KR20100134572A - Ｒｆｉｄ리더에 적용가능한 어레이 안테나 시스템 및 알고리즘 - Google Patents

Ｒｆｉｄ리더에 적용가능한 어레이 안테나 시스템 및 알고리즘 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 안테나 어레이, 어레이 제어기 및, 제어 알고리즘을 사용하는 무선 식별(RFID) 방법 및 시스템에 속한다. 본 발명의 실시예는 임의의 비균일 매질 내 임의의 포인트에서 주어진 레벨의 조사 RF 파워를 위해 강한 무선(RF) 여기를 유도할 수 있다. RFID 적용을 위해, 하나의 전형적인 비균일 매질은 팔렛 상의 케이스 인셈블이다. 다른 전형적인 매질은 쉘빙과 다른 물질이 함께 존재하는 저장된 물건을 가지는 웨어하우스 환경이다. 본 발명의 실시예는 배터리가 적거나 '수동' RFID 태그의 독취 프로세스에 적용가능하고, 이것은 태그 내 전자 회로에 전력을 가하기 위해 RFID 리더에 의해 구축된 입사 RF 전자기장에 의존한다.

Description

ＲＦＩＤ리더에 적용가능한 어레이 안테나 시스템 및 알고리즘{ARRAY ANTENNA SYSTEM AND ALGORITHM APPLICABLE TO RFID READERS}
본 출원은 2008년 1월 30일에 출원된 미국 가출원 시리얼 넘버 61/062,998의 우선권을 주장하며, 여기서 숫자, 테이블 또는 도면을 포함하여 전체로서 참조로 통합된다.
배터리가 적은 태그는 그 잠재적으로 매우 낮은 경비와 본질적으로 무한의 자가 수명 덕분에, 중요한 RFIP 응용의 넓은 클래스의 중요 성분이 된다. RFID 목록 트래킹 스킴(inventory-tracking scheme)이 태그된 목록 제어 시스템의 범위 내에 있도록 모든 경우 케이스 또는 아이템에 요구할 때, 이는 리테일-분포 애플리케이션(retail-distribution)에 있어 전형적인 경우인데, 배터리-전력의 태그는 일반적으로 경비-금지적(cost-prohibitive)으로 간주되고, 배터리가 적은 태그는 자주 유일하게 실행가능한 선택이 된다. 태그된 아이템의 장기간 저장이 연관되는 경우, 예를 들어 RFID 기술에서 관리되는 물리적 기록 아카이브(archive) 내에서, 배터리의 한정된 자가 수명은 배터기가 적은 태그의 사용에 대한 부가적인 강력한 동인이 된다.
배터리가 적은 RFID 태그 기술에 있어 최근에 이루어진 중요한 발전에도 불구하고, 상기 기술의 채용은 RFID 기술에 대한 원래 기대를 상당히 늦추었다. 배터리가 적은 RFID 기술의 더 폭넓은 채용과 이용에 대한 중요한 장애는 태그가 RF 전파와 강하게 상호작용하는 물질을 포함하거나 함유하는 아이템에서 또는 근접하는 아이템에서, 여전히 자주 경험되는 낮은 성능이다. 상기 물질은 그것들에 입사하거나 그것들을 통과하는 RF 에너지를 굴절하거나 반사하거나 감쇠(attenuate)하는 금속, 유전체 및 손실 유전체를 포함한다. 캔(can), 포일(foil), 액체(liquid), 젤(gel), 밀도가 높은 파우더(dense powder), 공산품(produce), 고기 및 유제품(diary product)는 리더와 태그 사이의 RF 커플링을 심하게 손상시킬 수 있는 많은 아이템 중 몇 가지 예에 불과하다.
RFID 리더로부터 배터리가 적은 RFID 태그까지의 신호의 전파에 있어 심각한 감쇠는 특히 문제가 된다. 배터기가 적은 RFID 태그를 작용하기 위해 요구되는 RF 전자기 필드 세기는 배터리와 같은 독립 전원을 가지는 전자 수신기와 통신하기 위해 요구되는 것보다 상당히 높다. 배터리 또는 다른 전원에 의해 전력이 주어지는 활동 전자 회로는 실제 매우 약한 신호를 검출하고 해독하며 다르게는 처리할 수 있다. 배터리가 적은 RFID 태그는 하지만, 태그가 리더 또는 다른 외부 소스에 의해 공급되는 RF 전자기 필드로부터 충분한 에너지를 추출할 때까지 상기 전자 회로를 작동할 수 없다. 전자 회로에 작동 전력을 제공하기 위해 요구되는 입사 RF 필드 레벨은 이미 전력이 주어진 회로와 통신하기 위해 요구되는 것보다 훨씬 더 크다. 반대 RF 전파 특성을 가지는 물질적 구조의 존재에 있어 필요한 입사 RF 필드 세기를 달성하기에 잦은 어려움은, 조사된 RF 파워 레벨에 대해 여전히 만족시키는 정상 구속인자임에도, 배터리가 적은 RFID 기술의 더욱 폭넓은 적용을 현재 막고 있는 중요한 기술적 장애이다.
안테나 어레이의 선행 애플리케이션에서, 원거리 필드 방사 패턴에 대해 앙각(elevation angle)과 방위각(azimuth angle)에 대응하여 일반적으로 단일 자유도 또는 두 자유도가 이용된다. 상대적으로 드문 애플리케이션에서, 복수의 빔이 형성될 수 있고, 조사(radiation)는 무한(infinity) 보다는 한정된 거리에 포커싱되고, 반면 원거리 패턴이 본질적으로 "무한에 포커싱"된다. 하지만 상기 비교적 드문 애플리케이션에서조차, 이용된 자유도는 개별 안테나 소자의 독자적 제어에 내재적으로 이용가능한 전체 자유도보다 훨씬 작다.
어레이 기술의 선행 애플리케이션은 다음의 하나 또는 그 이상에 의해 특징지워진다:
● 매질은, 균일한 매질이 어레이의 제어에 대해 가정되도록, 자유 공간(free space)와 같이 균일하고(homogeneous) 또는 충분히 균일함에 근접한다;
● 매질은, 보호 레이돔(radome), 어레이와 상호작용하는 지지 구조, 접지면 또는 근사 접지면(approximate ground plane), 또는 상이한 균일 또는 근사 균일 매질(approximately homogeneous)로 채워진 거의 반-공간(nearby half-space)와 같은, 일정한 공지 인자에 의해 균일한 것과 상이하다;
● 벽, 나무 또는 다른 구조를 포함하는 환경에 의해 예시되어지는 대로 매질은 잠재적으로 반대 방식으로 전파에 영향을 주기에는 충분히 불균일하지만, 안테나 시스템은 예를 들어 포인팅 방향인 그 각도 민감성에 가능한 적용성과 달리 상기 주변 물질의 특정 구조에 한정된 적응을 하지 않는다;
● 어레이는 멀티패스와 같은 역 전파 특성(adverse propagation characteristics)의 효과를 감쇠시키는 조정을 하지만, "랭크 수신기(rank receiver)"의 경우에서와 같이 어레이 세팅에 적용하기 위해 의도된 초점으로부터 유래된 신호의 존재를 요구한다;
● 어레이는 알려지지 않은 위치로부터 방사되는 신호에 대한 응답을 피크로 하는 조정을 하지만, 자가 포함(self-contained) 전원을 가진 트랜스폰더(transponder) 또는 모듈레이터(modulator)에 대한 어레이의 적용의 경우와 같이 어레이 세팅에 적용하기 위해, 상기 위치로부터 방사되는 특히 그것으로 향하는 신호의 존재를 필요로 한다(다른 위치로부터 방사될 수 있는 유사한 신호로부터 어떤 방식에서 상이함);
● 어레이는 원하지 않는 신호를 감소시키도록 조정을 하고, 이 경우 어레이 안테나 패턴의 의도된 눌(null) 방향 또는 위치로부터 유래되는 신호가 정의에 의해 존재한다.
본 발명의 실시예는 안테나 어레이, 어레이 제어기 및 제어 알고리즘을 사용하는 RFID(Radio Frequency Indentification) 방법 및 시스템을 포함한다.
본 발명의 실시예는 안테나 어레이, 어레이 제어기 및 제어 알고리즘을 사용하는 RFID(Radio Frequency Indentification) 방법 및 시스템을 포함한다. 본 발명의 실시예는 임의의 불균일 매질 내 임의의 점에서 주어진 레벨의 방사 RF 파워에 있어 강한 무선 주파수(RF) 여기를 유도할 수 있다. RFID 애플리케이션에 있어 전형적인 불균일 매질은 팔레트(pallet) 상의 케이스 인셈블(ensemble of case)이다. 다른 전형적인 매질은 쉘빙(shelving)과 다른 물질이 함께 존재하는 상품을 저장한 웨어하우스(warehouse) 환경이다. 본 발명의 실시예는 배터리가 적거나 "수동(passive)" RFID 태그를 독취하는 프로세스에 적용가능하고, 이는 태그 내 전자 회로에 전력을 부가하도록 RFID 리더에 의해 구축되는 입사 RF 전자기 필드에 의존한다.
본 발명의 실시예는 임의의 불균일 매질 내 임의의 점에서 주어진 레벨의 방사 RF 파워에 있어 강한 무선 주파수(RF) 여기를 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박스 인셈블 내 위치한 RFID 태그의 표시에 따라 정상 레벨(top level)의 안테나 어레이의 개략도를 보인다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 90°하이브리드 커플러와 위상 쉬프터의 네트워크가 제어되는, 두 소자 어레이를 보인다.
도 3은 고정된 1:N 파워 디바이더와 각 어레이 소자에 대한 두 위상(0°/180°) 위상 쉬프터(phase shifter)를 이용하는 본 발명의 실시예를 보인다.
도 4는 본 발명과 존재하는 리더가 호환가능하게 허용하도록 존재하는 리더와 본 발명을 연결하는데 사용될 수 있는 인터페이스 모듈을 보인다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호를 전송하고 수신하는 것을 촉진하는 한 쌍의 RF 증폭기를 보인다.
도 6은 어레이 상태를 특정화하고 상태 간 어레이의 전이를 트리거하도록 외부 생성 입력을 수용할 수 있는 리더 제어기를 보인다.
본 발명의 실시예는 다른 시스템과 장치의 성능을 강화할 뿐 아니라 역 RF 전파 특성을 가진 물질 구조의 존재에서 충분한 입사 RF 필드 세기의 달성을 가능하게 한다. 본 발명의 실시예는 공통의 RF 입력/출력 포트와 다양한 안테나 소자 사이의 다양한 전송 기능을 독립적으로 제어하는 어레이 제어기와 함께, 안테나 소자 어레이를 통합한다. 실시예는 다양한 소자 신호 경로를 위해 하나 또는 그 이상의 적합한 전송 기능 세트에 도달하도록 하나 또는 그 이상의 알고리즘을 또한 이용할 수 있다. 실시예는 주어진 관심 포인트를 둘러싸는 미디어의 전파 특성에 대한 선행 지식을 요구하지 않는 제어 알고리즘을 이용한다. 부가 실시예는 시스템의 효율성을 증가시키기 위해 전파 특성에 의존하는 어떤 측정가능한 특성의 선행 지식을 이용할 수 있다.
도 1은 박스 인셈블 내 위치하는 RFID 태그(2)의 표시에 함께, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이의 정상 레벨의 개략적 다이어그램을 보인다. 단일 RF 입력/출력 포트(4)는 1:N 파워 디바이더(power divider)를 통한 다중 어레이 채널(multiple array channel)에 결합된다. 1:N 파워 디바이더는 N:1 파워 결합기(power combiner)로서 반대 전파 방향("수신" 방향)으로 기능할 수도 있다. 계산된 포트 각각은 전자적으로 제어가능한 다양한 위상 쉬프터(또는 다양한 지연 라인)(8)을 통해 그 개별적 안테나 소자(10)에 결합된다. 위상 시프트는 또한 파워 디바이더 네트워크의 잠재적 기능 내 있을 수 있거나 파워 디바이더 네트워크의 잠재적 기능으로부터 부분적으로 유도될 수 있다. 다양한 안테나 소자는 상이한 위상-중심 위치, 상이한 조사 패턴 및/또는 상이한 분극 또는 상기 특성(attribute)의 상이한 조합에 의해 특징지워질 수 있다.
파워 디바이더는 고정되거나 변화할 수 있다. 이런 식으로, 전체 이용가능한 입력 파워의 구속 내에서 다양한 파워 분포를 달성하기 위해, N 계산된 포트의 각각에서 나타난 진폭(A1, A2, A3,...An)이 고정되거나 전자적으로 제어될 수 있다. 파워 디바이더는 정상적으로 손실이 없고, 안테나 소자로 전달되는 전체 전송 파워가 의도되지 않은 삽입 손실 내 파워 분산양 만큼 RF 포트에서 입력 파워와 상이하다. 대체적으로, 파워 디바이더는 출력 진폭을 설정하도록 그 메커니즘 내 감쇠(attenuation)를 통합한다. 파워 분포 메커니즘은 공간-공급(space-feed) 구조(configuration)를 사용할 수 있고, 하나의 조명 안테나는 다양한 어레이 소자에 파워를 전달하고, 이는 그 로컬 제어 기능을 적용하여 관심 볼륨(volume)에 신호를 재전송한다.
파워 분포 기능에 대한 대체안으로서, 다양한 수단이 디지털 샘플링과 재설계(reconstruction)을 포함하는 각 어레이 소자에서 입력 신호를 재설계하는데 사용될 수 있다. 디지털 샘플링과 재설계의 경우, 위상과 진폭 제어와 같은 제어 기능은 RF 신호를 재설계하기 전 디지털 도메인 내에서 수적으로 달성될 수 있다.
어레이의 다양한 안테나 소자에서 전송된 신호에 대해 구축된 진폭은 An에 의해 표시되고, 진폭 An은 여기서 어레이 소자 n의 안테나 터미널에 전달되는 파워의 스퀘어 루트(square root)로서 정의된다. RF 입력/출력 포트에서 입력 신호에 비해, 전송된 신호의 위상은 φn으로 표시된다.
다양한 안테나 소자로부터 RFID 태그의 안테나 터미널까지의 전파 채널은 도 1에서 점선으로 표시된다. 일반적으로, RF 상호간섭 물질의 근처에 있는 태그에 대해, 안테나 소자와 태그 사이의 커플링은 복잡한 현상이 된다. 하지만, 계산 또는 분석적으로 예견하는 것이 어렵더라도, 주어진 RF 주파수에서 커플링은 유닛 전압과 제로 위상 각의 여기(excitation)가 안테나 소자의 터미널에 적용될 때, 태그의 안테나 터미널에서 발전되는 RF 전압의 한 쌍의 변수, 즉 Cn으로 표시되는 진폭과 γn 으로 표시되는 위상각에 의해 특징지워질 수 있다. 따라서, 도 1에 표시된 각 전파 채널은 복잡한 표시 Cn exp{jγn}에 의해 특정 주파수에서 특징지워질 수 있고, 이는 어레이 소자 안테나 터미널과 RF 태그 안테나 터미널 사이의 상기 주파수에서 복잡한 정상 상태(steady state) 전달 함수(tranfer function)를 표시한다.
어레이 소자 진폭 An과 소자 위상φn의 임의의 조합에 있어 RFID 태그 안테나에서 유도된 RF 전압(V)은 다음에 의해 주어진다.
Figure pct00001
어레이 안테나 소자 터미널에 전달되는 개별적인 전송 파워(transmit power)의 합은 어떤 값 P0과 같게 구속될 수 있다:
Figure pct00002
만약 감쇠기가 파워 디바이더 내 진폭 설정 메커니즘의 일부로서 사용된다면, 입력 파워는 감쇠기 손실을 극복하고 전체 파워 구속을 유지하도록 조정될 수 있다. 일반적으로, 진폭을 설정하는 감쇠를 사용하는 접근법은 RF 포트에 적용되는 주어진 어레이 입력 전압을 위해 RFID 태그의 안테나 터미널에서 유도된 전압을 최적화하지 않지만, 조정가능한 어레이 입력 파워를 가지고, 감쇠기를 사용하는 접근법은 주어진 전체 전송 파워 P0에 대해 유도된 전압을 최적화할 수 있다.
어레이 소자의 위상 φn은 수학식 2의 구속인자에 영향을 가지지 않는다. 따라서, 어레이 진폭 An의 주어진 분포에 있어, 태그 전압(V)은 상기 구속 인자에 대해 설명 없이 모든 가능한 φn에 대해 최대화될 수 있다. 모든 가능한 φn에 대한 로컬 최대 또는 최소 V의 조건은 φn에 대한 수학식 1의 그레디언트가 제로가 되는 것이다. 모든 n에 대하여 sin(φn+γn)=0 일 때, 상기 그레디언트는 제로이다. 각 n에 있어, cos(φn+γn)=±1에 대응하여 상기 φn에 대해 두 개의 유니크 솔루션(unique solution)이 가능하다. An과 Cn이 모두 양의 실수이므로, 합계는 모든 n에 대해 cos(φn+γn)=1을 선택함으로써 최대화될 수 있다. 이는 다음을 산출한다.
Figure pct00003
어레이 소자 진폭 An 의 임의의 세트에 대해, 소자 위상의 상기 조건은 진폭 세트에 대해 최대 가능한 터미널 전압 V를 생성한다.
상기 위상에 대한 수학식 3의 조건이 주어졌을 때, 수학식 1의 태그 터미널 전압은 다음과 같다.
Figure pct00004
수학식 4의 태그 단자 전압은 라그란쥐 멀티플라이어(Lagrange Multiplier)를 사용하여 수학식 2의 구속인자에 종속되도록 최적화될 수 있다. 상기 방법을 적용하기 위해, 수학식 2로 주어진 P0의 An 에 대한 그레디언트는 어떤 상수 λ와 수학식 4에서 주어진 V의 그레디언트의 곱과 동일하게 설정된다. 이는 다음과 같다.
Figure pct00005
An에 대해 수학식 5를 풀어 수학식 2의 구속인자에 그 결과를 대체하면,
Figure pct00006
위상에 대해 수학식 3의 조건이 주어진 경우, 최적의 진폭은 다음의 식으로 주어진다.
Figure pct00007
따라서, 파워 디바이더에 의해 구축된 진폭 분포에 있어, 어레이의 시계(field of view) 내 특별 RFID 태그의 안테나 터미널에서 유도된 전압을 최적화(최대화)하는 위상 φn의 유니크 세트가 존재한다. 또한 파워 디바이더의 진폭이 수학식 2에서와 같이 일정한 전송된 파워 구속인자에 종속되도록 조절될 수 있을 때, 상기 유도된 전압을 더 최적화하는 파워 디바이더 진속의 유니크 세트가 존재한다.
Cn 과 γn에 의해 주어지는 전파 채널 특성은 일반적으로 알려져 있지 않아, An 과 φn에 의해 정의된 어레이 소자 웨이트는 계산이 어렵거나 실제 계산이 될 수 없다. 하지만, 합리적(rational) 서치 알고리즘은 안테나 어레이 상태가 독취 볼륨 내 임의의 위치와 분극(polarization)에 대해 최적의 세팅 또는 충분히 효율적인 세팅을 달성할 수 있도록 정의될 수 있다. 상기 접근법은, 집단(population) 내 각 태그에 대해 효과적 어레이 상태에 도달하기 위해 상이한 어레이 상태를 통해 다양한 기회가 사이클되는 것을 제공하여, 주어진 태그의 집단에 대해 RFID 리더가 전형적으로 수많은 독취 사이클을 실행하는 대로, RFID 애플리케이션에 잘 순종한다.
상기 어레이 상태는 각 안테나 소자에서 전송된 신호의 위상 및 최적의 진폭에 의해 변수화될 수 있다. 일반적으로, 개별적 안테나 소자가 고정된 특성을 가지고, 어레이 제어기가 각 소자의 여기의 단지 위상, 또는 위상과 진폭만 조정할 때, N 소자 어레이는 위상 제어를 위해 많아야 N-1 의 의미있는 자유도를 가진다. 임의의 한 소자의 위상은 임의로 구축될 수 있고, 결과적인 전자기 필드 강도(intensity)는 남아있는 N-1 소자의 상대적 위상 차이(relative phase difference)에 단지 의존한다. 진폭 제어가 실행되었을 때, 만약 파워 디바이더가 명목적으로 손실이 없거나 수학식 2와 같이 전체 파워 구속인자가 사용되거나 입력 파워가 필드 강도에 대한 어떤 정의된 구속인자를 달성하기 위해 각 어레이 상태에 적용된다면, 진폭 제어를 위해 많아야 N-1 자유도가 있게 된다. 모든 N 소자의 조합된 위상-그리고-진폭은 2N-2 전체 자유도를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 최대 정의가능한 자유도는 RF 하드웨어에서 실행되지 않는다. 특정 실시예에서, 예를 들어, 진폭 제어가 없는 고정 파워 디바이더가 사용될 수 있다. 다른 실시예는 각 서브 어레이(sub-array) 내 고정 파워 디비전(fixed power division)을 가지는 서브 어레이와 같은, 어레이의 서브섹션 사이에 변화가능한 파워 디비전을 사용할 수 있다. 또한, RF 하드웨어의 주어진 실시예에서 실행될 수 있는 자유도가 주어진 경우, 그것 모두를 실제로 실행할 것이 요구되지는 않는다. 일 예는 내재적으로 2B 상태가 가능한, B 비트 제어를 가진 디지털로 제어된 위상 쉬프터를 이용하는 시스템일 수 있다. 상기 2B 상태의 특정 실시예에서, 0°, 120°및 240°와 같은 근사하는 어떤 이산(discrete) 위상 각들만 실제 이용된다.
본 발명의 다양한 실시예에 대해, 본 방법과 장치는 하나 또는 그 이상의 다음 특성을 가지는 애플리케이션에 사용될 수 있다: 매질의 전파 특성은 매우 비균일일 수 있다; 시간에 앞서 적절히 기능적 어레이 여기(functional array excitation)를 디자인하는 매질의 상세의 충분한 선행 지식이 없을 수 있다; 매질의 불균일 성질은, 반대 효과(adverse effect)가 상당히 높은 특성도(high degree of specificity)로 감소되지 않는다면, 애플리케이션을 실패하게 하는 충분히 반대 방식으로(adverse manner) 전파에 많은 영향을 줄 것이다; 기대 초점에서의 능동적 신호 소스 또는 모듈레이터의 어떤 것도 상기 위치에 대한 어레이의 적용을 지원하지 않는다; 그리고 효과적인 이용은 많은 선행 애플리케이션에 대해 비효과적인 어레이 상태로 이루어진다.
특정 실시예에서, 어레이 상태는 소자 여기(element excitation)의 결과적인 위상 또는 위상 및 진폭에 의하기 보다 실제 RF 제어 성분 세팅에 의해 변수화될 수 있다. RF 제어 성분의 수는 어레이 상태의 이용가능한 자유도를 초과할 수 있고, 이 경우 성분 세팅의 선형 조합은 어레이 상태를 위한 유용한 자유도를 가진 라인 내 성분 세팅을 위한 자유도를 가져오도록 식별될 수 있다. 이는 도 2에 도시된 위상 쉬프터와 90°하이브리드 커플러의 네트워크에 의해 제어되는, 두 소자 어레이의 간단 예로 설명될 수 있다. 두 안테나 포트의 진폭과 위상은 다음으로 주어진다.
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
상기 단순화된 예에 있어, 단지 두 유용한 자유도가 있는데, 즉 그것들 사이에 포트와 위상 차이 사이의 진폭 스플릿(split)이 있다. 성분 세팅의 용어로 어레이 상태 변수를 정의하기 위해, θ1과 θ2의 선형 조합이 정의된다:
Figure pct00012
상기 두 성분 변수, Δθ와 θ3는 어레이 상태에 대한 유용한 자유도를 넓히기에 충분하다.
일 실시예에서, 변수의 선형 조합은 다른 이유, 즉 상태의 분류(categorizing states)과 서치 공간을 감소시키기 위해 어떤 상태를 잠재적으로 제거하는데 증가된 편리성과 같은,다른 이유로 사용될 수도 있다. 예를 들어, N1 ×N2 소자를 포함하는 N1 줄(row)과 N2 열(column)을 가지는 안테나 소자의 직사각형 어레이를 고려한다. 상기 소자의 조합된 위상과 진폭의 제어로, 2×N1×N2-2 의 의미 있는 자유도가 있다. 하지만, 소자 여기는 어레이를 가로지르는 공간 주파수(spatial frequency)의 용어로 정의될 수 있다. 어떤 포인트에서 더 높은 공간 주파수(spatial frequency)는 특성이 소멸(evanescent) 필드 구조를 산출하는데, 즉 어레이로부터 증가된 거리로 지수함수적으로(exponentially) 감소하는 진폭을 가지는 저장된 에너지 필드를 전파하지 않음으로써 특징지워진다. 어떤 소멸 필드 구조는 높게 불균일 매질 내 유용한 전파 모드와 실제 결합될 것인 반면, 조명(illumination)의 최고 공간 주파수를 가진 어레이 상태는 어떤 실제 유용성을 추가하지 않는 주어진 애플리케이션에 대해 발견될 수 있다. 이런 식으로 어레이 상태를 변수화하는 것은 유용한 어레이 상태의 서브공간의 정의를 촉진할 것이다.
특정 실시예에서, 디지털적으로 제어되는 성분은 어레이 상태를 제어하는데 이용되어, 변수 서치 공간 내 이산 상태(discrete state)가 성분의 이용가능한 상태에 의해 정의된다. 예를 들어, 만약 2비트 디지털 제어를 가진 위상 쉬프터(또는 스위치된 지연 라인(delay-line))가 이용된다면, 각 위상 쉬프터는 네 개의 이용가능한 상태를 가진다. 변수 서치 공간(N 어레이 소자에 대응) 내 N-1 위상값(phase value)에 있어, N-1 위상 쉬프터에 대한 위상 명령의 4N-1 유니크 조합(unique combination)이 있다. 상기의 경우 전체 변수 상태 공간은 변수 상태 공간은 2×(N-1) 비트를 가진 단일 디지털 워드(word)에 의해 표현될 수 있다. 모든 4N-1 가능한 디지털 값을 통한 상기 워드(word)의 증가는 독취 볼륨 내 모든 위치와 분극(polarization)에 대한 최선의 이용가능한 상태를 통해 반드시 통과하는, 전체 변수 서치 볼륨을 통한, 제어 성분 분해능(resolution)에 종속하는 철저한 서치(exhaustive search)를 효과적으로 산출한다.
다른 실시예에서, 제어 성분의 일부 또는 전체는, 이산적으로 변화하는 상태보다 연속적으로 변화하는 상태일 수 있다. 예를 들어 전압 제어 위상 쉬프터가 이용될 수 있다. 상기 성분은 디지털적으로 교대로 생성되는 아날로그 전압으로 제어될 수 있어, 이산 상태를 만든다. 대체적으로 아날로그 제어 전압은 상기 상태를 통해 상기 성분을 스윕(sweep)하도록 생성될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 최소-쉬프트 간격(interval)이 각 상기 성분과 연관된 연속체(continnum) 내에서 정의된다. 각 최소 쉬프트 간격은 다른 제어 성분이 그 전체 값의 범위를 통해서 스윕(sweep)하는 대로 제어 장치가 구속되는 비교적 작은 간격값을 정의할 수 있다. 즉, 각 최소 쉬프트 간격은 일정 성분 세팅에 근사할 수 있다. 예를 들어, 전압 제어 위상 쉬프터가 톱니 전압 파형으로 제어된다면, 제일 느린 톱니 파형이, 다음으로 느린 톱니 파형이 그 전체 범위를 통해 움직이는 동안, 하나의 최소 쉬프트 간격을 통해 그 위상 쉬프터를 움직인다. 유사하게, 상기 두번째 느린 톱니는, 세번째 느린 톱니가 그 전체 범위를 움직이는 동안, 단지 하나의 최소 쉬프트 간격을 통해 그 위상 쉬프터를 움직인다. 제일 느린 톱니 파형이 그 전체 전압 범위를 통과하는데 요구되는 시간에, N-1 톱니 파형의 전체 세트는, 독취 볼륨 내 모든 위치와 분극에 최선의 이용가능한 상태를 반드시 통과하는 최소 쉬프트 간격에 의해 정의되는 분해능을 가지고, 변수 서치 볼륨의 레스터 스캔(raster scan)을 효과적으로 실행할 수 있다.
조직적 방식(methodical fashion)의 모든 이용가능한 상태를 통한 어레이를 스텝핑(stepping)하는 것은 다루기 쉬운 접근법이 될 수 있는데, 특히 각 소자에 대해 한정된 수의 어레이 소자와 한정된 수의 제어 상태가 있는 경우 또는 서치를 실행하는데 요구되는 시간이 물건의 빠른 운동에 연관된 애플리케이션에 있을 수 있을 정도로 중요하지(critical) 않은 경우이다. 후자의 예는 전체 웨어하우스의 실행된 전자 목록일 수 있고, 여기서 하루 저녁에 달성되는 하나의 완전한 목록 프로세스는 손으로 조작하는 목록 프로세스를 넘어서는 큰 향상을 나타낸다. 하지만, 비교적 많은 수의 어레이 소자 및/또는 각 소자에 대해 비교적 많은 수의 제어 비트를 이용하는 더 많은 시간-임계(time-critical) 애플리케이션에 있어, 서치 프로세스를 수정하는 것이 유용하다.
일 실시예에서, 서치 상태는 서치 프로세스 내 비교적 일찍 모든 위치(예를 들어 모든 태그에 대해)에 있어 입사 필드 요구를 만족할 확률을 증가시키도록 오더될 수 있다. 만약 서치 프로세스가 특정 결과를 얻을 때 종료될 수 있다면, 상기 상태의 바람직한 오더링은 목록 프로세스를 중요하게 가속할 수 있다. RFID 애플리케이션에 있어, 인셈블에서 발견되는 태그 리스트는 리더에 의해 접근가능한 데이터베이스에서 종종 이용가능하다. 서치 프로세스는 리스트 내 모든 태그가 발견된 때 종료될 수 있어, 연속 어레이 상태의 사용이 종료된다. 많은 애플리케이션에서, 이것은 목록 제어의 수용가능한 레벨을 제공할 것이다. 다른 실시예에서, 변수 서치 볼륨은 어떤 방식으로는 제한될 수 있어, 가능한 어레이 상태의 전체 세트는 어떤 서치에서 실행되지 않는다.
수정된 서치 프로세스의 변수는 실험 데이터, 상기 필드의 실제 조작으로부터의 데이터, 컴퓨터 시뮬레이션 또는 다른 분석 또는 상기 소스의 조합에 기초할 수 있다. 수정된 서치 변수는 의도된 애플리케이션을 위한 현재 이용가능한 데이터에 기초한 어레이 시스템의 제조 중 공장에서 설정될 수 있다. 대체적으로, 또는 추가하여, 수정된 서치 변수는 주어진 어레이 시스템에 있어 특정 조작 환경 내 또는 동일 엔터프라이스(enterprise) 또는 협동 엔터프라이스 세트를 가로지르는 유사한 조작 환경으로부터 가능한 실제 조작 중 축적된 데이터에 기초하여 연속적으로 또는 주기적으로 업데이트될 수 있다.
일 실시예에서, 이용가능한 상태는 성긴(coarse) 상태를 먼저 통하여 사이클링함으로써, 그런 다음 점점 미세 상태(fine state)를 사이클링함으로써 오더될 수 있다. 예를 들어, 3 비트 위상 쉬프터가 이용된다면, 서치 패턴은 1 비트 위상 쉬프터를 위해 설계될 수 있다. 두 번째 서치 패턴은 새로운 패턴으로부터 삭제된, 1 비트 서치 패턴 내 이미 마주친, 어떤 복사 어레이 상태를 가진, 2 비트 분해능(resolution)을 가진 모든 가능한 상태를 포함할 수 있다. 3 비트 분해능을 가진 모든 가능한 상태를 통한 다른 서치 패턴은, 새 패턴으로부터 삭제된 1 비트와 2 비트 서치 패턴 내 이미 마주친(encountered) 상태를 가지고 실행될 수 있다. 상기 "계획된 분해능(staged resolution)" 서치 패턴의 모든 세 개의 상기 서치 패턴을 통한 시퀀싱(sequencing)은 3 비트 분해능에서 이용가능한 모든 어레이 상태를 달성할 수 있다. 하지만, 어떤 포인트에서 주어진 분극에 대해, 최선의 이용가능한 1 비트 어레이 상태에서 유도된 전압 진폭은 최선의 이용가능한 2 비트 어레이 상태에서 유도된 전압의 중요한 백분율이 될 수 있고, 이것은 교대로 최선의 이용가능한 3 비트 상태를 가진 유도된 전압의 더 높은 백분율을 가질 수 있다. 즉, 점점 더 높은 분해능 상태로부터 얻어지는 감소하는 리턴율(rate of return)이 있다. 따라서, 단지 가장 어려운 경우는 완료 서치(complete search)의 후자 단계에서 달성된 피크 성능을 요구한다. 이것은 모든 이용가능한 상태를 통한 사이클링 전에 종료될 수 있는 서치의 가능성을 증가시킨다.
막 설명한 "계획된 분해능" 서치 패턴을 방정식화하는 다른 방식은 Nbits×(N-1) 비트를 가진 이진수를 정의하는 것이고, Nbits는 하나의 제어 소자에 대한 분해능 비트수이고, N은 제어 소자의 수이다. 최저 오더 N-1 비트(0 내지 2N-1-1로부터 이진수를 나타낼 수 있음)는 각 N-1 제어 소자를 위한 최고 중요한 비트(예를 들어 모든 위상 쉬프터에 대해 180°비트)를 나타낸다. 이진수의 다음 N-1 비트는 각 제어 소자에 대해 그 다음 중요한 비트(예를 들어, 모든 위상 쉬프터에 대해 90°비트)를 나타내고, 이와 같이 계속 된다. 상기 이진수를 제로에서 시작하고 모든 상태가 달성될 때까지 그것을 1씩 증가시키는 것은 계획된 분해능 서치 패턴을 만든다.
상기 서치 상태를 오더링(odering)하는 두 번째 방법은 주어진 애플리케이션에 대해 바람직한 어레이 상태 세트를 정의하는 특히 효과적인 어레이 상태의 선행 지식을 이용하는 것이다. RFID 애플리케이션에 있어, 상기 선행 지식은 태그의 특정 인셈블, 특별 RFID 애플리케이션을 위한 전형적인 인셈블의 비교적 좁은 카테고리 또는 특별 RFID 애플리케이션을 위한 전형적인 다양한 인셈블에 속할 수 있다. 지식은 특별 어레이 구조와 조작 알고리즘을 가진 특별 RFID 리더 인스톨레이션(installation)에 의존하거나 많은 RFID 리더로부터의 풀된(pooled) 데이터로부터 유도될 수 있다.
RFID 애플리케이션을 위한 특히 효과적인 어레이 상태의 지식은 독취 프로세스가 진행함에 따라 각 어레이 상태에 대해 성공적으로 독취하는 유니크 태그의 수를 단순히 카운팅함으로써 달성될 수 있다. 임의의 태그가 성공적으로 독취된 상기 상태는 성공적으로 독취하는 태그의 수에 따라 내림차순으로 단순하게 랭크 오더될 수 있다. 상기 데이터는 어레이 상태를 우선 순위를 매기는 형태로 직접 사용될 수 있거나 다른 어레이 상태로 독취하지 않고, 성공적으로 태그를 독취하는 상태에 더 높은 점수를 주도록 처리될 수 있다. 상기 데이터는, 이용가능한 데이터에 기초하여 모든 성공적 독취를 달성한 어레이 상태의 최소 세트를 유도하기 위해, 더 강하게 처리될 수도 있다.
주어진 RFID 애플리케이션을 위한 바람직한 어레이 상태는, 팔레트 상의 고정 구조를 가진 특정 케이스 쉽먼트(shipment)와 연관된 태그와 같이, 특별한 인셈블 태그의 특정 구조로부터 유도될 수 있다. 상기의 경우, 상태의 바람직한 정렬은 동일 인셈블 구조를 연속적으로 처리하는 RFID 리더에 접근가능한 데이터베이스 내에 저장될 수 있다. 만약 인셈블의 아이덴터티(identity)가 이미 다른 수단에 의해 알려져 있지 않다면, 데이터베이스 기능은 적절한 인셈블을 위한 데이터베이스 엔트리가 접속되도록 하는 것이 가능한, 특별한 인셈블을 가진 인셈블 내 단일 아이템과 연관되는데 이용될 수 있다. 상태의 바람직한 오더는 상기 인셈블에 연관된 한 데이터 아이템일 수 있다.
RFID 애플리케이션의 바람직한 어레이 상태는 태그 인셈블의 비교적 좁은 카테고리에 속할 수 있다. 인셈블은 벤더(vendor), 제품 타입 또는 패키징 모드, 상기 또는 유사한 특성(attribute)의 특정 조합 또는 상이한 효과적 어레이 상태를 상호연관시키도록 결정되는 임의의 유별(categorization)에 의해 분류될 수 있다. 특별한 인셈블 내에 포함된 아이템 리스트가 주어지는 경우, 적절한 카테고리가 리스트 상에서 작동하는 다양한 데이터베이스 기능을 이용하여 암시될 수 있다.
RFID 애플리케이션의 바람직한 어레이 상태는 태그 인셈블의 광범위한 종류(category)을 위해 정의될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 아주 많은 리더로부터 연장된 시간 주기 동안 모든 독취 프로세스로부터 축적되고, 데이터의 전체 집합에 기초하여 바람직한 상태를 형성하도록 처리될 수 있다. 상기의 경우, 넓은 카테고리는 연장된 주기 동안 연관된 리더에 의해 처리된 모든 인셈블을 포함한다.
태그 인셈블의 좁거나 넓은 카테고리에 대한 바람직한 상태는 유사한 소자 구조를 가진 많은 어레이 안테나 시스템 또는 단일 어레이 시스템으로부터 유도될 수 있다. 어떤 데이터베이스 또는 다른 리더로부터의 데이터를 리코스(recouse)함이 없이, 단일 어레이 시스템에 연관된 제어기는 각 이용가능한 어레이 상태에 대한 성공적인 독취의 전체 운영 수와 바람직한 어레이 상태의 대응하는 오더된 리스트를 유지할 수 있다. 그것이 독취하는 태그와 연관된 특정 아이템에 대한 정보를 함유하는 데이터베이스에 대한 접근에서, 단일 어레이와 연관된 제어기는 다양한 종류의 태그 인셈블에 대한 바람직한 어레이 상태의 분리된 리스트를 개발하고 유지할 수 있다. 대체적으로, 어레이 상태의 기능으로서 독취 성능은 유사한 RFID 애플리케이션의 유사한 어레이 시스템 수에 대해 그리고 바람직한 상태에 대해 처리된 집합 데이터에 대해 컴파일(compile)될 수 있다.
특별 RFID 애플리케이션 또는 애플리케이션 카테고리에 대해, 어떤 어레이 상태는, 그것들이 다른 상태에 의해 달성되지 않는 효과적 여기를 드물게 또는 전혀 제공하지 않는다는 점에서, 본질적으로 불필요하다. 예를 들어, 어레이 소자의 간격(spacing)과 위치에 따라, 소자 위상의 어떤 조합은 독취 볼륨의 어떤 유용한 부분을 조명하기 전 본질적으로 사라지는 매우 빨리 소멸하는(evanescent) 필드를 생성한다. 상기 설명한 오더된 서치 접근법에서, 상기 상태는 반드시 리스트의 가장 단부에 있다. 더 많은 시간 임계 애플리케이션에서, 그것들은 서치 리스트로부터 모두 제거될 수 있고, 다른 치료법이, 바람직한 어레이 상태를 리스트 상에서 사용하는 동안 하나 또는 그 이상의 기대된 태그가 발견되지 않은 환경에서 배열될 수 있다.
다른 가능성으로서, 두 서브 세트의 동시 조합이 필요한 전체 성능을 달성하기 위해 필요하지 않도록, 어레이 소자의 어떤 서브 세트의 성능이 다른 소자의 서브 세트의 성능을 보완(compliment)하는 것이, 어떤 RFID 애플리케이션을 위해 결정될 수 있다. 상기 환경의 예는 전체 어레이를 복수의 서브 어레이로 나누는 것으로부터 관찰된다. 충분하게 높은 확률로, 상기 애플리케이션에서 마주친 어떤 태그는 하나의 서브 어레이 또는 다른 그 자체의 작동에 의해 성공적으로 독취되는 것이 결정될 수 있고, 이 경우 복수의 서브 어레이를 위한 동시세팅의 모든 가능한 조합의 철저한 세트는 요구되지 않는다. 오히려 상기 세트에서 각 서브 어레이가 다른 서브 어레이를 제로 진폭으로 설정하면서 격리되어 활성화되고, 따라서 변수 서치 볼륨의 크기를 실질적으로 감소시킨다. 예를 들어, 목록 볼륨의 각 면 또는 각 면과 상기 볼륨 상에 위치한 개별 서브 어레이는 상기 방식으로 동작될 수 있다.
변수 서치 볼륨이 제한되는 다른 환경이 상이한 서브 어레이의 조명 패턴이 독립적일 때 그리고 본질적으로 상호작용하지 않을 때 일어난다. 상기의 경우, 모든 상기 서브 어레이의 어레이 상태는 특별한 서브 어레이와 연관된 각 서브 어레이에 대해 바람직한 상태 리스트를 사용하여 동시에 서치될 수 있다. 상기 서치 볼륨의 전체 크기는 격리된 하나의 서브 어레이(즉 모든 서브 어레이의 것에서 최고 크기를 나타내는 바람직한 리스트를 가진 서브 어레이)의 크기와 대응할 수 있다.
수학식 2에서와 같이 전체 파워 구속인자(constraint)가 사용될 때, P0 값이 어레이가 어떤 상태로 설정되는지 관계없이 조사된 파워(radiated power)가 규정된 한계(regulatory limit)과 같은 어떤 한계를 초과하지 않도록 보장되게 선택될 수 있다. 하지만 이것은 매우 제한적인 구속인자일 수 있다. 다양한 안테나 소자의 세팅에 의존하여, 결과적인 전자기 필드는 성질에 있어 일부 사라질 수 있다. 소멸 필드(evanescet field)는 어레이에 근접하여 중요하게 저장된 전자기 에너지에 의해 특징지워지는데-그 에너지는 파워를 조작하기 위해 RFID 태그에 의해 이용될 수 있고-동일한 RF 입력 파워와 상이한(더 전형적인) 어레이 세팅에 있어 얻어지는 에너지보다 더 적은 전파 에너지로 특징지워진다.
규정된 구속인자의 컴플라이언스(compliance)는 일반적으로 저장된 에너지 필드보다 전파된 에너지 필드에 더 많이 의존한다. 따라서, 어레이 상태가 주어진 입력 파워에 있어 전파 필드의 더 낮은 레벨을 만들때, 어레이에 대한 입력 파워를 증가시키고 적용가능한 규칙을 가진 컴플라이언스를 유지하는 것이 일반적으로 가능하다. 이런 식으로, RFID 태그를 조명하는데 중요한 유용성을 가진 저장된 에너지 필드 성분은, 조사된 파워(radiated power)상의 규정 구속인자를 여전히 만족시키면서 더 효과적으로 만들어질 수 있다.
안테나 소자의 주어진 구조와 제어기에 의해 구축된 주어진 어레이 상태에 있어, 원거리 필드 내 최악의 전자기 필드 강도는 계산 또는 컴퓨터 시뮬레이션으로 측정되거나 물질 구조의 표시 세트에 대한 실험 세팅에서 측정될 수 있다. 상기 데이터는 이용가능한 규정 구속인자에 일치하는 최대 가능한 여기 필드를 유지하도록 각 어레이 상태에 대한 상이한 파워 레벨을 설정하는데 사용될 수 있다. 대체적으로, 실제 원거리 필드 강도는 능동적으로 모니터될 수 있고, 결과는 동일 대물렌즈(objective)에 대한 전송 파워의 실시간 조절에 사용될 수 있다.
주어진 입력 파워 레벨에 대한 시스템으로부터의 원거리 필드 강도는 어레이 시스템과 그것이 조명하는 물질에 모두 의존한다. 물질에 대한 확률의 무한 세트가 주어졌을 때(예를 들어 팔레트 상의 케이스의 내용과 배열), 모든 가능한 물질 구조에 대한 원거리 필드 강도를 철저히 계산하거나 측정하는 것이 명백히 불가능하다. 하지만, 매우 잘 고안된 물질 구조가 가정되고, 상이한 산란 필드 성분의 원거리 필드 일관성(coherence)의 확률을 탐구하도록 디자인될 수 있다. 예를 들어, 박스들이 양호한 전기 도전체로 커버되거나 설계될 수 있고 어레이의 개별 안테나 소자에 대응하여 위치하거나 크기가 맞추어질 수 있다. 그것이 대응하는 각 상기 박스와 안테나 소자 사이의 변위를 조정함으로써, 원거리 필드에 대한 그 공헌(contribution)의 위상이 변화할 수 있다. 상기 고안된 물질 구조를 이용하는 계산 또는 측정으로부터, 원거리 필드 강도에 대한 통계적으로 양호한 상한(upper bound)이 주어진 어레이 구조에서 각 어레이 상태에 대해 사영(project)될 수 있다. 상기 정보는 각 어레이 상태에 대한 입력 파워를 설정하도록 또는 실시간으로 원거리 필드 전자기 필드 강도를 센싱하기 위해 위치 부가 수신 안테나를 지원하도록 직접 사용될 수 있다. 필드 강도의 실시간 센싱이 사용될 때, 사영된 상한은 최초 파워 레벨을 구축하는데 사용될 수 있고, 이는 실시간 측정에 기초한 최대 법적 레벨(maximum legal level)까지 증가될 수 있다.
바람직하게, 어레이 상태는 리더와 조정하여 스위치될 수 있다. 어레이 상태를 변화시키는 기준은 새 태그가 시계(field of view)내 식별되는 비율에 기초할 수 있다. 새로운 태그의 식별 없이 미리 한정된 시간 간격의 경과가 주어지면, 어레이 상태는 리스트의 그 다음 상태로 변화할 수 있다. 많은 RFID 리더 시스템이 많은 안테나를 통해 사이클되는 로직을 이미 포함한다; 비록 동일한 물리 입력 포트를 이용하지만, 상이한 어레이 상태는 상이한 안테나로 단순히 생각될 수 있다. 안테나를 변화시키기 위해 제어기에 의해 어떤 기준이 사용되든지 간에, 그 일반적인 스캐닝 시퀀스에서의 안테나 변화가 리더에 의해 이용되는 RF 포트를 물리적으로 변화시키지 않고 실행되도록, 간단한 수정이 존재하는 리더 또는 리더 제어기에 이루어질 수 있다. 어레이 안테나 시스템의 존재는 리더 프로그래밍에서 실행되는 새로운 자유도로 리더 제어기를 본질적으로 나타낸다.
존재하는 리더와 백-호환성(back-compatibility)을 더욱 쉽게 달성하기 위한 유용한 다른 접근법은 리더로부터 복수의 입력 포트를 수용하는 것이고, 상기 포트는 독립적 안테나 포트로 리더에 나타난다. 매번 리더는 안테나 포트를 변화시키고, 이것은 어레이 시스템에 의해 검출되며, 이는 즉시 상태 리스트 내 다음 상태로 어레이를 전이시키고 검출된 포트를 실제 어레이 입력에 연결한다.
존재하는 리더와의 백-호환성은 RFID 리더의 전송을 모니터하기 위해 어레이 시스템으로 수신기-처리기를 통합함으로써 달성될 수 있다. 버스트 듀레이션(burst duration), 신호 갭(signal gap) 및 주파수 호프(frequency hop)와 같은 특성을 모니터링하고 검출함으로써, 각 독취 사이클 내 리더의 상태는 확인될 수 있고, 어레이 상태 전이는 개별 독취 사이클의 코럽션(corruption)을 피하기 위해 배가될 수 있다.
상태 전이 타이밍은 RFID 리더의 데이터-리포팅 기능을 모니터링함으로써 지원될 수 있다. 계산된 제어기는 전형적으로 리더로부터 출력을 수용하고 현재 쿼리(query)에서 식별된 모든 태그의 상태 리스트를 연속적으로 업데이트한다. 상기 상태는 컴퓨터 스크린 상에 시각적으로 디스플레이될 수 있다. 제어기의 프로그래밍에 대한 다양한 단순 수정으로, 새로운 태그 리포트가 검출될 수 있고 그 주파수가 계산될 수 있다; 새로운 태그 독취율이 어떤 문턱값 아래로 떨어질 때, 어레이는 그 다음 상태로 가도록 명령된다.
마지막으로, 비록 그것이 성능에 있어 최적의 접근법을 나타낼 수는 없으나, 어레이 시스템은 리더와 비동기적으로 동작할 수 있고, 앞서 결정된 타임 라인 상에 이용가능한 상태를 통해 연속적으로 간단히 순환한다.
실시예(Example Embodiments)
도 3은 각 어레이 소자에 있어 고정된 1:N 파워 디바이더(36)와 두 상태(0°/180°) 위상 쉬프터(38)를 이용하는, 본 발명의 간단한 실시예를 보인다. 대체적으로, 위상 쉬프터는 스위치된 라인 소자에 의해 근사될 수 있는데, 각각은 작동 대역의 중심 주파수에서 대략 반파장 정도 서로 상이한 두 개의 이용가능한 라인 길이를 가진다. 어레이 상태 제어 블록(39)은 각 어레이 상태를 위상 쉬프터 명령으로 전환하는 필요한 디지털 로직에 따라, 어레이 상태의 선행 저장된(pre-stored) 리스트를 이용할 수 있다. 상태 전이 트리거 입력(37)에서 스트로브 신호(strobe signal)가 주어졌을 때, 어레이는 선 저장된 리스트 내 그 다음 상태로 진행할 수 있다.
존재하는 리더와의 호환성을 위해, 상기 실시예는 도 4에 도시된 것과 같은 인터페이스 모듈을 통해 리더와 연결될 수 있다. 상기 모듈은 두 안테나 포트(41, 42) 사이에 스위칭을 위한 리더의 존재하는 로직을 이용할 수 있다. 두 RF 채널 각각은 마이크로웨이브 크리스탈 검출기와 같은, 파워 검출기(49)에 대해 입사 RF 파워의 작은 부분을 라우팅하는, 직접적인 커플러(46)을 통해 라우팅될 수 있다. 두 검출기의 비디오 전압 출력은 TTL과 같은 표준 디지털 로직과 호환가능한 전압 레벨로 전환될 수 있고 스위치 로직 회로(43)로 전송될 수 있다. 스위치 로직 회로(43)는 어레이 RF In/Out 포트(44)를 위해 두 RF 채널(47, 48)의 하나를 선택하는 RF 스위치(45)를 제어할 수 있다. 스위치 로직 회로(43)는 네 개의 로직 변수를 모니터할 수 있다:
● P1=TRUE, 만약 리더 안테나 포트(1)로부터 검출된 입사 파워이면;
● P2=TRUE. 만약 리더 안테나 포트(2)로부터 검출된 입사 파워이면;
● S1=TRUE, 만약 RF 스위치가 포트(1)을 선택하도록 설정되면;
● S2=TRUE, 만약 RF 스위치가 포트(2)을 선택하도록 설정되면;
상기 정의가 주어지면, RF 스위치 설정을 위한 로직은 다음과 같이 요약될 수 있다:
Figure pct00013
Figure pct00014
도 4의 실시예는 두 리더 안테나 포트(41, 42)를 보인다; 개념은 매우 많은 수의 리더 안테나 포트를 조정(accommodate)하도록 쉽게 확장가능하다. 예를 들어, 세 개의 포트를 위한 로직은 다음과 같이 요약될 수 있다:
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
도시된 대로, 도 3의 실시예는 상태 리스트의 제1상태까지 어레이 상태를 외부적으로 초기화하는 어떤 수단도 제공하지 않는다. 따라서, 상태의 바람직한 오더링은 쉽게 조정될 수 없다. 하지만, 만약 어떠한 상태 변화도 미리 정의된 어떤 시간 듀레이션을 위해 트리거 되지 않는다면, 상기 실시예는 리스트의 초기 상태로 자동적으로 리셋되도록 쉽게 수정될 수 없다. 상기 기능은 예를 들어 어레이 상태 제어 블록 내 있을 수 있다.
도 5에 도시된 다른 실시예는 신호의 전송과 수신을 필요한 대로 증가시키는 RF 증폭기(51, 52)를 포함한다. 증가된 파워는 파워 디바이더와 위상(또는 라인-길이) 쉬프터 내 일어난 부가 소산 손실(dissipative loss)을 보상할 수 있다; 부가적으로, 만약 미리 저장된 리스트 내 포함된 어레이 상태가 표준 리더에 의해 제공되는 것보다 더 높은 전송 파워를 허용한다면, 전송 경로 내 RF 증폭기(51)는 부가 파워를 제공할 수 있다. 만약 전송 방향과 수신 방향 모두에서 증폭이 사용되면, 두 전파 방향은 도시된 계산기(53)로 조정될 수 있다. 만약 계산기 배열이 사용되면, 필터(54)는 계산기 분리가 두 증폭기의 조합된 이득(gain)을 초과하는 주파수 범위까지 한 증폭기의 통과대역(pass-band)를 제한하는데 사용될 수 있다.
더 발전된 실시예가 도 6에 도시되는데, 이는 어레이 안테나 시스템을 직접 이용하고 관리하도록 프로그램될 수 있는 리더 제어기와 연결되어 사용하는데 적합하다. 상기 리더 제어기는 예를 들어 연관 디지털 장치를 제어하고 검색하기 위해 적합한 인터페이스 카드와 배치되는 마이크로컴퓨터에 실행될 수 있다. EPCglobal Low Level Reader Protocol과 같은 표준 RFID 리더 프로토콜은 RFID 리더의 컴퓨터 기반 제어를 가능하게 한다. 프로그램가능한 제어기는 RFID 독취 이벤트를 위한 다양한 변수를 설정하고, 독취 이벤트를 트리거하며, 리더로부터 결과적인 태그 식별 데이터를 다운로드하도록 리더에 명령을 송신할 수 있다. 상기 작업에 부가하여, 프로그램가능한 리더 제어기는 제어기에 저장되거나 원격으로 저장된 바람직한 어레이 상태 리스트에 접근할 수 있고, 어레이 시스템이 RFID 독취 이벤트를 트리거하기 전 적합한 상태가 되게 명령할 수 있다. 리더로부터 태그 식별 데이터를 다운로드한 후, 제어기는 각 상태에서 성공적으로 독취된 상이한 수의 태그와 상이한 어레이 상태를 연관시키면서 데이터베이스를 업데이트할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 연관 데이터는 많은 수의 태그 인셈블을 반영할 수 있고, 태그의 특정 인셈블과 연관될 수 있다. 또한, 도 6의 실시예는 전송 경로 내 다양한 이득 RF 증폭기(61)를 보이고, 이는 원거리 필드의 조사된 방출(radiated emission)에 대한 적용가능한 구속인자에 종속하는, 능동 독취 볼륨(active read volume) 내 로컬 전자기 필드 레벨을 최대화하도록 각 어레이 상태에 대해 이용된 파워를 최적화할 수 있다.
도 5 및 도 6이 어레이와 리더 사이의 경로에서 증폭을 보이는 반면, 상기 기능은 다양한 어레이 소자 사이에 분포될 수 있다. 예를 들어, 레이더 애플리케이션을 위해 개발된 것과 같은 전송-수신 모듈("T-R modules")이 사용될 수 있다. 또한, 위상 및 진폭 제어와 같은 제어 기능이 T-R 모듈 자체에 포함될 수 있다.
상기 문서 내 다양한 설명과 토론과 일치하여, 상기 실시예에 대한 많은 변형이 본 발명의 사상과 의도 내에 있으면서, 가능하다.
비록 많은 한정된 디자인의 상세(detail)가 여기에 개시된 실시예와 설명에 생략되었으나, 관련 기술분야의 당업자에게 개시된 정보는 실제 작동하는 장치의 엔지니어링과 설계를 가능하게 하기에 충분하다.
특정 실시예에서, 다양한 기술이 본 장치를 제어하고 작동하는데 사용될 수 있다. 제어 소자는 디지털-아날로그 변환기와 같은 디지털로 제어되는 회로에 의해 생성되는 아날로그 전압에 의해 제어된다. 능동 전자 모듈은 하나 또는 그 이상의 개별 어레이 소자와 연관된다. 하나 또는 그 이상의 안테나는 예를 들어 아날로그-디지털 변환기 및 디지털-아날로그 변환기와 디지털적으로 복호화되고 재설계되어진 신호를 전송할 수 있다. 위상과 진폭과 같은 하나 또는 그 이상의 제어 기능은 신호가 여전히 디지털 포맷인 포인트에서 수적으로(numerically) 실행된다. 장치는 RFID 리더의 전송을 모니터하는 수신기와 처리기를 통합하고, 그 독취 사이클에 관한 리더의 상태를 확인하기 위해 버스트 듀레이션, 신호 갭 및 주파수 호프를 사용하고, 개별 독취 사이클의 코럽션을 피하기 위해 시간 어레이 상태 전이에 상기 정보를 사용할 수 있다. 상기 장치는 성공적으로 식별된 태그의 새 리포트 사이의 간격을 계산하는 프로그래밍에 따라, RFID로부터 데이터를 수신하는 컴퓨터 또는 제어기로부터 데이터 링크를 통합하고, 특정 문턱값에 하나 또는 그 이상의 간격을 비교하고, 어떤 결정된 간격수가 특정 문턱값을 초과하는 경우 어레이를 새 상태로 하는 명령을 할 수 있다.
본 장치의 실시예는 복수의 안테나 포트를 제공하는 인터페이스 모듈을 통합할 수 있고, 여기서 인터페이스 모듈은 각 안테나 포트의 입사 무선 주파수 파워를 검출하고, 상기 로직에 따라 상기 무선 주파수 신호 스위치를 제어하는 수단과 함께, 입사 무선 주파수 파워의 검출을 해석하는 로직과 함께, 안테나 어레이 시스템의 무선 주파수 신호 포트를 임의의 다양한 안테나 포트에 선택적으로 연결하는 무선 주파수 신호 스위치를 포함한다. 상기 로직은 언제 무선 주파수 식별 리더와 같은 외부 무선 주파수 신호 소스가 안테나 포트의 하나를 여기시키는 것으로부터 상이한 안테나 포트를 여기시키는 것까지 변화하였는지를 결정할 수 있다. 상기 변화에 응답하여, 인터페이스 모듈은 안테나 어레이 시스템이 현재 어레이 상태로부터 어레이 상태의 정의된 시퀀스 중 다음 어레이 상태로 전이하도록 트리거할 수 있고, 또한 무선 주파수 신호 포트를 상기 무선 주파수 신호 스위치를 경유하여 새롭게 여기된 안테나 포트로 연결되게 할 수 있다.
실시예는 전송 신호와 수신 신호에 대해 분리된 무선 주파수 신호 채널을 가질 수 있다. 전송된 신호는 무선 주파수 신호 포트에서 신호 입력으로 정의되고 안테나 어레이 시스템에 의해 그 다양한 안테나 소자로 전달될 수 있고, 수신된 신호는 다양한 안테나 소자의 하나 또는 모두에 입사하는 신호로 정의되고 안테나 어레이 시스템에 의해 무선 주파수 신호 포트로 전달될 수 있다. 무선 주파수 증폭은 전송된 신호, 수신된 신호 또는 전송 및 수신된 신호 둘다의 파워 레벨을 증가시키기 위해 상기 무선 주파수 신호 채널의 어느 하나 또는 둘다에 통합될 수 있다.
실시예는 어레이를 그 정의된 상태 시퀀스의 최초 상태로 리셋팅할 수 있다. 리셋 동작이 안테나 어레이 시스템에 입력으로서 수용되는 명령에 응답일 수 있는, 어레이 상태의 전체 정의된 시퀀스를 통해 단계화되는 것은, 만약 어레이 상태의 어떠한 전이도 미리 정해진 시간 간격동안 실행되지 않는다면 안테나 어레이 시스템에 의해 자동적으로 실행될 수 있다. 어레이 상태의 정의된 시퀀스는 상기 정의된 시퀀스에서 보다 이른 바람직한 어레이 상태를 통해 그리고 정의된 시퀀스에서 보다 느린 덜 바람직한 어레이 상태를 통해 안테나 어레이 시스템이 단계화되게 오더될 수 있으며, 여기서 주어진 상태에 대한 자유도는 주어진 애플리케이션에 대한 성능에 있어 측정되고, 계산되고, 예측되거나 기대된 우월성(superiority) 또는 적합성(adequacy)에 의해 결정된다.
일 실시예에서, 안테나의 하나 또는 그 이상의 소자 인셈블은 빔 포인팅 각도, 빔 형태 또는 전자기 분극과 같은 전기 또는 전자기적으로 제어가능한 특성을 가질 수 있고, 상기 안테나 어레이 시스템의 각 어레이 상태는 상기 안테나 인셈블 내 개별적 소자의 제어가능한 특성과 전송 기능의 유일한 조합을 가질 수 있다.
특정 실시예에서, 전략적 위치에서 측정되거나 모니터되는 조사 필드에 대한 정의된 구속인자를 유지하기 위해 각 어레이 상태에 대해 상기 어레이 시스템에 대한 입력 파워를 조절하는 수단이 제공되는 것과 함께, 검출기는 어레이 시스템의 주변에 전략적 위치에서 조사된 전자기 필드를 측정하거나 모니터하는데 사용될 수 있다.
전략적 위치에서 측정되거나 모니터되는 조사된 필드에 대한 정의된 구속인자를 유지하기 위해 상기 무선 주파수 증폭 수단의 이득을 조정하는 수단이 제공될 수 있다.
언급되거나 참조된 모든 특허, 특허출원, 가출원 및 공개특허가 모든 도면과 도표를 포함하여 전체로서, 상기 상세한 설명의 명시적 가르침과 동일한 정도까지 참조로 여기에 통합된다.
여기에 설명된 실시예와 구현예는 설명을 위한 목적이며 그 관점에서 다양한 수정과 변형이 당업자에게 제시되고 본 출원의 사상과 범위 내에 포함된다는 것을 이해해야 한다.

Claims (60)

  1. 입력 RF 신호를 수신하고, 상기 입력 RF 신호는 적어도 하나의 RFID 태그를 독취하는데 적합한 RF 입력 포트;
    관심 영역에서 RF 필드를 생성할 수 있는 복수의 안테나;
    상기 입력 RF 신호로부터 대응하는 복수의 안테나 입력 신호를 생성하는 수단으로서, 상기 복수의 안테나 입력 신호의 각각은 적어도 하나의 RFID 태그를 독취하는데 적합하고, 상기 복수의 안테나 입력 신호가 복수의 안테나에 입력되었을 때, 대응하는 복수의 RF 필드는 상기 관심 영역에서 생성되는 수단;
    상기 복수의 RF 필드를 변화시킴으로써 상기 복수의 안테나의 상태를 변화시키고, 제1주기 동안 제1상태를 생성하고 제2주기 동안 제2상태를 생성하는 상태 제어기;를 포함하는 안테나 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상태 제어기는 하나 또는 그 이상의 다음:
    제1의 적어도 하나의 복수의 안테나 입력 신호의 위상;
    제2의 적어도 둘의 복수의 안테나 입력 신호의 진폭비;
    제1의 적어도 하나의 복수의 안테나의 방사 패턴; 및
    제2의 적어도 하나의 복수의 안테나의 분극;을 변화시킴으로써 복수의 RF 필드를 변화시키는 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 RFID 태그를 독취하기에 적합한 복수의 안테나 입력 신호를 생성하는 수단은 파워 디바이더를 포함하고, 상기 입력 RF 신호는 상기 파워 디바이더에 입력되고 상기 대응하는 복수의 안테나 입력 신호는 파워 디바이더로부터 출력되는 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상태 제어기는 적어도 하나의 복수의 안테나 입력 신호의 위상을 변화시킴으로써 상기 복수의 RF 필드를 변화시키는 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상태 제어기는 적어도 둘의 상기 복수의 안테나 입력 신호의 진폭비를 변화시킴으로써 상기 복수의 RF 필드를 변화시키는 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상태 제어기는 적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 방사 패턴을 변화시킴으로써 상기 복수의 RF 필드를 변화시키는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상태 제어기는 적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 분극을 변화시킴으로써 상기 복수의 RF 필드를 변화시키는 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    RFID 리더를 더 포함하고, 상기 RFID 리더는 RF 입력 포트에 결합되고 입력 RF 신호를 제공하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    RF 수신기를 더 포함하고, 상기 RF 수신기는 리턴 RF 신호를 수신하고, 상기 리턴 RF 신호는 적어도 하나의 RFID 태그의 하나 또는 그 이상에 입사하는 상기 복수의 RF 필드로 인한 것인 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 수신기는 복수의 안테나를 포함하는 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 리턴 RF 신호는 상기 RF 입력 포트로부터 오는 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    RF 수신기를 더 포함하고, 상기 RF 수신기는 리턴 RF 신호를 수신하고, 상기 리턴 RF 신호는 적어도 하나의 RFID 태그의 하나 또는 그 이상에 입사하는 상기 복수의 RF 필드로 인한 것인 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수신된 리턴 RF 신호는 상기 RF 입력 포트로부터 상기 RFID 리더로 출력되는 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 수신기는 제2 복수의 안테나를 포함하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    제2 상태 제어기를 더 포함하고, 상기 제2 상태 제어기는 하나 또는 그 이상의 다음:
    상기 제2 복수의 안테나에 의해 수신되는 대로 제1의 적어도 하나의 복수의 수신된 리턴 RF 신호의 위상,
    적어도 둘의 상기 복수의 수신된 리턴 RF 신호의 진폭비,
    적어도 하나의 상기 제2의 복수의 안테나의 방사 패턴, 및
    하나 또는 그 이상의 상기 제2의 복수의 안테나의 분극,
    을 변화시킴으로써 상기 제2 아테나 어레이의 수신 상태를 변화시키는 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 상태 제어기는 제1주기 동안 제1수신 상태를 생성하고 제2주기 동안 제2 수신 상태를 생성하는 시스템.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 원거리 필드 영역에 위치하는 하나 또는 그 이상의 RFID 태그를 더 포함하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 원거리 필드 영역은
    Figure pct00018
    보다 크거나 동일하고, D는 방사 방향에 대해 수직인 복수의 안테나에 있어 안테나의 최대 크기이고, λ는 복수의 RF 필드의 파장인 시스템.
  19. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 아테나의 방사 근거리 필드에 위치하는 하나 또는 그 이상의 RFID 태그를 더 포함하는 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 방사 근거리 필드가
    Figure pct00019
    의 범위 내에 있고, D는 방사 방향에 수직인 상기 복수의 안테나에 있어 안테나의 최대 크기이고, λ는 복수의 RF 필드의 파장인 시스템.
  21. 제8항에 있어서,
    복수의 안테나로부터 3λ와 동일하거나 더 멀리 떨어져 위치하는 하나 또는 그 이상의 RFID 태그를 더 포함하고, 여기서 λ는 상기 복수의 RF 필드의 파장인 시스템.
  22. 제8항에 있어서,
    상기 안테나 어레이로부터 3λ보다 가까이 위치하는 하나 또는 그 이상의 RFID 태그를 더 포함하고, λ는 전송된 RF 신호의 파장인 시스템.
  23. 제4항에 있어서,
    상기 상태 제어기는 대응하는 복수의 위상 쉬프터를 경유하여 적어도 하나의 상기 복수의 안테나 입력 신호의 위상을 변화시키고, 상기 복수의 위상 쉬프터의 각각은 상기 복수의 안테나 입력 신호의 하나를 수신하고, 대응하는 안테나에 상기 안테나 입력 신호를 출력하는 시스템.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 각각의 안테나는 상기 복수의 안테나의 다른 안테나의
    Figure pct00020
    내에 있고, 여기서 λ는 상기 복수의 RF 필드의 파장인 시스템.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 각각의 안테나는 상기 복수의 안테나의 최근접 안테나로부터
    Figure pct00021
    내지 λ의 범위내에 있고, 여기서 λ는 상기 복수의 RF 필드의 파장인 시스템.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 안테나의 각각의 안테나는 상기 복수의 안테나의 최근접 안테나로부터 λ보다 멀리 떨어져 있고, 여기서 λ는 상기 복수의 RF 필드의 파장인 시스템.
  27. 제6항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 상기 방사 패턴을 변화시키는 것은 적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 빔 형태를 변화시키는 것을 포함하는 시스템.
  28. 제6항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 상기 방사 패턴을 변화시키는 것은 적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 빔 포인팅 각도를 변화시키는 것을 포함하는 시스템.
  29. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 안테나로부터 적어도 둘의 동일 안테나는 제1 상태와 제2 상태의 상기 복수의 RF 필드의 하나를 생성하는 시스템.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 안테나는 적어도 네 개의 안테나를 포함하는 시스템.
  31. 관심 영역에 하나 또는 그 이상의 RFID 태그를 위치시키는 단계;
    상기 관심 영역에서 RF 필드를 생성할 수 있는 복수의 안테나를 위치시키는 단계;
    적어도 하나의 상기 하나 또는 그 이상의 RFID 태그를 독취하는데 적합한 입력 RF 신호를 수신하는 단계;
    복수의 안테나 입력 신호의 각각이 적어도 하나의 상기 하나 또는 그 이상의 RFID 태그를 독취하는데 적합한, 상기 수신된 입력 RF 신호로부터 대응하는 복수의 안테나 입력 신호를 생성하는 단계;
    복수의 RF 필드가 제1주기 중 제1상태에 있는 동안, 대응하는 복수의 RF 필드가 상기 복수의 안테나로부터 관심 영역 내에 동시에 생성되도록, 상기 복수의 안테나의 대응하는 안테나로 상기 복수의 안테나 입력 신호의 각각을 입력시키는 단계;
    적어도 하나의 하나 또는 그 이상의 RFID 태그에 입사하는 제1주기 동안 생성되는 상기 복수의 RF 필드로 인한 것인 제1 리턴 RF 신호를 수신하는 단계;
    적어도 하나의 상기 하나 또는 그 이상의 RFID 태그가 상기 관심 영역 내 존재하는지를 결정하도록 제1 리턴 RF 신호를 처리하는 단계;
    제2 상태가 관심 영역에서 생성되는 상기 복수의 RF 필드를 변화시킴으로써 달성되고, 상기 복수의 RF 필드가 제2주기 중 제2상태에 있는 동안, 상기 대응하는 복수의 RF 필드는 상기 복수의 안테나로부터 상기 관심 영역 내 동시에 생성되도록, 상기 복수의 안테나의 대응하는 안테나로 상기 복수의 안테나 입력 신호의 각각을 입력시키는 단계;
    적어도 하나의 상기 하나 또는 그 이상의 RFID 태그에 입사하는 상기 제2주기동안 생성된 상기 복수의 RF 필드로 인한 것인 제2 리턴 RF 신호를 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 하나 또는 그 이상의 RFID 태그가 상기 관심 영역 내 존재하는 지를 결정하도록 상기 제2 리턴 RF 신호를 처리하는 단계;
    를 포함하는 하나 또는 그 이상의 RFID 태그 독취 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 관심 영역 내 생성되는 적어도 하나의 상기 복수의 RF 필드를 변화시키는 단계는 하나 또는 그 이상의 다음:
    제1의 적어도 하나의 상기 복수의 안테나 입력 신호의 위상을 변화시키는 단계,
    제2의 적어도 둘의 상기 복수의 안테나 입력 신호의 진폭비를 변화시키는 단계,
    적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 방사상 패턴을 변화시키는 단계,
    제2의 적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 분극을 변화시키는 단계,
    를 포함하는 방법.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 관심 영역 내 생성되는 적어도 하나의 복수의 RF 필드를 변화시키는 단계는 적어도 하나의 상기 복수의 안테나 입력 신호의 위상을 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 관심 영역 내 생성되는 적어도 하나의 복수의 RF 필드를 변화시키는 단계는 적어도 둘의 상기 복수의 안테나 입력 신호의 진폭비를 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 관심 영역 내 생성되는 적어도 하나의 복수의 RF 필드를 변화시키는 단계는 적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 방사상 패턴을 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
  36. 제31항에 있어서,
    상기 관심 영역 내 생성되는 적어도 하나의 복수의 RF 필드를 변화시키는 단계는 적어도 하나의 상기 복수의 안테나의 분극을 변화시키는 단계를 포함하는 방법.
  37. 제31항에 있어서,
    a) 상기 복수의 안테나가 적어도 하나의 부가 주기 중 적어도 하나의 부가 상태에 있는 동안, 상기 대응하는 복수의 RF 필드가 상기 복수의 안테나로부터 상기 관심 영역 내에 동시에 생성되도록, 상기 복수의 안테나 입력 신호의 각각을 상기 복수의 안테나의 상기 대응하는 안테나로 입력시키는 단계; 및
    b) 적어도 하나의 부가 상태는 상기 관심 영역 내 생성된 상기 복수의 RF 필드를 변화시킴으로써 달성되고, 적어도 하나의 상기 하나 또는 그 이상의 RFID 태그에 입사하는 적어도 하나의 부가 주기 동안 생성되는 상기 복수의 RF 필드로 인한, 적어도 하나의 부가 리턴 RF 신호를 수신하는 단계;
    c) 상기 적어도 하나의 하나 또는 그 이상의 RFID 태그가 상기 관심 영역 내 존재하는 지 결정하도록 적어도 하나의 부가 리턴 RF 신호를 처리하는 단계;를 더 포함하는 방법.
  38. 제37항에 있어서,
    기준이 만족될 때까지 상기 a, b 및 c를 반복하는 방법.
  39. 제39항에 있어서,
    상기 기준은 상기 관심 영역 내 하나 또는 그 이상의 RFID 태그 모두가 존재하는 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 기준은 사용된 모든 상태인 방법.
  41. 제39항에 있어서,
    상기 기준은 어떤 주기가 지나간 것인 방법.
  42. 제39항에 있어서,
    상기 기준은 종료 신호가 수신되는 것인 방법.
  43. 제31항에 있어서,
    상기 제1 리턴 RF 신호를 수신하는 것과 상기 제2 리턴 RF 신호를 수신하는 것은 RF 수신기를 경유하여 달성되는 방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 RF 수신기는 상기 복수의 수신기를 포함하는 방법.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 RF 수신기는 제2 복수의 안테나를 포함하는 방법.
  46. 제31항에 있어서,
    상기 입력 RF 신호를 수신하는 것은 RFID 리더기로부터 상기 입력 RF 신호를 수신하는 것을 포함하는 방법.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 제1 리턴 RF 신호를 상기 RFID 리더로 입력시키는 단계; 및
    상기 제2 리턴 RF 신호를 상기 RFID 리더로 입력시키는 단계;를 더 포함하는 방법.
  48. 제4항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 복수의 안테나 입력 신호의 위상을 변화시키는 것은 적어도 하나의 변화가능한 시간 지연에 의해 달성되는 시스템.
  49. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 RF 필드를 변화시키는 것은 아날로그 오실레이터 회로에 의해 생성되는 아날로그 전압에 의해 제어되는 제어 소자를 사용하는 것을 포함하는 시스템.
  50. 제31항에 있어서,
    가능한 상태는 오더링 전 성공적으로 태그를 독취하는 통계학적으로 더 높은 확률을 가지는 상태에 위치하도록 오더되는 방법.
  51. 제31항에 있어서,
    가능한 상태는 오더링 전 성공적으로 태그를 독취하는 증명된 기록을 가진 배열 상태에 위치하도록 오더되는 방법.
  52. 제50항에 있어서,
    성공적으로 태그를 독취하는 상기 확률은 고정된 구조의 태그의 특정 인셈블에 적용되는 방법.
  53. 제50항에 있어서,
    성공적으로 태그를 독취하는 상기 증명된 역사는 고정된 구조의 태그의 특정 인셈블에 적용되는 방법.
  54. 제50항에 있어서,
    성공적으로 태그를 독취하는 상기 확률은 인셈블의 카테고리에 적용되는 방법.
  55. 제50항에 있어서,
    성공적으로 태그를 독취하는 상기 증명된 기록은 인셈블의 카테고리에 적용되는 방법.
  56. 제31항에 있어서,
    가능한 상태는 다양한 전자 제어 소자에 대한 모든 가능한 디지털 코맨드의 조합 세트로서 정의되는 방법.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 상태는 다양한 디지털 코맨드의 가장 중요한 비트의 모든 가능한 퍼뮤테이션이 첫 번째(first)를 통해 사이클되도록 오더되어진 방법.
  58. 제31항에 있어서,
    상기 RFID 리더 및/또는 상기 RFID 리더의 제어기로부터의 데이터는 새롭게 식별된 태그의 레포트를 검출하도록 모니터되고, 연속적인 새로운 태그의 식별 사이의 간격은 검출로부터 계산되고, 새로운 태크 식별 사이의 간격이 특정 문턱값보다 더 길 때 상기 상태가 변화하는 방법.
  59. 제31항에 있어서,
    상기 RFID 리더의 전송은 모니터되고 처리되며, 버스트 듀레이션(burst duration), 신호 갭(signal gap) 및 주파수 호프(frequency hop)와 같은 전송으로부터의 신호 특성은 상기 리더의 독취 사이클에 대해 상기 리더의 상태를 확인하는데 사용되는 방법.
  60. 제59항에 있어서,
    상기 신호 특징은 개별적인 독취 사이클의 코럽션(corruption)을 피하기 위해 시간 상태 전이에 이용되는 방법.
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