KR20080039881A - 전자기 방사 디커플러 - Google Patents

Abstract

λ_min 내지 λ_max의 파장 범위에서 방사를 디커플링하기 위한 전자기 방사 디커플러. 디커플러는, 적어도 하나의 부재영역을 포함하는 유전층과 접촉한 제1 도전체층을 구비하고 디커플러의 두께는 λ_min/4n 미만이며 n은 유전체의 굴절률이다. 유전체층은 두 개의 도전체층들 사이에 개재될 수 있고, 이들 도전체층들 중 하나는 위에 기술된 구조를 갖는다. 또한, 발명은 이러한 디커플러를 사용하는 방법들 및 이를 포함하는 다양한 물품들에 관한 것이다.

방사 디커플러, 단일 섬 디커플러, 바디 또는 콘테이너, 디커플러 형성 방법, 바디 또는 콘테이너 추적 또는 식별 방법

Description

전자기 방사 디커플러{Electromagnetic Radiation Decoupler}

이 발명은 전자기 방사 절연 또는 감쇄 분야에 관한 것으로, 특히 RF(radio frequency) 태그들에 에너지를 결합시키는 분야에 관한 것이다. 발명은 금속표면들과 같은 태그 수행을 저하시키는 표면들로부터 RF 태그가 디커플링(decouple)(즉, 절연)되게 한다. 발명은 임의의 RF 태그, 특히 전파하는 파 상호작용들에 의존하는 것들(자기 태그들에 의해 나타나는 유도성 결합과는 반대인)에 관한 것으로, 따라서 본 바람직한 실시예는 긴 범위 시스템 태그들(예를 들면, UHF-범위 및 마이크로파-범위 태그들)에의 적용을 수반한다.

RF 태그들은 품목들, 특히 상점이나 창고 환경에서 물품들에 대한 식별 및 추적을 위해 널리 사용된다. 이러한 태그들에 있어 한 공통적으로 경험되는 단점은, 금속 표면상에(또는 수 밀리미터 내에) 직접 놓여진다면 이들의 판독범위가, 수락불가한 레벨들까지 감소되고, -보다 전형적으로- 태그가 판독 또는 인터로게이트(interrogate)될 수 없다는 것이다. 이것은 전파 파(propagating wave) RF 태그가 입사 방사를 수신하기 위한 일체형 안테나를 사용하기 때문인데, 이 안테나의 치수들 및 기하구조는 공진하는 주파수를 규정하고 따라서 태그의 동작 주파수를 재단(통상적으로 UHF(ultra-high frequency) 범위 태그에 대해서는 866MHz 또는 915MHz 및 마이크로파-범위 태그에 대해서는 2.4-2.5 GHz 또는 5.8GHz)하기 때문이다. 태그가 금속표면 근처에 또는 이에 직접 접촉하여 놓여졌을 때, 태그의 도전성 안테나는 이 표면과 상호작용하고, 따라서 이의 공진 특성들은 저하되거나, -보다 전형적으로- 없어진다. 그러므로, 케이지들(cages) 또는 콘테이너들과 같은 금속 물품들의 추적은 UHF RF 태그들로서는 달성하기가 매우 어려우며 따라서 이외 다른 보다 고가의 위치파악 시스템들, 이를테면 GPS가 채용되어야 한다.

또한, UHF RFID 태그들은 RF(라디오 주파수) 전자기파들과 상호작용하는 이를테면 어떤 유형들의 유리와 같은 어떤 다른 표면들에, 그리고 예들로서 많은 물 또는 수액 내용물을 가진 어떤 유형들의 목재를 포함하는 것인 상당량의 물 내용물을 소유하는 표면들에 적용되었을 때 유사한 문제들을 경험한다. 또한, 예를 들면, 물병들, 음료수 캔들 또는 신체 등과 같은 물을 함유/수용하는 자료들에 태그를 달 때 문제들에 접하게 될 것이다.

이러한 문제를 우회하는 한 방법은 RF 태그와 표면간에 발포 스페이서(foam spacer)를 두어, 안테나와 표면의 상호작용을 방지하는 것이다. 현재 가용한 시스템들에 있어서, 발포 스페이서는 전형적으로 충분한 량만큼 표면으로부터 RF 태그를 물리적으로 이격시키기 위해서 적어도 10-15mm 두께이어야 한다. 명백히, 이러한 두께의 스페이서는 많은 애플리케이션들에 있어서 비현실적이며 우발적으로 부딪치게 되어 손상되기가 쉽다.

다른 방법들은 특정 RF 태그를 특정 환경에 임피던스 매칭(impedance match)되게 설계된 고유하게 패터닝된 안테나들을 제공하는 것을 수반하였다. 예를 들면, Avery Dennison의 국제특허출원 WO2004/093249, WO 2004/093246 및 WO2004/093242은 보상 요소들을 구비한 안테나들을 갖춘 태그들을 사용함으로써 이러한 문제를 처리하려고 한다. 안테나는 표면 효과를 염두에 두고 설계되고 특정 환경 또는 일 범위의 가능한 환경들에 조율된다. 이것은 큰 스페이서에 대한 필요성을 회피하나, 임피던스 매칭되어야 하고 따라서 각 태그마다 달라야 하고 따라서 제조의 비용 및 복잡성을 증가시키는 비교적 복잡한 안테나 설계들을 요구한다.

그러므로 발명의 목적은 종래 기술의 시스템들에 연관된 문제점, 즉 두께, 크기 및 가요성 중 적어도 일부를 완화시키는, 전자기 방사 디커플러 재료로서 작용하는 RF 태그용 마운트(mount)를 제공하는 것이다.

발명의 제1 면에서, 전자 디바이스를 위한 방사 디커플러에 있어서, 상기 디커플러는 적어도 하나의 제1 도전체층과 적어도 하나의 제2 도전체층간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 도전체층은 상기 제1 도전체층이 상기 유전층 상에 놓이지 않는 적어도 하나의 부재영역을 구비하고, 상기 디커플러는 사용시, 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에서 전자기 필드가 강화되게 구성되는, 방사 디커플러가 제공된다.

바람직하게, 제2 도전체층의 길이는 제1 도전체층과 적어도 동일한 길이이다. 보다 바람직하게, 제2 도전체층은 제1 도전체층보다 길다.

이 발명의 또 다른 측면에 따라서, 파장 범위 λ_min 내지 λ_max에서 표면으로부터 방사를 디커플링하기 위한 것으로서 RF 태그들을 위한 방사 디커플러에 있어서, 제1 도전체층과 제2 도전체층간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 제1 도전체층은 서브-파장 치수의 적어도 하나의 틈(aperture)에 의해 분리된 둘 이상의 섬들을 포함하고, 디커플러의 공진 주파수는 RF 태그 및/또는 RF 판독기의 공진 주파수와 실질적으로 매칭하게 선택되는, 방사 디커플러가 제공된다. 틈은 제1 도전체층 재료의 보이드(void) 또는 부재영역이다.

둘 이상의 섬들간에 완전한 전기적 절연은 발명의 필수적인 특징이 아니다. 제1 도전체층 상의 섬은 이웃한 영역의 도전체 재료로부터 실질적으로 절연되는 도전체 재료 영역일 수 있다. 바람직하게 둘 이상의 섬들은 서로로부터 전기적으로 절연된다.

바람직하게 전자 디바이스 또는 RF 태그는 실질적으로 부재영역 위에 배치된다. 또한, 전자기 필드는 유전 코어층의 어떤 에지들에서 강화될 수 있고, 따라서 편리하게 전자 디바이스는 증가된 전계를 나타내는 유전 코어층의 에지들의 적어도 하나의 에지 상에 놓여질 수도 있다.

서브-파장 치수의 적어도 하나의 부재영역이라는 용어에 의해서 이것은 부재영역이 적어도 1차원으로 λ_min 미만임을 의미한다.

RF 태그들은 예를 들면 100MHz 내지 600GHz까지의 범위에서, 임의의 주파수들로 동작하게 설계될 수 있다. 바람직한 실시예에서 RF 태그는 예를 들면 칩 및 안테나를 구비하고 866MHz, 915MHz 또는 954MHz에서 동작하는 태그들, 또는 2.4-2.5 GHz 또는 5.8GHz에서 동작하는 마이크로파-범위의 태그와 같은 UHF(Ultra-High Frequency) 태그이다.

바람직하게, 전자 디바이스의 동작의 파장은 디커플러의 기본 공진 주파수에 실질적으로 매치될 것이며, 보다 바람직하게 디커플러는 전자 디바이스의 동작의 파장이 바람직하게 λ_min 내지 λ_max의 범위 내에 놓이게 λ_min 내지 λ_max범위에서 전자 디바이스에 대해 강화된 판독 범위를 제공할 수 있다.

이 문서에서 파장에 대한 이러한 언급들은 다른 것이 명시되지 않는 한, 진공에서(in vacuo) 파장이라 칭하는 것에 유의한다.

부재영역은 작은, 개별 십자형들, 또는 L-형상들일 수 있으나 보다 편리하게 슬릿의 폭이 λ_min 미만인 슬릿들이다. 슬릿은 도전체층 재료 내 임의의 직선 또는 곡선의 채널, 홈, 또는 보이드일 수 있다. 슬릿은 선택적으로 비 도전성 재료 또는 또 하나의 유전 코어층 재료로 채워질 수 있다.

발명은 방사 디커플링 디바이스로서 작용하는 복수-층 구조물을 제공한다. 제1 및 제2 도전체층들에는 사이에 유전 코어가 개재된다. 제1 도전체층이 적어도 두 개의 섬들을 내포하는 경우, 즉 부재영역 또는 슬릿에 의해 분리되는 경우, 바람직하게 하나 이상의 부재영역들은 서브-파장의 부재영역(즉, 적어도 1 차원으로 λ미만)이거나 보다 바람직하게는 유전 코어를 대기에 노출시키는 서브-파장 폭의 슬릿이다. 편리하게, 단일 섬을 형성하기 위해 부재영역이 디커플러의 주변에서 존재하는 경우 또는 유전 코어의 적어도 하나의 에지가 부재영역을 형성하는 경우 상기 부재영역은 폭이 서브-파장일 필요는 없다.

도전체층들은 유전 코어층과 직접 접촉할 필요가 없는 것에 유의한다. 예를 들면, 이들을 분리시키는 얇은 접착제 또는 이외 다른 비 도전성 재료층이 있을 수 있다.

관계된 전자기 파장들에서 금속 아니면 전기적으로 도전성의 응답을 갖는 어떠한 재료든 각각의 도전체층들에 도전체 재료로서 사용될 수 있다. 적합한 재료들의 예들은 금속들, 금속합금들, 금속 복합물들 또는 카본이다. 이러한 도전체 재료의 두께는 이용되는 전자기 방사의 주파수들에 관하여 적어도 부분적으로 통하지 않게(partially opaque) 해야 하는 두께이어야 한다(이것은 당업자에게 알려질 임피던스 오-매칭 및 표면깊이(skin depth) 계산들 둘 다에 의해 결정된다). 도전체층 재료의 두께는 0.10 마이크론보다 더 클 수 있고 바람직하게 두께는 0.25 내지 5 마이크론의 범위, 보다 바람직하게는 1 내지 2 마이크론의 범위이다. 두께는 요r구된다면, 특히 선택된 도전성 재료가 타겟 파장들에 대해 적어도 부분적으로 통하지 않는 장벽을 제공할 수 있게 하기 위해서 요구된다면, 5 마이크론을 넘어 증가될 수도 있다. 그러나, 두께에 어떠한 현저한 증가든지 가요성에 영향을 미칠 수 있고 제조 비용들을 증가시킬 수 있다. 명백히, 제2 도전체층에 대한 최대 두께 요건은 없다. 편리하게, 제2 도전체층 두께는 제1 도전체층과 동일한 범위에서 선택될 수 있다. 이것은 가요성을 유지하기 위해 바람직할 수 있다.

디커플러 구조물의 유전 코어 및 제1 도전체층의 두께의 합은 이의 총 두께가 1/4-파장 미만일 수 있고, 따라서 종래 기술 시스템들에 비해 더 얇고 가볍다. 유전층의 선택은 디커플러를 유연하게 할 수 있어 비평면 또는 커브된 표면들에 적용될 수 있게 한다. 편리하게, 디커플러는 평탄하지 않을 수 있고 비평면 또는 커브된 기하구조 형태를 취할 수 있다.

발명의 상기 측면은 디커플러를 형성하기 위해 두 개의 도전체층을 제공한다. 그러나, 재료가 금속표면에 직접 적용되거나 아니면 금속표면의 일체된 부분을 형성할 경우들(예를 들면, 자동차, 콘테이너, 혈관, 바디 또는 롤 케이지(roll cage)) 있어서는, 제1 도전체 및 유전 코어층들을 형성하는 재료가 구조물에 적용되는 즉시 금속 구조물 자체가 제2 도전체층으로서 작용할 것이기 때문에 제1 도전체층 및 유전 코어층만이 요구된다.

따라서, 발명의 또 다른 측면은 도전성 표면으로부터 방사를 디커플링하기 위한, 전자 디바이스를 위한 방사 디커플러에 있어서, 상기 디커플러는 적어도 하나의 유전층과 접촉한 적어도 하나의 제1 도전체층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 도전체층은 상기 제1 도전체층이 상기 유전층 상에 놓이지 않는 적어도 하나의 부재영역을 구비하고, 상기 디커플러는 사용시, 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에서 전자기 필드가 강화되도록 한, 방사 디커플러를 제공한다.

따라서, 발명의 또 다른 측면은 λ_min 내지 λ_max의 파장범위에서 금속표면으로부터 방사를 디커플링하기 위한, RF 태그들을 위한 방사 디커플러에 있어서, 유전층과 접촉한 도전체층을 포함하고, 상기 도전체층은 서브-파장 치수의 적어도 하나의 틈에 의해 분리된 두 개 이상의 섬들을 포함하고, 상기 디커플러의 공진 주파수는 RF 태그 및/또는 RF 판독기 시스템의 공진 주파수와 실질적으로 매칭되게 선택된, 방사 디커플러를 제공한다.

어떤 애플리케이션들에서, 디커플러의 크기 또는 풋프린트는 예를 들면 로지스틱스 콘테이너(logistics container)에서와 같이 중요하지 않다. 그러나, 더욱 더 많은 수의 대량생산되어 대량으로 공급되는 소비자 품목들은 RF 태그 수단에 의해 추적될 것이 요구된다. 그러므로, 보다 작은 풋프린트를 가진 디커플러가 매우 바람직하며, 따라서 λ_min 내지 λ_max의 파장범위에서 표면으로부터 방사를 디커플링하기 위한 것인, RF 태그들을 위한 단일 섬 디커플러에 있어서, 제1 도전체층과 제2 도전체층간에 개재된 유전층을 포함하고, 제1 도전체층은 증가된 전자기 필드에 대응하는 실질적으로 디커플러 상의 지점에 배치된 적어도 하나의 부재영역을 포함하고, 예를 들면 트랜시버와 같은 전자 디바이스는 실질적으로 상기 부재영역 상에 놓여지며, 상기 디커플러의 공진 주파수는 RF 태그 및/또는 RF 인터로게이트 소스의 공진 주파수와 실질적으로 매칭되게 선택된, 디커플러가 제공된다.

제1 도전체층의 길이 G는 λ

2nG에 의해 결정될 수 있고, n은 유전체의 굴절률이며, λ는 디커플러의 동작의 의도된 파장이다. 명백하게 이것은 제1 고조파(즉, 기본) 주파수에 대한 것이지만 이외 다른 공진 주파수들이 채용될 수 있다.

편리하게, 기본 공진 주파수 이외의 고조파 주파수들에 대응하는 길이 G 간격들을 디커플러에 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로 길이 G는 λ

(2nG)/N으로 표현될 수 있고, N은 정수(N=1은 기본을 나타낸다)이다. 대부분의 경우들에 있어서, 기본 주파수가 전형적으로 가장 강한 응답을 제공할 것이기 때문에 이 주파수를 사용하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 유전 코어층이 둘 이상의 성분들의 복합물로부터 형성되는 경우 굴절률 n은 제1 도전체층과 제2 도전체층 사이에 놓인 모든 성분 부품들의 상대 굴절률의 굴절률인 것으로 간주될 수 있음이 명백할 것이다. 거의 동일한 이라는 부호는 부재영역 또는 슬릿 폭들이 둘 이상의 섬들을 분리할 때 이들의 치수가 서브-파장보다 실질적으로 더 클 때 식이 벗어날 수 있기 때문에 사용된다.

보다 큰 영역의 디커플러, 즉 여기 규정된 바와 같이 둘 이상 섬의 디커플러들이 사용될 수 있는 상황들에 있어서, 이들 경우들에서 부재영역은 개별 십자형들, L-형상들 또는 보다 편리하게 슬릿들 형태를 취할 수 있다. 슬릿은 부분이, 전부가 또는 거의 전부가 디커플러의 폭 및 또는 길이에 걸쳐 확장할 수 있는 선형의 부재영역일 수 있다. 슬릿이 완전히 디커플러에 걸쳐 확장할 때 둘 이상의 전기적으로 절연된 섬들을 생성할 수 있다(즉, 공통적으로 경험되는 전자기 필드가 있을지라도, 두 영역들 사이에 도통하는 경로는 없다). 그러나, 슬릿이 완전히 확장하지 않는다면, 즉 디커플러의 표면에 걸쳐 부분으로 또는 거의 전부 확장한다면, 섬들은 슬릿들의 단부들에서 전기적으로 결합될 수도 있다. 둘 이상의 섬들 사이에 완전한 전기적 절연은 발명의 근본적 특징이 아니다.

일 실시예에서 발명은 한 공진 주파수보다 더 많은 주파수에서 동작할 수 있는 디커플러인, 광대역 디커플러를 제공한다. 이 실시예에서 디커플러는 제2 유전층에 인접한 제3 도전체층을 더 포함하고 제3 도전체층은 제3 도전체층이 제2 유전체 상에 놓이지 않는 적어도 하나의 부재영역을 구비하며 제2 유전층은 제3 도전체층과 제2 도전체층 사이에 배치된다. 광대역 디커플러를 달성하기 위해서 바람직하게 제1 도전체층은 제3 도전체층의 길이와는 다르다. 이러한 광대역 디커플러는 예를 들면 RF 태그들의 공통 동작 주파수들에서 동작하게 배치될 수도 있을 것이다. 다수의 서로 다른 RF 태그들 중 어느 것이든 디커플러 상의 적합한 지점에 장착되어 성공적으로 동작될 수 있을 것이다. 또한 사용시, 각각이 다른 동작 주파수를 갖는, RF 태그들과 같은 두 개의 서로 다른 전자 디바이스들은 적합하게 튜닝된 제1 또는 제3 도전체층 상에 배치될 수 있다. 각 태그는 표면효과들로부터 디커플링될 것이며 개별적으로 정확한 동작 주파수에서 판독될 수 있을 것이다. 요구된다면 복수의 서로 다른 파장들에서 동작할 수 있는 디커플러를 형성하기 위해 도전체 및 유전층들이 더 있을 수 있다.

대안적 구성에서 제2 도전체층의 상측 표면 및 하측 표면상에 배치된 적어도 하나의 제1 도전체층 및 적어도 하나의 유전층이 제공될 수 있는데, 즉 제2 도전체층의 양면은 유전층 및 또 하나의 제1 도전체층을 갖는다. 제1 도전체층들은 제2 도전체층의 서로 대향하는 면들 상에 장착된다. 제1 도전체층들은 동일 길이일 수도 있고 아닐 수도 있다.

일 실시예에서 적어도 하나의 부재영역 또는 슬릿은 디커플러의 에지들 중 적어도 하나의 에지에 실질적으로 평행하지 않을 수 있다. 이것은, 복수의 파장들에서 기능할 수 있게, 제1 도전체층을 구비하는 디커플러에 복수의 서로 다른 주기의 길이들을 제공할 것이다. 이에 따라, 비선형 부재영역 또는 비선형 슬릿 또는 대안적으로 선형이나 디커플러의 하나 이상의 에지들에 관하여 비평행으로 놓인 부재영역 또는 슬릿의 사용은 동작의 증가된 파장 범위를 가능하게 할 것이다. 이것은 앞에서 규정된 바와 같은 복수 층 광대역 디커플러 실시예와 결합하여 사용될 수 있다. 비선형 슬릿 또는 부재영역으로도 동일 효과가 달성될 수 있다.

사용에서 디커플러는 어떠한 표면상에도 배치될 수 있고, 후술하는 바와 같이 디커플러를 사용하지 않는 것에 비해 잇점들을 제공할 수 있다. 디커플러는 명백하게 표면들 상에 사용할 수 있는데, 디커플러를 사용하지 않았다면 재료 내 또는 실질적으로 표면에서의 전기적 상호작용들에 기인하여 RF 태그 자신의 안테나의 동작에 불리한 영향을 미치게 되었을 것이다.

디커플러는 전자기 방사의 또 다른 전파(propagation)에 대한 장벽으로서 효과적으로 작용하기 때문에 디커플러는 제1 도전체층 근처에 정확하게 놓인 RF 태그들이, 입사 RF 방사에 대해 비-반사적인 또는 반사적인 표면들 상에서 또는 이들에 근접하여 동작할 수 있게 할 것이다. 발명의 잇점들은 전자 디바이스에 의해 입사 방사의 수신에 불리한 반사적인 또는 방사에 영향을 미치는 표면들 상에서 명백하다. 통상적으로 이러한 RF 반사 표면들은 도전성 재료들일 수 있고, 이들 재료들은 많은 액체 내용물 또는 이러한 유체를 위한 함유수단의 일부를 형성하는 표면들을 포함한다. 어떤 유형들의 유리는 RF 태그들과 상호작용하며 따라서 디커플러는 유리, 실리카 또는 세라믹스 상에 사용할 수 있음이 발견되었다.

유체를 위한 함유수단은 표면의 한 면에 유체를 분리하고(separates) 표면의 대향 면에서 다른 환경을 갖는 콘테이너의 임의의 장벽, 막 또는 일부일 수 있다. 표면의 대향하는 면은 바람직하게는 디커플러가 배치되는 외표면일 수 있고, 바람직하게 함유수단은 콘테이너의 일부이며 식품, 음료수, 또는 화학품 콘테이너일 수 있다. 디커플러는 표면 또는 함유수단 상에 장착될 수 있고 또는 대안적으로 표면 또는 격납 수단은 예를 들면 비 도전성 표면에 대한 디커플러의 일체된 부분을 형성할 수 있으며 또는 비 도전성 격납 수단은 부분적으로 유전층을 포함할 수 있다. 대안적으로, 도전성 표면 또는 도전성 격납 수단에 대해서 표면 또는 콘테이너는 부분적으로 제2 도전체층을 형성할 수 있다.

전형적인 RF 반사 도전성 재료들은 카본, 금속, 금속 합금들 또는 금속 복합물들일 수 있다. RF 반사 재료는 액체일 수도 있고 또는 대안적으로 셀룰로우스 재료와 같은 많은 액체 내용물, 예를 들면 어떤 목재들, 카드, 종이, 또는 많은 습기 내용물을 소지할 수 있는 자연 발생 재료을 포함하는 재료일 수도 있다.

그러므로, 디커플러는 고 습도, 축축한 환경들 또는 영역들에 있는 표면들에, 또는 예를 들면 물과 같은 액체와 같은 유체의 표면 밑에 부분적으로 또는 완전히 잠긴 표면들에도 적용될 수 있다. 그러므로, 디커플러 및 RF 태그는 음료수 또는 식품 콘테이너의 적합한 캡슐화의 외부 또는 내부 상에 배치될 수 있다.

잇점이 있게, 네 개의 섬 디커플러는 디커플러 및 RF 태그가 물탱크 내 완전히 잠겼을 때 이 디커플러 위에 놓인 RF 태그가 판독가능 태그를 제공할 수 있게 하는 것이 발견되었다. 디커플러 상에 놓여 있지 않은 RF 태그는 물에 잠겼을 때 어떠한 판독범위도 제공하지 않을 것이다. 이것은 수중 건조물 또는 오일 및 가스 건조물과 같은 애플리케이션들, 이를테면 성분들이 RF 시스템에 의해 쉽게 식별될 수 있게 하는 파이프 식별에서 특히 잇점이 있다. 명백히, 디커플러는 RF 반사 환경이 있는, 그리고 시각적 식별이 손상되어 가능하지 않은 시스템들에서 사용될 수 있을 것이다.

표면은 유체를 위한 격납 수단의 일체된 부분을 형성할 수 있다. 물과 같은 액체들은 RF 방사에 간섭하며 따라서 이들의 근처에 RF 태그들의 수행에 불리하게 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러므로 표면은 식품, 음료수 또는 화학품 콘테이너의 표면일 수 있다.

디커플러는 물병들, 음료수 캔, 식품 콘테이너들 또는 신체들 등과 같이 물을 함유/수용하는 재료들로부터 만들어지는 표면들 상에 사용될 수 있다. 또한, 태그 시스템은 특정 영역에 사람들 또는 동물들의 행방 또는 이동을 추적하기 위해 이들에 직접 또는 간접적으로 적용될 수 있고, 한 특정한 예는 사람들, 예를 들면 병원환경에서 어린이 또는 유아들과 같은 특히 취약한 사람들일 수 있다. 또 다른 용도는 제2 도전체층으로서 광학 디스크들(CD들 또는 DVD들)의 금속층과 유전 코어층으로서 광학 디스크의 유전 기판을 사용하는 것이며 따라서 제1 도전체층은 일체형 디커플러를 만들기 위해 기판 상에(금속층에 말단) 배치될 수 있다. 그다음에 로우 Q RF 태그는 제1 도전체층의 부재영역 근처에 배치될 수 있다.

디커플러 및 RF 태그들은 정전기 방지 가방들과 같은 금속이 코팅된 가방들 내부에 배치될 때 활성이 되는 것으로 또한 발견되었다. 이것은 컴퓨터 성분들 등이 보호 가방으로부터 성분을 제거하지 않고 추적될 수 있게 하는 잇점이 있을 것이다. 디커플러가 사용될 수 있는 환경들의 또 다른 예들은 눈 또는 얼음 내, 콘크리트 구조물들 내 및 냉동육들 내이다.

디커플러는 선형 또는 실질적으로 평탄한 표면들, 또는 예를 들면 실린더들 또는 구형 표면들과 같은 단일로, 또는 이중으로 커브된 표면들에 각각 적용될 수 있다. 따라서, 바코드들보다도 RF 태그들을 구비한 식품 및 또는 음료수 콘테이너들의 생산을 용이하게 한다. 디커플러는, 제어된 환경 내에서 원통형 콘테이너들(예를 들면, 식품 캔 및 음료수 캔)의 소재가 RF ID 추적 기술의 사용에 의해 찾아질 수 있게 이들 원통형 콘테이너들에 적용될 수 있다.

RF 태그들에 대한 디커플러의 사용은 품목들을 추적하는 것으로 제한되는 것은 아니며 예를 들면 매장(point of sale), 스마트 카드들, 차량들의 식별, 요금(toll) 등과 같은 RF 태그들의 사용에 적합한 어떠한 목적에든 사용될 수 있음이 명백할 것이다.

다음의 논의는 발명의 두 측면들, 즉 디커플러가 분리된 제2 도전체층을 구비하든 아니면 RF 태그가 적용된 물품의 표면이 디커플러의 제2 도전체층으로서 작용하든지간에 적용한다.

발명의 범위를 제한하지 않는 동작 모드에 대한 한 설명은 RF 태그가 공진회로이고 디커플러는 다른 공진회로로서 볼 수 있다는 것이다. RF 태그가 디커플러에 전기적으로 접속되었다면, 즉 디커플러가 안테나로서 작용하였다면, 두 시스템들은 일반적으로 임피던스 매칭되지 않을 것이기 때문에 에너지의 매우 빈약한 전달이 있게 될 것이다. 그러나, 어떠한 전기적 접촉도 없기 때문에 임피던스 문제는 전혀 없다. 디커플러는 태그의 근처에서 표면에 독립적인 필드 강화기로서 작용하고 있어, 에너지는 트랩된 정재파(trapped standing wave)에 결합된다. 태그가 고 전계 영역 내 위치되어 있는 한 태그는 방사 자체에 효율적으로 결합될 것이다. 그러므로, 본 발명의 디커플러는 특정 주파수에서 동작하는 어떠한 태그 설계에도 작용하며 종래 기술의 튜닝된 안테나 시스템들과는 달리, 서로 다른 태그들을 위한 별도의 설계를 요구하지 않는다.

고 에너지의 영역들을 만들기 위해 에너지를 집중 또는 지향시키는 다른 수단이 고찰될 수도 있다.

편리하게, 디커플러의 두께(즉, 전형적으로 제1 도전체층 및 유전 코어층의 두께 합)는 입사 방사의 1/4-파장보다 훨씬 작다. 예를 들면, 방사는 두께가 1/10 이하, 바람직하게는 1/100 미만, 보다 바람직하게는 1/300 미만, 또는 수 1/1000인 경우들에 있어서 디커플러와의 상호작용을 받을 것이며, 입사 방사의 파장의 1/3000 미만에서 또는 1/7000 미만에서도 사용하는 것이 바람직할 수도 있다.

예를 들면, 866MHz의 주파수는 진공내 346mm의 파장에 대응하며, 따라서 50 마이크론 PETG 디커플러들은 대략 파장의 1/7000 두께인 디바이스들을 구성할 것이다. 통상적으로, 종래 기술의 안테나 시스템들은 임의의 표면 독립성 정도를 달성하기 위해 수 밀리미터의 두께에 의존한다.

위에 기술된 바와 같이, 디커플러의 제1 도전체층은 예를 들면 둘 이상의 섬들을 나타내는 디커플러들과 같은, 하나 이상의 슬릿들 또는 부재영역을 포함할 수 있다.

제1 도전체층 상의 슬릿들의 배열은 구조물과 상호작용할 수 있는 방사의 파장 또는 파장들에 영향을 미친다. 바람직하게 슬릿 배열은 주기적이다.

일 실시예에서, 슬릿 배열은 평행한 슬릿들을 포함한다. 평행한 슬릿 배열에 있어서, 파장 λ의 방사는 다음 관계식에 따라 디커플링이 행해질 수 있는 것으로 결정되었다.

λ_N

2nG/N

여기서 λ_N는 λ_min 내지 최대 디커플링이 일어나는 λ_max 범위의 파장이며, n은 코어의 굴절률이고, G는 슬릿 간격이며 N은 정수(≥1)이다. 본 바람직한 실시예는 N=1인 경우를 이용하며, 이것은 제1 고조파(즉, 기본) 모드인 것으로 나타낼 것이다. 둘 이상의 섬들로 구성된 디커플러들에 있어서, 슬릿들은 파장에 비해 좁을 수 있는 것에 유의한다. 또한, 전계 벡터가 슬릿의 축(즉 이의 길이)에 수직한 방위에 놓이게 방사가 선형으로 편광되는 것으로 또한 가정되는데, 이 분야의 연구에 전형적인 규정에 의해서, 입사면이 슬릿에 평행하다면 슬릿은 TE-(s-)-편광(입사면에 수직한 전계 벡터)이어야 하고, 입사면이 슬릿에 수직하다면 방사는 TM-(p-)-편광(입사면 내의 전계 벡터)이어야 한다. 타원 또는 원형 편광이 전계의 적합하게 정렬된 성분을 나타낼 것이기 때문에 이 편광의 전자기적 방사에도 작용할 것임이 전자기학 분야의 당업자에게 명백할 것이다.

디커플링되는 방사의 파장은 슬릿 간격 G 및 유전 코어층의 굴절률에 선형으로 관계됨을 위에 관계식으로부터 알 수 있다. 이들 파라미터들 중 어느 하나를 가변시킴으로써 특정의 파장이 구조물에 의해 디커플링될 수 있게 될 것이다. 단일 섬 디커플러에 있어서는 위의 식은 G를 제1 도전체층의 길이로 나타내어 적용한다.

또한, 방사는 서로 다른 N 값들에 대응하는 다수의 파장들에서 디커플링될 것임을 알 수 있다. 주파수들 각각은 용어가 여기서 사용되는 바와 같이 디커플러의 공진 주파수를 포함한다. 그러나, 태그의 공진 주파수는 바람직하게는 N=1에서 공진 주파수인 디커플러의 제1 공진 주파수와 매칭한다. 명백히, 다른 고조파 주파수들은 디커플링을 제공하는데 사용될 수도 있다.

위의 식은 유전 코어층의 두께가 슬릿의 폭과 같을 때, 그리고 이 두께 값이 근사적으로 밀리미터보다 클 때, 가장 정확한 근사식이다. 슬릿폭이 감소된다면 더 긴 파장들로의 공진의 점차적인 시프트가 있다(정확한 시프트는 슬릿 폭과 코어 두께와의 비에 관계된다). 균일하거나 또는 분리된 영역들에서 유전 코어층의 두께는 공진 파장을 증가시키는 경향이 있을 것이라는 것은 일반적으로 사실이며 그 반대도 그러하다.

방사가 수직 입사로 구조물에 입사하게 하였다면 N의 기수값들만이 공진들을 야기하는 것에 유의한다.

디커플러는 하나의 부재영역에 의해 분리된 적어도 두 개의 금속 섬들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 RF 태그는, 태그 상의 칩이 부재영역 상의 실질적으로 중앙에 놓이게 하고 안테나가 적어도 두 개의 금속 섬들 상에 놓여지게 부재영역에 걸쳐 있을 수 있다. 섬들은 임의의 기하학적 형상일 수 있으나, 바람직하게 섬들은 형상이 정사각형 또는 직사각형이다. 그러나, 삼각형, 육각형 또는 원형 섬들과 같은 그외 다른 다각형들의 사용을 통해, 예를 들면 편광 무감응에 관한 잇점들이 얻어질 수 있다.

금속 섬의 길이(예를 들면 앞에서 언급된 식에서 G와 같은)는 채용된 RF 태그의 동작 파장에 따라 선택될 수 있다. 코어 재료의 굴절률로 곱한 섬의 길이는 RF 태그의 동작 파장의 대략 반인 것으로서 선택된다. 일부 시판되는 RF 태그들, 예를 들면 알리엔 테크놀로지에 의해 제조된 RF 태그들은 이들의 동작 파장에 견줄 수 있는 길이(예를 들면 1/3 이상)인 안테나들을 나타낸다. 이것은 디바이스가 태그를 기계적으로 지지하는데 일반적으로 편리하기 때문에(즉, 디커플러는 이것이 지지하는 태그보다 작지 않은 것이 흔히 편리하다) 전형적인 디커플러의 길이에 하한을 둔다. 그러므로, 이하 규정되는 바와 같이, 디커플러들에 사용을 위해 보다 작은 태그들이 식별될 수 있는 것이 바람직하다.

도전체층 금속 섬의 폭은 선택된 RF 태그의 치수들에 의해 결정될 수 있다. 단지 예로서, 공통적으로 사용되는 UHF RF 태그들에 있어서, 섬의 폭은 태그들의 폭에 4 내지 5배에서 사용되었다. 그러나, 덜 돌출된 디커플러들 및 태그들이 요구되는 경우, 디커플러의 폭은 적어도 칩 및 안테나의 폭이 되도록 감소될 수도 있다. 디커플러 폭의 감소는 RF 태그의 판독범위를 감소시키는 경향이 있을 것이며, 그 반대도 그러할 것이다.

바람직하게 부재영역의 폭, 및 유전 코어 재료의 유전율 및 두께 둘 다는 실질적으로 RF 태그와 동일한 공진 주파수를 갖는 디커플러를 제공하기 위해 선택될 것이다.

파워는 유전 코어 및 어떤 정도까지는 상기 유전 코어 상에 놓여진 제1 및 제2 도전체층들 둘 다에 의해 소비되며, 그러므로 이들 재료들의 유전율들 및 투자율들은 설계 프로세스에서 중요한 파라미터들이다.

입사 방사에 관하여 디커플러의 방위각 방위에 의존성을 제거할 한 방법은 제1 도전체층이 바람직하게는 적어도 하나의 직교하는 한 세트의 슬릿들("양-격자" 배열)을 포함하는 것이다. 이것은 어떠한 방위에 대해서도 단지 한 선형 편광만이(즉 슬릿 방향에 수직한 전계 성분을 가진 편광 상태) 디커플링될 수 있는 단일 슬릿 어레이("단-격자" 배열)에 의해 나타내는 편광-의존성 효과들을 감소시키는 이점을 제공할 수 있다. 그러나, 입사 전계의 성분이 슬릿을 수직하게 지나도록 하는 어떠한 방위든지 어느 정도의 기능을 발생시킬 것임이 당업자에게 명백할 것이다(즉, 디커플링은 전계 편광 벡터에 평행한 슬릿에 의한 것 이외의 어떠한 방위에서든 일어날 것이지만, 샘플이 이 방위를 향하여 회전될 때 판독범위는 크게 감소될 것이다). 그러나, 양-격자 배열은 전계 편광 벡터의 성분에 대해 항시 적합하게 정렬된 슬릿을 나타낼 것이기 때문에 두 편광들을 디커플링한다.

또 다른 구성에서, 60도 방위각의 간격으로(즉, 삼각형 패턴을 형성하는) 3 세트들의 슬릿 배열들이 있을 수 있다. 예를 들면 원과 같은, 무한대로 향하는, 고차 패턴들이 이하 규정된다.

"광폭" 슬릿들에 있어서(즉, 866MHz 방사에 대해 밀리미터보다 더 큰 슬릿 폭) 디커플링 파장은 방사가 제1 도전체층의 표면에 입사하는 각도에 따라 변하는 것이 관찰되었다. 슬릿 폭이 감소함에 따라, 각도 의존성은 덜 두드러지게 된다. 그러므로, 바람직한 실시예에서 슬릿들은 디커플링될 방사의 파장보다 더 작다.

전자기 스펙트럼의 마이크로파 영역에 대응하고 이 영역에 근접한 파장들 λ에 대해서(예를 들면, λ는 일반적으로 수 밀리미터 내지 수 미터 범위에 있다), 통상적으로 슬롯 폭들 또는 부재영역은 1000 마이크론 미만, 바람직하게는 500 마이크론 미만, 보다 바람직하게는 150 마이크론 미만이며 50 마이크론 이하일 수도 있다. 그러므로, 부재영역이 입사 방사의 파장의 1/50 미만 또는 보다 바람직하게는 1/100 미만일 수 있다.

유전 코어층 재료는 임의의 적합한 또는 일반적으로 사용되는 유전 재료일 수 있으나, 바람직하게 유전 코어층을 위한 재료는 손실이 없을 것이다(즉, 복소수 유전율 및 투자율의 허수 성분들은 최적으로 제로일 수 있다). 유전 코어층은 제1 도전체층과 제2 도전체층 사이에 보이드, 이를테면 부분적 진공이거나, 제1 도전체층과 제2 도전체층간에 부분적으로 또는 거의 공기 갭과 같은 기체일 수 있다. 편리하게, 보이드를 사용하는 코어들은 부분적으로 도전체층들 사이에 비-전기적으로 전도성이 있는 재료들, 이를테면 골판지, 벌집 구조물들 또는 많은 보이드를 함유하는 발포제들을 사용함으로써 부분적으로 보강될 수 있다.

유전 코어층 재료들은 이를테면 PET, 폴리스티렌, BOPP, 폴라카보네이트와 같은 폴리머들 및 임의의 유사한 저-손실 RF 적층들로부터 선택될 수 있다. 유전 코어층의 부분 또는 거의 전부를 형성할 수 있는 일반적으로 사용되는 콘테이너 재료들은 종이, 카드, 골판지, 또는 목재와 같은 셀룰로우스 재료들일 수 있다. 대안적으로, 어떤 세라믹스, 페라이트들 또는 유리들이 사용될 수도 있다.

일 실시예에서 유전 코어층에서 사용되게 선택된 재료는 디커플링할 방사의 파장들을 제어하기 위해서 제어가능하게 가변될 수 있는 굴절률을 갖는다. 예를 들면, 폴리머가 분산된 액정(PDLC) 재료가 코어로서 사용될 수 있다. 전압이 유전 코어층 재료에 걸쳐 인가될 수 있게 디커플러 구조물이 배치된다면, 이의 굴절률이 변경될 수 있고 디커플링된 파장들은 맞추어 시프트할 것이다. 이것은 디커플러가 한 범위의 RF 태그 파장들에 대해 사용되거나 디커플링 작용이 스위치 온 및 오프될 수 있게 제어될 때 특히 잇점이 있을 수 있다.

또한, 디커플러가 부착될 대상이 서로 다른 위치들에 대해(예를 들면, 서로 다른 나라들) 서로 다른 RF 태그들을 요구한다면, 튜닝가능 굴절률을 가진 유전 코어층 재료는 서로 다른 파장들에서 동작하는 RF 태그들에 대해 동일한 디커플러가 사용될 수 있게 할 것이다. 대안적으로, 디커플러는 일반적으로 사용되는 RF 태그 주파수들/파장들, 이를테면 866 MHz, 915 MHz, 2.4 내지 2.5 GHz 및 5.8 GHz를 디커플링할 수 있는, 서로 다른 피치 길이들 또는 주기들을 내포하는 서로 다른 영역들을 갖게 준비될 수 있다. 디커플러는 서로 다른 공진 주파수 RF 태그들에 적합한 서로 다른 주기들을 포함하는 하나 이상의 영역들을 구비할 수 있다.

일반적으로 RF 태그들은 이들의 동작 파장과 비슷한(예를 들면 이 파장의 1/3) 길이의 일체형 안테나에 전기적으로 접속된 칩으로 구성된다. 본 발명자들은 놀랍게도 훨씬 더 작고 튜닝되지 않은(즉, 통상적으로 UHF 파장들에서 효율적으로 동작할 것으로 예상되지 않을) 안테나들을 구비하는 RF 태그들이 본 발명에 따라 디커플러와 함께 사용될 수 있음을 발견하였다. 보통 이러한 '왜소한(stunted)' 안테나들을 구비한 태그들(당업자에 의해 알게 되는 바와 같이, 이하 로우 Q 안테나들이라 칭함)은 열린 공간에서 단지 수 센티미터 또는 수 밀리미터 판독범위만을 갖는다. 그러나, 놀랍게도, 본 발명의 디커플러 상에 장착된 로우 Q 안테나를 구비한 이러한 태그를 사용한 것이 동작가능하며 디커플러 없이 자유공간에서 동작하는 최적화된 시판되는 RF 태그의 판독범위들에 이르는(또는 초과하는) 유용한 판독범위들을 나타낼 수 있음이 발견되었다. 로우 Q 안테나들은 제조하기가 더 저렴할 수 있고, 종래의 튜닝된 안테나보다 표면적을 덜 점유할 수 있다(즉, 이러한 태그의 안테나 길이는 일반적으로 가능한 것보다 더 짧을 수 있다). 그러므로, 특히 바람직한 구성에서, 실질적으로 감소된 안테나 영역/길이를 가진 RF 태그는 발명에 따라 디커플러 상에 장착될 수 있다. 바람직하게, 로우 Q RF 태그는 감소된 영역 디커플러 및 태그 시스템을 제공하기 위해서, 앞에서 규정된 단일 섬 디커플러 상에 장착될 수 있고, 이것은 실질적으로 λ

2nG/N의 제1 도전체층 길이를 가질 수 있으며, λ는 λ_min 내지 최대 흡수가 일어나는 λ_max 범위의 파장이며, n은 유전체의 굴절률이며, G는 적어도 하나의 제1 도전체층의 주기이며 N은 1 이상의 정수이다.

RF 태그 및 이의 일체형 안테나는 통상적으로 유전기판 상에 장착 또는 인쇄되며, 유전기판은 디커플러의 표면과 직접 접촉하여 배치될 수 있다. 바람직하게, 스페이서인 것으로 규정되는 또 하나의 유전 재료가 있을 수 있는데, RF 태그와 디커플러 재료 사이에 배치될 수 있다. 스페이서가 있을 때 스페이서의 길이 및 폭 치수들은 RF 태그의 금속영역들(예를 들면, 안테나들)과 적어도 동일해야 한다. 대부분의 RF 태그들은 이들 자신의 기판 상에 이미 장착되어 공급되며, 이것은 제조자에 따라 두께가 달라진다. RF 태그의 안테나는 제1 도전체층 또는 제2 도전체층과 직접 전기적으로 접촉하지 않아야 한다.

바람직하게 RF 태그의 금속부분과 디커플러간의 (총) 갭(즉, 스페이서 두께 + RF 태그 기판 두께)은 2000 마이크론 미만, 바람직하게는 100 내지 1000 마이크론 범위, 바람직하게는 175 내지 800 마이크론 범위, 보다 바람직하게는 175 내지 600 마이크론 범위이다. 이들 값들은 무손실 또는 통상적으로 큰 또는 낮은 굴절률을 나타내는 스페이서 또는 태그 기판이 사용된다면(즉, PET와 같은 표준 폴리머 기판 이외의 어떤 것이 사용된다면) 다를 수 있다. 유사하게, 더 높은 또는 더 낮은 동작 주파수들로의 시프트는 스페이서 두께에 영향을 미칠 수 있다. 스페이서는 제1 도전체층으로부터 고정된 거리에 RF 태그를 찾아내는 다른 수단이 있는 경우엔 요구되지 않을 수 있다. 2000 마이크론을 넘어 존재하는 어느 정도의 전계가 여전히 있을 수 있지만 그러나 이것은 특히 바람직하지 않을 수 있음을 알 것이다.

전계는 부재영역에서 최대이고 디커플러의 평면 위로 증가하는 거리에 따라 지수함수적으로 떨어짐을 보였다. 발명의 범위를 제한하지 않는, 스페이서의 역할의 한 설명은 태그가 없을 때는 디커플러는 예상되는 대로 공진한다는 것이다. 그러나, 태그가 도입되었을 때 태그는 디커플러와 상호작용하고 이의 공진을 교란하기 시작한다. 교란 정도는 태그가 디커플러 표면에 더 가까워짐에 따라 증가한다. 결국에 교란 정도는 너무 크게 되어 공진 및 따라서 디커플러의 동작을 어기는 전계가 강화된 영역은 더 이상 만들어지지 않는다. 이에 따라 스페이서는 최대 전계에 태그를 노출시키는 것과 디커플링 메커니즘을 파괴시킬 만큼 디커플러를 교란시키지 않는 것간에 절충하는 방법이 된다. 그러므로, 위에 규정된 바와 같이 100 내지 1000 마이크론 사이의 총 거리에서 어떠한 RF 태그든 찾아낼 수 있고 매우 유용한 판독범위를 제공함이 명백할 것이다. 그러나, 단순한 거리 측정들은 주어진 디커플러로부터 주어진 RF 태그에 대한 바람직한 거리를 제공할 수 있고 이것은 RF 태그의 판독범위를 더욱 증가시킬 수 있음이 명백할 것이다.

RF 태그들의 금속 안테나들은 통상의 취급에 의해 쉽게 변형되거나 스크래치가 날 수 있다. 유리하게, RF 태그 및 디커플러는 보호 하우징에 의해 부분으로 덮이거나 봉해질 수 있다. 하우징은 RF 태그 및 디커플러의 표면상에 증착되는 비도전성 재료일 수 있다. 단순히 비도전성 재료는 -예를 들면 스핀 코팅 기술들을 통해서- 예를 들면 PET, PETG UPVC, ABS이거나, 에폭시, 등과 같은 임의의 적합한 포팅 화합물(potting compound)과 같은 재료들을 증착하여 도포된 또 하나의 유전 재료일 수 있다. 250-2000 마이크론 범위의 심지어는 5000 마이크론까지의 이러한 하우징 코팅들은 RF 태그들의 판독범위에 영향을 미치지 않는다. 명백히, 하우징의 두께는 환경 및 태그로부터 요구되는 가요성에 따라 선택될 것이다.

디커플러를 형성하는 도전체층들은 이를테면, 금속이 코팅된 유전체 표면의 에칭, 포토리소그래피, 탄소 또는 고 로딩된(high-loaded) 은 잉크들과 같은 도전성 잉크들의 사용, 블록 포일들 (이를테면 핫 스탬핑에 의해)의 증착, 증기증착(선택적으로 나중에 에칭함), 부착된 금속 포일들, 또는 추가의 무전해 증착 및 선택적으로 전착(electrodeposition)을 위한 패턴 전사 메커니즘과 조합하여 촉매 잉크들의 사용과 같은, 임의의 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다.

따라서, 발명의 또 다른 측면은 잉크 조성물로 유전 재료를 발명에 따른 패턴으로 코팅하는 단계로서, 상기 잉크 조성물은 코팅될 상기 기판에 환원가능 은염으로서 은 및 필러 입자들을 인쇄하기에 적합한 잉크 배합물을 포함하고, 상기 환원가능 은염은, 환원되었을 때, 일단 코팅된 기판이 자촉매 증착 용액(autocatalytic deposition solution) 내에 도입되면, 기판의 코팅된 영역 상에, 자촉매 증착 용액으로부터의 금속의 증착을 촉진시킬 수 있게 선택되며, 환원가능 은염의 비율은 잉크 조성물이 10 중량% 미만의 은을 함유하게 하는 비율인, 상기 단계; 선택적으로 상기 코팅된 영역을 전착을 행하는 단계를 포함하는 발명에 따른 디커플러 제조방법이 제공된다. 편리하게 계류중인 특허출원번호 GB0422386.3에 개시된 것과 같은 잉크 및 또는 방법이 사용될 수 있다.

잉크 배합물은 예를 들면, 잉크 젯, 그라비어, 플렉소 또는 스크린 인쇄 기술들과 같은 임의의 공지된 패턴 전사 메커니즘에 의해 증착될 수 있다. 이어서, 증착된 잉크는 자촉매 증착을 위해 표준 무전해 증착 기술들이 가해질 수 있다. 릴-릴(reel-to-reel) 공정에 의해 달성될 수 있는 것인, 전착을 사용함으로써 무전해로 증착된 금속의 두께를 더 증가시키는 것이 바람직할 수 있다.

예로서, 금속 식품 콘테이너는 제2 도전체층으로서 작용할 수 있고, 이에 얇은 유전 재료 코팅을 도포하여 유전층을 형성할 수 있다. 제1 도전체층은 유전 코어층 재료 상에 요망되는 디커플러 패턴으로 임의의 공지의 수단에 의해 증착될 수 있다. 선택적으로 스페이서 재료를 만들기 위해 적용되는 또 하나의 유전체가 있을 수 있다. RF 태그는 부재영역 또는 틈 상에 그리고 선택적으로 태그 및 또는 디커플러 상에 인쇄 또는 적용된 보호 하우징 상에 배치될 수 있다. 보호 하우징은 판매되는 품목을 위해 완료된 채색 설계를 포함할 수 있다. 최종의 디커플러 및 RF 태그가 콘테이너의 표면과 높이가 같아지도록, 디커플러가 금속 식품 콘테이너의 표면 내 리세스(recess)에 놓여지는 것이 바람직할 수 있다. 제1 도전체층은 금속 식품 콘테이너의 도전성 재료로부터 전기적으로 절연되어야 하는 것이 명백할 것이다. 이것은 제1 도전체층이 디커플러의 완전히 에지까지 가지 않게 함으로써 또는 비도전성 보호 하우징을 사용함으로써 쉽게 달성될 수 있다.

발명의 실시예에서, 디커플러는 이것이 유연하게 건조될 수 있다. 접착 재료가 이면에 도포되어 있다면, 테이프 또는 아플리케 막 형태로 임의의 해당되는 표면에 적용될 수 있다. 매우 얇은 디커플러(디커플링될 방사의 파장에 비해)를 건조할 수 있는 능력은 이것이 어떠한 표면 윤곽에도 효과적으로 성형될 수 있음을 의미한다. 디커플러가 적용될 금속표면 또는 물품에 의해 제2 도전체층이 제공되는 경우, 제1 도전체층 및 유전층은 이 유전층 상에 놓인 접착제에 의해 상기 금속표면에 부착될 수 있다.

발명의 또 다른 측면은 앞에서 기술된 바와 같이 디커플러의 표면상에 장착된 RF 태그를 제공한다.

또한, 앞에 규정된 바와 같이 디커플러 상에 장착되는 RF 태그를 포함하는 실질적으로 표면에 독립적인 RF 태그가 제공된다. 이를테면 적층된 구성으로, 부재영역에 하나보다 더 많은 RF 태그를 장착하는 것이 잇점이 있을 수 있다. 디커플러는 Gen 1 및 Gen 2 프로토콜 태그들 둘 다와 함께 작동하는 것으로 나타났다. 그러므로, 서로 다른 수납자들이 서로 다른 프로토콜 태그들을 사용한다면 이들은 적층된 구성으로 선택적으로 동일 부재영역에 동일 디커플러 상에 장착될 수 있다. 명백히 RF 태그들은 동일 프로토콜일 수 있고 따라서 사용자들을 위해 서로 다른 식별 목적들만을 제공할 수 있다.

발명의 또 다른 측면에서, 표면의 부분이 부분적으로, 거의 또는 완전히 디커플러로 또는 앞에 규정된 바와 같은 표면에 독립적인 RF 태그로 덮이는 표면이 제공된다.

또한, 앞에 규정된 바와 같은 적어도 하나의 표면을 포함하는 바디 또는 콘테이너가 제공된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 표면은 커브되어 있을 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 바디 또는 콘테이너는 예를 들면 롤 케이지, 스틸리지(stillage)이거나, 식품 또는 음료수 콘테이너와 같은 로지스틱스 콘테이너일 수 있고, 특정한 예들은 음료수 캔 또는 캔 식품일 수 있다.

발명의 또 다른 측면에서, 유전층이 비도전성 격납 수단의 일부 또는 거의 전부로부터 형성될 수 있는 위에 기술된 실시예들 중 어느 하나에 따른 디커플러가 제공될 수 있다. 비도전성 함유수단을 위한 특히 바람직한 재료는 천연 또는 인공 섬유들, 플라스틱, 셀룰로우스, 유리 또는 세라믹일 수 있다. 이러한 구성에서 플라스틱 또는 카드와 같은 비도전성 재료로부터 만들어지는 병 또는 판지상자와 같은 콘테이너는 부분적으로 유전층을 형성할 수 있다. 그러므로, 제1 도전체 및 제2 도전체층은 상기 콘테이너의 양측에 앞에서 규정된 임의의 수단에 의해 형성되어, 발명에 따른 디커플러를 형성하게 도전체층들이 함께 배치되어 있게 할 수 있다. 이를테면 유전 코어의 유전 특성을 향상시키기 위해서, 비도전성 격납 수단의 한 면 또는 양면에 또 하나의 유전 재료를 사용하는 것이(즉, 다층 유전 코어를 형성하는) 편리할 수도 있다.

또한, 디커플러의 유전 코어는 비도전성 라벨 또는 태그가 될 물품을 위한 덮개의 일부 또는 전부를 사용하여 형성될 수도 있다.

하나 이상의 슬릿들 또는 부재영역들을 소유하고, 지향성 안테나들(즉, 특정 방위의 선형 편광에 우선적으로 상호작용하는 안테나들)을 소유하는 RF 태그들과 함께 사용되는 디커플러들은 판독기 및 디커플러 상에 장착된 태그가 실질적으로 평행할 때만 큰 강화된 전계들을 달성할 수 있다. 이것은 원형 또는 타원 편광들, 또는 복수의 서로 다르게 정렬된 안테나들을 이용하는 송신기/수신기 시스템들을 사용함으로써 완화될 수 있다. 대안적으로, 발명의 또 다른 측면에서, 디커플러 상의 RF 태그의 위치 및 후속되는 활성화가 입사 방사의 편광 또는 방위와는 무관하게 된, 편광에 독립적인 디커플러가 제공된다. 따라서, 제1 도전체층의 부재영역은 적어도 하나의 비선형 부재영역, 바람직하게는 실질적으로 커브된 또는 보다 바람직하게는 원형 패턴의 부재영역을 포함하거나, 더 바람직하게는 원형 슬릿이 제1 도전체층에 형성될 수 있다. 삼각형, 육각형 또는 이외의 다각형 섬 형상들이 이용될 수도 있다.

발명의 또 다른 측면으로서, 앞에 규정된 바와 같은 디커플러 또는 표면에 독립적인 RF 태그에 콘테이너의 표면의 부분이 덮인 금속 콘테이너가 제공된다.

로지스틱스 콘테이너(예를 들면, 롤 케이지들, 스틸리지들, 등)의 유형은 로지스틱스 체인으로 상품의 수송을 위해 사용되는 휠 케이지 콘테이너(wheel caged container)에 대한 일반적 명칭들일 뿐이다. 이들은 모든 유형들의 로지스틱스, 전형적으로 슈퍼마켓들, 우체국, 쿠리어(courier), 항공기들 또는 착유장들 등에서 발견된다. 추적될 어떠한 로지스틱스 콘테이너 또는 품목이든지 예를 들면 팔렛트들, 선적 콘테이너들, 슈퍼마켓 손수레들 또는 바스켓들, 병원 침대들 및/또는 장비, 의류 품목들, 동물들, 사람들, 식품 및 음료수 콘테이너들과 같은 여기 규정된 표면에 독립적인 RF 태그를 포함하는 태그 시스템이 장치될 수 있음이 명백할 것이다.

예로서, 롤 케이지들과 같은 로지스틱스 콘테이너들은 전형적으로, 바코드 또는 시각적 표시들, 즉 작성된/타이핑된 식별 수단을 표시하는 식별판(identification plate)을 구비한다. 위에 언급된 바와 같이, 두꺼운 발포 스페이서들을 사용하였던 RFID용의 이전의 디커플러들도 식별판들 상에 장착되었지만, 이들 디바이스들은 식별판의 표면으로부터 돌출하여, 부딪쳐 식별판로부터 우발적으로 제거되기가 쉽다.

발명의 또 다른 측면은 발명에 따른 디커플러 또는 태그 시스템을 포함하는 로지스틱스 콘테이너, 예를 들면 롤 케이지를 제공한다. 또한, 앞에서 규정된 바와 같은 태그 시스템을 포함하는 리세스 부분, 및 거의 동일 높이의 식별판을 생성하는 보호층을 포함하는 식별판이 제공된다. 보호층은 앞에서 규정된 보호 하우징과 동일한 범위의 재료로부터 선택될 수 있다. 이 실시예에서 보호층은 보호 하우징에 대한 요건을 대체할 수도 있다. 250-2000 마이크론 범위, 심지어는 5000 마이크론까지의 이러한 보호층 코팅들은 RF 태그들의 판독범위에 영향을 미치지 않는 것으로 발견되었다. 보호층은 성분들을 "포팅(pot)"하기 위해 경화될 수 있는 포팅 화합물과 같은 액체로서 적용될 수 있고, 또는 대안적으로, 보호층은 식별판에 상감되는 막 또는 시트로서 적용될 수 있다.

잇점은 예를 들면 악천후와 같은 환경적 위험들로부터 그리고 충돌 위험들 및 스크래치들로부터, 성분들에 대한 보호를 더 제공하기 위해 태그 시스템(즉, 디커플러 및 RF 태그)이 식별판의 표면 밑에 놓여진다는 것이다. 이어서 태그 시스템을 포함하는 식별판은 로지스틱스 콘테이너 또는 롤 케이지에 용접되거나 그에 직접 리벳으로 고정될 수 있다. 이것은 디커플러가 로지스틱스 콘테이너 또는 롤 케이지의 본연의 부분이 된다는 점에서 유용한 해결책을 제공한다.

식별판은 이를테면 금속 또는 이들의 합금들, 적층들, 플라스틱들, 고무들, 실리콘들, 또는 세라믹들과 같은 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있다. 식별판이 도전성 재료로부터 제조된다면, 디커플러의 금속 요소들(기판 이외의)은 식별판으로부터 전기적으로 절연되어야 한다. 식별판은 -금속이라면- 앞에서 기술된 바와 같이, 디커플러의 기판층을 제공할 수 있는 것에 유의한다.

또 다른 잇점은 태그 시스템을 포함하는 식별판은 예를 들면 바코드 또는 시각적 표시들(즉, 작성된/타이핑된 식별 수단)과 같이 통상적으로 사용되는 식별수단과 같은 또 하나의 식별수단이 적용되게 할 수 있다는 것이다. 이것은 작업환경에 RF 추적 시스템의 점진적 통합을 할 수 있게 하거나 서로 다른 추적 방법들에 의해 로지스틱스 콘테이너들을 서로 다른 회사들이 모니터할 수 있게 한다.

발명의 또 다른 측면에서, 바디 또는 콘테이너의 표면 내에 리세스 부분을 포함하는 상기 금속 바디 또는 콘테이너가 제공되며, 상기 리세스는 상기 표면으로부터 전기적으로 절연된, 앞에서 규정된 바와 같은 디커플러 및 상기 디커플러 상에 배치된 적어도 하나의 RF 태그와, 상기 디커플러 및 RF 태그가 상기 바디 또는 콘테이너의 표면과 적어도 일치하게, 상기 디커플러 및 RF 태그를 덮는 선택적인 보호층을 포함한다. 금속 바디 또는 콘테이너가 제2 도전체층을 제공하는 경우, 디커플러는 제1 도전체층이 금속 바디 또는 콘테이너에 전기적으로 접속되지 않게 설계되어야 한다. 예를 들면, 일반적으로 사용되는 음료수 캔 및 식품 캔들은 캔이 미려한 상태에 있을 수 있도록 디커플러를 수용하기 위해 이들의 표면 내에 형성된 단순한 톱니모양을 구비할 수 있다. 소매업에서 RFID의 잇점은 품목(들)이 판독기를 통해 1회 통과로 모두가 스캐닝될 수 있어, 전자식 매장 등록기 내로 개개의 품목들을 스캐닝하는 부담을 줄인다는 것이다. 리세스 설계를 사용하는 또 다른 잇점은 태그가 품목으로부터 쉽게 제거될 수 없다는 것이다. 이것은 태그가 되어 있지 않은 품목들이 쇼핑 수레 또는 바구니 내에 있게 되는 기회들을 줄일 것이다. 리세스 디커플러 설계는 비도전성 콘테이너 또는 바디에 사용될 수도 있는데, 그러나 콘테이너 또는 바디로부터 제1 도전체층을 전기적으로 절연해야 하는 요건은 없다.

또한, 앞에 규정된 바와 같이 디커플러 또는 태그 시스템을 바디 또는 콘테이너의 표면의 부분에 적용하는 단계, RF 방사로 적어도 하나의 RF 태그에 인터로게이트하는 단계, 및 적어도 하나의 RF 태그로부터의 응답을 검출하는 단계를 포함하는 바디 또는 콘테이너 추적방법이 제공된다. 바디 또는 콘테이너는 앞에 규정된 바와 같이, 임의의 적합한 도전성 재료로부터 제조될 수 있다.

비교적 비효율적인 디커플러(앞의 예들과 비교해서)는 시판되는 양면 PCB 블랭크, 즉 보드의 양면에 도전체층들을 가진 것을 사용함으로써 만들어질 수 있다. 이때 보드는 입사 방사의 파장의 대략 반인 길이로 절단될 수 있다. 이러한 셋업에서, 부재영역은 노출된 유전 코어인 것으로 간주될 수 있다. 그러면 RF 태그는 RF 태그가 보드에 직교하도록, 보드의 한 면의 에지 상에 배치될 수 있다. 그러므로, 제약된 판독범위가 충분하다면 이 방법에 의해서 금속표면으로부터의 디커플링이 제공될 수 있다.

자유공간에서 판독될 수 있는 시판되는 태그들은 10cm 정도의 안테나들을 구비할 수 있고, 의료, 화학, 아니면 다른 곳이든 간에 실험실들에서 일반적으로 볼 수 있는 많은 작은 샘플들을 식별하는데 적합하지 않을 수 있다. UHF 태그로부터 활성 칩은 1 또는 2 밀리미터 정도이고 따라서 작은 콘테이너들 또는 물품들에 쉽게 배치될 수 있다. 대안적으로, 태그가 될 표면 또는 물품의 분리된 또는 제한된 영역에 RF 태그들을 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 안테나가 없는 UHF 칩은 인터로게이트 시스템이 칩 옆에 놓여져 있을지라도 기능하지 않을 것이다. 그러나, 칩 및 선택적 스페이서가 여기 규정된 바와 같이 디커플러 상에 배치되어 있을 때, 칩은 유한 금속 접속들이 단지 금속 스터브들일지라도 이들 접속들이 칩에 파워를 결합하기 위해 존재하는 상태에서 판독될 수 있다. 또한, 디커플러를 작은 콘테이너 또는 물품에 직접 배치하는 것은 편리하지 않을 수 있다. 그러므로, 발명의 또 다른 측면에서,

선택적인 스페이서와 함께, RF 태그 또는 로우 Q RF 태그를 포함하는 표면을 여기 규정된 디커플러에 근접시키는 단계;

상기 RF 태그에 인터로게이트하는 단계를 포함하고, 상기 RF 태그는 상기 디커플러와 매우 근접하여 있을 때만 판독될 수 있는, 표면 또는 물품의 검출 또는 식별 방법이 제공된다.

이것은 최적 크기의 디커플러(판독 디바이스와 통신하기 위한)가 작은 바디 또는 물품에 쉽게 탑재되지 않을 때 특히 유용하다.

RF 송신기/판독기 시스템이 일체형 디커플러를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 잇점은 로우 Q 안테나를 구비한 RF 태그용으로 충분한 장소만을 표면에 가질 수 있는 작은 바디들이 발명에 따른 디커플러를 사용함으로써 성공적으로 인터로게이트될 수 있다는 것이다.

예를 들면, 태그 및 선택적 스페이서는 임의의 작은 콘테이너, 혈관, 표면 또는 식별할 하나의 키트 상에 배치될 수 있다. 가능한 예들은 RF 태그 및 선택적 스페이서를 갖는 표면이 디커플러에 매우 근접하여 놓여져 있을 때 인터로게이트 디바이스에 의해 읽혀질 수 있게, 의료 샘플, 수술기구, 현미경 슬라이드, 유리병 또는 병을 포함한다.

발명의 또 다른 측면에서, 안테나가 거의 2cm 미만의 주 치수를 갖는, 보다 바람직하게는 안테나가 거의 1cm 미만의 주 치수를 갖는 로우 Q RF 태그가 제공된다.

또한, 여기서 앞에서 규정된 바와 같은 디커플러에 사용하기에 적합한 로우 Q 태그가 제공되며, 상기 로우 Q RF 태그는 선택적으로 스페이서 상에 장착되고, 바람직하게 스페이서 및 로우 Q 태그와 함께 이들의 두께는 175 내지 800 마이크론 범위이다. 또 다른 잇점은 보다 작은 치수의 단일 섬 디커플러가 편리하게 로우 Q RF 태그로서 사용됨으로써 보다 작은 풋프린트의 태그 시스템을 제공한다는 것이다.

로우 Q RF 태그들을 사용하는 잇점은 통상적으로 이들이 보다 큰 안테나들을 구비하는 시판되는 RF 태그들보다 현저하게 작을 수 있다는 것이다. 그러므로, 여기 규정된 바와 같은 디커플러와 협력하는 최소 안테나를 구비한 로우 Q RF 태그들은 문서들, 및/또는 신용카드 크기의 정보 문서들, 이를테면 여권들, 식별카드들, 보안카드들, 면허증들, 통행카드들(toll card) 등에 보다 분별되게 배치될 수 있고, 여기서 카드의 플라스틱 또는 문서의 페이지들은 부분적으로 유전층을 형성한다. 그러므로, 통제된 구역들 내에서 또는 통제된 진입지점들을 통과하는 사람들 또는 상품의 이동은 문서들의 직접적인 접촉 또는 가시적 스캐닝 없이, 용이해질 수 있다.

로우 Q 안테나들을 사용하는 또 다른 잇점은 이들이 특정 주파수에서 동작하지 않고 칩들도 그러하다는 것이다. 대부분의 판독기들은 스폿 주파수들에서 동작하지 않고 한 범위의 주파수들에 걸쳐 동작하기 때문에, US 시스템 및 유럽 시스템은 둘 다가, 두 인터로게이터들에 의해 방출되는 주파수에서 공진하는 디커플러 상의 칩을 구동할 수 있다. 따라서, 예를 들면 890MHz(866(유럽) 내지 915(미국))에서 작동하고 로우 Q 안테나를 사용하게 설계된 디커플러로서, 두 시스템들은 칩에 파워를 제공하는데 충분한 890MHz 방사를 방출한다. 엄격하게-규정된 866MHz 안테나는 915MHz 시스템에서 잘 작동하지 않을 수 있고, 그 반대도 그러하다.

또 다른 측면에서 선택적인 스페이서와 함께 RF 태그 및 발명에 따른 디커플러를 포함하는, 부품 키트가 제공된다.

또 다른 실시예에서 RF 태그에 증가된 보호를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, RF 태그 또는 로우 Q RF 태그가 적어도 부분적으로 유전층의 일체된 부분 내에 또는 이 일체된 부분을 형성하는 앞에서 규정된 디커플러가 제공된다. 현저한 크기의 안테나가 있을 때, 유전 코어를 벗어나 확장할 수 있으나, 제1 및 제2 도전체층들로부터 전기적으로 절연되어야 한다. 이것은 RF 태그 및 디커플러 또는 RF 태그 시스템의 전체 두께가 실질적으로 디커플러의 두께인 잇점을 갖는다.

표면에 독립적인 RF 태그를 만들어 이를 표면상에 직접 배치하는 대안으로서, 디커플러의 성분 부품들이 정렬되었을 때 디커플러가 기능하게, 디커플러를 효과적으로 원하는 위치에(in-situ) 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 표면의 검출 또는 식별에 적합한 디커플러를 형성하는 방법에 있어서,

i) 선택적 스페이서와 함께 RF 태그 또는 로우 Q RF 태그, 및 적어도 하나의 유전층의 일부 또는 실질적으로 전부와 접촉하는 적어도 하나의 제1 도전체층을 포함하는 표면을 제공하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 제1 도전체층은 적어도 하나의 부재영역을 구비하고, 상기 RF 태그는 상기 부재영역에 배치되는, 상기 단계;

ii) 단계 i)의 상기 표면을, 여기 규정된 디커플러를 형성하기 위해 제2 도전체층 또는 도전성 표면에 가져오는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다. 유전층의 일부 또는 실질적으로 전부를 형성하기 위해 제2 도전체층은 선택적으로 이의 표면에 유전 재료를 포함할 수 있음이 명백할 것이다. 명백히, RF 태그는 제1 도전체층 및 유전층이 실질적으로 동일 길이인 유전층의 에지 상에 배치될 수도 있다.

잇점은 성분 부품들을 정렬되게 하는 동작에 의해 디커플러가 형성될 수 있다는 것이다. 예를 들면, 문서, 상자 또는 도어 등과 같은 접히는 또는 힌지되는 물품은 로우 Q RF 태그를 구비한 폴드(fold)의 일측 상에 제1 도전체층과 폴드의 제2측 내에 제2 도전체층이 있게 하여, 연 상태에선 책이 읽혀질 수 없게 하고 닫혔을 때는 책의 페이지들 또는 물품의 내용물들이 유전층을 형성하게 하여, 발명에 따른 디커플러가 형성되고 로우 Q RF 태그가 인터로게이트되어 판독될 수 있게 제1 및 제2 도전체층들이 정렬되게 구성될 수 있다.

또한, 표면으로부터 상기 디바이스를 디커플링하는 RF 태그를 위한 단일 섬 디커플러로서, 적어도 하나의 제1 도전체층과 적어도 하나의 제2 도전체층간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 상기 제1 도전체층은 인터로게이트 방사의 공진 주파수로 튜닝되며, 상기 제1 도전체층의 상기 길이 G는 λ

2nG에 의해 결정되며, 상기 적어도 하나의 제1 도전체층은, 상기 제1 도전체층이 상기 유전층 상에 놓이지 않게, 적어도 하나의 에지에 부재영역을 구비하며, 상기 제1 도전체층으로부터 전기적으로 절연되는 RF 태그는 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에 위치된, 단일 섬 디커플러가 제공된다.

발명의 또 다른 측면은 표면으로부터 상기 디바이스를 디커플링하는 RF 태그를 위한 단일 섬 디커플러로서, 적어도 하나의 제1 도전체층과 적어도 하나의 제2 도전체층간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 상기 제1 및 제2 도전체층들은 인터로게이트 방사의 공진 주파수로 독립적으로 튜닝되며, 상기 도전체층의 상기 길이 G는 λ

2nG에 의해 결정되며, 상기 제1 및 제2 도전체층으로부터 전기적으로 절연되는 RF 태그는 상기 유전층 상의 부재영역 근처에 위치된, 단일 섬 디커플러를 제공한다.

발명의 또 다른 측면은 표면으로부터 상기 디바이스를 디커플링하는 RF 태그를 위한 단일 섬 디커플러로서, 적어도 하나의 제1 도전체층과 적어도 하나의 제2 도전체층간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 상기 제1 도전체층은 제1 인터로게이트 방사의 공진 주파수로 튜닝되며, 상기 제2 도전체층은 제2 인터로게이트 방사의 공진 주파수로 튜닝되며, 상기 제1 도전체층 및 제2 도전체층의 상기 길이 G는 λ

2nG에 의해 결정되며, 상기 제1 및 제2 도전체층들은, 상기 제1 도전체층의 부재영역이 상기 유전층에 또는 상기 제2 도전체층 상의 부재영역 상에 놓이지 않게, 적어도 하나의 에지에 하나의 부재영역을 구비하며, 전기적으로 절연되는 RF 태그는 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에 위치되고, 선택적으로 또 하나의 RF 태그는 상기 제2 도전체층의 부재영역 근처에 위치된, 단일 섬 디커플러를 제공한다.

또한, 골판지 유전 코어를 구비한 판지 디커플러를 제작하는 방법에 있어서, 제1 판지 층 상에 제1 도전체층을 배치하는 단계, 제2 판지 층 상에 제2 도전체층을 배치하는 단계; 상기 제1 및 제2 판지 층들을 함께 가져오는 단계; 및 상기 제2 도전체층 상에 놓이지 않는 상기 제1 판지 층 상에 상기 제1 도전체층 위에 적어도 하나의 부재영역이 있도록 상기 제1 및 제2 판지 층들을 골판지 인서트로 인접시키는 단계를 포함하는, 판지 디커플러 제작방법이 제공된다.

일 실시예에서 상기 제1 도전체층은 상기 골판지 인서트로 인접한 상기 제1 판지 층들의 내표면 상에 위치되며 및/또는 상기 제2 도전체층은 상기 골판지 인서트로 인접한 상기 제2 판지 층들의 내표면 상에 위치된다.

또한, 바디 또는 콘테이너의 표면의 부분에, 앞에서 규정된 디커플러 및 적어도 하나의 RF 태그를 적용하는 단계, 상기 적어도 하나의 RF 태그를 RF 방사로 인터로게이트하는 단계, 상기 적어도 하나의 RF 태그로부터의 응답을 검출하는 단계를 포함하는, 바디 또는 콘테이너 추적방법이 제공된다.

발명의 실시예들은 첨부한 도면들을 참조하여 단지 예로서만 이하 기술된다.

도 1은 본 발명에 따른 기본적인 전자기 방사 디커플러를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 또 다른 디커플러를 도시한 도면.

도 3a 및 도 3b는 각각 두 개의 섬 디커플러의 측면도 및 평면도이다.

도 4a-c는 a) 네 개의 섬 디커플러 상에 배치될 UHF 태그를 b) 평면도 및 c) 측면도로 도시한 도면.

도 5a-c는 예들에서 기술되는 바와 같은 네 개의 섬 디커플러 상의 UHF 태그의 택일적 위치들의 평면도.

도 6은 입사 전계에 평행한 슬릿을(즉, 디커플러의 장축) 따른 전계 벡터의 플롯.

도 7은 입사 전계에 수직한 슬릿을 따른 전계 벡터의 플롯.

도 8은 디커플러의 표면에 수직한 선을 따른 전계 벡터의 플롯.

도 9는 디커플러 유전 코어 및 위에 대기 공간을 통해 z축에 평행한 선1을 따라 y방향으로 전계의 크기를 도시한 도면.

도 10a 및 도 10b는 모두가 z축에 평행한 3개의 서로 다른 선들을 따라 y방 향으로 전계의 크기의 플롯을 도시한 도면.

도 11은 선4를 따라 y 방향으로 전계의 크기(도 10a 및 도 10b에서 발생된)의 플롯을 도시한 도면.

도 12는 리세스된 식별판의 단면도.

도 13은 리세스된 식별판의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

도 14는 Sensormatic^® 판독기로 재료들의 주어진 기하구조 및 조합에 대해 스페이서 두께에서의 판독범위의 관계를 도시한 도면.

도 15는 기본 공진 주파수에서 디커플러의 유전 코어 내 전계의 크기의 플롯.

도 16은 둘 이상의 섬들을 구비한 광대역 디커플러의 단면도.

도 17은 디커플러가 없이, 866 MHz 및 Sensormatic 판독기의 수행의 그래프.

도 18은 디커플러 곡선 및 도 17에서와 동일한 판독기 곡선의 모델화된 그래프.

도 19는 로우 Q 안테나(소 면적의, 최적화되지 않은 안테나)를 구비한 단일 섬 태그를 도시한 도면.

도 20a 및 도 20b는 광대역 단일 섬 디커플러들에 대한 구성들의 예를 도시한 도면.

도 21a-g는 제1 도전체층에 대한 다양한 기하하적 설계들의 평면도.

도 22a 및 도 22b는 로우 Q 태그를 분리하여, 그리고 단일 섬 디커플러 상에 장착된 로우 Q 태그의 예를 도시한 도면.

도 22c는 로우 Q 안테나들에 대한 개략적인 예를 도시한 도면.

도 22d는 디커플러에 장착된 한 안테나의 예를 도시한 도면.

도 23은 폴리에스테르에 대한 이론적 예측을 포함하여, 다양한 두께들에서 서로 다른 코어 재료들의 판독범위에의 영향의 그래프.

도 24a 및 도 24b는 각각 두 개의 섬 및 하나의 섬 디커플러를 도시한 것으로, 공진 공동들은 이들이 일 범위의 파장들에 대해 공진하여 따라서 광대역 동작을 제공하도록 설계되었다.

도 25는 유전층 내 배치된 RF 태그의 단면도.

도 26a, 도 26 b, 도 26 c는 제1 및 제2 도전체층이 공기갭에 의해 분리되는 디커플러에 대한 3개의 구성들을 도시한 도면.

도 27은 RF 태그에 대한 가변 위치들을 가진 원형의 디커플러를 도시한 도면.

도 28a는 제1 도전체층의 길이를 가변시키는 영향들을 판정하기 위한 실험적 셋업을 도시한 도면.

도 28b는 제2 도전체층의 길이를 가변시키는 영향들을 판정하기 위한 실험적 셋업을 도시한 도면.

도 29는 제1 도전체층에 관하여 RF 태그를 회전시키는 영향을 판정하기 위한 실험적 셋업을 도시한 도면.

도 30은 제2 도전체층이 없는 광대역 디커플러를 도시한 도면.

도 1로 가서, 복수-층의 전자기 방사 디커플링 재료는 제1 도전체층(1) 및 제2 도전체층(3)을 포함한다. 도전체들(1, 3)은 사이에 유전 코어(5)를 개재한다.

866MHz UHF RF 태그에 사용하게 구조된(constructed) 디커플러의 예에서 구리 도전체층들(1, 3) 각각의 두께는 2.5 마이크론이었으며 유전체의 두께는 대략 360 마이크론이었다. 슬릿 폭(9)은 0.490mm이었다. 튜닝된 제1 도전체층(7)의 길이는 95mm이었다. 이러한 구조물은 대략 95mm의 반 파장에서 공진하게 된다. 866MHz는 대략 n=1.8의 코어 굴절률에 기인하여 진공내 346mm이고 PETG에서 c.190mm(따라서 95mm가 반 파장이다)이다. 3개의 층들의 총 두께(대략 400 마이크론)는 입사 방사의 파장의 대략 1/1000이다.

도 2는 본 발명에 따른 방사 디커플러의 또 다른 예를 도시한 것이다. 이 경우 구리층들(11, 13)은 사이에 폴리에스테르층(15)을 개재한다. 상측 구리층(11)은 슬릿 구성(12)을 내포한다.

도 2의 구조는 폴리에스테르층(15)에 구리층(11)을 자촉매하여 증착함으로써 건조되었다. 증착 반응을 촉진시키기 위해 감광성 재료(sensitising material; 17)가 사용되었다. 부착층(19)은 폴리에스테르층(15)을 하부 구리층(13)에 본딩한다.

구조되고 테스트된 예에서, 구리층(11)은 두께가 1.5-2.0 마이크론이었으며, 감광제층(17)은 대략 3-4 마이크론 두께였으며, 폴리에스테르층(15)은 대략 130 마이크론 두께였으며, 부착층(19)은 대략 60마이크론 두께였으며 하부 구리층은 18 마이크론 두께였다.

도 3a-b는 부착층(29)에 의해 하측 구리층(23)에 본딩된 유전층(25)을 구리 층들(21, 23) 사이에 개재한, 발명에 따른 두 개의 섬 디커플러(island decoupler)를 도시한 것이다. 상측 구리층들(21)(즉, '섬들')은 무전해 방법들 및 이어서 전해 증착에 의해 감광성 재료(27) 상에 증착되었으며, 층들은 슬릿 배열(22)을 내포하게 구성된다. RF 태그(24)는 스페이서(26) 상에 장착되어 디커플러의 표면으로부터 떨어지게 한다. 태그 및 이에 더하여 스페이서는 제1 도전체(21)의 상부 상에 장착되어, 태그의 중심에서(태그(24)의 평면도 b 상의 흑색 원) 칩이 두 개의 섬들 사이의 중심점 바로 위에 놓이게 된다.

도 4a는 안테나(40)와 함께 칩(37)을 포함하는 시판되는 표준 UHF 태그(이 예에서는 866MHz 알리엔 테크놀로지스 UHF 태그)의 평면도이다. 태그의 폭(41)은 8mm이고 태그의 길이(42)는 95mm이다. 이것은 자유공간 동작에서(자유공간 동작을 가정하여) 입사 방사에 대해 튜닝된 안테나를 구비한 태그의 예이며, 전체 RF 태그의 크기 대부분은 안테나에 기인함을 알 수 있다. 칩 자체는 밀리미터 정도로 훨씬 더 작다.

도 4b 및 도 4c는 네 개의 섬 디커플러를 도시한 것이다. 네 개의 섬들(31)은 유전 코어 재료(35)의 표면상에 배치된다. 섬들(31)은 부재영역(32)에 의해 분리된다. 부재영역은 실질적으로는 서로에 직교한다. 이들은 두 개의 슬릿들(32)의 교차점이 디커플러의 중심을 통과하게 위치된다. 기준 마크(46)는 길이 치수의 절대 중심을 나타내며, 기준 마크(45)는 폭 치수의 절대 중심을 나타낸다. 태그(34)는 교차점 바로 위에 놓여져 있어, 칩(37)은 교차점(46, 45)에서 그은 선들의 교차점 바로 위에 놓인다.

섬(31)은 섬 길이

λ/(2n), n은 코어의 굴절률, 의 근사식을 사용하여 계산되어, 대략 95mm의 섬 길이(44)를 제공한다(코어 재료로서 PETG). 섬(43)의 폭은 RF 태그의 물리적 크기 및 사용되고 있는 인터로게이트 방사(interrogating radiation) 파장에 따른다. 이 특정의 예에서 섬(43)의 폭은 태그의 폭의 4배로 취해져 대략 35mm이었다.

도 5a-c는 RF 태그의 위치의 대한 다양한 구성들의 평면도이다. 도 5a는 하나의 개략으로 관계된 방위들을 예시하기 위해 16개의 섬 디커플러를 나타내며; 도 5b 및 도 5c는 앞에서 논의된 네 개의 섬 디커플러를 예시한다. 구성들의 효과는 특정한 예들 6, 7, 8에서 논의된다.

위의 예들이 밀리미터 내지 센티미터 파장들의 흡수에 관계될지라도, 당업자는 e/m 스펙트럼의 다른 부분들, 예를 들면, 적외, 가시, 라디오파 등의 방사와 상호작용할 수 있는 전자기 디커플링 재료를 생성하기 위해서, 위의 원리들이 서로 다른 슬릿 구조들 및 층 두께들과 섬 길이들 및 코어 굴절률들에 적용될 수 있음을 알 것이다.

도 6은 866MHz에서 동작하게 설계된 양-격자라고도 하는(교차하는 두 개의 직교한 슬릿들을 구비한 것으로서 볼 수 있으므로) 네 개의 섬 디커플러를 모델링하는데 사용되었던, Ansoft®에 의해 제공된 고주파 구조 시뮬레이터(HFSS)에 의해 생성된 플롯을 도시한 것이다. 전체 디커플러(71)의 수행이 모델링되었지만, 중심 부분(70)에 대해서만 필드 패턴들이 제공되어 있다.

유전 코어는 1mm 두께의 PET이고, 구조의 전체 주기는 95.12mm이고 0.49mm 폭의 슬릿들을 갖고 폭은 190mm이다. 목적은 강화된 전계의 영역들을 확인하고 전계 강도가 표면 위의 거리에 따라 그리고 입사 전계 벡터에 평행 또는 수직한 슬릿들을 따라 어떻게 변하는가를 판정하는 것이었다. 모든 경우들에 있어서, 입사 전계는 도 5b에 규정된 바와 같이, 1V/m의 진폭을 가졌으며, y-축에 평행하게 편광되었다. 입사 전계 벡터의 방향은 화살표들로 나타내었다.

반 파장 공진을 명백하게 볼 수 있는데, 모델의 경계들에(슬릿들 사이의 중간쯤에) 파절들(node)이 있으며, 슬릿 교차점에 파복(anti-node)이 있다. 이는 강화된 전계 영역이(즉, 긴 화살표) 예측된 파복에서 중앙에 놓이는 플롯으로부터 볼 수 있다. 편리하게, 강화된 전계의 영역들에 RF 태그들을 배치하는 것이 잇점이 있으며 따라서 칩은 바람직하게 교차점에 놓여진다.

도 7은 입사 전계에 수직한 슬릿을 따른 전계 벡터의 플롯을 도시한 것이다. 필드가 원 슬릿에 대해 75V/m인 것에 비해 120V/m 이상으로 강화되었으므로(즉, 필드들은 y축 슬릿보다 x축 슬릿을 따라 더 강하다) 스케일의 변화에 유의한다. 또, 플롯은 도 6에서와 같이, 전체 디커플러가 아니라 단지 중심부에 대한 것이다.

도 8은 최대 120V/m 스케일을 갖고, 디커플러의 표면에 수직한 선을 따른 전계 벡터의(스냅샷 같은 위상) 또 다른 플롯을 도시한 것이다. 전계의 강도는 디커플러의 표면으로부터 수직한 거리가 증가함에 따라 감소한다.

도 9는 y방향으로 전계의 크기가(이것은 선1을 따라 도 10a에서 볼 수 있다) z축에 평행한 선을 따라, 즉 디커플러 유전 코어의 두께를 통과해 대기 공간 위로, 어떻게 변하는가를 도시한 것이다. 도 9는 x-, y-, 및 z-성분들로 분해된 도 7 및 도 8로부터의 데이터를 제공한다. y-성분들은 고 전계 영역들이 어디에서 일어나는가를 보이기 위해 그래프 상에 디커플러의 위치와 중첩하여 플롯이 되어 있다. 슬릿을 구비한 상부 표면(31)은 유전 코어(35) 위에 형성되고 제2 금속표면(33)을 포함한다. 그래프는, 전계가 코어 내 하측의 금속표면 부근에서 낮고 슬릿 내에서 최대 220V/m까지 증가하는, 예상되는 경향을 보여준다. 이 도면에서 황색으로 나타낸 작은 슬릿은 X 또는 Y 차원들이 아닌 z-차원에서 전계가 가장 큰 곳을 나타내도록 모델링된 것일 뿐이다. 이전 모델들에 비해 200V/m의 증가된 값은 전계의 최고 피크를 골라내기 위해서 더 큰 밀도의 유한요소 메시 및 더 많은 수의 데이터 포인트들인 보다 매우 정교한 모델로부터의 데이터에 기인한다. 디커플러 자체 위에 대기에서 전계 강도는 높으나, 디커플러 표면으로부터 거리가 증가함에 따라 급속히 떨어진다. 10mm 이상에서, 강화된 전계는 더 이상 명백하지 않고 전계의 거동은 사인적인(sinusoidal) 것으로 되돌아간다.

도 10a 및 도 10b는 z-축에 모두 평행한 3개의 서로 다른 선1 내지 선3을 따른 y 방향으로 전계의 크기의 플롯을 도시한 것이다. 선들 모두는 입사 전계 벡터에 수직하게 나아가는(즉, x축에 평행한 선4를 따라) 슬릿을 통과한다.

도 10b는 모든 3개의 곡선들에 대해 동일한 경향을 보이고 있는데, 슬릿 영역에서 높은 전계가 있으며, 이것은 z축을 따라 증가하는 거리에 따라, 즉 전계가 디커플러의 표면으로부터 이동함에 따라 신속하게 감소한다. 최대 전계 강도는 선1보다 선2 및 선3에서 대략 40V/m 더 크다. 이것은 슬릿들이 교차하는 점, 즉 선1이 통과하는 선에서 전계 선들의 곡률에 기인할 수 있다. 이것은 선4를 따른 전계 강 도가 플롯 된 도 11에서 보다 명백하게 알 수 있는데, 이것은 도 8의 플롯과 일치한다. 슬릿 상에 놓인 태그의 량과 같은 그외 다른 요인들도 수행에 영향을 미칠 것이다.

도 11은 선4을 따라 측정되고 도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이 y 방향으로 전계의 크기의 플롯을 도시한 것이다. 선4는 x축에 평행한 슬릿을 지난다. 슬릿은 폭이 0.49mm이고 47.6mm에서 중심을 갖는다. 그래프 상의 주요 특징은 대략 0.5mm 폭이며 슬릿을 중심으로 하여 y 방향의 전계는 슬릿들이 교차하는 곳에서 약간 더 약함을 확실하게 한다. 그러나, 안테나가 y축 슬릿을 따라 놓이기 때문에 이 횡단하는 점 상에 태그를 배치하는 것이 잇점이 있다.

대칭은 선2 및 선3을 따른 전계 강도들이 동일할 것임을 나타낸다. 이들간에 편차는 해의 정확성의 표시를 준다. 근사적 측정으로서, 선2을 따른 피크 전계 강도는 선3을 따른 것보다 10% 더 큰 영역에 있으며, 따라서 모든 전계 값들은 +/- 10%의 오차가 있다고 할 수 있다. 이것은 전계 기울기 (dE/dz)이 이의 거동을 정확하게 맵핑하기 위해서 고 밀도 유한요소 메시 및 고 밀도 데이터 포인트들을 필요로 하는 빠르게 변하는 함수인 것에 기인한다.

도 12는 리세스된 식별판의 단면도이다. 식별판(58)은 축척에 맞게 도시되지 않았으며 벽 두께는 다른 성분들에 관하여 실제 원근에 맞지 않을 수 있다. 디커플러(50)는 유전 코어 재료(55)의 표면상에 배치된 표면층(51)에 네 개의 섬들을 구비한다. 섬들(51)은 부재영역(52)에 의해 분리된다. 부재 영역들 또는 슬릿들은 실질적으로 서로간에 직교한다. 슬릿들은 두 개의 슬릿들(52)의 교차점이 디커플러의 중심을 교차하도록 배치된다. 태그(54)는 칩(57)이 교차점 바로 위에 있도록, 교차점 바로 위에 놓여진다. 태그(54)는 스페이서 재료(56)에 의해 디커플러(50)로부터 분리된다.

디커플러의 하측 금속 표면(53)은 개별 층일 수도 있고, 식별판(58)의 베이스가 도전성 재료로부터 만들어진다면 이 식별판(58)의 일부를 형성할 수도 있다. 그러면 식별판 내 보이드 영역(void areas)들은 실질적으로 태그 시스템을 덮고 칩(57) 및 디커플러(50)에의 손상을 방지하기 위해서 보호층 재료(59)로 채워진다. 또한, 도면은 식별판(58)이 이를테면 음료수 또는 식품 콘테이너와 같은 금속 바디 또는 콘테이너에 리세스를 포함하게, 금속 바디 또는 콘테이너의 리세스 부분을 나타낼 수 있다. 도면은 축척에 맞지는 않으며 리세스의 깊이가 1mm 미만 또는 보다 바람직하게는 0.5mm 미만 또는 250 마이크론 미만이 되게 제조될 수도 있다.

도 13은 리세스된 식별판(58)의 전개된 투영도이다. 식별판의 상부는 선택적으로 립 형상 에지(lipped edge;60)를 구비할 수 있다. 부재영역(52)을 가진 디커플러(50)는 두 개의 슬릿들의 교점 상에 놓여진 RF 태그(54)(윤곽으로만 도시된)를 구비한다. 디커플러 또는 태그 시스템은 식별판(58)에 반대로 부착될 수 있고, 보호층(59)은 디커플러를 덮기 위해 시트 재료로서 적용될 수 있다. 디커플러(50)(또는 태그 시스템) 및 보호층(59)은 식별판으로부터 제거될 수 있다. 보호층은 예를 들면 폴리우레탄, 에폭시 PVC 또는 ABS와 같은 적합한 화합물일 수 있다. 식별판(58)은 임의의 시트 금속 또는 주조된 금속으로부터 제조될 수 있다. 식별판(58)은, 합금들 또는 알루미늄과 같은 보다 경량의 재료들이 저렴하고 제조하기 용이하 지만, 펀치를 사용하여 형성되는 1mm 두께의 연강(mild steel)과 같은 임의의 적합한 재료로부터 만들어질 수 있다. 유사하게, 식별판의 벽들은 금속 바디 또는 콘테이너 내 리세스의 벽들을 나타낼 수 있다.

도 14는 특정한 디커플러 기하구조에서 이용되는 PET 시트 스페이서 물질에 대한 -예 8 참조- 스페이서 두께에서의 판독범위의 의존성을 도시한 것으로, 결과들은 Sensormatic 판독기와 같고 판독범위는 일반적으로 알리엔 테크놀로지 시스템에서보다 낮다. 서로 다른 판독기 시스템들이 서로 다른 파워 레벨들을 가진 송신기들을 사용한다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로 절대 판독범위는 동일 시스템에 대한 결과들을 비교할 때만 유효하다. 보다 강력한 송신기는 더 긴 판독범위가 달성될 수 있게 할 것이다. 그러므로 모든 실험에서 결과들은 모든 가용한 시스템에 있어서의 절대 판독범위가 아니라 경향들로서만 취해져야 한다. 그러나, 보다 강력한 송신기는 금속과 같은 근처의 RF 반사 표면의 영향들을 완화하지 않을 것이다.

도 15는 기본 공진 주파수에서, 플롯의 맨 밑에 나타낸 디커플러의 유전 코어 및 슬릿(62)의 근처에서의 전계의 크기의 플롯을 도시한 것이다. 명암이 더 희미한 것일수록, 전계는 더 강한 것이며, 슬릿 위의 백색의 영역은 대략 150 내지 200-배의 전계 강화를 나타낸다.

도 16은 광대역 디커플러, 즉 하나 이상의 주파수 대역의 방사를 디커플링할 수 있는 디커플러의 단면도이다. 도 16a 및 도 16b는 두 개의 예의 구성들을 도시한 것으로, 이들 둘은 두 개 섬 디커플러 원리에 기초한다. 도 16a에 도시된 예에 서 디커플러는 위에 기술된 바와 같이 디커플러 구조물을 형성하는 제1 도전체층(71), 유전층(72) 및 제2 도전체층(73)을 구비하는데, 즉 유전체(72)는 도전체층들(71, 73) 사이에 개재된다. 부재영역에 의해 분리된 두 개의 섬들로서 형성되는 제1 도전체층은 주파수 λB의 방사를 디커플링하게 설계되었다(그리고 λB/2의 주기를 가질 수 있다). RF 태그(76b)는 부재영역 위에 배치될 수 있다. 또한, 제2 도전체층(73)의 대향 표면상에는 추가의 도전체층(75)과 제2 도전체(73) 사이에 유전층(74)이 개재된다. 또한, 이러한 추가의 도전체층은 주파수 λA의 방사를 디커플링하게 설계된 두 개의 섬 구조물이다(그리고 λA/2의 주기를 가질 수 있다). 태그(76b)와는 다른 동작 주파수를 가질 수 있는 제2 RF 태그(76a)가 도전체층(75) 내 부재영역 상에 배치될 수 있다(층(71) 상에 배치되는 태그(76b)와 유사하게). 이것은 서로 다른 공진 주파수들을 가진 RF 태그들이 요구되는 경우 유용하다.

어떤 도면들에서, 디커플러의 특정한 구성들을 보다 명백하게 보이기 위해서, RF 태그는 단순화되었고 박스로서만 나타내었으며, 이것은 선택적으로 스페이서 상에 장착될 수 있는 로우 Q 또는 정규 RF 태그를 나타낼 수도 있다.

도 16b는 광대역 디커플러의 다른 구성을 도시한 것이다. 이러한 구성에서 서로 다른 반 파장 도전체층들(75, 71)은 유전층들(74, 72)에 의해 각각 분리되고, 둘 다는 제2 도전체층(73)의 동일한 제1의 (상측) 표면상에 장착된다. 층(75)의 길이는, 디커플러의 다른 치수들 및 재료들과 조합하여 주파수 λA에 대응하는 공진이 생성되게 하고 층(71)이 동일 메커니즘에 의해 주파수 λB에 대응하는 길이를 갖게 하는 길이이다. 주파수들 λA 및 λB에서 활성화되는 층(71)의 표면상에 장착 되는 하나 이상의 RF 태그들(76a, 76b)이 있을 수 있다. 제2 도전체층(73)의 양 측 상에 둘 이상의 디커플러들의 이러한 구성이 4이상의 서로 다른 주파수들을 주는 것이 가능할 것이다.

도 17은 자유공간에서(즉, 디커플러 상에 장착되지 않은) 866MHz 태그와 Sensormatic 판독기 안테나 둘 다의 벡터 네트워크 분석기를 사용하여 측정된 수행의 그래프이다. 판독기 곡선이 깊을수록 판독기 안테나는 더 많은 파워를 방출한다. 태그 곡선이 깊을수록 태그는 판독기 안테나에 의해 방출된 파로부터 더 많은 파워를 취한다. 태그로 파워가 더 많이 얻게 될수록 판독범위는 더 커지게 되고, 따라서 두 개의 곡선들을 동일 주파수를 중심으로 하게 하는 것이 최상이며, 태그는 판독기가 가장 많은 파워를 방출하는 주파수에서 파워를 최적으로 취한다. 두 개의 곡선들을 정렬시킴으로써 최상의 성능을 야기하지만 곡선이 판독기 곡선의 임의의 부분과 겹친다면 태그는 판독범위가 더 줄어들어 동작할 것이다.

도 18은 도 17에 도시된 바와 동일한 판독기와 비교해서 본 발명에 따른 디커플러의 동작을 모델화한 그래프이다. 디커플러는 판독기 안테나로부터 방출된 파워를 차단한다. 이러한 파워는 제1 도전체층과 제2 도전체층 사이에 유전 코어 내로 고 전자기 에너지의 지점에서 부재영역을 통해 전달된다. 태그에 전력공급하는데 사용되는 것은 이들 강한 전계들이다.

대부분 판독기 및 태그와 같이, 디커플러는 한 범위의 주파수들 상의 파워를 차단하고 한 특정 주파수에서 최적으로 동작한다. 도 17에서처럼, 디커플러 상의 태그에 대한 최대 판독범위는 디커플러에 따라서 태그에 최대량의 파워를 얻게 함 으로써 달성될 것이다. 이것은 두 수행 곡선들의 중심을 디커플러, 태그 및 판독기로 정렬되게 함으로써 달성될 수 있다.

원래는 866MHz용으로 설계된 디커플러가 자유공간에서 915MHz에서 동작하는 태그들을 디커플링할 수도 있음이 관찰되었다. 알리엔 915MHz 태그는 알리엔 866MHz 태그와 매우 유사하며 유일한 차이는 915MHz용으로 튜닝된 안테나의 주 벌크에 있다. 두 태그들용의 안테나들은 임피던스 루프(impedance loop)를 탑재하며 관계된 임피던스 루프들은 거의 동일하다. 디커플러는 안테나 리던던트의 주 벌크를 렌더링함을 보였다. 따라서 안테나가 디커플러 상에 있을 때 중요한 것은 임피던스 루프뿐이다. 이러한 형상은 Sensormatic 키트에 특유한 것이다. 목적은 공진 주파수들 및 대역폭들을 비교하는 것이었다. 그러므로, 시스템(디커플러에 태그를 더한)이 작동할 판독기 곡선 내에 디커플러 곡선이 속하는 것이 바람직하고 더욱 바람직하게는 공진 주파수들(두 개의 곡선들 중 최소)이 일치해야 하는 것이다.

디커플러는 그래프에서 알 수 있는 바와 같이(어떤 외삽법(extrapolation)이 필요하다), 866MHz에서 파워를 최적으로 차단하며 수행 곡선이 915MHz에서 0dB에 가까우므로 이 주파수에서 실질적으로 어떠한 파워도 차단하지 않는다. 그러므로, 915MHz에서 동작하게 설계되어있어도 태그는 866MHz에서 동작하게 구동되고 있다. 이것은 915MHz에서도 동작할 것이지만 866MHz에서 거의 동작할 것이기 때문이다. 그러므로 디커플러는 주파수 범위에 걸쳐 기능하나, 최대 수행은 디커플러, 판독기 및 태그 -중요도는 덜 하다- 가 동일 주파수에서 동작될 때 달성될 것이다.

도 19는 단일 섬 디커플러 상에 장착된 로우 Q 안테나(소 영역 안테나)(86) 를 구비한 태그를 도시한 것이다. 디커플러는 제1 도전체층(81) 상에 단지 하나의 섬이 있고 부재영역(87)이 제1 도전체층(81)의 단부에 위치된 것을 제외하고는 두 개의 섬 디커플러와 유사한 구조물을 갖는다. 제1 도전체층(81) 및 제2 도전체층(83)은 사이에 유전층(82)을 개재한다. 제1 도전체층의 길이는 디커플러의 주파수를 결정할 것이다(특정의 유전층 -재료 및 두께와 더 낮은 도전체 층들의 도전율에 대해서).

도 20a 및 도 20b는 광대역 단일 섬 디커플러들(도 16a 및 도 16b에 기초한)에 대한 두 개의 예의 구성들을 도시한 것이다. 도 20a는 제2 도전체층(93)이 제공되어 있고 제1 표면상에 제1 도전체층(91) 및 도전체층들(91, 93) 사이에 개재된 유전층(92)이 있는 광대역 디커플러의 단면도이다. 제1 도전체층은 디커플러가 주파수 λB의 방사를 디커플링할 수 있게 설계되었다(λB /2의 주기를 가질 수도 있다). RF 태그(96)는 부재영역 상에 배치될 수 있다. 유사하게 제2 도전체층(93)의 제2 표면상에는 추가의 도전체층(95)과 제2 도전체(93) 사이에 개재된 유전층(94)이 있다. 이 추가의 도전체층은 파장 λA에 대응하는 주파수의 방사를 디커플링하게 설계되었다(λA/2의 주기를 가질 수도 있다). RF 태그(96)는 부재영역(97) 상에 배치될 수 있다. 이것은 서로 다른 공진 주파수들을 가진 RF 태그들이 요구되는 경우 유용하다.

도 20b는 광대역 디커플러의 다른 구성을 도시한 것이다. 이 구성에서 도전체층들(95, 91)은 유전층들(94, 92)에 의해 각각 분리되고 둘 다는 제2 도전체층(93)의 동일한 제1 표면상에 장착된다. 층(95)은 파장 λA에 대응하며 층(91)은 파장 λB에 대응한다. 파장들 λA 및 λB에 대응하는 주파수들에서 활성화되는 층(91)의 표면상에 장착된 하나 이상의 RF 태그들(96)이 있을 수 있다. 제2 도전체층(93)의 양측 상의 둘 이상의 디커플러들의 구성이 넷 이상의 서로 다른 주파수들을 주게 하는 것이 가능할 것이다.

도 21a-g는 부재영역(102)을 구비하고, 부재영역 상에 RF 태그(106)가 배치된, 제1 도전체층(101)에 대한 다양한 기하하적 설계들의 평면도들이다. 도 21의 a-d는 단일 섬 디커플러들이고 형상 또는 기하구조는 디커플러가 제공될 수 있는 품목 또는 표면에 따라 선택될 수 있다. 바람직하게 제1 도전체층은 공진 금속/유전체/금속 공동 길이 λ

2nG/N (또 시스템은 공진한다)를 나타낼 수 있고, 여기서 λ는 λ_min 내지 최대 결합이 일어나는 λ_max의 범위의 파장이며, n은 유전체의 굴절률이며, G는 적어도 하나의 제1 도전체층의 공동 길이이며 N은 1이상의 정수이다.

이상적으로는 위의 관계를 만족시키는 거리에, 부재 영역 또는 슬릿들 상에 배치된 하나 이상의 태그들이 있을 수 있다. 예를 들면 도 b에서, 제1 도전체층의 1, 2, 3 또는 4 변들에 부재영역이 있을 수 있다. 디커플러는 1 내지 n의 부재 영역 각각을 내포하는 다수의 변들(n)을 가진 임의의 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 이것은 도 21d에서와 같이 실질적으로 원형의 배열을 제공하는 경향이 있을 것이다. 대안적 배열에서, RF 태그들이 인터로게이트 전계와 일렬이 되었을 때 RF 태그들의 후속되는 활성화에 의해 편광 방사원에 관하여 물품의 방위가 추론될 수 있게, 복수의 RF 태그들을 구비한 편광 의존성 디커플러를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

도 21c, 도 21d, 도 21e, 도 21f 및 도 21g는, 인입되는 RF 전계의 방향/편광에 상관없이 태그가 인터로게이트될 수 있게, 실질적으로 편광에 독립적인 실질적으로 원형의 디커플러들을 도시한 것이다. 편광에 독립적인 태그에 대한 특정의 바람직한 구성이 도 21f에 도시되었으며, 여기서 제1 도전체층(101)은 원형 부재 영역 또는 슬릿(102)이 있게 한다. RF 태그(106), 및 특히 공칭 크기의 안테나를 가진 로우 Q 태그들은 이 슬릿 상의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 원형 슬릿 밖의 전체 디커플러의 형상인 제1 도전체층의 나머지 형상이 원형일 필요가 없는 이 특정의 배열에서, 사실 원형이 아닌 외측 형상은 잇점이 있는 것으로 나타남을 보였으며, 더한 잇점은 실질적으로 균일하지 않은 외측 형상에 있으며, 가장 잇점이 있는 결과들은 다른 디커플러 설계들에 있어 λ/2와는 반대로, 슬릿의 직경이 λ/4에 근접하였을 때 얻어졌음을 보였다. 도 21f의 측면도는 유전체(102a)를 개재한 제1 도전체층(101) 및 제2 도전체층(101a)과, 상기 제1 도전체층에 부재영역(102)이 존재하는 것을 보이고 있다. 보다 더 바람직한 구성은 도 21g이며 제1 도전체층(101) 내에 확대된 부재 영역(102)이 있고 부재 영역의 에지에 RF 태그(206)가 배치된다.

도 22a는 칩(117)에 접속하는 소형의 인덕턴스/임피던스 루프(118)를 갖는 로우 Q 태그(116)의 예를 도시한 것이다. 다시 도 4a를 참조하면, 튜닝된 태그는 칩 및 유효 인덕턴스 루프를 구비하며 현저한 추가된 량의 튜닝된 안테나 구조를 갖는 것을 볼 수 있다. 그러므로 로우 Q 태그는 튜닝된 태그의 보다 소형의 변형으로서 간주될 수 있다. 안테나(118)가 입사 방사에 결합에 비효율적이기 때문에 판 독기가 칩의 1 또는 2mm 이내에 놓여져 있지 않다면, 로우 Q 태그(116)는 설계된 주파수에서 자유공간에서는 기능하지 않는다(그러나 주변이 파장 c.6GHz와 같을 때 더 높은 주파수들에서는 기능할 수 있다). 칩 자체보다 약간만 더 클 수 있는 로우 Q 태그는 발명에 따른 임의의 디커플러 상에 배치될 수 있다. 도 22b에서 태그(116)는 바람직하게는 RF 태그 판독기 시스템의 주파수에 매칭되는 제1 도전체층(111)(다른 층들은 도시되지 않음)을 구비하는 단일 섬 디커플러의 부재영역(112)(유전층의 일부, 도 19 참조) 상에 놓여진다. 판독범위는 자유공간에서 사용될 때 도 4a에 도시된 바와 같이 최적화된 RF 태그의 범위와 유사할 수 있으나, 판독범위에서 어떤 작은 절충은 디커플러 및 태그의 매우 작은 영역에 의해 보상된다. 디커플러 및 태그는 λ

2nG/N보다 단지 더 클 뿐인 길이를 가질 수 있다. 이것은 의류 태그들과 같은 소형 물품들, 소형 소비재들 또는 보다 변환 태그 시스템들에 이상적인 크기이다. 도 22c는 로우 Q RF 태그들, 즉 안테나 설계(도 4a에 도시된 바와 같은)가 도 22a에 도시된 바와 같은 소형 루프 부분만을 남기게 실질적으로 제거된 RF 태그들에 대한 다수의 설계들을 도시한 것이다. 대안적으로, 소형 루프 부분은, 두 개의 짧은 금속 '스터브들'이라도 정확하게 설계된 디커플러와 결합된다면 칩에 파워를 결합하기에 충분하기 때문에, 바깥쪽으로 확장하거나 스페이서 주위에 부분적으로 감싸는 짧은 '암들(arm)'로 대체될 수 있다. 도 22d에서 루프 부분이 두 개의 교차하는 슬릿들의 축을 따라 놓여 RF 태그와는 무관하게 편광을 증가시키는 로우 Q RF 태그가 도시되었다.

도 23은 예 10을 참조하여 이하 더 기술되는 바와 같이 다양한 두께들의 3개 의 서로 다른 코어 재료들이 판독범위에 미치는 영향의 그래프를 도시한 것이다.

도 24a는 디커플러의 한 에지로부터 단일의 균일한 거리를 나타내지 않는(즉, 디커플러의 에지에 관하여 평행하지 않은), 적어도 하나의 슬릿(125)을 구비한 두 개의 섬 디커플러를 도시한 것이다. 이것은 한 범위의 파장들에 대해 작용할 수 있는 디커플러를 제공한다. 그러므로, 디커플러가 기능할 수 있는 파장은 디커플러의 에지에 관하여 슬릿의 각도에 따라 "δ"의 증분들로, "x"만큼 증가 또는 감소될 수 있다. 이 개념은 네 개 이상의 섬들을 구비한 디커플러들에 사용될 수도 있다.

동일 개념이 도 24b에 도시된 바와 같은 단일 섬 디커플러에 제공될 수 있는데, 여기서 제1 도전체층 상의 부재영역의 에지는 디커플러의 말단의 에지에 평행하지 않은 라인을 형성한다. 이 개념은 증가된 파장 범위의 방사를 디커플링할 수 있다. 파장 범위는 디커플러의 초기 치수들에 의해서 그리고 디커플러의 에지에 관한 슬릿의 각도에 의해서만 제한된다.

이 개념은 도 16a 및 도 16b 및 도 20에서 사용되는 광대역 디커플러와 함께 사용될 수도 있다.

도 25는 유전 코어 재료(128)의 표면상에 배치된 제1 도전체층(127)에 둘 이상의 섬들을 구비한 디커플러(126)의 단면도이다. 섬들(127)은 부재영역에 의해 분리된다. 태그(129)는 부재영역 밑에 배치된다. 태그의 안테나(130)(있다면)는 스페이서 재료(131)에 의해 제1 도전체층으로부터 분리된다. 디커플러의 하측 금속표면(132)은 개별 도전체층일 수 있고 또는 디커플러가 적용될 수 있는 도전 표면의 일부를 형성할 수도 있다. 태그(129) 및 이의 안테나(130)(있다면)는 제1 도전체층(127) 또는 제2 도전체층(132)으로부터 전기적으로 절연될 필요가 있다. 이에 따라 RF 태그는 디커플러 구조물 및 유전층의 재료에 의해 보호된다.

도 26a는 유전층으로서 보이드(138)를 소유하는 디커플러를 도시한 것이다. 디커플러는 지지된 층상에 마련될 수 있고 또는 지지를 위해 콘테이너 또는 박스의 일부를 사용할 수도 있다. 상측 면(143)을 소유하는 콘테이너는 위에서 규정된 바와 같은 단일 섬 또는 복수의 섬 설계들의 임의의 패턴으로 143의 내측 표면상에 증착된 제1 도전체층(137)을 구비할 수 있다. 부재영역에서 로우 Q 또는 정규 태그일 수 있는 RF 태그(139a)는 선택적인 스페이서(141)를 갖고, 부재영역 상에 배치될 수 있다. 대안적으로 RF 태그(139)는 콘테이너 또는 박스의 상측 표면(143)이 선택적 스페이서로 작용하게 143의 상측 표면상에 놓여질 수도 있다.

콘테이너(144)의 측면들은 콘테이너(143)의 상측 표면과 콘테이너(145)의 하측 표면 사이에 보이드(138)를 생성하기 위한 지지 수단을 제공한다. 제2 도전체층(142)은 콘테이너(145)의 하측표면의 제1 또는 제2 표면에 여기서 규정된 임의의 방법에 따라 증착될 수 있다. 보호를 제공하기 위해서, 보이드(138) 내에 제1 도전체층(137)과 제2 도전체층(142) 및 RF 태그(139)를 배치하는 것이 특히 편리할 수 있다. 보이드는 예를 들면 공기 갭, 부분적 진공과 같은 유전성 유체로 채워지거나 불활성 기체 또는 불활성 액체로 채워질 수도 있다. 예를 들면, 보이드는 비 도전성의 많은 보이드 함유 발포제 거품 비 도전성 유전 충전재 재료로 채워질 수도 있다. 입사 RF 파장의 근사적으로 1/170인 1 내지 2mm 공기 갭은 RF 태그들과 함께 사용될 때 유용한 판독범위들을 제공하였다.

도 26b에서, 콘테이너의 측면들이 없을 수도 있고 유전층(138)의 정확한 두께를 제공하기 위해 비 도전성 비아(via)들 또는 비 도전성 지지수단(144a)에 의해 대체될 수 있는 것을 제외하고는 도 16a에서와 동일한 특징들이 있다.

도 26c에서, 제1 도전체층(137)이 단일 섬 디커플러를 형성하는 것을 제외하고는 도 26a 또는 도 26b에서와 동일한 특징들이 있다. RF 태그(139 또는 139a)는 상측 표면(143)의 어느 한 측에 배치될 수 있다. 편리하게, 비 도전성 지지수단(144a)은 대안적으로 도 26a에 도시된 바와 같이 콘테이너(144)의 측면들일 수 있다.

편리하게, 도 26a 내지 도 26c에 도시된 디커플러들은 각각, 광대역 디커플러를 만들기 위한 하나 이상의 제1 도전체층들의 사용, 또는 실질적으로 편광에 독립적인 디커플러들을 만들기 위한 패턴들의 사용과 같은, 여기에 규정된 특징들 중 어느 것을 통합할 수 있다.

도 27은 예 13을 위한 구성을 도시한 것이다.

도 28a은 예 16을 위한 구성을 도시한 것이다.

도 29는 예 17을 위한 구성을 도시한 것이다.

도 30은 수정된 제2 도전체층을 구비한 광대역 디커플러를 도시한 것이다. RF 태그(97)가 실질적으로 부재영역에(고 전계의 영역) 위치하고, 제1 파장에 대응하는 제1 도전체층(98)이 유전 코어층(99)의 상측 면 상에 놓인, 유전 코어층(99)이 제공된다. 유전층(99)의 하측 표면상에는 층(98)과 동일 파장 또는 다른 파장 에 대응할 수 있는 또 하나의 도전체층(98a)이 있고, RF 태그(97a)는 실질적으로 부재영역에(고 전계 영역) 놓여있다. 셋업은 근본적으로 부재영역을 포함하는 제1 튜닝된 도전체층이 유전층의 어느 일 측 상에 장착되는 유전층을 제공하며, 선택적으로 두 개의 제1 도전체층들은 전에 규정된 바와 같이, 길이 G로 동일하거나 서로 다르다. 이 구성은 로우 Q RF 태그들을 사용할 수 있게 하는 감소된 풋프린트의 태그 라벨로서 제시된 사용을 발견할 수 있다.

발명의 예들

예 1

비 도전성 촉매 잉크를 사용하여(제품명 QS1, QS1 또는 DP1607 하에 선 케미컬에 의해 제공되는 출원 GB0422386.3.에 개시된 바와 같은), 디커플링 유닛들, 즉 제1 및 제2 도전체층들이 공지의 전기적 특성들의 폴리머(유전 코어를 형성하는)에 스크린 인쇄된다(양면에). UHF 디커플러의 치수들은 폴리머의 전기적 특성들 및 두께에 따른다. 예를 들면, 1mm 두께의 Quinn plastics, Spectar grade PETG 시트를 사용하였을 때, 상대적 유전상수는 3.2이고, 따라서 디커플러 주기는 95mm가 되고 최소 디커플러 길이는 190mm가 된다(근사식을 사용하면 섬 길이

λ/2√(유전상수)이고 여기서 굴절률은 유전상수의 제곱근과 대략 같다). 폴리머의 앞면은 디커플러 패턴, 즉 디커플러의 중심에서 교차하는 두 개의 직교하는 선들에 의해 분리되는 네 개의 실질적으로 동일한 크기의 섬들이 인쇄된다. 디커플러의 뒷면은 솔리드 영역으로서 인쇄된다.

잉크는 10분 동안 대략 80℃로 샘플을 가열함으로써(QS1 및 QS2 시스템들에 대해서) 또는 UV 경화 공정에 의해서(DP1607에 대해서) 경화되고, 두 경우들에 있어서 잉크를 고화시켜 기판에 부착하게 한다. 이어서 인쇄된 샘플들은 시판되는 무전해 도금 용액에 두어지고(예를 들면, 46℃에서 Enthone 2130® 또는 52℃에서 Rohm 및 Haas 4750®) 구리 금속이 촉매 잉크로 피복된 영역들 상에만 0.1 - 3.0 마이크론의 두께로 증착된다. 무전해 증착률은 잘 규정되며 따라서 증착 두께는 노출시간의 함수로서 모니터될 수 있다. 무전해로 증착되는 재료는 선택적으로, 요구된다면, 전착(electrodeposition)될 수도 있다.

결과적인 산출물은 디커플러의 앞면과 UHF 태그(이 예에서는 알리엔 테크놀로지스에 의해 만들어진 866MHz, 15마이크론 UHF 태그) 사이에 놓여지는 스페이서가 적층된다. 전형적인 스페이서 재료들은 폴리머 막들로서, 예를 들면 Hifi films PMX 946 250 마이크론 PET 막이다. UHF 태그 및 스페이서는 직교하는 선들의 교차점인 부재영역 상의 중심에 놓여진다.

예 2

도전성 잉크, 예를 들면 Acheson Electrodag PR401 B 카본 잉크 또는 Acheson Electrodag 503 은 잉크를 사용하여, 디커플링 유닛들이 공지의 전기적 특성들의 폴리머에 스크린 인쇄된다(양면에). UHF 디커플러의 치수들은 폴리머의 전기적 특성들 및 두께에 따른다. 예를 들면, 1mm 두께의 Quinn plastics, Spectar grade PETG 시트를 사용하였을 때, 상대적 유전상수는 3.2이고, 따라서 디커플러 주기는 95mm가 되고 최소 디커플러 길이는 190mm가 된다. 폴리머의 앞면은 디커플러 패턴이 인쇄되고 뒷면은 솔리드 영역으로서 인쇄된다.

잉크는 샘플을(Acheson Electrodag PR401B 카본 잉크 및 Acheson Electrodag 503 은 잉크에 대해서) 가열함으로써 경화되어 잉크를 고화시켜 기판에 부착하게 한다.

결과적인 산출물은 예 1에 규정된 바와 동일하게 기능적인 스페이서가 적층되고 디커플러 상에 장착된다.

예 3

금속이 피복된 폴리머 막(예를 들면, 듀퐁 마일라 PET 막)을 사용하여, 에치 레지스트(예를 들면, 선 케미컬 XV750)이 금속 표면상에 스크린 인쇄된다. 일단 건조되면 에치 레지스트는 디커플러의 패턴으로 금속 표면에 부착된다. 이어서 막은 부식 용액(예를 들면, 올드 브릿지 케미컬즈 사로부터의 MAX ETCH™20R 내)에 놓여진다. 이 공정은 금속의 코팅되지 않은 영역을 제거하여 비 도전성 기판만을 남긴다. 이어서, 금속화된 패터닝된 막이 코어 재료에 적층될 수 있고, 뒷판으로서 사용하기 위해, 패터닝되지 않은 금속화된 또 하나의 막이 개재된다.

이것은 예1 및 예2에서 규정된 바와 같은 스페이서 적층 및 태그하는 것을 요구할 것이다.

예 4

디커플러 테스트 방법

866MHz UHF 태그 판독기 시스템(예를 들면 Sensormatic agile 2 판독기 유닛)은 866MHz UHF 태그들에 대한 검출기 유닛으로서 컴퓨터 인터페이스가 배열된다. 판독기 안테나는 고정된 벡터를 따라 면하는 스탠드 상에 놓여지고, 각 태그의 판독범위를 평가하기 위해서 이 경로를 따라 테이프 측정이 행해진다. 모든 금속 물체들은 반사 판독들을 최소화하기 위해서 판독기 전계 영역으로부터 제거된다. 866 MHz UHF 태그(예를 들면, 알리엔 테크놀로지스 태그)가 취해져 판지 기판 상에 놓여진다. 이것은 판독기 디스플레이를 관찰하면서 곧바로 판독기 안테나를 향해 대략 5m의 거리로부터 이동되고, 판독범위는 1분의 주기 동안 일정한 판독을 제공하는 태그에서 최대 변위가 되도록 취해진다. 이 값은 사용되는 특정의 UHF 태그에 대한 표준 판독범위인 것으로 취해진다.

태그는 금속 기판(이 예에서는 롤 케이지의 일측으로부터 식별판)에 부착되는 디커플러에 장착된다. 태그, 디커플러 및 금속기판은 1분에 걸쳐 시스템이 태그를 신뢰성 있게 판독하는 지점까지, EM 전계 내에 놓여진다. 이 값은 디커플링되는 태그 시스템의 판독범위로서 취해진다.

예 5

예 4에 개괄된 방법은, 디커플러가 금속 기판 상에 장착되었을 때, 디커플러 상의 UHF 태그의 최적의 2D 위치를 식별하는데 사용되었다. 도 5의 a, b, c는 태그 및 디커플러 시스템들의 상대적 위치들을 도시한 것이다.

도 5a는 부재 영역 또는 슬릿들 상에 놓여진 태그의 가능한 위치들을 개략적으로 나타낸다. 네 개의 섬 디커플러에 적용될 때, 다음의 데이터가 얻어진다.

표 1 - 디커플러에 관한 태그의 상대적 위치.

866MHz UHF 태그에 의한 테스트로부터, 태그의 칩이 틈 상에 놓여졌을 때 판독범위가 현저하게 향상되었음이 발견되었다. 판독범위는 칩(따라서 안테나)이 두 개의 직교하는 틈 또는 슬릿들의 교차점의 중앙에 놓여졌을 때 더욱 향상되었다.

예 6

도 5b는 위의 예들에서 준비된 네 개의 섬 디커플러 상에 UHF 태그의 판독범위에 대한 슬릿들의 교차점에 정밀한 배치의 효과를 도시한 것이다. 이것은 디커플러 상의 태그를 배치함에 있어 제조 공차들이 디커플러의 유효성 및 따라서 태그의 판독범위에 어떻게 영향을 미칠 수 있는가를 보이는 효과를 갖는다.

표 2. 네 개의 섬 디커플러에 관한 태그의 정밀한 위치.

표 2에 언급된 바와 같이 위치 0,0은 디커플러 유닛의 절대 중심을 나타낸다. 태그의 중심은 칩의 위치인 것으로 간주되었다(이 경우에 칩이 RF 태그의 중심 에 없을지라도). 판독범위는 태그의 칩이 점 0,0mm에서, 부재 영역 또는 슬릿들의 두 개의 직교하는 교차점의 중앙에 놓여졌을 때 현저하게 향상되었음이 발견되었다. x 또는 y축 어느 하나를 따른 몇 mm의 작은 편차들은 금속표면 바로 위에 놓여진 RF 태그의 무(nil) 판독에 비교했을 때 여전히 유용한 판독범위를 제공한다.

예 7

도 5c는 UHF 태그의 판독범위 상의 교차점에 방위각 위치의 효과를 나타낸다.

표 3 디커플러 상의 슬릿에 대한 태그의 절대 회전 위치.

표 3에 언급된 바와 같이 위치상의 기준각 a°은 디커플러 유닛의 슬릿으로부터 회전각을 나타낸다. 0°의 판독은 태그가 y축 슬릿에 평행하게 정렬된 상황인 것으로 취해졌다(이 경우에 칩이 RF 태그의 중심에 있지 않았을지라도). 태그의 칩이 점 0°에, 부재 영역들 또는 슬릿들의 두 개의 직교하는 교차점의 중심에 놓여졌을 때 현저하게 향상되었음이 발견되었다. 이를테면 6°미만의 회전들과 같은, 슬릿과의 평행한 관계로부터 작은 편차들은 금속표면 바로 위에 놓여진 RF 태그의 무(nil) 판독에 비교했을 때, 유용한 판독범위를 제공한다. 10°를 초과하는 보다 현저한 편차들에도 판독될 태그가 제공되지만 판독범위는 현저하게 감소되었다.

예 8

최대 판독범위(자유공간에서 절연된 태그에 비해서)에 대한 향상들은-예를 들면-스페이서 두께를 최적화함으로써 달성될 수 있다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 디커플러와 태그간에 유전 스페이서는, 태그가 자유공간에서 판독되는 것에 비해, 태그의 판독범위를 향상시킬 수 있다. 두께를 증가시키는 PET 스페이서들이 도입되었을 때 태그는-대략 300 마이크론의 스페이서 두께에서-응답이 절연된 태그의 응답과 동일해질 때까지 판독범위를 증가시키기 시작한다. 흥미롭게, 400 마이크론에서 4.5mm의 판독범위가 달성되어, 예상된 최대에 0.5mm를 추가한다. 스페이서의 두께를 더 증가시키면 값이 약간 떨어지나, 절연된 태그의 값과 실질적으로 동등한 채로 있다. 1000마이크론 후에 판독범위는 줄어들었으나(이 예에서는 나타내지 않았다), 태그는 RF 반사 표면상에서 여전히 기능할 수 있다. 명백히 이들 값들은 있는 그대로의 자유공간 동작에 비교했을 때 RF 태그의 판독범위를 증가시킬 수 있다. 이들 결과들은 Sensormatic 키트에 특정한 것으로, 최적의 분리/스페이서 두께는 다른 RF 태그들 또는 판독 시스템들마다 다를 수 있음이 명백할 것이다.

디커플러는 안테나로부터 입사 866MHz 방사를 트랩하는 기능을 수행하며 에너지를 RFID에 전하는 것으로 여겨진다. 슬릿 내와 슬릿 바로 위 둘 다에서 전계 강도는 도 15에 도시된 바와 같이 강하며, (일반적으로 150 내지 200배 강화되며), 이것은 금속 표면 위에 적합한 높이에 놓여질지라도 태그와 상호작용할 수 있다.

PET 코어 디바이스(복소 유전율 (3.20, 0.0096))가 성공적으로 입증되었을지라도, FR4(유전율(4.17, 0.0700))와 같은 손실성 코어 재료는 PET만큼 효율적으로 기능하지 않을 수 있다. 그러나 FR4는 여전히 매우 유용한 판독범위들을 제공한다.

위의 실험들 5-8에서 판독범위는 예 5에서 규정된 바와 같이 표준화된 판독범위 측정들이다(안정된 1분 판독). 실질적으로 중앙에 놓여진 태그들로부터의 편차들(각도 및/또는 선형적 변위 둘 다)은 여전히 금속표면 상에 인터로게이트될 수 있는 태그를 제공한다. 편리하게, 디커플러의 슬릿들 상의 태그의 정확한 중심위치는 디커플러가 기능하는데 필수는 아니나, 향상된 성능을 제공한다. 그러나, 실제 상황에서는 태그로부터 인터로게이트 및 응답을 달성하기 위해 표준화된(1분 판독 시간)의 분수만이 요구되며 따라서 태그의 실제 판독범위는 위의 실험들에서 언급된 것보다 더 클 수 있다.

예 9

네 개의 섬 디커플러가 예 1의 방법에 의해 제작되었다. 디커플러는 866MHz 태그용으로 준비되었으며 1000 마이크론 폴리에스테르 코어로 제조되었다. 알리엔 테크놀로지스 866MHz 태그는 최적 응답을 제공하기 위해 부재영역 상에 중앙에 배치되었다. 정규 RF 태그 상의 표면의 효과와 디커플러의 유효성을 평가하기 위해서 디커플러가 없는 RF 태그와 디커플러 상에 RF 태그가 다양한 표면들 및 물품들 상에 장착되었다. 판독기 시스템은 Sensormatic^® 키트였다.

표 4. 디커플러가 없는 RF 태그 및 1000㎛ 폴리에스테르 디커플러를 구비한 태그의 판독범위.

예상되는 바와 같이 자유공간에서 디커플러의 판독범위는 320cm에서 자유공간 내 태그의 판독범위와 매칭한다. 판지 박스 내 소비재들의 존재는 디커플러가 없는 태그의 판독범위를 자유공간에서 얻어진 판독범위의 1/3 내지 1/2로 감소시킴을 알 수 있다. 디커플러를 사용하는 잇점은 판독범위가 자유공간에서의 것과 사실상 같고 장착되는 표면과는 무관하다는 것이다.

판지를 축축하게 하거나 적셔도 디커플러에 의해 제공되는 판독범위에 거의 아무런 차이도 없게 하나, 디커플러가 전혀 사용되지 않을 땐 판독범위를 심하게 감소시킨다. 디커플러 표면의 50%의 차폐만이 판독범위를 약간 감소시킨다. 명백하게 사람이 품목을 의류 또는 유사한 재료들 밑에 숨기려는 시도들을 극복할 것이다.

예 10.

3개의 서로 다른 코어 재료들, 즉 폴리에스테르, 폴리프로필렌 및 폴리카보 네이트가 다양한 서로 다른 코어 두께들에서 테스트되었다. 제1 및 제2 도전체층 패턴들은 모두가 동일한 기하구조 및 두께였으며 866MHz RF 태그 및 판독기에 최적화되었다. 디커플러는 디커플러가 없는 RF 태그가 실질적으로 제로 판독범위를 제공하게 금속표면 상에 배치되었다. 도 23의 그래프로부터 코어 두께가 증가함에 따라 판독범위가 증가한다. 유효화된(예 11에 도시된 바와 같은) 모델링은 코어 두께를 1000 마이크론에서 2000 마이크론으로 증가시킬 때 판독범위에 단지 수 cm 증가가 있음을 보였다.

자유공간에서 866MHz의 파장은 346mm이다. 코어 재료가 폴리에스테르이면 재료에서 파장은 866MHz에서 193mm이다. 그러므로 코어가 1mm(1000마이크론) 두께이면 재료는 자유공간 파장 두께의 1/346 또는 재료 파장 두께의 1/193이다. 그러므로 재료에서 파장은 폴리에스테르에 있어서 c.1.8인 굴절률로 나눈 자유공간 파장이다.

표 5. 도 23에서 테스트된 파장들의 분수.

예 11

HFSS를 사용하여 결정되는 866MHz에서 가장 큰 전계 강화를 줄 치수들로 일련의 디커플러들이 제조되었다. 최적의 수행을 보증하고 모델 HFSS을 유효하게 하기 위해서, 일련의 테스트들이 수행되었다. 이들은 HFSS로부터 얻어진 필수적 값보 다 더 긴 상측의 층 내에 금속 섬들을 구비한 디커플러부터 시작하는 것을 수반하였다. 판독범위는, 재료를 에칭하여 제거하고, 디커플러의 끝에서 시작하여 중심을 향해 안쪽으로 작업함으로써 금속 섬들의 길이가 점진적으로 감소되어감에 따라 측정되었다. 원형의(prototype) 폴리카보네이트 디커플러들에 대한 결과들이 아래 도시된다. 이들 테스트들에 의해 결정된 최적 금속 섬 길이들은 HFSS 모델링으로부터 결정된 것들에 매우 가깝게 일치한다.

표 6. 866MHz 태그에 대해 최적화된 섬 길이들.

예 12

서로 다른 코어 두께들 및 폭들을 가진 일련의 단일 섬 디커플러들이 평가되었다. 디커플러는 도전체층 및 PETG 코어로서 구리를 사용하여 예 1의 방법에 따라 준비되었다. 디커플러의 패턴은 도 22b에 도시된 것이다. 채용된 태그는 도 22a에 도시된 유형의 로우 Q 안테나(즉, 866MHz에서 사용에 최적화되지 않은)였다. 자유공간에서 태그의 판독범위는 최적화된 안테나를 구비하지 않기 때문에 무시될 수 있다. 유사하게, 로우 Q 태그가 금속 표면 바로 위에 놓여졌을 때 어떠한 판독범위도 없었다. 이하의 표는 디커플러가 금속 표면상에 놓여진 경우, 디커플러 상의 RF 태그의 결과들을 나타낸 것이다.

표 7. 단일 섬 디커플러들

디커플러가 로우 Q 태그들이 금속표면들로부터 디커플링될 수 있게 함을 명백하게 알 수 있다. 코어의 두께가 증가함에 따라 RF 태그의 판독범위도 증가한다. 유사하게, 고정된 코어 두께에 대해서 태그의 폭이 증가함에 따라 판독범위가 증가한다. 로지스틱스 콘테이너들을 추적하는 것과 같은 어떤 애플리케이션들은 판독범위가 중요할 수 있는 보다 큰 영역 및 보다 두꺼운 코어 디커플러들로부터 이익을 얻을 것이다. 그러나, 소비자 품목들은 매장 또는 계산대에서 수 cm의 판독범위들만을 요구할 수 있고 따라서 보다 작은 영역 및 보다 얇은 태그들로부터 이익을 얻을 수 있다.

유전 코어로서 사용될 수 있는 또 다른 재료들은 예를 들면 PVC, 폴리스티렌 등과 같은 발포성 재료들(foamed materials)이다. 이 재료의 유전율의 실수부는 허수부만큼 매우 작다. 이것은 보다 낮은 유전율이 작은 두께들에서 충분한 판독범위를 줄 것이기 때문에 매우 얇은 디커플러를 제작하는데 알맞게 한다. 발포제를 금속화하기 위해서, 발포제 코어에 고착될 매우 얇은(예를 들면, 10마이크론) 폴리머 막 상에 금속이 증착되는 적층 구조물을 만드는 것이 필요할 수 있다. 대안적으로 고-명세 라디오 주파수 적층들이 사용될 수 있다. 매우 효율적인 라디오 주파수 회로들의 제작을 위해 특정하게 설계된 다양한 PCB 적층 재료들이 존재한다. 이들은 상측 금속층이 디커플러를 생성하기 위해 선택적으로 에칭될 수도 있을 금속-유전체-금속 샌드위치로 구성된다. 예들은 Rogers RO 4003 또는 TR/Duroid 5880, Arlon DiClad 880, Neltec NY9220 또는 Taconic TLY를 포함한다. 또 다른 대안들은 세라믹 재료들을 포함하며, 이들은 큰 실수 유전율들을 가질 것이며 따라서 보다 얇고 덜 유연한 디커플러들이 될 수 있는데, 예들은 알루미나, 실리카, 유리 등을 포함한다. 유연한 특성에 기인하여 엘라스토머들, 예를 들면 실리콘 고무(silicone rubber)를 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 또한, 충전재를 엘라스토머 매트릭스에 혼합함으로써 재료 특성들이 재단될 수 있을 것이다.

예 13

도 21f에 도시된 유형의 편광에 독립적인 디커플러는 반경 4.65cm의 원형의 구리-PETG-구리 적층 상에 제1 도전체층의 구리층에 원형 슬릿(x)을 스코어함으로써 준비되었다. 태그는 스페이서 상에 장착되었다. 인덕턴스 루프(inductance loop)는 슬릿 상에 배치되었으며(도 27, 위치 x) 판독범위는 판독기 시스템을 사용하여 앞에서 상술된 바와 같이 하여 측정되었다. 판독범위는 안테나가 슬릿에 직교하였을 때에 비해(도 27, 위치 b), 루프 안테나가 실질적으로 곡선에 대한 탄젠트 위치에 있었을 때(도 27, 위치 a) 향상되었음이 발견되었다.

내측 원의 직경은 30mm에서 50mm 직경으로 증가되었으며 태그가 읽혀질 수 있을 회전각 범위의 측정들뿐만 아니라, 판독범위의 측정들이 취해졌다.

표 8. 판독범위 상의 원형 슬릿의 직경의 영향.

내측 원의 직경이 증가함에 따라, 판독범위에 대해 달성될 수 있는 회전각처럼 일반적으로 판독범위는 감소한다.

전체 디커플러 형상의 변형(예를 들면, 원형 슬릿 밖의 원형, 정사각형, 직사각형, 사각형 영역)은 수행에 어떤 영향을 미쳐, 판독범위는 단순히 전체 영역에 비례하지 않는다. 바람직하게, 전체 디커플러의 형상은 원형 슬릿과 함께 사용되었을 때, 비균일한 변들을 가진 사각형이다. 발명의 범위를 제한하지 않는 한 가능한 설명은 슬릿 공진들에 파괴적으로 간섭하는 2차 공진 효과들을 정규의 형상들이 나타낼 수 있다는 것이다.

예 14

판지 유전층들로부터 준비된 단일 섬 디커플러들로 일련의 실험들이 수행되었다. 제2 도전체층 및 이격 거리들을 제거하거나 변경함으로써 공진 공동을 변경시키는 영향이 조사되었다. 실험은 전체 크기의 안테나들(즉, 튜닝된 안테나들로 구입될 수 있는 것들, 전형적으로 95mm 길이) 및 루프 안테나를 구비한 로우 Q RF 태그들(20mm 미만의 가장 긴 치수)에 행해졌다.

표 9. 자유공간에서 판독범위에 대한 공진 공동의 영향

이 실험에서, RF 태그(알리엔 테크놀로지스)는 제1 도전체층으로부터 대략 0.5mm 및 1000 마이크론 미만인 디커플러로부터의 이격된 거리인 증가된 전계 강도 지점의 부재영역 위에 RF 태그가 배치되는, 도 28a에 도시된 바와 같이 최적 위치에 위치된다. 고정점이 실험 내내 일정하게 유지되었다.

완전한 크기 RF 태그에 대해서 대기에서의 판독범위는 7m로서 측정되었으며, 이것은 자유공간에서 예상되는 판독범위의 측정들이었다. 태그가 튜닝된 제1 도전체층 및 유전층만을 구비한 구조물(즉, 불완전한 -'뒤쪽이 없는' - 디커플러) 상에 배치되었을 때, 판독범위에는 어떠한 변화도 없다. 이러한 셋업에서 제1 도전체층이 불충분한 안테나로서 작용하기 때문에 이러한 것이 또한 예상된다. 완전한 RF 태그가 제1 도전체층의 중앙에 바로 놓여졌을 때 판독범위는 0 m이었던 것에 유의한다. 이것은 금속이 RF 태그를 혼란시키는 것으로 알려져 있기 때문에 예상된다. 전체 크기의 RF 태그가 튜닝된 디커플러 상에 놓여졌을 때, 8m까지 판독범위에 적당한 증가가 있었다. 위에 상세히 한 실험들(실험들 1-13)로부터 디커플러 상의 RF 태그는 실질적으로 자유공간 및 금속 유사 표면들에서 동일한 판독범위를 준다는 것을 이미 보였다. 디커플러는 시판되는 튜닝된 RF 태그들이 자유공간에서만 사용 된다면 이들 태그들에 약간의 이익을 제공한다. 그러나, 디커플러는 RF 태그가 금속표면(또는 RF 방사와 상호작용하는 이외 어떤 다른 것) 근처에 배치되어야 할 때 종래 기술의 패치 안테나 또는 평형 안테나에 비해 현저한 잇점을 제공한다.

로우 Q 루프 안테나를 구비한 RF 태그에 대해서, 대기에서 30cm인 적당한 판독범위가 있다. 로우 Q RF 태그가 도전체층 및 유전층만을 구비한 구조물 상에 배치될 때, 약 1m까지 판독범위에 더 적당한 증가가 있다. 그러나, 로우 Q RF 태그가 튜닝된 디커플러 상의 최적의 위치에 놓여졌을 때 판독범위에 큰 증가가 있다. 이제 판독범위는 자유공간에서 전체 크기의 시판되는 안테나의 범위에 접근한다. 또한, 앞의 실험들(1-13)로부터, 로우 Q RF 태그가 디커플러 상에 장착되었을 때 이 태그는 근본적으로 자유공간에서 그리고 디커플러가 금속표면 상에 놓여지거나, 이 금속표면의 일체된 부분을 형성할 때인 둘 다에서 동일한 판독범위를 준다는 것을 이미 보였다.

예 15

앞의 실험들은 RF 태그와 디커플러의 제1 도전체층 사이의 최적의 이격 거리가 도 14에 도시된 바와 같이 바람직하게는 1000 마이크론 미만의 거리들에서 일어남을 보였다. 실험은 유전층 상에 안테나를 탑재하는 기판들에 대해 다른 모드에서 디커플러가 작동하는 것을 보이기 위해 셋업되었다.

실험 14에서 사용되는 바와 같이, 유전층 구조물 상의 도전체층이 다시 준비되었으며, 시판되는 RF 태그와 제1 도전체층간의 거리는 가변되었다. RF 태그에 대한 판독범위는 250 마이크론 내지 4000 마이크론의 범위에 걸쳐, 7m로 유지되었다. 따라서, '뒤쪽이 없는' 디커플러와 표준 UHF 태그간의 상호작용은 완전한 디커플러(즉, 코어 구조물이 동봉된)와 동일 태그간의 상호작용과는 다른 것으로 나타났다.

실험 16

제2 도전체층의 길이 및 공진 공동의 유사한 형성에 미치는 그 길이의 영향이, 도 28b에 도시된 바와 같이, "d"량만큼 제2 도전체층의 중첩을 감소시킴으로써 테스트되었다. 이 실험에서, 제2 도전체층은 큰 금속 시트였다. 디커플러가 없는 시판되는 RF 태그는 실질적으로 0m의 판독범위를 준다. 이러한 셋업에서, 제2 도전체층의 중첩 정도가 변경되었다. 이것은 금속 시트에 관하여 유전체 및 제2 도전체층을 이동시킴으로써 달성되었다.

표 10. 제2 도전체층의 증가하는 오프셋에 대한 태그의 판독범위

중첩 정도가 감소함에 따라(즉 "d"는 더 커지게 된다) 제1 도전체층과 제2 도전체층 사이에 생성된 공동은 길이가 감소하고 따라서 이의 예상되는 공진 파장은 RF 태그 공진 주파수의 파장으로부터 벗어날 것이다. 예상되는 바와 같이, 공동의 길이가 최적의 튜닝된 공동 길이보다 더 짧게 되었을 때, 즉 8m에서 3m 미만으로 감소되었을 때 판독범위에서 현저한 강하가 있다. 또한, 이것은 공동 구조물(즉, 금속/유전체/금속 3층)이 단순히 제1 도전체층에 의해 제공된 금속 패치의 존재가 아니라 디커플러의 거동을 나타내는 것을 입증한다.

실험 17

이 실험은 도 29에 도시된 바와 같이, 단일 섬 디커플러에 놓여진 루프 안테나의 회전 정도의 영향을 결정하였다.

표 11. 판독범위에 미치는 각도의 영향.

이 실험에서, 판독범위는 달성된 90°의 최대 판독범위의 퍼센티지로서 측정되었다. 도 29로부터 알 수 있는 바와 같이 90°의 방위는 루프 안테나의 장축이 공진 공동에서 발생되는 전계와 병렬로 놓일 때이다. 이 방위에서, 전위차가 안테나의 두 개의 단자들에 걸쳐 셋업하게 한다. 디커플러의 회전은 안테나가 전계의 보다 적은 퍼센티지와 상호작용하게 할 수 있다. 결과들로부터, 전계의 크기는 바람직하게는 30°내지 150°, 보다 바람직하게는 70°내지 110°, 더 바람직하게는 실질적으로 90°로 비교적 큰 회전들이 허용가능하게 하는데 충분함이 명백하다. 제조 공차들은 85°내지 95°의 범위에 있는 것이 바람직할 것이다. 네 개의 섬 디커플러 및 표준 RF 태그를 사용한 앞에서의 회전 실험들과는 반대로, 단일 섬 디커플러 상의 로우 Q 안테나는 디커플러의 표면상에 태그의 회전에 의해 덜 한 정도로 영향을 받는다.

상기 실험들은 도 6 내지 도 17을 포함하여 이들에 도시된 모델링된 데이터와 잘 상관한다.

Claims (74)

1. 전자 디바이스를 위한 방사 디커플러(radiation decoupler)에 있어서, 상기 디커플러는 적어도 하나의 제1 도전체층과 적어도 하나의 제2 도전체층간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 도전체층은 상기 제1 도전체층이 상기 유전층 상에 놓이지 않는 적어도 하나의 부재영역을 구비하고, 상기 디커플러는 사용시, 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에서 전자기 필드(electromagnetic field)가 강화되도록 구성되는, 방사 디커플러.
2. 도전성 표면으로부터 방사를 디커플링하기 위한, 전자 디바이스를 위한 방사 디커플러에 있어서, 상기 디커플러는 적어도 하나의 유전층과 접촉한 적어도 하나의 제1 도전체층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 도전체층은 상기 제1 도전체층이 상기 유전층 상에 놓이지 않는 적어도 하나의 부재영역을 구비하고, 상기 디커플러는 사용시, 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에서 전자기 필드가 강화되도록 구성되는, 방사 디커플러.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 도전체층은 상기 제1 도전체층과 적어도 동일한 길이인, 방사 디커플러.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 RF 태그 인, 방사 디커플러.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디커플러의 상기 두께는 λ/4n 미만이고, n는 상기 유전체의 굴절률인, 방사 디커플러.
6. 제5항에 있어서, 상기 디커플러의 상기 두께는 λ/10 미만인, 방사 디커플러.
7. 제6항에 있어서, 상기 디커플러의 상기 두께는 λ/300 미만인, 방사 디커플러.
8. 제6항에 있어서, 상기 디커플러의 상기 두께는 λ/1000 미만인, 방사 디커플러.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전체층의 적어도 하나의 에지와 상기 부재영역간 간격 G은 G

   

   λ/2n에 의해 결정되고, n은 상기 유전체의 굴절률이며, λ는 상기 디커플러의 의도된 동작 파장인, 방사 디커플러.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 유전층에 인접한 제3 도전체를 더 포함하고, 제3 도전체층은 상기 제3 도전체층이 상기 제2 유전층 상에 놓이 지 않는 적어도 하나의 부재영역을 구비하며 상기 제2 유전층은 상기 제3 도전체층과 상기 제2 도전체층 사이에 배치된, 방사 디커플러.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 도전체층의 길이는 상기 제3 도전체층의 길이와는 다른, 방사 디커플러.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전체층에 복수의 부재영역들이 있는, 방사 디커플러.
13. 제12항에 있어서, 상기 복수의 부재영역들은 사실상 주기적인, 방사 디커플러.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부재영역들은 슬릿 구조들인, 방사 디커플러.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전체층의 상기 적어도 하나의 부재영역은 상기 제1 도전체층을 적어도 두 개의 섬들로 분할하는, 방사 디커플러.
16. 제15항에 있어서, 상기 섬들 중 적어도 하나는 길이가 G

    

    λ/2n인, 방사 디 커플러.
17. 제15항에 있어서, 상기 제1 도전체층은 두 개의 교차하는 직교하는 슬릿들에 의해 분리된 적어도 네 개의 섬들을 포함하는, 방사 디커플러.
18. 제14항에 있어서, 적어도 두 개의 실질적으로 평행한 슬릿들이 있는, 방사 디커플러.
19. 제18항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 슬릿들의 간격은 G

    

    λ/2n에 의해 결정되며, n은 유전체의 굴절률이고, λ는 상기 디커플러의 의도된 동작 파장인, 방사 디커플러.
20. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부재영역은 3개 이상의 슬릿들을 포함하고, 상기 슬릿들은 n 변들을 가진 다각형을 형성하게 교차하고, n는 3 이상의 정수인, 방사 디커플러.
21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬릿 폭은 500 마이크론 미만인, 방사 디커플러.
22. 제21항에 있어서, 상기 슬릿 폭은 150 마이크론 미만인, 방사 디커플러.
23. 제22항에 있어서, 상기 슬릿 폭은 50 마이크론 미만인, 방사 디커플러.
24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전층은 플라스틱, 폴리머, 세라믹, 유리, 판지, 골판지, 종이로 형성되거나, 또는 실질적인 보이드(void)로부터 형성된, 방사 디커플러.
25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전층의 상기 굴절률은 제어가능하게 가변될 수 있는, 방사 디커플러.
26. 제25항에 있어서, 굴절률 제어기를 더 포함하는, 방사 디커플러.
27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, RF 태그가 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에 놓여 있고 상기 제1 도전체층으로부터 전기적으로 절연된, 방사 디커플러.
28. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 RF 태그는 상기 제1 도전체층 및 제2 도전체층으로부터 전기적으로 절연되고, 상기 유전층의 에지 상에, 적어도 부분적으로 에지 내에 또는 에지에 놓인, 방사 디커플러.
29. 제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 RF 태그는 로우 Q RF 태그인, 방사 디커플러.
30. 제27항에 있어서, 상기 부재영역은 상기 디커플러 내에 형성된 정재파(standing wave)의 파복(antinode)에 존재하는, 방사 디커플러.
31. 제17항에 있어서, RF 태그는 실질적으로 상기 교차하는 직교한 슬릿들의 교차점에 위치되고, 상기 제1 도전체층으로부터 전기적으로 절연되는, 방사 디커플러.
32. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 RF 태그의 상기 안테나의 주 축은 상기 제1 도전체층의 적어도 하나의 에지에 실질적으로 직교하여 정렬되는, 방사 디커플러.
33. 제27항에 있어서, 상기 RF 태그는 2000 마이크론 미만의 거리에서 상기 디커플러의 상기 표면 위로 이격된, 방사 디커플러.
34. 제33항에 있어서, 전기적으로 비 도전성의 스페이서가 상기 디커플러와 상기 RF 태그 사이에 위치된, 방사 디커플러.
35. 제34항에 있어서, 상기 스페이스 및 상기 RF 태그의 기판의 두께는 함께 10 내지 1000 마이크론의 범위에 있는, 방사 디커플러.
36. 제35항에 있어서, 상기 두께는 175 내지 800 마이크론의 범위에 있는, 방사 디커플러.
37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 부분, 또는 모든 또는 실질적으로 모든 상기 디커플러 및/또는 RF 태그 상에 보호 하우징을 포함하는, 방사 디커플러.
38. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디커플러는 이 위에 장착된 전자 디바이스를, 도전성 재료, 많은 액체 내용물을 포함하는 재료인 표면, 또는 유체를 위한 함유수단의 일부를 형성하는 표면으로부터 실질적으로 디커플링하도록 구성된, 방사 디커플러.
39. 제38항에 있어서, 상기 도전성 재료는 탄소, 금속 또는 금속 합금들인, 방사 디커플러.
40. 제38항에 있어서, 상기 많은 액체 내용물을 포함하는 재료는 셀룰로우스 재료, 목재 또는 자연 발생 재료인, 방사 디커플러.
41. 제38항에 있어서, 상기 함유수단은 식품, 음료수, 또는 화학품 콘테이너인, 방사 디커플러.
42. 제1 도전체층과 제2 도전체층 사이에 개재된 유전층을 포함하는 표면으로부터 RF 태그를 디커플링하기 위한 디커플러로서, 상기 디커플러의 공진 주파수는 상기 RF 태그 및/또는 RF 인터로게이트 소스(RF interrogating source)의 공진 주파수와 실질적으로 매치하도록 선택되며 상기 제1 도전체층의 적어도 하나의 에지는 상기 유전층의 에지까지 확장하지 않으며, 상기 제1 도전체층의 에지와 상기 유전층간 갭은 상기 공진 주파수에서 EM 방사의 파장보다 작은, 방사 디커플러.
43. 적어도 하나의 유전층 표면과 접촉하는 적어도 하나의 도전체층를 포함하는 도전성 표면으로부터 RF 태그를 디커플링하기 위한 디커플러에 있어서, 상기 디커플러의 공진 주파수는 상기 RF 태그 및/또는 RF 인터로게이트 소스의 공진 주파수와 실질적으로 매치하도록 선택되며 상기 제1 도전체층의 적어도 하나의 에지는 상기 유전층의 에지까지 확장하지 않으며, 상기 제1 도전체층의 에지와 상기 유전층간 갭은 상기 공진 주파수에서 EM 방사의 파장보다 작은, 방사 디커플러.
44. 제2항에 있어서, 상기 유전층이 상기 도전성 표면에 인접하도록 상기 디커플러를 상기 표면에 부착하는 수단을 더 포함하는, 방사 디커플러.
45. 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 디커플러를 포함하는 접착 테이프.
46. 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 디커플러 또는 제45항의 접착 테이프를 포함하는, 바디 또는 콘테이너.
47. 제46항에 있어서, 적어도 하나의 RF 태그는 상기 디커플러 상에 위치된, 바디 또는 콘테이너.
48. 제47항에 있어서, 상기 바디 또는 콘테이너의 적어도 하나의 표면은 단일 또는 이중으로 커브된, 바디 또는 콘테이너.
49. 상기 콘테이너의 표면의 일부가 제2항에 따른 디커플러에 피복된, 금속 바디 또는 콘테이너.
50. 제49항에 있어서, 적어도 하나의 RF 태그가 상기 디커플러 상에 위치된, 금속 바디 또는 콘테이너.
51. 제47항에 있어서, 상기 바디 또는 콘테이너의 표면 내에 리세스된 부분을 포 함하고, 상기 리세스는 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 따른 디커플러 및 상기 디커플러 상에 위치된 적어도 하나의 RF 태그와, 상기 디커플러 및 RF 태그가 상기 바디 또는 콘테이너의 표면과 적어도 일치하게, 선택적으로 상기 디커플러 및 RF 태그를 덮는 보호층을 포함하는, 금속 바디 또는 콘테이너.
52. 제50항에 있어서, 상기 바디 또는 콘테이너의 표면 내에 리세스된 부분을 포함하고, 상기 리세스는 제1 도전체층이 상기 표면으로부터 전기적으로 절연된 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 따른 디커플러 및 상기 디커플러 상에 배치된 적어도 하나의 RF 태그와, 상기 디커플러 및 RF 태그가 상기 바디 또는 콘테이너의 표면과 적어도 일치하게, 선택적으로 상기 디커플러 및 RF 태그를 덮는 보호층을 포함하는, 금속 바디 또는 콘테이너.
53. 골판지 유전 코어를 구비한 판지 디커플러를 제작하는 방법에 있어서, 제1 판지 층 상에 제1 도전체층을 배치하는 단계, 제2 판지 층 상에 제2 도전체층을 배치하는 단계, 상기 제1 및 제2 판지 층들을 함께 가져오는 단계, 및 상기 제2 도전체층 상에 놓인 상기 제1 판지 층 상의 상기 제1 도전체층 위에 적어도 하나의 부재영역이 있도록 상기 제1 및 제2 판지 층들을 골판지 인서트에 인접시키는 단계를 포함하는, 판지 디커플러 제작방법.
54. 제53항에 있어서, 상기 제1 도전체층은 상기 골판지 인서트에 인접한 상기 제1 판지 층들의 내표면 상에 위치되며 및/또는 상기 제2 도전체층은 상기 골판지 인서트에 인접한 상기 제2 판지 층들의 내표면 상에 위치되는, 판지 디커플러 제작방법.
55. 바디 또는 콘테이너 추적방법에 있어서, 상기 바디 또는 콘테이너의 상기 표면의 일부에 제1항에 따른 디커플러 및 적어도 하나의 RF 태그를 적용하는 단계, 상기 적어도 하나의 RF 태그를 RF 방사로 인터로게이트하는 단계, 상기 적어도 하나의 RF 태그로부터의 응답을 검출하는 단계를 포함하는, 바디 또는 콘테이너 추적 방법.
56. 제3항에 있어서, 상기 유전층, 제1 도전체층 및 제2 도전체층들은 실질적으로 동일 길이이며, 모든 3개의 층들의 상기 길이 G는 λ

    

    2nG에 의해 결정되며, RF 태그는 상기 디커플러의 주 축의 평면에 실질적으로 직교하는 보드의 에지에 위치되며, 상기 RF 태그는 상기 제1 및 제2 도전체층들로부터 전기적으로 절연되며, n은 상기 유전체의 굴절률이며, λ는 상기 디커플러의 의도된 동작 파장인, 디커플러.
57. 제56항에 있어서, 상기 디커플러는 양면 금속 클래드 인쇄회로기판인, 디커플러.
58. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부재영역은 상기 디커플러의 상기 에지들 중 적어도 하나의 에지에 실질적으로 평행하지 않은, 디커플러.
59. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역의 적어도 하나의 에지는 비선형 패턴인, 디커플러.
60. 제59항에 있어서, 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역은 적어도 하나의 원형 패턴을 포함하는, 디커플러.
61. 제60항에 있어서, 상기 원형 패턴은 상기 제1 도전체층 내 원형 슬릿인, 디커플러.
62. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유전층은 물품의 패키지 또는 라벨링 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되는, 디커플러.
63. 제62항에 있어서, 상기 패키 또는 라벨링 재료는 천연 또는 인공 섬유, 플라스틱, 셀룰로우스, 유리, 판지, 골판지 또는 세라믹인, 디커플러.
64. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 따른 디커플러에 사용에 적합한 로우 Q RF 태그로서, 상기 안테나는 실질적으로 2cm 미만의 주 치수를 갖는, 로우 Q RF 태 그.
65. 제64항에 있어서, 상기 안테나는 실질적으로 1cm 미만의 주 치수를 갖는, 로우 Q RF 태그.
66. 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 따른 디커플러 상에 장착되는 제65항에 따른 로우 Q RF 태그로서, 상기 로우 Q RF 태그와 상기 디커플러간에 위치된 스페이서가 있는, 로우 Q RF 태그.
67. 제66항에 있어서, 상기 스페이서 및 상기 로우 Q RF 태그의 두께는 둘 다 175 내지 800 마이크론의 범위에 있는, 로우 Q RF 태그.
68. 선택적인 스페이서 및 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 따른 디커플러와 함께, RF 태그 또는 로우 Q RF 태그를 포함하는, 부품 키트.
69. 표면의 검출 또는 식별방법에 있어서,

    i) 로우 Q RF 태그의 상측표면 상에 놓여진 선택적 스페이서와 함께 상기 로우 Q RF 태그를 포함하는 비 도전성 표면을 가져오는 단계;

    ii) 상기 표면을 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 따른 디커플러와 근접한 관계가 되게 하는 단계;

    iii) 상기 로우 Q RF 태그를 인터로게이트하는 단계로서, 상기 로우 Q RF 태그는 상기 디커플러와 아주 근접하였을 때만 판독될 수 있는, 표면 검출 또는 식별 방법.
70. 표면의 검출 또는 식별에 적합한 디커플러를 형성하는 방법에 있어서,

    i) RF 태그 또는 상기 RF 태그의 상측 표면상에 놓여진 선택적 스페이서와 함께 로우 Q RF 태그와, 적어도 하나의 유전층의 일부 또는 실질적으로 전부와 접촉하는 적어도 하나의 제1 도전체층을 포함하는 비 도전성 표면을 제공하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 제1 도전체층은 상기 제1 도전체층이 상기 유전층 상에 놓이지 않는 적어도 하나의 부재영역을 구비하는, 상기 비 도전성 표면 제공 단계;

    ii) 단계 i)의 상기 표면을, 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에서, 청구된 디커플러를 형성하기 위해 제2 도전체층 또는 도전성 표면에 가져가는 단계를 포함하는, 디커플러 형성 방법.
71. 표면으로부터 디바이스를 디커플링하는 RF 태그를 위한 단일 섬 디커플러로서, 적어도 하나의 제1 도전체층과 적어도 하나의 제2 도전체층 간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 상기 제1 도전체층은 인터로게이트 방사의 공진 주파수로 튜닝되며, 상기 제1 도전체층의 상기 길이 G는 λ

    

    2nG에 의해 결정되며, 상기 적어도 하나의 제1 도전체층은, 상기 제1 도전체층이 상기 유전층 상에 놓이지 않게, 적어도 하나의 에지에 부재영역을 구비하며, 상기 제1 도전체층으로부터 전기적으로 절연되는 RF 태그는 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에 위치된, 단일 섬 디커플러.
72. 표면으로부터 상기 디바이스를 디커플링하는 RF 태그를 위한 단일 섬 디커플러로서, 적어도 하나의 제1 도전체층과 적어도 하나의 제2 도전체층 간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 상기 제1 및 제2 도전체층들은 인터로게이트 방사의 공진 주파수로 독립적으로 튜닝되며, 상기 도전체층의 상기 길이 G는 λ

    

    2nG에 의해 결정되며, 상기 제1 및 제2 도전체층으로부터 전기적으로 절연되는 RF 태그는 상기 유전층 상의 부재영역 근처에 위치된, 단일 섬 디커플러.
73. 표면으로부터 상기 디바이스를 디커플링하는 RF 태그를 위한 단일 섬 디커플러로서, 적어도 하나의 제1 도전체층과 적어도 하나의 제2 도전체층 간에 개재된 적어도 하나의 유전층을 포함하고, 상기 제1 도전체층은 제1 인터로게이트 방사의 공진 주파수로 튜닝되며, 상기 제2 도전체층은 제2 인터로게이트 방사의 공진 주파수로 튜닝되며, 상기 제1 도전체층 및 제2 도전체층의 상기 길이 G는 λ

    

    2nG에 의해 결정되며, 상기 제1 및 제2 도전체층은, 상기 제1 도전체층의 부재영역이 상기 유전층 또는 상기 제2 도전체층 상의 부재영역 상에 놓이지 않게, 적어도 하나의 에지에 하나의 부재영역을 구비하며, 전기적으로 절연되는 RF 태그는 상기 제1 도전체층의 상기 부재영역 근처에 배치되고, 또 하나의 RF 태그는 상기 제2 도전체층의 부재영역 근처에 위치된, 단일 섬 디커플러.
74. 도면들 및/또는 명세서에 실질적으로 규정된 용도, 제품, 방법.

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