에서 "프린터-인코더" 또는 RFID 프린트-엔진 애플리케이터들로서 또한 지칭하는 RFID 인에이블된 프린터 시스템이다. 프린터-인코더들의 예들이, 참조로 여기에 포함되는 공동 소유 미국 특허 번호 제6,848,616호; 제7,137,000호; 제7,398,054호; 및 제7,425,887호 및 미국 공개 번호 제2007/0216591호; 제2007/0262873호; 제2008/0074269호; 제2008/0117027호; 및 제2008/0238606호에 개시되어 있다.
도 1은 매체 유닛들(124)의 시리즈 또는 스트림을 프린트 및/또는 인코딩하도록 구성될 수도 있는 RFID 프린터-인코더(120)의 예를 예시한다. 프린터-인코더(120)는 프린트헤드(128), 플래튼 롤러(129), 필러 바(132), 롤러(136), 리본 테이크업 스풀(140), 리본 공급 롤(141), 트랜시버(142), 제어기(145), 및 근접장 커플링 디바이스(150)와 같은 RFID 커플링 디바이스와 같은 여러 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 프린터-인코더(120)의 구성은 또한, 공급 경로(130), 매체 출구 경로(134), 및 캐리어 출구 경로(138)를 정의할 수도 있다.
상기 언급한 바와 같이, 매체 유닛들은 기판 라이너 또는 웹(122)에 의해 운반될 수도 있는 라벨들, 카드들 등을 포함할 수도 있다. 웹(122)은 매체 유닛들(124)상의 표시의 프린팅을 허용하기 위해 프린트헤드(128)와 플래튼 롤러(129) 사이에서 공급 경로(130)를 따라 향할 수도 있다. 리본 공급 롤(141)은 경로를 따라 연장하는 열 리본(명확하게 도시하지는 않음)을 포함할 수도 있어서, 그 리본의 일부가 프린트헤드(128)와 매체 유닛들(124) 사이에 포지셔닝된다. 프린트헤드(128)는 매체 유닛들(124)상에 표시를 프린트하기 위해 매체 유닛들(124)상에 리본의 일부를 가열 및 압축할 수도 있다. 테이크업 스풀(140)은 사용된 리본을 수용 및 스풀하도록 구성될 수도 있다. 설명한 방식의 프린팅을 열 전달 프린팅이라 칭할 수 있다. 직접 열 프린팅, 잉크젯 프린팅, 도트 매트릭스 프린팅, 전자-사진 프린팅, 레이저 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않은 여러 다른 프린팅 기법들이 사용될 수도 있다.
프린팅 이후에, 매체 유닛 웹(122)은 매체 유닛들이 웹(122)으로부터 제거될 수도 있는 매체 출구 경로(134)로 진행할 수도 있다. 예를 들어, 일 예시적인 실시형태에서, 프리-컷(pre-cut) 매체 유닛들(124)은 도시된 바와 같이 필러 바(peeler bar)(132)를 사용하여, 백킹(backing)(123)으로부터 매체 유닛을 분리하기 위해 웹(122)으로부터 박리될 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태들에서, 다중의 매체 유닛들의 그룹이 후속 분리(미도시)를 위해 함께 박리되어 인-라인 컷터로 하향으로 전달될 수도 있다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 다양한 다른 공지된 매체 유닛 제거 기법들이 사용될 수도 있다.
매체 유닛들(124)이 웹(122)에 의해 지지되는 도시된 실시형태와 같은 애플리케이션들에서, 웹(122)은 매체 유닛들로부터 분리되면, 롤러(136) 또는 다른 디바이스들에 의해 캐리어 출구 경로(138)를 향해 경로를 따라 가이딩될 수도 있다. 프린터-인코더의 전체 공급 경로를 따라 매체 유닛들의 웹을 전달 또는 가이딩하는 기법들 및 구조들을 반송 시스템이라 칭할 수도 있다.
트랜시버(142) 및 근접장 커플링 디바이스(150)는 예를 들어, 프로세서에 의해 제어됨으로써 매체 유닛상의 타겟팅된 트랜스폰더와 통신하도록 구성될 수도 있다. 트랜시버(142) 및/또는 근접장 커플링 디바이스는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성된 프로세서에 의해 제어될 수도 있어서, 예를 들어, 트랜스폰더를 인코딩하기 위한 통신 신호들이 프로세서를 통해 제공될 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시형태들에서, 매체 유닛(124)에 부착되는 트랜스폰더는, 그 트랜스폰더가 공급 경로(130)를 따라 근접장 커플링 디바이스(150)를 통과할 때 인코딩될 수도 있다.
트랜시버(142)는 매체 공급 경로(130)에 매우 근접하게 위치된 근접장 커플링 디바이스(150) 및 대응하는 매체 유닛에 의해 브로드캐스팅되는 RF 통신 신호들을 생성하여 송신하도록 구성될 수도 있다. 본 명세서의 목적을 위해, 트랜시버(142) 및 근접장 커플링 디바이스(150)를 통신 시스템의 적어도 일부를 형성하는 것으로서 일괄적으로 지칭될 수도 있다. 트랜시버(142)에 의해 생성되거나 수동 트랜스폰더에 의해 재방사된 (또는 능동 트랜스폰더에 의해 생성된) 통신 신호들은 극초단파(UHF) 대역에 있을 수도 있다. 그러나, 본 발명의 몇몇 실시형태들은 또한, 초단파(VHF), 단파(HF) 등과 같지만 이에 제한되지 않는 RFID 통신을 위해 할당된 다양한 다른 다양한 주파수 대역들을 사용하여 동작하도록 구성될 수도 있다. 이하 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, RFID 조회(interrogation) 시스템은 여기에서 인코딩 영역으로서 칭하는 소정의 영역내에 위치되는 매체 유닛의 타겟팅된 트랜스폰더와 트랜시버 사이의 상호 커플링 링크를 통한 트랜스폰더 활성화를 위해 전자기장을 생성하여, 데이터가 트랜스폰더로부터 판독될 수도 있고/있거나 트랜스폰더에 기록될 수도 있다.
일반적으로, 트랜시버(142)와 같은 RFID 시스템에서의 트랜시버는 안테나, 또는 매우 근접한 근접장 커플링 디바이스의 사용을 통해 전기 신호들을 생성하고, 처리하며, 수신하도록 구성된 디바이스일 수 있다. 당업자는, 판독기들, 송신기들, 수신기들, 또는 송-수신기들과 같은 유사한 디바이스들이 본 발명과 사용될 수도 있거나 본 발명의 일부일 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 출원 및 첨부한 청구범위에서 사용된 바와 같은 용어 "트랜시버"는 상기 언급한 디바이스들 및 전기 및/또는 전자기 신호들을 생성하고, 처리하거나, 수신할 수 있는 임의의 디바이스를 칭한다.
도 5a 내지 도 5d는 트랜시버-트랜스폰더 데이터 통신을 관리하기 위해 활용될 수도 있는 근접장 커플링 디바이스(150)의 다양한 예시적인 실시형태들을 도시한다. 근접장 커플링 디바이스(150)는 트랜시버(도 5a 내지 도 5d에는 미도시)에 의해 활용될 수도 있거나, 그렇지 않으면 트랜시버와 관련하여 활용될 수도 있다. 근접장 커플링 디바이스(150)는 하나 이상의 종단 방사 엘리먼트들 또는 도전성 스트립들(530, 540a-h)을 포함할 수도 있다. 도전성 스트립들(530, 540a-h)은 포트(500)(예를 들어, 입/출력 포트, RF 포트 등) 및 종단 부하(510)에 전기적으로 접속될 수도 있다. 도전성 스트립들(530, 540a-h)은 스위칭가능한 도전성 스트립들일 수도 있어서, 도전성 스트립들(530, 540a-h)은 스위칭 디바이스들(520a-h)을 통해 종단 부하(510) 또는 포트(500)에 접속될 수도 있다.
포트(500)는 (가능하면, 하나 이상의 스위칭 디바이스들을 통해) 트랜시버를 하나 이상의 도전성 스트립들에 접속할 수도 있다. 또한, 포트(500)는 도전성 스트립들을 통한 무접촉 통신을 위해 도전성 스트립들(530 및 540)에 신호를 제공하도록 사용될 수도 있다. 종단 부하(510)는 가능하면 하나 이상의 스위칭 디바이스들(520a-h)을 통해, 제1 단자에서 하나 이상의 도전성 스트립들에 접속될 수도 있고, 제2 단자에서 접지될 수도 있다.
근접장 커플링 디바이스(150)는 또한, 유전체 기판(550) 및 접지면(560)을 포함할 수도 있다. 유전체 기판(550)은 제1 표면 및 그 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 가질 수도 있다. 도전성 스트립들(530 및 540)은 유전체 기판(550)의 제1 표면에 부착될 수도 있다. 접지면(560)은 유전체 기판(550)의 제2 표면에 부착될 수도 있다. 접지면(560)은 다양한 형상들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 접지면(560)은 일반적으로 직사각형 또는 원형일 수도 있고/있거나 근접장 커플링 디바이스의 전체 형상에 대응할 수도 있거나 하나 이상의 도전성 스트립들의 형상을 따를 수도 있다. 접지면(560)은 구리, 금, 은, 알루미늄 또는 이들의 조성물, 도핑된 실리콘 또는 게르마늄, 또는 임의의 전기적 도전성 재료로 구성될 수도 있다. 유전체 기판(550)의 일반 형상은 애플리케이션들 사이에서 변화할 수도 있다. 예를 들어, 유전체 기판(550)은 상대적으로 더 큰 인쇄 회로 보드의 일부일 수도 있다. 유전체 기판(550)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 또는 Rogers 재료, Isola 재료, 또는 "FR4" 또는 방염제 4(flame resisant 4)라 일반적으로 칭하는 직물 유리 강화 에폭시 라미네이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 유전체 재료들로 이루어지거나 구성될 수도 있다. 또한, 공기가 유전체 재료로서 사용될 수도 있다. 당업자는, 이들 또는 다른 재료들이 특정한 유전 상수를 달성하거나 활용하기 위해 사용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 더 높은 유전 상수값 또는 유전율은 유전체 기판의 두께 및 도전성 스트립들의 길이를 포함하여, 커플러(50)의 치수들에서의 추가의 감소를 허용할 수도 있다.
인코딩 동작들 동안, 트랜시버로부터의 전기 신호가 도전성 스트립들 중 하나 이상을 통과할 때, 도전성 스트립들 및 접지면은 커플링 엘리먼트들로서 동작한다. 커플링 엘리먼트들의 반파장 세그먼트들이 정의될 수도 있어서, 커플링 엘리먼트들의 특성 임피던스는 정합될 필요가 없거나 종단 부하 임피던스와 부정합된다. 이와 같이, 근접장 커플링 디바이스(150)는 정상파 방사 안테나 또는 자기장 생성 코일로서 동작하기 보다는, 하나 이상의 1/2 파장 부정합 커플링 엘리먼트들로서 동작할 수도 있다. 근접장 커플링 디바이스(150)의 구조로 인해, 도전성 스트립들에서의 통과 전류는 근접장 커플링 디바이스의 근접장 영역에 대부분 집중되는 전자기장을 생성한다.
특히 그리고 도 6b, 도 7a 및 도 7c에 예시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 근접장 안테나 실시형태들에 의해 생성된 파 방사는 이하 더 설명되는 바와 같이 하나 이상의 도전성 스트립들의 에지들로부터 나오는 근접장 효과를 생성할 수도 있다. 근접장 효과는 이하 도 2에 관하여 더 설명하는 바와 같이 인코딩 영역을 통과하는 타겟팅된 트랜스폰더와 커플링할 수도 있다. 본 발명 및 첨부한 청구범위의 목적을 위해, 용어 "근접장 효과"는 그 모두가 전체로서 참조로 포함되는 L. O. McMillian 등의 Progress in Electromagnetics Research, PIER 17, 323-337, 1197의 "Leaky Fields on Microstrip" 및 Tsirline에 대한 공동 소유 미국 특허 제7,398,054호 및 Tsirline 등에 대해 미국 특허 공개 번호 제2005/0045724호, 제2007/0262873호 및 2007/0216591호에서 더 설명되어 있는 바와 같이, "누출(leaky)" 전자기장들이라 일반적으로 또한 칭하는 하나 이상의 상대적으로 로컬화된 전자기장들을 칭한다. 근접장 커플링 디바이스들이라 칭하는 이러한 누설 전자기장들에 의존하는 커플러들 또는 안테나-커플러들의 유효 범위는, 근접장 디바이스로부터의 분리가 증가함에 따라, 이 전자기장들이 지수비(exponential rate)로 저하하기 때문에 제한될 수도 있다. 이러한 제한된 범위는, 근접장 커플링 디바이스로부터 나오는 전자기장이 의도한 인코딩 영역 외부의 트랜스폰더를 활성화시키는 가능성을 감소시킬 수도 있다.
예를 들어, 도 2는 근접장 커플링 디바이스(150)에 대한 공급 경로(130)의 단순도를 도시한다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 근접장 커플링 디바이스(150)는 도전성 스트립들(530 및 540), 유전체층(550), 및 접지면(560)을 포함한다. 공급 경로(130)를 따라 이동하는 매체 유닛(124)은 트랜스폰더(220)를 포함할 수도 있고 웹(미도시)에 부착될 수도 있다. 근접장 커플링 디바이스(150)에 의해 생성된 전자기장은 근접장 강도 및 원거리장 강도를 갖는다. 상술한 바와 같이, 근접장 커플링 디바이스(150)는 원거리장에서의 강도와는 다른 근접장에서의 강도를 갖는 전자기장을 생성하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시형태들에서, 원거리장에서의 강도는 트랜스폰더를 활성화시키거나 트랜스폰더와 통신하기에 너무 약할 수도 있고, 근접장에서의 강도는 트랜스폰더를 활성화시키기에 충분히 강할 수도 있다. 다시 말해, 근접장 커플링 디바이스(150)는 트랜스폰더를 활성화시키기에 너무 약한 원거리장에서의 강도 및 트랜스폰더를 활성화시키는데 충분한 근접장에서의 강도를 갖는 전자기장을 생성하도록 구성될 수도 있다.
매체 유닛(124) 및 트랜스폰더(220)가 공급 경로(130)를 따라 이동할 때, 트랜스폰더(220)는 커플링 디바이스(150)의 근접장 에너지가 트랜스폰더 인코딩에 충분한 위치에 도달할 수도 있고, 즉, 트랜스폰더는 그 트랜스폰더가 근접장 커플링 디바이스에 의해 생성된 전자기장의 근접장내에 있고, 그 장이 트랜스폰더를 활성화시키는데 충분한 위치에 도달할 수도 있다. 커플링 디바이스(150)의 근접장에서, 예시된 실시형태에서의 포인트(210)와 같은 트랜스폰더가 초기에 활성화되는 공급 경로(130)에 따른 임의의 기준 포인트, 예를 들어, 티어 바(tear bar), 프린트라인 등으로부터의 가장 근접한 거리가 트랜스폰더 "인코딩 시작 거리"를 정의할 수 있다.
또한, 다양한 예시적인 실시형태에 따르면, 근접장 커플링 디바이스의 인코딩 범위(200)는, 트랜스폰더 인코딩 프로세스가 더 이상 가능하지 않은 제2 포인트 또는 위치, 즉, 트랜스폰더가 근접장 커플링 디바이스(150)와의 불충분한 커플링을 얻고, 전자기장 강도가 트랜스폰더를 활성화시킬 수 없는 위치에 도달하는 위치에 대한 시작 거리로서 정의될 수도 있다. 인코딩 범위는 근접장 커플링 디바이스의 특징 및 트랜스폰더의 폼-팩터(즉, 물리적 치수들) 양자에 의존한다. 몇몇 예시적인 실시형태들에서, 근접장 커플링 디바이스(150)의 인코딩 범위는 2 내지 3 인치일 수도 있다. 이와 함께, 인코딩 시작 포인트(210) 및 인코딩 범위(200)는, 근접장 커플링 디바이스를 활용하는 트랜시버와 트랜스폰더 사이의 통신이 발생할 수 있는 인코딩 영역을 정의할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 인코딩 영역은 대략 트랜스폰더의 폼-팩터 이하일 수도 있고, 따라서, 근접장 커플링 디바이스는 한번에 하나의 트랜스폰더만을 인코딩할 수 있다. 아래의 파라미터들은 특정한 타입의 트랜스폰더에 대한 프린터 인코딩 성능을 정의할 수도 있다: (1) 프린터헤드와 같은 프린터내의 기준 포인트에 대한 인코딩 시작 포인트; (2) 인코딩 범위; 및 (3) 트랜스폰더의 성공적인 인코딩을 보장하는데 필요한 RF 동작 전력 레벨.
휴대용 및 컴팩트 시스템들(예를 들어, RFID 프린터-인코더들)과 같은 몇몇 애플리케이션들에서, 근접장 커플링 디바이스는 프린트헤드에 가까울 수도 있거나 매우 근접할 수도 있다. 예를 들어, 근접장 커플링 디바이스는 프린트헤드에 충분히 근접할 수도 있고 트랜스폰더들의 몇몇 타입들에 대한 인코딩 영역의 적어도 일부가 트린트헤드와 겹치는 짧은 인코딩 범위를 갖고(예를 들어, 프린트헤드 또는 티어 바에 대한 인코딩 시작 거리는 0일 수도 있음), 이것은 시스템이 가장 짧은 가능한 라벨들을 인코딩하게 할 수도 있거나 라벨들 사이에서 가장 짧은 피치를 유지하게 할 수도 있다. 다시 말해, 시스템은, 시스템이 매체상에 표시들을 프린트할 수도 있으면서, 트랜시버가 동일한 매체 유닛의 트랜스폰더와 통신하도록 구성될 수도 있다. 근접장 커플링 디바이스와 프린트헤드의 매우 근접함은 시스템의 전체 컴팩트한 설계를 유지하기 위해 필요할 수도 있거나 바람직할 수도 있다.
본 발명의 실시형태들과 관련하여 사용될 수도 있는 트랜스폰더들의 카테고리의 타입은 변화할 수도 있다. 도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다양한 양태들에 따라 구현될 수도 있는 트랜스폰더들의 제1 카테고리 또는 그룹의 예들을 예시한다. 도 3a 내지 도 3d에 도시된 예시적인 트랜스폰더들은, 트랜스폰더들의 안테나들의 구조로 인해, 길로 좁은 또는 긴 다이폴-타입 트랜스폰더들로서 칭할 수도 있다. 도 3e 및 도 3f에 도시된 예시적인 트랜스폰더들은 길고 넓은 것으로서 칭할 수도 있다. 도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 다양한 양태들에 따라 구현될 수도 있는 트랜스폰더들의 제2 카테고리 또는 그룹의 예들을 예시한다. 도 4a 내지 도 4f에 도시된 예시적인 트랜스폰더들은 트랜스폰더들의 안테나들의 구조로 인해, 아이템-레벨 또는 소형 루프-타입 트랜스폰더들로서 칭할 수도 있다. "길고 좁은", "길고 넓은", "대형", 및 "소형"과 같은 용어들은 RFID 시스템 및 트랜스폰더의 동작 파장에 비교되거나 트랜스폰더의 상대적 치수들에 비교된 트랜스폰더들의 상대적 사이즈를 나타내도록 의도된다. 예들로서, 대형 다이폴-타입은 3 인치 길이(즉, 다이폴-타입의 가장 긴 치수)일 수도 있고 약 3 내지 6 인치 폭일 수도 있고, 소형 루프-타입은 약 1 인치 길이 및 1 인치 폭일 수도 있다.
일반적으로, 근접장 커플링 디바이스의 동작 대역 또는 스펙트럼의 중심에서 (또는 동작 주파수에서), 1/2 파장, 또는 그것의 배수의 길이를 갖는 하나 이상의 커플링 디바이스의 포트 임피던스는, 하나 이상의 도전성 스트립들 및 접지면의 구조에 의해 형성되거나 정의된 하나 이상의 커플링 디바이스들의 특성 임피던스에 관계없이 종단 부하 임피던스와 실질적으로 동일하다. 따라서, 몇몇 실시형태들에서, 하나 이상의 커플링 엘리먼트들의 길이는 1/2 파장, 또는 그것의 배수일 수도 있고(즉, 길이는 실질적으로 N*λ/2와 동일할 수도 있고, 여기서, N은 1, 2, 3, 4, 5, ...와 동일할 수도 있다), 종단 부하는 소스 임피던스 및 입력 임피던스에 실질적으로 정합하기 위해 소스 임피던스에 정합하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 예시적인 실시형태들에서, 도전성 스트립들(530 및 540)의 길이는 RFID 시스템에서 사용될 통신 신호들의 소정의 파장 및 유전체 기판의 유전율에 기초하여 결정될 수도 있다. 이와 관련하여, 도전성 스트립들(530 및 540)의 길이는 1/2 파장 (또는 반파장), 또는 반파장의 정수배일 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시형태들에서, 도전성 스트립들(530 및 540a-h)은 반파장 다이폴 안테나의 특성들을 나타내도록 구성될 수도 있다.
커플링 엘리먼트의 특성 임피던스는 커플링 엘리먼트의 단면 구조에 의해 정의될 수도 있다. 커플링 엘리먼트가 도전성 스트립 및 접지면인 실시형태들에 대해, 단면은 도전성 스트립의 폭 및 두께와 접지면에 대한 거리에 의해 주로 정의될 수도 있다. 1/2 파장 또는 그것의 배수의 길이를 갖는 실시형태들에 대한 중심 동작 주파수에서 근접장 디바이스의 포트 임피던스에 대한 영향을 갖지 않거나 최소의 영향을 갖기 때문에, 도전성 스트립은 타겟팅된 트랜스폰더와의 적절한 커플링을 달성하도록 치수화될 수도 있고, 종단 부하는 근접장 커플링 디바이스와 트랜시버 사이의 임피던스 정합을 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 도전성 스트립의 폭은 근접장 커플링 디바이스의 원하는 동작 대역폭을 발생시키도록 감소되거나 증가될 수도 있다. 일반적으로, 커플링 엘리먼트의 임피던스가 종단 부하의 값(예를 들어, 50 옴)에 더 근접할수록, 어느 정도 제한을 갖는 컷오프 주파수가 더 높거나 대역이 더 넓다. 종단 부하의 임피던스는 소스 임피던스(예를 들어, RF 신호 임피던스, 트랜시버 임피던스, 시스템 임피던스)에 정합하도록 변경될 수도 있다.
도전성 스트립들에 의해 생성된 전자기장 패턴은 도전성 스트립들과 접지면 사이에 집중될 수도 있고, 그 결과, 도전성 스트립들상의 전자기장 강도는 상대적으로 낮을 수도 있다. (하나 이상의 도전성 스트립들 및 접지면으로 형성된) 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스가 종단 부하보다 낮을 때, 도 6a 및 도 6b에 예시된 바와 같이, 자기장 성분의 최대 강도는 대략 커플링 엘리먼트들 또는 근접장 커플링 디바이스의 중심에 위치되고, 전기장 성분의 최대 강도는 커플링 엘리먼트들 또는 근접장 커플링 디바이스의 에지들에 위치된다. 도 7a는 커플링 엘리먼트에 인접한 자기장 강도의 표현을 예시하고, 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는 종단 부하보다 작다. 도 7a에 관하여, 자기장 강도가 커플링 엘리먼트들의 중심 또는 그 근처에서 최대화된다는 것에 유의한다.
커플링 엘리먼트들의 특성 임피던스와 종단 부하 임피던스 사이의 관계가 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 변화할 수도 있지만, 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는 커플링 엘리먼트들의 중심에서 자기장을 최대화시키기 위해 종단 부하보다 낮을 수도 있다. 또한, 소스 임피던스와 실질적으로 동일하고 커플링 엘리먼트들의 특성 임피던스 보다 크거나 낮은 부하는 갖는 커플링 엘리먼트들을 종단하는 것은, "대역 통과 필터"로서 당업계에 알려진 것을 형성한다. 대역 통과 필터는 특정한 주파수 또는 특정한 대역폭을 갖는 진폭 또는 전력을 저하시키지 않고 신호를 전달하도록 구성되는 디바이스이다. 예를 들어, 근접장 커플링 디바이스는 902 MHz 내지 928 MHz의 동작 주파수 대역 및 915 MHz의 중심 동작 주파수를 가질 수도 있다. 다른 예로서, 동작 주파수 대역은 870 MHz으로부터 953 MHz까지일 수도 있다.
하나 이상의 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스가 종단 부하의 임피던스 보다 큰 경우에, 자기장 성분의 최대 강도는 커플링 엘리먼트 또는 엘리먼트들의 에지들에 있을 수 있고, 전기장 성분의 최대 강도는 커플링 엘리먼트 또는 엘리먼트들의 중심에 있을 수 있다. 도 7b는 종단 부하보다 큰 특성 임피던스를 갖는 반파장 커플링 엘리먼트를 따른 전기장 및 자기장 분포의 상대적 강도들의 그래픽 표현을 예시한다. 또한, 도 7c는 종단 부하보다 큰 특성 임피던스를 갖는 커플링 엘리먼트에 인접한 자기장 강도의 다른 2차원 표현을 예시한다. 도 7c에 관하여, 종단 부하보다 큰 커플링 엘리먼트의 특성 임피던스로 인하여, 자기장 강도가 커플링 엘리먼트의 단부들에서 또는 그 단부들을 지나서 최대화된다는 것에 다시 유의한다. 마이크로스트립 및 스트립라인 송신 라인들과 같은 커플링 엘리먼트에 대한 전기장 및 자기장 성분들의 분포가, 본 출원의 발명자들 중 한 명이 저자이고 전체적으로 참조로 여기에 포함되는 "UHF RFID Antennas for Printer-Encoders-Part 1: System Requirements", High Frequency Electronics, Vol. 6, No. 9 September 2007, pp. 28-39에 상세히 또한 논의된다.
따라서, "임피던스 비율"이라 칭할 수 있는, 근접장 커플링 디바이스(150)의 종단 부하에 대한 근접장 커플링 디바이스(150)의 하나 이상의 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스 사이의 비율의 선택은 근접장 커플링 디바이스(150)에 의해 형성된 전기장 및 자기장 패턴들에서의 변동들을 허용할 수도 있다. 이와 같이, 임피던스 비율을 조정함으로써, 최대 전기장 또는 자기장의 위치가 제어될 수 있다. 트랜스폰더들의 인코딩을 수반하는 다양한 테스트들은, 몇몇 트랜스폰더들이 활성화되거나 상대적으로 강한 자기장 성분에 근접할 때 근접장 커플링 디바이스에 인가된 적은 RF 전력을 요구한다는 것을 결정하였다. 특히, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같은 루프-타입 트랜스폰더들, 및 도 4d 내지 도 4f에 도시된 바와 같은 소형 루프 엘리먼트를 갖는 축소형 다이폴-타입 트랜스폰더들은 자기장 성분에 민감한 것으로 발견되었다. 이와 같이, 최대 자기장의 위치에 대한 조정은, 예를 들어, 인코딩 프로세스 동안 트랜스폰더의 루프-타입 또는 다른 타입의 위치에 기초하는 것이 바람직할 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태들에 따르면, 임피던스 비율을 변경하는 다양한 수단이 활용될 수도 있다. 예를 들어, 스위칭 디바이스들(520)은 관련된 도전성 스트립을 선택적으로 접속하여, 근접장 커플링 디바이스(150)의 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스에 변화를 도입하도록 구성될 수도 있다. 여기에서 사용되는 바와 같은 용어 "접속된" 또는 "접속하는"은 도전성 스트립 또는 커플링 엘리먼트가 포트(500) 및 종단 부하(510)에 전기적으로 접속된 것을 칭하여서, 커플링 엘리먼트는 포트(500)를 통해 트랜시버로부터 신호들을 수신하고 그 신호들을 브로드캐스팅한다. 스위칭 디바이스들(520)은 커플링 엘리먼트와의 전기적 접속을 확립하거나 차단할 수 있는 폴(Pole) 및 각 스로(Throw) 스위칭 디바이스들의 50 옴 임피던스를 갖는 RF 스위치들일 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시형태들에서, 스위칭 디바이스들(520)은 기계적 스위치들, 트랜지스터들, PiN 다이오드들 등일 수도 있다. 스위칭 디바이스들(520)은 프로세서(예를 들어, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA)를 포함하는 소프트웨어 및/또는 하드웨어 구성 프로세서), 제어기, 다른 조합 로직 등에 의해 제어될 수도 있다. 이와 관련하여, 프로세서는 스위칭 디바이스들(520)을 제어하기 위해 컴퓨터-판독가능한 저장 매체상에 저장된 프로그램 명령들을 검색 및 실행하도록 구성될 수도 있다.
도 5a는 임피던스 비율에서의 변경에 기초하는 적응형 필드 패턴을 갖는 근접장 커플링 디바이스(150)의 일 예시적인 실시형태를 예시한다. 도 5a의 근접장 커플링 디바이스(150)는 2개의 커플링 엘리먼트들(531 및 541a)을 형성하는 2개의 도전성 스트립들(530 및 540a)을 포함한다. 각 커플링 엘리먼트의 특성 임피던스는 별개로(즉, 커플링 엘리먼트가 단지 접속된 커플링 엘리먼트일 때), 등가일 수도 있다. 등가 특성 임피던스는 예를 들어, 등가 폭들을 갖는 도전성 스트립들(530 및 540a)의 결과로서 발생할 수도 있다. 도 5a의 근접장 커플링 디바이스(150)의 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스(즉, 제1 및 제2 접속된 커플링 엘리먼트들(531 및 541a)의 특성 임피던스의 병렬 조합)는 스위칭 디바이스(520a)를 개방 또는 폐쇄함으로써 변경될 수도 있다. 근접장 커플링 디바이스(150)의 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는 스위칭 디바이스(520a)가 개방될 때 제1 값을 가질 수도 있고, 스위칭 디바이스(520a)가 폐쇄될 때 제2 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 값은 종단 부하(510) 보다 클 수도 있어서, 커플링 엘리먼트(531)의 단부들 근처에서 최대 자속을 발생시킨다. 제2 값은 종단 부하(510) 보다 작을 수도 있어서, 커플링 엘리먼트들(531 및 541a)의 중심 근처에서 최대 자속을 발생시킨다.
도 5b는 임피던스 비율의 변경에 기초하는 적응형 필드 패턴을 갖는 근접장 커플링 디바이스(150)의 다른 예시적인 실시형태를 예시한다. 도 5b의 근접장 커플링 디바이스(150)는 도전성 스트립들(530, 540b, 540c, 및 540d)을 포함할 수도 있는 임의의 수의 도전성 스트립들을 포함한다. 접지면과 함께 도전성 스트립들 각각은 커플링 엘리먼트(531, 541b, 541c, 및 541d)를 형성한다. 서로 별개인 각 커플링 엘리먼트의 특성 임피던스는 등가일 수도 있다. 도전성 스트립들이 동일한 물질(예를 들어, 알루미늄)로 형성되는 예시적인 실시형태들에서, 커플링 엘리먼트들의 특성 임피던스는 도전성 스트립들 각각이 동일한 치수들을 갖는 방식으로 도전성 스트립들을 형성함으로써 등가로 이루어질 수도 있다. 하나 이상의 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는 스위칭 디바이스들(520)(예를 들어, 스위칭 디바이스들(520a, 520b, 및/또는 520c))을 개방 또는 폐쇄함으로써 변경될 수도 있다. 따라서, 근접장 디바이스(150)의 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는 스위칭 디바이스들(520)의 구성에 기초하여 가변일 수도 있다. 이와 같이, 도 5b의 근접장 커플링 디바이스(150)에 의해 생성된 전기장 및 자기장 패턴들은 커플링 엘리먼트들의 단부들 근처의 또는 그 단부들로부터 떨어져 확대하는 최대 자기장 강도, 커플링 엘리먼트들의 중심 근처의 자기장 강도, 또는 단부들과 중심 사이에 위치된 최대 자기장 강도를 포함할 수도 있다.
도 5c는 임피던스 비율에서의 변동에 기초하는 적응형 필드 패턴을 갖는 근접장 커플링 디바이스(150)의 다른 예시적인 실시형태를 예시한다. 도 5c의 근접장 커플링 디바이스(150)는 2개의 커플링 엘리먼트들(531 및 541e)을 함께 형성하는 2개의 도전성 스트립들(530 및 540e) 및 접지면(560)을 포함한다. 서로 별개인 커플링 엘리먼트들(531 및 541e)의 특성 임피던스는 상이할 수도 있다. 특성 임피던스에서의 차이는 예를 들어, 상이한 폭들을 갖는 도전성 스트립들(530 및 540a)의 결과로서 발생할 수도 있다. 도 5c의 근접장 커플링 디바이스(150)의 접속된 커플링 엘리먼트들(531 및 541e)의 총 특성 임피던스(즉, 접속된 커플링 엘리먼트(531)와 커플링 엘리먼트(541e)의 특성 임피던스의 병렬 조합)는 스위칭 디바이스(520e)를 개방하거나 폐쇄함으로써 변경될 수도 있다. 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는 스위칭 디바이스(520e)가 개방된 구성(즉, 도전성 스트립(540e)이 접속되지 않음)에 있을 때 제1 값을 가질 수도 있고, 스위칭 디바이스(520e)가 폐쇄된 구성(즉, 도전성 스트립(540e)이 접속됨)에 있을 때 제2 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 값은 종단 부하(510) 보다 클 수도 있어서, 커플링 엘리먼트(531)의 단부들 근처에서 최대 자기장 강도를 발생시킨다. 제2 값은 종단 부하(510) 보다 작을 수도 있어서, 커플링 엘리먼트들(531 및 541e)의 중심 근처에서 최대 자기장을 발생시킨다.
도 5d는 임피던스 비율의 변경에 기초하는 적응형 필드 패턴을 갖는 근접장 커플링 디바이스(150)의 다른 예시적인 실시형태를 예시한다. 도 5d의 근접장 커플링 디바이스(150)는 도전성 스트립들(530, 540f, 540g, 및 540h)을 포함하는 임의의 수의 도전성 스트립들, 및 접지면(560)을 포함하고, 이들은 커플링 엘리먼트들(531, 541f, 541g, 및 541h)을 함께 형성한다. 각 커플링 엘리먼트의 특성 임피던스는 별개로, 서로에 대해 상이할 수도 있다. 예를 들어, 각 커플링 엘리먼트의 특성 임피던스는 별개로, 도전성 스트립들(530, 540f, 540g, 및 540h)의 폭들이 상이할 수도 있기 때문에 서로 상이할 수도 있다. 도 5d의 근접장 커플링 디바이스(150)의 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스(즉, 접속된 커플링 엘리먼트들(531, 541f, 541g, 및 541h)의 특성 임피던스의 병렬 조합)는 스위칭 디바이스들(520)(예를 들어, 스위칭 디바이스들(520f, 520g, 및/또는 520h))을 개방 또는 폐쇄함으로써 변경될 수도 있다. 근접장 커플링 디바이스(150)는 스위치 디바이스(520)의 구성에 기초하여 가변 임피던스 비율을 가질 수도 있다. 이와 같이, 도 5d의 근접장 커플링 디바이스(150)에 의해 생성된 전기장 및 자기장 패턴들은 접속된 커플링 엘리먼트들의 단부들 근처의 또는 그 단부들로부터 떨어져 확대하는 최대 자기장 강도, 접속된 커플링 엘리먼트들의 중심 근처의 자기장 강도, 또는 단부들과 중심 사이에 더욱 집중된 자기장 강도를 형성할 수도 있다.
도 5a 내지 도 5d는 일반적으로 선형 및 평행 도전성 스트립들을 포함하는 본 발명의 예시적인 근접장 커플링 디바이스들 실시형태들을 예시한다. 예들로서, 도전성 스트립들의 도전성 재료는 구리, 금, 은, 알루미늄 또는 이들의 조성물, 도핑된 실리콘 또는 게르마늄 등일 수도 있다. 당업자는, 본 발명의 예시적인 커플링 디바이스들이 비평행, 비선형, 또는 테이퍼링된 프로파일들의 도전성 스트립들을 또한 포함할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 몇몇 실시형태들은 일련의 접속된 도전성 스트립들을 포함할 수도 있다. 본 명세서 및 첨부한 청구범위의 목적을 위해, 용어 "비선형 프로파일들"은 방향에서 1회 이상의 턴(turn)들 또는 변화들을 갖는 도전성 라인 또는 스트립의 세그먼트를 칭한다. 비선형 부분은 지그-재그 타입 구조와 같이 보이도록 그 윤곽이 뚜렷한 턴들을 가질 수도 있거나, 파상 구조와 같이 보이도록 상대적으로 평활한 턴들을 가질 수도 있다. 지그-재그 타입 구조들을 이용하는 다양한 추가의 예시적인 근접장 커플링 디바이스들이 전체적으로 참조로 여기에 포함되는 Tsirline 등에 대한 공동 소유 미국 특허 번호 제7,398,054호 및 미국 특허 출원 공개 번호 제2005/0045724호에 설명되어 있다. 테이퍼링된 프로파일들을 이용하는 다양한 추가의 예시적인 근접장 커플링 디바이스들이 전체적으로 참조로 여기에 포함되는 Tsirline 등에 대한 공동 소유 미국 특허 출원 공개 번호 제2007/0262873호 및 제2008/0238606호 양자에 설명되어 있다.
도 5a 내지 도 5d의 예시된 실시형태들에서, 커플링 엘리먼트들은 마이크로스트립의 형태를 취한다. 그러나, 다른 실시형태들에서, 커플링 엘리먼트들은 스트립라인, 슬롯 라인 또는 핀라인과 같은 다른 송신 라인 구조들의 형태를 취할 수도 있다. 예를 들어, 근접장 커플링 디바이스의 다양한 추가의 예시적인 실시형태들은 전체적으로 참조로 여기에 포함되는 Tsirline 등에 대한 공통 소유 미국 특허 출원 공개 번호 제2007/0216591호 및 제2007/0262873호 양자에 더 설명되어 있다. 또 다른 실시형태들에서, 커플링 엘리먼트들은 평면 도파관, 예를 들어, 도 10에 예시된 바와 같은 단일 평면 도파로(CWG)(1000)의 형태를 취할 수도 있다. 다른 예로서, 근접장 커플링 디바이스의 다양한 추가의 예시적인 실시형태들은 전체적으로 참조로 여기에 포함되는 2007년 12월 18일 출원된 Tsirline 등에 대한 공동 소유 미국 특허 출원 번호 제11/959,033호에 더 설명된 바와 같은 CWG 구조를 이용할 수도 있다. 상기 포함된 참조들에서 더 설명되어 있는 바와 같이, 근접장 커플링 디바이스들에 대해, 송신 라인들 또는 CWG 구조의 도전성 스트립들 및 접지면들은 정상파 방사 안테나 또는 자기장 생성 코일로서 동작하기 보다는, 송신 라인으로서 동작한다.
본 발명의 다양한 실시형태들에 따르면, 전자기장들의 패턴은 도 2에 관하여 설명한 인코딩 영역내의 타겟팅된 트랜스폰더의 배치, 배향, 또는 다른 요건들에 대응하도록 조정될 수도 있다. 예를 들어, 상기 논의된 바와 같이, 프린터-인코더내에서, 트랜스폰더들(220)은 도 2에 도시된 바와 같이 개별 매체 유닛들(124)의 스트림에 부착될 수도 있거나 그 스트림내에 포함될 수도 있다. 그러나, 매체 유닛들(124)내의 트랜스폰더들(220)의 배치 또는 매치 유닛들(124)의 사이즈 및 형상은 매체 유닛 구성에 의존하여 변화할 수도 있다. 임피던스 비율을 변경함으로써 전자기장의 패턴을 변화시켜, 근접장 커플링 디바이스(150)는 근접장 커플링 디바이스(150)의 인코딩 범위(200)를 실질적으로 변화시키거나 RF 전력 조정을 요구하지 않고, 트랜스폰더들(220)의 상이한 위치들 또는 배향들 및/또는 트랜스폰더들의 상이한 타입들(예를 들어, 다이폴 및 루프)을 수용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시형태들에 따른 근접장 커플링 디바이스(150)에 대한 매체 유닛들의 예시적인 배치를 예시한다. 근접장 커플링 디바이스(150)는 공급 경로(130)에 대해 십자형으로 배치될 수도 있어서, 근접장 커플링 디바이스의 하나 이상의 도전성 스트립들의 길이는 공급 경로(130)에 직교한다. 프린터-인코더내의 매체 유닛들(124)의 정렬은 에지-자리맞춤됨(또한 측면-자리맞춤됨으로서 칭함) 또는 중심-자리맞춤됨으로서 칭할 수도 있다. 도 8은 에지-자리맞춤된 시스템, 및 특히 좌측 에지-자리맞춤된 시스템의 예를 예시한다. 또한, 매체 유닛들이 부착되는 웹은 예를 들어, 6 인치 미만과 같은 좁은 폭을 가질 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 웹의 폭은 2 인치일 수도 있다. 에지-자리맞춤된 시스템에서, 매체 유닛(124), 및 따라서 트랜스폰더(220)는 근접장 커플링 디바이스(150)의 에지 근처에 포지셔닝되거나 그 에지와 정렬될 수도 있다. 이러한 예에서, 매체 유닛(124) 및 트랜스폰더(220)는 근접장 커플링 디바이스(150)의 좌측 근처에 포지셔닝된다. 이와 같이, 근접장 커플링 디바이스의 에지들 근처에서 최대 자기장 강도를 갖도록 구성된 근접장 커플링 디바이스(150)는 특히, 도 8의 트랜스폰더(220)가 더 강한 자기장들에 우호적으로 응답하는 도 4a 내지 도 4c에 예시된 바와 같은 루프-타입 트랜스폰더들을 나타낼 수도 있기 때문에 바람직할 수도 있다. 따라서, 근접장 커플링 디바이스의 스위칭 디바이스들은 근접장 커플링 디바이스의 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스가 종단 부하의 임피던스 보다 클 수도 있도록 구성될 수도 있다.
도 9는 중심 자리맞춤된 시스템 또는 중심 자리맞춤된 트랜스폰더 포지셔닝 시스템의 예를 예시한다. 중심 자리맞춤된 시스템에서, 매체 유닛(124) 및 따라서 트랜스폰더(220)는 커플링 디바이스(150)의 도전성 스트립의 중심에 인접하게 포지셔닝될 수도 있다. 이와 같이, 근접장 커플링 디바이스(150)의 스위칭 디바이스들을 제어함으로써, 임피던스 비율이 변경될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 종단 부하의 임피던스 보다 큰 하나 이상의 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스는, 자기장 최대치들이 근접장 커플링 디바이스(150)의 에지들 근처일 수도 있더라도, 도 8의 트랜스폰더(220)에 의해 표현될 수도 있는 도 3a 내지 도 3f에 예시된 바와 같은 길고 좁은 또는 대형 다이폴-타입 트랜스폰더들과 같은 중심 자리맞춤된 트랜스폰더와 통신하는데 충분할 수도 있다. 그러나, 종단 부하의 임피던스 보다 작은 하나 이상의 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 갖는 근접장 커플링 디바이스는 또한 중심 자리맞춤된 트랜스폰더와 통신하기 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 길고 좁은 및 대형 다이폴-타입 트랜스폰더들을 프로세싱하는 중심-자리맞춤된 시스템에서, 커플링 디바이스로부터의 전기장 및 자기장 성분들은 트랜스폰더의 중심과 최적으로 정렬될 수도 있어서, 강한 커플링을 용이하게 하여, 커플링 디바이스를 통한 트랜스폰더와 트랜시버 사이의 신뢰가능한 통신을 용이하게 한다. 몇몇 경우들에서, 길고 좁은, 또는 대형 다이폴-타입 트랜스폰더는, 에지-자리맞춤된 시스템에서도, 트랜스폰더가 중심-자리맞춤된 시스템에 비하여 에지-자리맞춤된 시스템에서 트랜스폰더와 통신하기 위한 근접장 커플링 디바이스의 능력에서의 현저한 차이를 구성하지 않기 위해 도전성 스트립의 중심에 대해 충분히 근접할 수도 있는 커플링 디바이스에 대해 충분히 클 수도 있다.
본 발명의 다른 양태는 프린터-인코더에 대한 근접장 커플링 디바이스(150)의 전자기장 분포 또는 패턴을 특정한 매체 유닛 구성으로 변경하는 방법이다. 이 방법은 매체 유닛들(124)의 웹(122)이 포함되거나 부착된 트랜스폰더들을 갖는, 도 1에 도시된 바와 같은 프린터-인코더(120)를 로딩하는 단계 및 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 매체 유닛(124)을 인코딩 영역(200)으로 전진시키는 단계를 포함한다. 근접장 커플링 디바이스(150)의 특성들을 변경하는 다양한 방법들이 본 발명의 예시적인 실시형태들에 따라 활용될 수도 있다.
일 예시적인 실시형태에서, 프린터-인코더(120)는 매체 유닛 타입(예를 들어, 루프-타입 또는 대형 다이폴-타입 트랜스폰더들을 갖는 매체 유닛들)을 검출하고 식별하는 센서 또는 다른 수단을 포함할 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시형태에서, 트랜시버는 매체 유닛 타입을 결정하기 위해, 예를 들어, 매체의 롤 또는 매체의 제1 트랜스폰더상에서, 예를 들어, 제2 또는 보충 안테나를 통해 특수한 추가의 식별 트랜스폰더와 통신할 수도 있다. 또한, 프린터-인코더(120)는 매체 유닛들의 자리맞춤 또는 십자형 위치를 식별할 수도 있는 센서를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에서, 프린터-인코더(120)에 포함된 프로세서는 매체 유닛 타입 및 자리맞춤에 관한 데이터 또는 정보(예를 들어, 트랜스폰더 십자형 위치 및 다른 트랜스폰더 배치 파라미터들)를 검출하거나 수신하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 예시적인 실시형태들에서, 사용자는 프로세서에 의해 수신되도록 사용자 인터페이스를 통해 프린터-인코더로 매체 유닛 타입 및 자리맞춤(예를 들어, 트랜스폰더 십자형 위치 및 배향)을 입력할 수도 있다. 매체 유닛 타입 및 자리맞춤에 기초하여, 프로세서는 스위칭 디바이스들을 제어함으로써 근접장 커플링 디바이스(150)의 임피던스 비율을 변경하도록 구성될 수도 있다. 임피던스 비율은, 바람직한 전자기장 패턴이 생성되도록 변경될 수도 있다.
다른 예시적인 실시형태에서, 근접장 커플링 디바이스를 로딩된 매체 유닛의 구성, 또는 매체 유닛의 라벨상에 그리고 인코딩 영역내의 트랜스폰더의 배향으로 구성하기 위해, 튜닝 사이클이 실행될 수도 있다. 트랜스폰더를 갖는 샘플 매체 유닛이 인코딩 영역에 있을 수도 있기 때문에, 트랜시버는 테스트 신호를 생성할 수도 있고 그 신호를 근접장 커플링 디바이스를 통해 송신할 수도 있다. 프로세서는 도전성 스트립들에 전력을 공급하거나 접속함으로써 다수의 가능한 조합을 실행하도록 스위칭 디바이스들에 명령할 수도 있다. 접속되거나 접속되지 않은 도전성 스트립들의 "바람직한 방사 세트"를 결정하기 위해, 각 조합은 여기에서 "방사 세트들"이라 칭하는 접속되거나 접속되지 않은 도전성 스트립들의 어떤 조합들이 타겟팅된 트랜스폰더에 대한 신뢰가능한 인코딩 프로세스를 허용하는지 결정하기 위해 모니터링될 수도 있다. 또한, 프로세서는 어떤 조합이 최저 전력 레벨에서 신뢰가능한 인코딩 프로세스를 제공하는지 결정하기 위해 신호의 전력 레벨을 조절할 수도 있다. 최저 전력 레벨에서 신뢰가능한 인코딩 프로세스를 발생시키는 조합이 그 특정한 매체 유닛 구성에 대한 바람직한 방사 세트인 것으로 결정될 수도 있다. 본 명세서 및 첨부한 청구범위에서 사용된 바와 같은 "신뢰가능한 인코딩 프로세스"는, 타겟팅되지 않은 트랜스폰더들과의 부주의한 통신을 최소화하고 비트 에러 레이트를 낮추면서, 근접장 커플링 디바이스에 의해 생성된 전자기장 패턴을 통해 타겟팅된 트랜스폰더와 효과적으로 통신하기 위해 근접장 커플링 디바이스를 통한 트랜시버에 대한 능력을 의미한다.
바람직한 방사 세트가 알려지면, 그 방사 세트는 그 매체 유닛 구성에 대해 구성될 수도 있고 프린터-인코더는 매체 유닛들의 정상 프로세싱 및 인코딩(예를 들어, 기록 및 판독 액션)을 계속할 수도 있다. 튜닝 사이클을 실행하는 타이밍 또는 주파수가 변화할 수도 있다. 예를 들어, 특정한 매체 유닛 구성에 대한 바람직한 방사 세트가 알려지면, 그 바람직한 방사 세트에 대한 데이터 및 정보는 프린터-인코더내에 포함된 메모리 디바이스내에 저장될 수도 있다. 그 특정한 매체 유닛 구성이 사용될 때, 오퍼레이터는 키패드(미도시)를 통해 그 구성 정보를 프린터-인코더로 입력할 수도 있어서, 프로세서가 튜닝 사이클을 재실행하지 않고 바람직한 조합을 설정하게 한다. 또한, 프로세서는 트린터-인코더의 턴 온, 매체 유닛들의 로딩, 특정한 시간량의 경과와 같은 특정 이벤트 이후, 또는 소정의 수의 매체 유닛들이 프로세싱된 이후에 튜닝 사이클을 구동하도록 프로그램될 수도 있다.
여기에 설명된 본 발명의 다수의 변경물들 및 다른 실시형태들은, 상술한 설명들 및 관련 도면들에 제공된 교시들의 이점을 갖는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 떠오를 것이다. 따라서, 본 발명이 개시된 특정한 실시형태들에 제한되지 않고, 변경물들 및 다른 실시형태들이 첨부한 청구범위의 범주내에 포함되는 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 여기에서 특정한 용어들이 이용되지만, 이들은 제한의 목적이 아니라 단지 일반적이고 설명적 의미로 사용된다.

Claims (21)

  1. 타겟팅된(targeted) 트랜스폰더와 트랜시버를 커플링하는 근접장 커플링 디바이스로서,
    접지면;
    상기 접지면에 인접한 유전체 기판;
    종단 부하;
    상기 유전체 기판에 인접하고, 포트 단부로부터 로딩된 단부로 연장하고, 상기 종단 부하에 접속되는 제1 도전성 스트립으로서, 상기 접지면과 함께 상기 제1 도전성 스트립은 1/2 파장 또는 그 배수의 길이를 갖고 제1 임피던스를 갖는 제1 커플링 엘리먼트를 형성하는, 상기 제1 도전성 스트립;
    상기 유전체 기판에 인접하고, 상기 포트 단부로부터 상기 로딩된 단부로 연장하고, 상기 종단 부하에 접속되는 제2 도전성 스트립으로서, 상기 접지면과 함께 상기 제2 도전성 스트립은 1/2 파장 또는 그 배수의 길이를 갖고 제2 임피던스를 갖는 제2 커플링 엘리먼트를 형성하고, 별개의 상기 제2 임피던스는 별개의 상기 제1 임피던스와 상이한 것인, 상기 제2 도전성 스트립; 및
    상기 제1 커플링 엘리먼트 및 상기 제2 커플링 엘리먼트 중 하나 이상을 상기 트랜시버와 선택적으로 전기적 접속하는 적어도 하나의 스위칭 엘리먼트로서, 상기 접속된 커플링 엘리먼트들은 상기 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 정의하고, 상기 스위칭 엘리먼트의 제1 구성에서, 상기 접속된 커플링 엘리먼트들의 상기 총 특성 임피던스는 상기 종단 부하보다 크고, 상기 스위칭 엘리먼트의 제2 구성에서, 상기 접속된 커플링 엘리먼트들의 상기 총 특성 임피던스는 상기 종단 부하보다 작은, 상기 적어도 하나의 스위칭 엘리먼트
    를 포함하는, 근접장 커플링 디바이스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    별개의 상기 제1 커플링 엘리먼트의 제1 임피던스는, 별개의 상기 제2 커플링 엘리먼트의 제2 임피던스보다 큰, 근접장 커플링 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전성 스트립의 제1 폭은 상기 제2 도전성 스트립의 제2 폭 보다 큰, 근접장 커플링 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 추가의 도전성 스트립들을 더 포함하고, 각 추가의 도전성 스트립은 1/2 파장 또는 그 배수의 길이를 갖는 추가의 커플링 엘리먼트를 형성하고, 상기 스위칭 엘리먼트는 추가의 커플링 엘리먼트들을 선택적으로 접속하고 상기 접속된 커플링 엘리먼트들의 상기 총 특성 임피던스를 더 조정하도록 더 구성되는, 근접장 커플링 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전성 스트립 및 상기 제2 도전성 스트립 각각은, 선형 형상을 정의하고 다른 도전성 스트립에 평행한, 근접장 커플링 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전성 스트립 및 상기 제2 도전성 스트립은, 전자기장을 생성하도록 구성되고, 상기 타겟팅된 트랜스폰더가 상기 전자기장을 통해 이동할 때 상기 타겟팅된 트랜스폰더를 활성화시킬 수 있는, 근접장 커플링 디바이스.
  9. 프로세서를 포함하는 장치로서,
    상기 프로세서는,
    트랜스폰더 타입 및 트랜스폰더 위치 자리맞춤(justification)의 표시들을 수신하며,
    근접장 커플링 디바이스의 하나 이상의 접속된 커플링 엘리먼트들과 종단 부하 사이의 임피던스 비율을 구성하기 위해 적어도 상기 트랜스폰더 타입 및 상기 트랜스폰더 위치 자리맞춤에 의존하여 상기 근접장 커플링 디바이스의 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되고,
    접속된 하나 이상의 커플링 엘리먼트들의 각각이 별개로 고유 임피던스를 가지는 것인, 프로세서를 포함하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성된 상기 프로세서는, 상기 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 상기 종단 부하보다 크도록 구성하기 위해 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되는 것을 포함하는, 프로세서를 포함하는 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성된 상기 프로세서는, 상기 트랜스폰더 타입이 루프-타입 트랜스폰더를 표현하고 상기 트랜스폰더 위치 자리맞춤이 에지 자리맞춤될 때 상기 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 상기 종단 부하보다 크도록 구성하기 위해 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되는 것을 포함하는, 프로세서를 포함하는 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성된 상기 프로세서는, 상기 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 상기 종단 부하보다 작거나 크도록 구성하기 위해 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되는 것을 포함하는, 프로세서를 포함하는 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성된 상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들과 관련된 각각의 스위칭 디바이스를 제어함으로써 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하도록 구성되는 것을 포함하는, 프로세서를 포함하는 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 근접장 커플링 디바이스의 포트에 RF 전력 송신을 제공함으로써 하나 이상의 트랜스폰더들을 인코딩하도록 또한 구성되는, 프로세서를 포함하는 장치.
  15. 트랜스폰더 타입 및 트랜스폰더 위치 자리맞춤(justification)의 표시들을 수신하는 단계; 및
    커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스와 근접장 커플링 디바이스의 종단 부하 사이의 임피던스 비율을 구성하기 위해 적어도 상기 트랜스폰더 타입 및 상기 트랜스폰더 위치 자리맞춤에 의존하여 상기 근접장 커플링 디바이스의 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계를 포함하고,
    커플링 엘리먼트들 중 적어도 두 개의 커플링 엘레먼트들이 별개로 고유 임피던스들을 가지는 것인,
    방법.
  16. 제15항에 있어서,
    하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계는, 상기 근접장 커플링 디바이스의 상기 커플링 엘리먼트들의 상기 총 특성 임피던스를 상기 종단 부하보다 크도록 구성하기 위해 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계는, 상기 트랜스폰더 타입이 루프-타입 트랜스폰더이고 상기 트랜스폰더 위치 자리맞춤이 에지 자리맞춤될 때 상기 커플링 엘리먼트들의 상기 총 특성 임피던스를 상기 종단 부하보다 크도록 구성하기 위해 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계는, 상기 커플링 엘리먼트들의 상기 총 특성 임피던스를 상기 종단 부하보다 작거나 크도록 구성하기 위해 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트들을 접속하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트를 접속하는 단계는, 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트와 관련된 각각의 스위칭 디바이스를 제어함으로써 상기 하나 이상의 커플링 엘리먼트를 접속하도록 구성되는 것을 포함하는, 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 근접장 커플링 디바이스에 신호의 송신을 제공함으로써 하나 이상의 트랜스폰더들을 인코딩하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 타겟팅된 트랜스폰더와 트랜시버를 커플링하는 근접장 커플링 디바이스로서,
    접지면;
    상기 접지면에 인접한 유전체 기판;
    종단 부하;
    상기 유전체 기판에 인접하고, 포트 단부로부터 로딩된 단부로 연장하고, 상기 종단 부하에 접속되는 제1 도전성 스트립으로서, 상기 접지면과 함께 상기 제1 도전성 스트립은 1/2 파장 또는 그 배수의 길이를 갖는 제1 커플링 엘리먼트를 형성하는, 상기 제1 도전성 스트립;
    상기 유전체 기판에 인접하고, 상기 포트 단부로부터 상기 로딩된 단부로 연장하고, 상기 종단 부하에 접속되는 제2 도전성 스트립으로서, 상기 접지면과 함께 상기 제2 도전성 스트립은 1/2 파장 또는 그 배수의 길이를 갖는 제2 커플링 엘리먼트를 형성하고, 상기 제1 도전성 스트립의 제1 폭은 상기 제2 도전성 스트립의 제2 폭 보다 큰 것인, 상기 제2 도전성 스트립; 및
    상기 제1 커플링 엘리먼트 및 상기 제2 커플링 엘리먼트 중 하나 이상을 상기 트랜시버와 선택적으로 전기적 접속하는 적어도 하나의 스위칭 엘리먼트로서, 상기 접속된 커플링 엘리먼트들은 상기 접속된 커플링 엘리먼트들의 총 특성 임피던스를 정의하고, 상기 스위칭 엘리먼트의 제1 구성에서, 상기 접속된 커플링 엘리먼트들의 상기 총 특성 임피던스는 상기 종단 부하보다 크고, 상기 스위칭 엘리먼트의 제2 구성에서, 상기 접속된 커플링 엘리먼트들의 상기 총 특성 임피던스는 상기 종단 부하보다 작은, 상기 적어도 하나의 스위칭 엘리먼트
    를 포함하는, 근접장 커플링 디바이스.
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