MXPA98002694A - Marbete electrónico energizado en forma remota y excitador/lector asociado y método relacionado - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de comunicación portátil que comprende un primer elemento de antena electrostática y un segundo elemento de antena electrostática y circuiteria (30, 32) que estáacoplada al primer elemento de antena y al segundo elemento de antena y que deriva la potencia operativa desde un campo electrostático en la vecindad de los elementos de antena primero y segundo.

Description

MARBETE ELECTRÓNICO ENERGIZADO EN FORMA REMOTA Y EXCITADOR/LECTOR ASOCIADO Y MÉTODO RELACIONADO ANTECEDENTES DE IA INVENCIÓN l_j_ Campo de la Invención. La invención se relaciona de manera general con dispositivos de comunicación portátiles energizados en forma remota y con sistemas para energizar y recibir información desde estos dispositivos y, más particularmente, con dispositivos y sistemas que emplean el acoplamiento electrostático. 2. Descripción de la Técnica Relacionada. Los dispositivos electrónicos energizados en forma remota y los sistemas relacionados para energizar y recibir información almacenada desde estos dispositivos son bien conocidos. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos de América No. 4,818,855, otorgada a Mongeon et al., titulada "Identification System", presenta un dispositivo de identificación energizado en forma remota que deriva energia desde una fuente remota mediante uno de un campo eléctrico o de un campo magnético y que transmite la información almacenada de vuelta o de regreso a la fuente mediante el otro campo eléctrico o campo magnético. Similarmente, la Patente de los Estados Unidos de América P116 /98MX No.5, 009, 227, otorgada a Geiszler et al., titulada "Proximity Detecting Apparatus", presenta un dispositivo energizado en forma remota que utiliza acoplamiento electromagnético para derivar la energia de una fuente remota y que utiliza tanto el acoplamiento electromagnético como el electrostático para transmitir los datos almacenados de regreso hacia 1 fuente. En los primeros sistemas descritos anteriormente, se utiliza un mecanismo electromagnético para acoplar en forma remota al dispositivo remoto con uno cualquiera o con ambos de un sistema excitador y un sistema receptor. El excitador genera una señal de excitación utilizada para energizar al dispositivo. El receptor recibe la señal producida por el dispositivo remoto. Una razón para el uso del acoplamiento electromagnético en los dispositivos anteriores, es que se cree que es más eficiente acoplar en forma remota la energia desde un excitador hacia un dispositivo mediante un campo electromagnético en vez de mediante un campo electrostático. Además, se creyó que para utilizar un mecanismo electrostático para acoplar energia desde un excitador hasta un dispositivo remoto que utiliza una antena de una sola placa, se requerían señales de voltaje relativamente elevado. Sin embargo, la habilidad para emitir señales de voltaje superior para el energizado frecuentemente está limitada por las P1164/98MX regulaciones del FCC. Los primeros mecanismos de acoplamiento electromagnético incluían un oscilador como parte de la circuiteria excitadora y antenas de bobina montadas tanto en la circuiteria excitadora como un marbete u otro articulo que incorporaba al dispositivo y que contenía su circuito electrónico. Por ejemplo, en un sistema anterior, la circuitería de excitación está conectada a una antena de bobinas que radia señales de excitación que son captadas o recolectadas por una antena de bobina montada en un marbete que contiene al circuito electrónico. Las señales de excitación energizan al circuito electrónico que produce automáticamente una señal portadora de información que se transmite al receptor utilizando acoplamiento electromagnético o electrostático. Un objetivo actual en el desarrolle de dispositivos de comunicación remota y los excitadores/receptores asociados del tipo general descrito anteriormente ha sido el reducir al mínimo los costos y el tamaño y mejorar la eficiencia de operación. Un problema con el uso de acoplamiento electromagnético entre un dispositivo remoto y ya sea un excitador o un lector, ha sido la complejidad adicional involucrada en la manufactura de dispositivos remotos que emplean una antena de bobina. Por ejemplo, el arreglo o distribución espiral de una P1164/98MX antena de bobina típica puede ser más difícil de producir que el arreglo o distribución más simple de una antena electrostática la cual, frecuentemente puede estar en forma de un alambre recto o plano y de tipo placa. Otro problema, explicado anteriormente, ha sido la incapacidad para acoplar en forma eficiente la energía en forma electrostática utilizando niveles de voltaje aceptables. Como consecuencia, generalmente se ha favorecido al acoplamiento electromagnético por encima del acoplamiento electrostático. De este modo, ha existido la necesidad de un dispositivo de comunicación energizado en forma remota de bajo costo que emplea el acoplamiento electrostático tanto para el energizado remoto como para la transmisión de las señales portadoras de información. También, ha existido la necesidad de un método y un aparato mejorados para acoplar señales de energizado electrostático con dicho dispositivo. La presente invención satisface estas necesidades.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un dispositivo de comunicación acoplado en forma electrostática y los métodos de operación asociados, los métodos de manufactura y sistemas de excitador/lector relacionados mejorados. En un aspecto, la invención proporciona un dispositivo de P1164/98MX comunicación electrónica que es energizado mediante señales electrostáticas. El dispositivo novedoso puede ser producido en forma relativamente económica debido a que emplea placas electrostáticas (capacitivas) tanto para la transmisión de datos como para el energizado y, por lo tanto, no requiere de una bobina magnética. Estas y otras particularidades y ventajas de la invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades actualmente preferidas junto con los dibujos anexos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloques de un excitador/lector y de un dispositivo de comunicación energizado en forma remota de conformidad con una modalidad actualmente preferida de la invención; La Figura 2 es un diagrama de bloques de una modalidad alternativa de un excitador/lector y de un dispositivo de comunicación energizado en forma remota en el que el dispositivo tiene un elemento de antena de transmisión de datos dedicado o exclusivo; Las Figuras 3A-3B ilustran un montaje de prueba utilizado para efectuar mediciones de voltaje (V) , a través de TI y T2, en el que, una terminal TI se conectó con el potencial a tierra y los valores de la resistencia de la P1164/98MX carga (RL) representaban diferentes cargas posibles atribuibles a diferentes circuitos integrados posibles conectados entre las terminales TI y T2; La Figura 4A proporciona una curva que gráfica o representa al voltaje a través de TI y T2 contra la distancia en alejamiento desde El y E2 sobre intervalos de una pulgada desde 1 pulgada hasta 8 pulgadas, en donde TI y T2 son cada una rectangulares y miden 4 pulgadas por 5 pulgadas; La Figura 4B proporciona las mediciones de voltaje reales graficadas en la Figura 4A; La Figura 5A proporciona una curva que gráfica al voltaje a través de TI y T2 contra la distancia en alejamiento desde El y E2 en intervalos de 1 pulgada desde 1 pulgada hasta 8 pulgadas, en donde TI y T2 son cada una rectangulares y miden 3 pulgadas por 4 pulgadas; La Figura 5B proporciona las mediciones de voltaje reales graficadas en la Figura 5A; La Figura 6A proporciona una curva que gráfica al voltaje a través de TI y T2 contra la distancia en alejamiento desde El y E2 en intervalos de una pulgada desde 1 pulgada hasta 8 pulgadas, en donde TI y T2 son cada una rectangulares y miden 2 pulgadas por 3 pulgadas; La Figura 6B proporciona las mediciones de voltaje reales graficadas en la Figura 6A; P1164/98MX La Figura 7A proporciona una curva que gráfica el voltaje a través de TI y T2 contra la distancia en alejamiento desde El y E2 en intervalos de una pulgada desde 1 pulgada hasta 8 pulgadas, en donde TI y T2 son cada una rectangulares y miden 0.5 pulgadas por 5 pulgadas; La Figura 7B proporciona las mediciones de voltaje reales graficadas en la Figura 7A; La Figura 8A es una vista en elevación superior que muestra el arreglo o distribución de una modalidad actualmente preferida del dispositivo de comunicación energizado en forma remota de la Figura 1; La Figura 8B es una vista en elevación superior que muestra el arreglo o distribución de una modalidad alternativa del dispositivo de comunicación energizado en forma remota de la Figura 1; La Figura 8C es una vista en elevación superior que muestra el arreglo o distribución de una modalidad actualmente preferida del dispositivo de comunicación energizado en forma remota de la Figura 2; La Figura 8D es una vista en elevación superior que muestra el arreglo o distribución de una modalidad alternativa del dispositivo de comunicación energizado en forma remota de la Figura 1 en el que no se utiliza substrato; La Figura 8E es una vista en elevación superior P1164/98MX que muestra el arreglo o distribución de una modalidad alternativa del dispositivo de comunicación energizado en forma remota de la Figura 2 en el que no se utiliza substrato; La Figura 9A-9C son vistas en sección transversal laterales de las tres diferentes construcciones de los dispositivos de las Figuras 8A-C; La Figura 10 es una vista en elevación superior de una modalidad alternativa de un dispositivo de comunicación energizado en forma remota de conformidad con la invención que incluye dos pares de elementos de antena; La Figura 11 es una vista en elevación superior de una modalidad alternativa de un dispositivo de comunicación energizado en forma remota de conformidad con la invención que incluye cuatro pares de elementos de antena; Las Figuras 12A-12B muestran al dispositivo de la Figura 8A en dos orientaciones diferentes con respecto a una porción de un arreglo de elementos excitadores; La Figura 13 es una vista en elevación superior simplificada de una porción de un arreglo de elementos excitadores fijos que incluye elementos excitadores horizontales alargados y elementos verticales alargados; La Figura 14A-14C, son vistas en elevación superior simplificadas de otras tres configuraciones P1164/9TMX alternativas de una porción de un arreglo de elementos de excitador conmutados; la Figura 14A muestra una configuración horizontal; la Figura 14B muestra una configuración diagonal; y, la Figura 14C muestra una configuración vertical; La Figura 15 es una vista en elevación superior simplificada de aún otra configuración alternativa de arreglo de excitador conmutado en la que dos bandas paralelas ce elementos excitadores son barridas dinámicamente en un patrón circular; y La Figura 16 es una vista en elevación superior de otra configuración alternativa de arreglo de excitador conmutado en la que el arreglo está limitado por sensores o detectores que detectan el movimiento de un dispositivo de comunicación a través del arreglo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La presente invención comprende un novedoso dispositivo de comunicación energizado en forma remota, un sistema excitador/lector asociado y métodos relacionados. Se presenta la siguiente descripción para habilitar a cualquier persona experimentada en la técnica para fabricar y utilizar ia invención. Las descripciones de las aplicaciones específicas se proporcionan solamente como ejemplos. Diversas modificaciones a las modalidades P1164/98MX preferidas serán fácilmente evidentes para aquellos experimentados en la técnica y, los principios generales definidos en la presente pueden aplicarse a otras modalidades y aplicaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. De este modo, no se pretende que la presente invención esté limitada a las modalidades mostradas sino que, esté de acuerdo con el alcance más amplio consistente con los principios y particularidades reveladas en la presente. Refiriéndonos a los dibujos ilustrativos de la Figura 1, se muestra un diagrama de bloques de un aparato excitador/lector 30 y un dispositivo de comunicación energizado en forma remota 32 de conformidad con una modalidad actualmente preferida de la invención. La porción excitadora del aparato 30 produce las señales electrostáticas que se utilizan para energizar ai dispositivo 32. La porción lectora del aparato 30 recibe las señales de comunicación electrostática producidas por el dispositivo 32 una vez que ha sido energizado. El dispositivo puede servir, por ejemplo, como una tarjeta de identificación electrónica. Por ejemplo, en una aplicación cuando el dispositivo 32 se coloca en una estrecha proximidad al aparato excitador/lector 30, el excitador envía señales electrostáticas que energizan al dispositivo 32. El dispositivo transmite entonces automáticamente una P1164/98MX señal electrostática que transporta la información de identificación. La porción lectora del aparato 30 recibe las señales de identificación y determina si se dispara o realiza alguna acción tal como por ejemplo la abertura de una puerta encerrójada. La porción excitadora del aparato 30 incluye un oscilador 34 que genera una señal a frecuencia FQ. El oscilador está conectado a un amplificador de potencia 35, que a su vez, está conectado a la bobina primaria 36 de un transformador de impedancia 37. Una bobina secundaria 38 del transformador de impedancia 37 está conectada en paralelo con un capacitor 39. Una terminal superior de la bobina secundaria 38 está conectada a una primer placa electrostática El de antena de excitador y, una terminal inferior de la bobina secundaria 38 está conectada a una segunda placa electrostática E2 de antena de excitador. En una modalidad presente, el excitador incluye un par de placas de antena que funciona como un par compensado y desfasado. En otra modalidad descrita más adelante, el excitador incluye un arreglo de placas de antena compensadas y desfasadas. Sin embargo, por razones de simplicidad, la siguiente descripción de las Figuras 1 discute solamente dos placas de excitador ejemplificativas, El y E2. Por ejemplo, en forma alternativa pueden utilizarse elementos de antena de excitador de alambre o P1164/98MX una estructura de tipo peine en vez de, por ejemplo, placas de antena. La porción lectora del aparato 30 incluye una placa de antena lectora electrostática de una sola placa Rl conectada con un receptor 40 que proporciona señales de entrada a un detector 41. Un procesador I/O 42 recibe las señales del detector 41. Una modalidad actual del dispositivo de comunicación energizado en forma remota 32 incluye placas de antena, primera y segunda, TI y T2, del dispositivo electrostático que están conectadas según se muestra para proporcionar entradas de reloj A y de reloj B a un puente rectificador de onda completa 43. Observar que TI y T2 están eléctricamente aisladas entre sí. Alternativamente, por ejemplo, pueden utilizarse elementos de antena de alambre en vez de placas. Un capacitor 44 está conectado a través de las terminales V+ y "común" del rectificador 43. La entrada del reloj B se suministra también a un circuito contador 45 divisor de frecuencia. El contador 45 está conectado para proporcionar señales de dirección a un dispositivo de almacenamiento digital, una memoria de solo lectura (ROM) 46 en una modalidad actual. Un circuito modulador, en la modalidad ilustrativa, un modulador bifásico implementado como una compuerta O exclusiva 47, recibe las señales de reloj, a frecuencia Fn/n, del P1164/9B X contador 45 y los datos emitidos desde la ROM 46. La salida del circuito modulador (la compuerta 0 exclusiva 47) se suministra mediante el diodo 48 y el resistor 49 a la línea de reloj B. En tanto que el dispositivo 32 de la modalidad actualmente preferida emplea la modulación bifásica, virtualmente puede utilizarse cualquier técnica de modulación consistente con la invención. Por ejemplo, como alternativas pueden utilizarse esquemas de modulación PSK, FSK, AM u otros esquemas de modulación. Además, en la modalidad actual, la señal modulada es devuelta o regresada a la entrada de reloj de para la transmisión al lector mediante la placa de antena T2. Sin embargo, como una alternativa, por ejemplo, la señal modulada podría suministrarse a un elemento de antena separado (no mostrado) para la transmisión al lector. Una modalidad alterna que incluye dicho elemento de antena de transmisión de datos separado se discute más adelante con referencia a la Figura 2. Durante la operación o el funcionamiento, el oscilador 34 de una modalidad actualmente preferida genera una señal de 4 Megahertz que es aproximadamente de 2-5 volts de pico a pico. La señal se aumenta o refuerza hasta aproximadamente 20-30 volts de pico a pico mediante el amplificador 35. El transformador de impedancia 37 aumenta P1164/98MX adicionalmente el voltaje a aproximadamente 300-400 volts de pico a pico. El capacitor 39 conectado en paralelo sintoniza a la circuitería del transformador para hacerlo resonante a la frecuencia del oscilador. La señal suministrada a la placa excitadora El mediante la terminal superior de la bobina secundaria 38 se balancea y está 180° fuera de fase de la señal suministrada mediante la terminal inferior de la bobina secundaria 38 a la placa excitadora E2. Las placas excitadoras El y E2 producen energía electrostática, indicada mediante las flechas, que se utiliza para energizar al dispositivo de comunicación 32. Se apreciará que los niveles de voltaje deseados del campo eléctrico pueden depender de factores tales como por ejemplo, la distancia sobre la que el excitador energizará al dispositivo 32. Adicionalmente, los niveles de voltaje deseado pueden, por ejemplo, depender de los requerimientos de emisión de frecuencia del país en el que funcionará el excitador. Además, ciertas operaciones tales como pueden ser, la escritura de datos en la memoria del dispositivo, pueden requerir más energía que otras operaciones tales como por ejemplo la lectura de información desde la memoria del dispositivo. El campo electrostático producido por los elementos excitadores El y E2, excitan voltajes en los elementos de antena TI y T2. El elemento TI se conecta P1164/98MX para proporcionar la entrada de reloj A al puente rectificador de onda completa 43 y el elemento T2 está conectado para proporcionar la entrada de reloj B al rectificador 43. TI y T2 no están conectadas directamente entre sí. El capacitor 44 filtra los impulsos excitadores de las señales de energizado recibidas para asegurar una salida CD pura del rectificador. El rectificador proporciona una señal de voltaje CD V+ relacionada a una terminal "común" del rectificador 43. Se apreciará que no se requiere una señal CD pura. Puede ser aceptable cierto grado de fluctuación en la señal de voltaje V+ dependiendo de la implementación de la circuitería del dispositivo. El contador 45 recibe la señal de reloj B de 4 Megahertz y proporciona un conjunto de señales de dirección en las líneas 50 que se utilizan para dirigir y fijar o determinar la velocidad de datos para la emisión de datos desde la ROM 46. Las diferentes señales en las diferentes líneas 50 se producen dividiendo los 4 Megahertz en diferentes valores en una forma bien conocida por aquellos experimentados en la técnica. La velocidad de datos fuera de la ROM es significativamente menor de Fg/n. Se comprenderá que aunque la modalidad preferida utiliza una señal de 4 Megahertz, podrían utilizarse señales de una frecuencia diferente. Por ejemplo, podrían utilizarse una señal de 13.56 Megahertz o una señal de 37.5 P1164 / 98 X Megahertz. El contador también proporciona en la línea 51 una señal portadora de 2 Megahertz que sirve como la entrada de reloj (o entrada de señal portadora) a la compuerta 0 exclusiva 47. Los datos emitidos de la ROM 46 sirve como una entrada de datos (o una entrada de señal de modulación) a la compuerta 0 exclusiva 47. Por lo tanto, el contador divide la frecuencia de entrada en dos para proporcionar una señal portadora y fija la velocidad de datos de las señales de datos emitidas por la ROM 46 que modulan a la portadora. La compuerta 0 exclusiva 47 sirve como un circuito de modulación bifásico y su salida es una señal modulada bifásica que se suministra mediante el diodo 48 y el resistor 49 a la línea de señal de reloj B. La señal bifásica se inyecta devuelta al elemento T2 del dispositivo y se transmite electrostáticamente a la porción receptora del excitador/receptor 30. El papel del diodo 48 y del resistor 49 es acoplar las señales moduladas de vuelta a la entrada de reloj B. Según se explicó anteriormente, existen otros numerosos esquemas de modulación que utilizan diferentes circuitos de modulación consistentes co la invención. Además, según se explica más adelante con referencia a la Figura 2, puede ser ventajoso emplear un tercer elemento de antena dedicado a la transmisión de datos en un dispositivo de comunicación P1164/98MX de conformidad con la invención. La antena receptora electrostática Rl recibe las señales transmitidas electrostáticamente y emitidas por el elemento de antena T2 del dispositivo y, proporciona las señales recibidas al receptor 40 que amplifica las señales y puede convertir su frecuencia en una frecuencia intermedia para la amplificación adicional y el filtrado de paso de banda de las señales antes de suministrarlas al circuito detector 41 que detecta los datos transportados por las señales recibidas. El receptor 40 y el detector 41 son circuitos bien conocidos que no necesitan ser descritos con detalle en la presente. El detector 41 proporciona las señales de datos al procesador I/O 42 que produce una salida en un formato utilizable por una computadora principal (no mostrada), por ejemplo. La transmisión de las señales electrostáticas fuera de fase balanceadas mediante los elementos excitadores El y E2, acoplan la energía al dispositivo 32 mediante los elementos de antena electrostática TI y T2 del dispositivo. Cuando el voltaje en el elemento excitador El se encuentra en un nivel positivo, por ejemplo, el voltaje en el elemento E2 está en un nivel negativo. Inversamente, cuando el voltaje en el elemento excitador El se encuentra en un nivel negativo, el voltaje en el elemento excitador E2 se encuentra en un nivel positivo. El objetivo es hacer P1164/98 X que los voltajes compensados y desfasados en El y E2, generen los voltajes de los elementos de antena TI y T2 del dispositivo para producir una relación fuera de fase balanceada entre sí. El resultado deseado es tener siempre una diferencia de potencial de voltaje entre los elementes del dispositivo, TI y T2, de tal forma que pueda producirse una fuente de voltaje de suministro CD V+ con respecto a un potencial (común) . En esencia, los elementos excitadores, El y E2, están acoplados en forma capacitiva con les elementos del dispositivo, TI y T2. Este enfoque permite que la energía se acople en forma más eficiente utilizando energía electrostática. Además, debido a que los elementos El y E2 de la antena de excitador producen campos electrostáticos que están compensados y desfasados, estos campos frecuentemente tienden a cancelarse entre sí a distancias muy alejadas, reduciendo el riesgo de exceder los límites de las emisiones del FCC o de otra agencia o entidad regulatoria, por ejemplo. Como consecuencia, las señales excitadoras pueden frecuentemente utilizar niveles de voltaje ?e energizado superiores. En vez de utilizar señales de excitación fuera ?e fase balanceadas, las señales de excitación no balanceadas pueden utilizarse como una alternativa de conformidad con la invención. En particular, por ejemplo, un solo elemento P1164/98 X de antena de excitación podría ser utilizado para producir una señal de excitación electrostática periódica. Un dispositivo de comunicación energizado en forma remota, por ejemplo, que se energizó mediante esta señal no balanceada, incluiría un solo elemento de antena con una terminal conectada a una entrada de reloj A. Sin embargo, es importante que este dispositivo de comunicación energizado en forma remota alternativo esté acoplado a un potencial de tierra externo. Observar que para las señales balanceadas no se necesita una conexión a tierra externa ya que, se produce una tierra "común" utilizando una entrada de reloj B y señales fuera de fase balanceadas. En esta modalidad alternativa, el elemento energizado único también podría ser utilizado para transmitir y recibir señales de datos. Es deseable que el dispositivo 32 consuma relativamente poca energía. De aquí que, las señales portadoras de información transmitidas por el elemento de antena T2 son de potencia relativamente baja. El receptor 40 es muy sensible y capaz de extraer datos de las señales relativamente débiles (de baja energía) transmitidas por el dispositivo 32. Observar que no se requiere que TI y T2 tengan las dimensiones de media longitud de onda de una típica antena de dos elementos electromagnéticamente excitada. Los elementos se excitan electrostáticamente, por medio del P1164/98MX acoplamiento capacitivo y, no necesitan ser resonantes según se requiere para el acoplamiento electromagnético. Por lo tanto, los elementos pueden ser de un tamaño arbitrario suficiente para el acoplamiento capacitivo (electrostático. En general, el acoplamiento capacitivo se incrementa con un incremento en el área de la antena y un incremento en la frecuencia de la señal. Además, los elementos de la antena del dispositivo no necesitan tener una impedancia característica como lo necesitan los elementos de antena resonante. Sin embargo, la separación de los elementos El y E2 de la antena de excitador debe ser igual o coincidir muy bien con la separación de los elementos de la antena del dispositivo TI y T2, con el fin de acoplar eficientemente a la energía del excitador al dispositivo. Refiriéndonos al dibujo ilustrativo de la Figura 2, se muestra un diagrama de bloques simplificado de una modalidad alternativa de un dispositivo de comunicación 32" y de un excitador/lector 30" de conformidad con la invención. Virtualmente en todos los aspectos, el dispositivo alternativo 32" de la Figura 2 es idéntico al dispositivo 32 de la Figura 1, con la excepción de la adición de un tercer elemento de antena (T3) que se utiliza solamente para la transmisión de datos. Refiriéndonos a ambas Figuras, la 1 y la 2, las conexiones internas del P1164/98MX circuito son idénticas para el dispositivo 32 y para el dispositivo 32", con la excepción de que en el dispositivo 32", ni TI" ni T2" están conectadas para recibir la salida de la circuitería de transmisión de datos. En vez de eso, TI" y T2" están dedicadas a recibir el campo de energización electrostática que emana de los elementos excitadores El" y E2". En una modalidad actual, TI" y T2" están conectadas con un circuito puente 43" y con un contador 45" pero, no hay conexión entre el nodo del reloj A" o el nodo del reloj B" y la salida de la circuitería 47" de modulación de datos. La terminal de datos T3 está ubicada en una región nula entre las terminales de energizado TI" y T2". La posición nula es el lugar en el dispositivo 32", en donde los campos de accionamiento producidos por los elementos excitadores El" y E2" se cancelan substancialmente entre sí y, por lo tanto producen la mínima cantidad de interferencia con las señales de datos transmitidas por el dispositivo 32". Cuando el dispositivo 32" está alineado con TI" y T2" está alineado para la máxima captación de energía de los elementos excitadores El" y E2", el elemento T3 de transmisión de datos experimentará una interferencia mínima con las transmisiones hacia el elemento lector Rl". Debe entenderse que se pretende que la palabra P1164/98 X "remoto" sea un término relativo. Dependiendo de las circunstancias, el término, remoto, puede aplicarse a distancias desde milímetros hasta distancias más grandes. Dependiendo de factores tales como por ejemplo el nivel del voltaje de las señales electrostáticas radiadas por el excitador, puede hacerse que el excitador y el dispositivo estén ubicados muy próximos el uno al otro con el fin de energizar al dispositivo; o, puede ser que estos puedan estar más separados y todavía lograr el acoplamiento. El término remoto significa justamente que la potencia o energía se acoplará sobre el aire del excitador al dispositivo. Se cree que, en general, el incremento en la frecuencia de la señal y el incremento en el área de placa de la antena tienden a incrementar la distancia sobre la cual las señales electrostáticas pueden energizar un dispositivo de marbete. La energización del dispositivo 32 de circuito integrado utilizando campos electrostáticos aplicados sobre distancias tales como las alcanzadas en los experimentos descritos con referencia a las tablas más adelante, es un resultado sorprendente. En el pasado, las señales electrostáticas habían sido utilizadas para transmitir datos desde un dispositivo de marbete hacia un dispositivo lector. En las transferencias de datos electrostáticas anteriores, la señal de transferencia de datos operaba P1164/98MX frecuentemente aproximadamente al 80% del nivel de potencia de la señal de energizado utilizada para energizar al dispositivo de marbete anterior. Un típico lector anterior tenía que ser extremadamente sensible, obteniendo una ganancia de aproximadamente 80-110dB, para extraer los datos de una señal portadora. En vista del acoplamiento electrostático relativamente débil de las señales de datos en los dispositivos de marbete anteriores, es sorprendente que se logre el energizado electrostático, de conformidad con la presente invención, sobre las distancias probadas durante los experimentos . Adicionalmente, no hay una trayectoria de corriente eléctrica aparente entre los elementos de antena TI y T2. De este modo, parecería que TI y T2 constituyen lados opuestos de un circuito abierto. Las terminales opuestas del circuito puente 43, parecen por lo tanto estar conectadas a un circuito abierto. De este modo, es sorprendente que se logre el energizado de conformidad con la presente invención, ya que parece que hay un circuito abierto aplicado al circuito puente. Más específicamente, TI y T2 están conectados a nodos opuestos del circuito puente 43. Cada uno alimenta a la misma placa del capacitor 44. De este modo, la placa del capacitor es un nodo dentro del dispositivo 32 que está acoplado tanto con TI como con T2. No hay un circuito P1164/98MX cerrado evidente, que incluya tanto a TI como a T2 y, en el que la corriente pueda fluir para provocar voltaje a través del capacitor 44. No obstante, la suficiente acumulación de carga a través del capacitor 44 resulta de la aplicación de los campos electrostáticos por El y E2 para producir el voltaje de suministro V+ con relación a la tierra del substrato común. Los resultados de las pruebas ejemplificativas ilustradas en las Figuras 3-7, demuestran que el acoplamiento electrostático, de conformidad con la invención, puede generar suficiente energía para energizar un dispositivo de circuito integrado. Se apreciará que la potencia es proporcional a V"2/RL. Las Figura 3A-3B muestran el montaje de prueba utilizado para efectuar mediciones de voltaje (V) a través de TI y T2. Las pruebas se realizaron sobre un dispositivo de membrete en el que la terminal TI fue conectada al potencial de tierra. Los valores de resistencia de la carga (RL) representan diferentes cargas posibles atribuibles a diferentes circuitos integrados posibles conectados entre las terminales TI y T2. La Figura 4A, proporciona una curva que gráfica el voltaje a través de TI y T2 contra la distancia en alejamiento de El y E2 en intervalos de una pulgada desde 1 pulgada hasta 8 pulgadas, en donde TI y T2 son cada una rectangulares y miden 4 pulgadas por 5 P1164/98MX pulgadas. La tabla de la Figura 4B proporciona las mediciones de voltaje reales graficadas en la Figura 4A. Las curvas y las tablas en las Figuras 5A-5B, 6A-6B y 7A-7B, proporcionan mediciones similares para las TI y T2 que miden 3" x 4", 2" x 3" y, 0.5" x 5", respectivamente. Se cree que la potencia real que puede acoplarse electrostáticamente de conformidad con la invención, depende de la distancia entre el dispositivo de marbete y el excitador, del área de la antena del dispositivo de marbete y de la frecuencia de señal. Una aproximación analítica al comportamiento del dispositivo se ha derivado a partir de los resultados empíricos expuestos en las Figuras 3-7 y la especificación de soporte. Los datos en las Figuras 4-7 se importaron a un programa de computadora comercialmente disponible, conocido como "Mathematica" . Se realizó un ajuste de curva de dos dimensiones con el fin de encontrar el ajuste por mínimos cuadrados empezando con una curva que es similar a la expresión para una capacitancia de placas paralelas (C = eA/d) . La curva inicial seleccionada fue (V /Vx)=k + (Ax * Ad) a/DdxtD xt; en donde "k" es una constante; "a" es un exponente de área; y "d" es un exponente de distancia. Una ecuación derivada para el acoplamiento de voltaje entre el excitador con el dispositivo de comunicación es: P1164/98MX Vt/Vx = 0.132586 ( (Ax*At) °-18/Dxt, en donde Ax = área del elemento de antena de excitador. 2\_ = área del elemento de antena del dispositivo de comunicación. vd = voltaje del dispositivo. Vx = voltaje del excitador. Ox _ = distancia entre el dispositivo y el excitador. El uso del acoplamiento electrostático tanto para energizar al dispositivo como para la transmisión del dispositivo, permite la producción de dispositivos de comunicación energizados en forma remota sencillos y relativamente económicos. Refiriéndonos al dibujo ilustrativo de la Figura 8A, se muestra una vista en elevación superior de una modalidad actualmente preferida de un dispositivo de comunicación remota 32 de conformidad con la invención. El dispositivo 32 incluye un substrato 58, una antena de dos elementos 60 que incluye un primer elemento 62 (TI) y un segundo elemento 64 (T2) y un transpondedor de circuito integrado (IC) 66. El elemento de antena 60 y el IC 66 están montados en el substrato 58. Todo el dispositivo 32 puede encapsularse en una estructura protectora (no mostrada) tal como por ejemplo plástico u otro material. El IC contiene la electrónica del dispositivo descrita anteriormente. Los elementos primero P1164 / 98MX y segundo 62 (TI) y 64 (T2) comprenden un patrón o figura conductora formada en el substrato. En una modalidad actual, los elementos 62 y 64 pueden conectarse eléctricamente con terminaciones de atenuadores fijos de alta impedancia, en la parte inferior del IC 66. Ya que el dispositivo 32 opera como un dispositivo de baja corriente, pueden emplearse terminaciones de alta impedancia. La antena de dos elementos 60 y el IC 66 pueden conectarse eléctricamente mediante cualquiera de varios mecanismos diferentes. Por ejemplo, porciones de placas pueden soldarse a atenuadores fijos del IC; o, pueden asegurarse a los atenuadores fijos con un adhesivo conductor o mediante conexiones alámbricas . Refiriéndonos a los dibujos ilustrativos de la Figura 8B, se muestra una modalidad alternativa de un dispositivo remoto 32' con una configuración de antena alterna. Los elementos de antena 62' y 64' están conectados a un circuito integrado 66'. Las placas de antena y el IC están ubicados todos en un substrato 58'. El dispositivo alternativo 32', funciona según se describió con referencia a la Figura 1. Los elementos de antena 62' y 64' están ubicados sin embargo de tal forma que están separados al máximo. Es decir, sus dimensiones alargadas están substancialmente paralelas entre sí y perpendiculares a un eje que se extiende entre ellos e interseca al IC.

PU64/98MX Una ventaja de este incremento en la separación de las placas de antena del dispositivo es una reducción del riesgo de interferencia destructiva entre las señales que emanan desde las placas excitadoras fuera de fase y balanceadas. Según se explica en los párrafos siguientes, el dispositivo 32 (32' ó 32") puede ser producido en forma relativamente económica debido a lo sencillo de su arreglo o distribución y construcción de los elementos de antena 62 y 64. Las Figuras 9A-9C son dibujos en sección transversal lateral de tres construcciones diferentes del dispositivo de la Figura 8A { 8B u 8C) . Refiriéndonos a las tres Figuras 9A-9C, el miembro de substrato 58 puede formarse a partir de cualquier material adecuado que tenga las características deseadas tales como por ejemplo, resistencia o flexibilidad, que incluyen, papel, cinta eléctricamente aislante, poliéster, polietileno, policarbonato, polipropileno, polipropileno con carga de carbonato de calcio (CACO3) , plástico o acetato. Los elementos de antena 62 y 64 se seleccionan de cualquier material conductor adecuado tal como por ejemplo, cobre, aluminio, plata o tinta conductora que contiene cobre, aluminio, plata, grafito u otras cargas conductoras. El material de la antena puede seleccionarse en base a factores tales como por ejemplo el costo y la facilidad de P1164/98MX armado o ensamblado o construcción, así como del uso pretendido. Los elementos pueden ser producidos sobre el substrato mediante cualquier proceso adecuado, tal como por ejemplo, la deposición, la impresión o el ataque químico. Para la deposición, puede utilizarse cualquier proceso, tal como puede ser, la impresión offset o la impresión por rodillos, con lo que sobre el substrato se deposita una capa de material (quasi) conductor. Por ejemplo, es posible el fotocopiado de los patrones o figuras de la placa de antena sobre papel o acetato utilizando tinta cargada con carbón. También, es posible la deposición con vapor de patrones de antena sobre un substrato. Adicionalmente, por ejemplo, pueden producirse ios elementos de antena de cobre utilizando técnicas de manufactura de tarjetas de circuito impreso (PCB) . Existen numerosos procesos de ataque químico tal como por ejemplo cobre atacado, por ejemplo, que puede ser utilizado para producir patrones de antena en los substratos. Adicionalmente, los patrones de antena pueden cortarse, por ejemplo, a partir de hojas o láminas más grandes de material conductor o troqueladas en caliente y adheridas a los substratos. El método de producción puede seleccionarse en base a factores tales como por ejemplo el costo, la durabilidad y el desempeño del dispositivo remoto.

P1164/98MX Como otra alternativa, por ejemplo, un dispositivo de comunicación de conformidad con la invención, puede comprender un circuito integrado más elementos de antena electrostática que no están ubicados en un substrato. Refiriéndonos al dibujo ilustrativo de las Figuras 8D y 8E, se muestran dispositivos de comunicación de conformidad con la invención, cada uno de los cuales incluye un circuito integrado y elementos de antena electrostática. Ni el dispositivo de la Figura 8D ni el dispositivo de la Figura 8E está montado, sin embargo, en un substrato. El circuito integrado de la Figura 8D es del tipo general descrito anteriormente en conexión con la Figura 1 y está acoplado con dos elementos de antena electrostática. El circuito integrado de la Figura 8E es del tipo general descrito anteriormente en conexión con la Figura 2 y está acoplado a tres elementos de antena electrostática. Se apreciará que un dispositivo, como el de las Figuras 8D u 8E, en las que el IC y los elementos de antena no están ubicados en un substrato en el momento de la manufactura pueden, no obstante, unirse a subsecuentemente a un substrato tal como por ejemplo papel o plástico con el fin de asegurar la estabilidad mecánica. Una particularidad del acoplamiento electrostático es el uso de corrientes relativamente bajas y de voltajes relativamente elevados cuando se compara con P1164/98MX el acoplamiento electromagnético. Una ventaja de las corrientes menores es que pueden utilizarse materiales de menor conductividad para las placas de antena del dispositivo. Esto significa que materiales que son menos costosos y/o más fácil de ser fabricados en placas de antena pueden emplearse frecuentemente. Esto puede reducir el costo de los dispositivos de comunicación energizados en forma remota de conformidad con la invención. El IC 66 puede tener múltiples terminales o atenuadores fijos 68 de alta impedancia que están conectados eléctricamente con la antena 60. Cada uno de los elementos de antena 62 y 64 de la antena hacen contacto eléctricamente con una lengüeta diferente. Las dos placas se mantienen aisladas eléctricamente entre sí. En la Figura 9, un adhesivo conductor anisotrópico 70 tal como por ejemplo aproximadamente 40°o de carga conductora (esferas de oro, placa o cobre o quizás, grafito, por ejemplo) se utiliza para el doble propósito de asegurar el IC al substrato 58 y proporcionar una conexión eléctrica entre los elementos de antena 62 y 64 y los atenuadores fijos del IC. El adhesivo conductor anisotrópico 70 es conductor en una dirección y no conductor en una dirección aproximadamente perpendicular a la trayectoria de conducción. En una modalidad preferida, conduce mejor a lo largo de trayectorias en las que el adhesivo está sometido P1164/98 X a una mayor presión. En la Figura 9A, el adhesivo conductor anisotrópico se cura bajo una presión mayor en las dos regiones estrechas 72, en donde es comprimido entre los elementos de antena 62 y 64 y los atenuadores fijos del IC que en la región rebajada más amplia 74 que separa las dos placas entre el resto del IC y el substrato. De aquí que, existe la conducción entre cada lengüeta y el respectivo elemento adherido a la misma pero, hay poca o ninguna conducción a través de la región rebajada 74. Los elementos 62 y 64 están por lo tanto aislados eléctricamente uno del otro. Una ventaja del uso del adhesivo conductor anisotrópico 70 es que no es necesario aplicarlo a los atenuadores fijos IC o a las placas de antena con precisión, ya que su conductividad depende de la presión aplicada. Por lo tanto, puede ser más fácil manufacturar dispositivos utilizando al material conductor anisotrópico debido a que el adhesivo puede aplicarse al lado activo de un IC o sobre el substrato sin importar el traslapado sobre otras áreas. En tanto que las regiones del adhesivo que no serán conductoras se curan bajo una presión inferior que las de las regiones conductoras, permanecerán no conductoras y no interferirán con el aislamiento de los dos elementos de antena. En la Figura IB, el adhesivo conductor anisotrópico 76 tal como el utilizado para asegurar el IC P1164/98MX al substrato 58 y para crear una conexión eléctrica entre los elementos de antena 62 y 64 y los atenuadores fijos IC 68. Un material de aislamiento 78 tal como una mascarilla de soldadura o una tinta no conductora o un epoxi, se utilizan para aislar eléctricamente diferentes gotitas del adhesivo conductor isotrópico 76 utilizado para adherir los diferentes elementos 62 y 64 a diferentes atenuadores fijos 68. El adhesivo conductor isotrópico conduce igualmente bien en todas direcciones. Debe aplicarse con tal cuidado de modo que no se forme una trayectoria conductora entre las dos placas de antena eléctricamente aisladas. La Figura 9C es similar a la Figura 9A con la excepción de que una capa intermedia de papel o de otro material 80 está adherida sobre la estructura de placa de antena; Se aplica una capa de adhesivo 82 a la capa intermedia 80; y se aplica una capa de desprender y pegar 84 sobre la capa de adhesivo 82. El dispositivo 32 puede adherirse o pegarse a un objeto desprendiendo o retirando la capa de desprender y pegar 84 y presionando la capa de adhesivo 82 contra un objeto que será identificado. De este modo, un objeto puede ser fácilmente "marbeteado" con un dispositivo económico que puede almacenar información electrónica acerca del objeto. El objeto puede ser, por ejemplo, equipaje en líneas aéreas. El dispositivo de marbete puede tener P1164/9T X información de identificación del pasajero escrita en su memoria electrónica durante el registro del pasajero. El dispositivo se pegará al lado del equipaje para identificar a su propietario. Cuando el propietario recupera el equipaje, desprende la etiqueta o marbete y lo desecha. Según se explicó anteriormente, durante la operación o funcionamiento, los dos elementos de antena 62 (TI) y 64 (T2) deben estar a diferentes voltajes con el fin de energizar al dispositivo 32. Específicamente, el acoplamiento electrostático para el energizado, requiere que dentro del dispositivo se establezca un diferencial de voltaje (entre el suministro V+ y el "común") . En una modalidad presente, el diferencial de voltaje se establece a través de los dos elementos 62 y 64 mediante las señales de energizado fuera de fase y balanceadas producidas por el excitador. Los dos elementos de antena están conectados a un circuito rectificador, un puente rectificador completo en la modalidad actualmente preferida. Se produce un voltaje DC entre la V+ y el común. En esencia, V+ sirve como un suministro de voltaje VDD y el común sirve como una tierra de substrato para el circuito integrado de la modalidad presente. Refiriéndonos a los dibujos ilustrativos de la Figura 10, se muestra una modalidad alternativa de un dispositivo de comunicación remota 190 de conformidad con P1164/98MX la invención. El dispositivo incluye dos pares de elementos de antena 192 y 194 ubicados en un substrato 196 y conectados con un IC 198 según se muestra. Refiriéndonos a la Figura 11, se muestra una segunda modalidad alternativa de un dispositivo de comunicación remota 200. El dispositivo incluye cuatro pares de elementos de antena 202-208 ubicados en un substrato 210 y conectados con un IC 212, según se muestra. La manufactura de los dispositivos 190 y 200 puede ser similar a la de los dispositivos de las Figuras 9A-C. Sin embargo, la presencia de antenas adicionales proporciona mayores oportunidades para que el dispositivo remoto se alinee con las placas excitadoras según se apreciará a partir de la siguiente discusión. Como una alternativa a las antenas adicionales del dispositivo, según se explicará a continuación, el patrón de excitación de un arreglo de placas excitadoras puede variarse sistemáticamente con el fin de producir la probabilidad más grande de energizado de un dispositivo remoto sin considerar la orientación de la antena del dispositivo. Refiriéndonos a los dibujos ilustrativos de las Figuras 12A y 12B, se muestra al dispositivo 32 de la Figura 3A en dos orientaciones diferentes con respecto a una porción de un arreglo de antena 86 que puede ser empleado por el aparato excitador/lector 30. En cada una P1164/98MX de las Figuras 7A y 7B, la porción de arreglo de antena incluye un primer elemento excitador 88 (El) y un segundo elemento excitador 90 (E2) . Los elementos excitadores 88 (El) y 90 (E2) tienen señales de energizado fuera de fase y balanceadas aplicadas a los mismos según se describió anteriormente. Debe apreciarse que la siguiente discusión se aplica también a la modalidad de las Figuras 8B y 8C. En la Figura 12A, el dispositivo 32 tiene sus dos elementos de antena 62 (TI) y 64 (T2) orientados de modo que uno de los dos elementos, el elemento 62 (TI), está acoplado electrostáticamente con el elemento excitador 88 (El) y el otro elemento de antena 64 (T2) está acoplado electrostáticamente al segundo elemento excitador 90 (E2) . Ya que el acoplamiento electrostático remoto es, en esencia, un acoplamiento capacitivo, el elemento de antena 62 (TI) debe ubicarse opuesto (por encima) del primer elemento excitador 88 (El) con el fin de que el primer elemento excitador 88 acople electrostáticamente su voltaje al elemento 62 (TI). Este posicionamiento o ubicación está representado en la Figura 7A por las flechas curvadas. Similarmente, el elemento de antena 64 (T2) del dispositivo debe ubicarse en forma opuesta (sobre) el segundo elemento excitador 90 (E2) para acoplar electrostáticamente su voltaje al elemento 64 (T2) . Se apreciará, por supuesto que, es importante el voltaje diferencial entre los dos P1164/08 X elementos 62 (TI) y 64 (T2) . Los voltajes en los elementos 62 y 64 del dispositivo son dinámicos. Cuando el voltaje en el elemento 62 del dispositivo es elevado, el voltaje en el elemento 64 del dispositivo es bajo. De este modo, no es esencial que, por ejemplo, uno de los dos elementos 62 ó 64 del dispositivo estén en algún voltaje particular, tal como puede ser un potencial a tierra, para el energizado de funcionamiento. Además, mientras que la explicación anterior habla en términos del elemento excitador 88 (El) que se acoplará al elemento 62 (TI) del dispositivo y al elemento excitador 90 (E2) que se acoplará al elemento 64 (T2) del dispositivo, la invención también trabaja o funciona con el elemento excitador 88 (El) acopiado al elemento 64 (T2) del dispositivo y con el elemento excitador 90 (E2) acoplado con el elemento 62 (TI) del dispositivo . En la Figura 12B, el dispositivo 32 se muestra orientado con relación a la porción del arreglo de antena 86, de tal forma que el energizado no será exitoso. Ambos elementos 62 (TI) y 64 (T2) del dispositivo están opuestos (por encima de) el mismo elemento excitador 90 (E2) . Como consecuencia, no es probable que se establezca un diferencial de voltaje entre los dos elementos 62 (TI) y 64 (T2) y el energizado es poco probable. Similarmente, el energizado sería imposible si ambos elementos 62 y 64 del P1164/98MX dispositivo estuvieran ubicados en forma opuesta (por encima de) el otro elemento excitador 88 (El) o si ambos elementos del dispositivo estuvieran ubicados igualmente opuestos (por encima de) cada uno de los elementos excitadores 88 (El) y el 90 (E2) . De este modo, el reto de lograr el acoplamiento electrostático suficiente entre el dispositivo 32 y el aparato excitador/receptor 30 es lograr la apropiada orientación y posicionamiento o ubicación de los elementos 62 (TI) y 64. (T2) del dispositivo y los elementos 88 (El) y 90 (E2) del arreglo excitador. Por lo tanto, es importante que la forma, dimensiones y separación entre los elementos de antena del dispositivo coincidan en forma apropiada con la forma, dimensiones y separación de los elementos excitadores compensados. Sin embargo, no es necesario que las dimensiones del elemento de antena del dispositivo sean las mismas que las dimensiones del elemento excitador. Por ejemplo, una modalidad alternativa (no mostrada) puede emplear elementos de antena delgados y alargados del dispositivo excitados por elementos excitadores más anchos. Se ha encontrado que los tamaños y formas del elemente excitador pueden depender, no solo dei tamaño y forma de ios elementos de antena del dispositivo remoto sino también de la probable trayectoria de un dispositivo conforme pasa sobre un arreglo de elementos excitadores. Según se explica más adelante, la orientación P1164/98MX de la antena del dispositivo requerida con respecto a un arreglo de elementos excitadores puede lograrse dinámicamente, por ejemplo, cambiando electrónicamente el posicionamiento relativo de los elementos excitadores compensados y desfasados 88 y 90 dentro del arreglo de antena 86. Con el fin de lograr la requerida orientación de los elementos del dispositivo y de los elementos excitadores, un arreglo de antena de excitador de conformidad con la invención, puede comprender ya sea un arreglo fijo o un arreglo de conmutación de elementos excitadores. En un arreglo fijo, la relativa sincronización de fase de las señales de voltaje aplicadas a diferentes elementos excitadores está fija. Es decir, si dos elementos excitadores tienen entre sí una relación fuera de fase y balanceada, entonces la relación está fija. ?n un arreglo de conmutación, las relaciones de fase de las señales de voltaje aplicadas a diferentes elementos excitadores pueden cambiar. En un arreglo de conmutación, por ejemplo, un controlador (no mostrado) determina la relación de fase de la excitación de diferentes elementos ?e antena. Por ejemplo, según se explica más adelante, en una configuración, dos elementos adyacentes pueden estar en una relación fuera de fase y balanceada. Sin embargo, en un tiempo posterior, esos dos elementos pueden operar entre P1164/98MX sí en fase. Sin embargo, en cualquier caso, ya sea el fijo o el de conmutación, la separación entre elementos excitadores se iguala o se hace coincidir con la separación entre los elementos de antena del dispositivo de un dispositivo de comunicación remota. Esta separación asegura el máximo acoplamiento electrostático de potencia del excitador al dispositivo remoto. Los dibujos ilustrativos de la Figura 13, muestran un arreglo 100 de antena de excitador fija, de conformidad con la invención. El arreglo 100 incluye un grupo de elementos de antena de excitador, horizontales y alargados 102 y un grupo de elementos excitadores verticales alargados 104. Cada uno de los elementos excitadores horizontales está conectado ya sea con ia terminal superior o con la terminal inferior de la bobina secundaria 38. Similarmente, cada uno de los elementes excitadores verticales está conectado ya sea con ia terminal superior o con la inferior de la bobina secundaria 38. Los elementos excitadores horizontales en cualquier lado de algún elemento excitador horizontal dado tienen una relación de voltaje compensada y desfasada del elemento excitador horizontal dado. Del mismo modo, los elementos excitadores verticales en cualquier lado de algún elemento excitador vertical dado tienen una relación de voltaje compensada y desfasada con el elemento excitador vertical PU64/9TMX dado. Por ejemplo, si los elementos excitadores horizontales 106 y 108 están conectados con la parte superior de la bobina secundaria, entonces los elementos excitadores 110 y 112 están conectados con la parte inferior de la bobina secundaria. Además, por ejemplo, si los elementos excitadores verticales 114 y 116 están conectados a la parte superior de la bobina secundaria, entonces los elementos excitadores verticales 118 y 120 están conectados con la parte inferior de la bobina secundaria. En una modalidad actualmente preferida, la separación entre elementos excitadores horizontales adyacentes y entre elementos excitadores verticales adyacentes es aproximadamente la misma que la separación entre los elementos del dispositivo de comunicación energizado en forma remota. Durante la operación, un primer dispositivo de comunicación 32-1 está orientado de modo que, sus elementos de antena estarán opuestos a los elementos excitadores horizontales adyacentes conforme se mueven a través de la cara del arreglo de antena 100 en dirección de la flecha horizontal. De aquí que, el primer dispositivo se orientará para el máximo acoplamiento de potencia con los elementos excitadores horizontales conforme cruzan horizontalmente al grupo de elementos horizontales 102. Un segundo dispositivo 32-2 está orientado de modo que sus P1164/98MX elementos de antena del dispositivo estarán opuestos a los elementos excitadores verticales adyacentes conforme se mueven a través de la cara del arreglo de antena 100 en dirección de la flecha vertical. De este modo, el segundo dispositivo estará orientado para el máximo acoplamiento de potencia con los elementos excitadores verticales conforme cruza verticalmente al grupo de elementos verticales 104. Los dibujos de la Figura 13 representan solamente una porción de un arreglo más grande en el que existen numerosos grupos, 102 y 104, de elementos excitadores horizontales y verticales orientados según se muestra. Durante los intervalos, cuando un dispositivo 32-1 ó 32-2 está dispuesto o ubicado para el máximo acoplamiento de potencia, el dispositivo se energizará y transmitirá información. El agrupamiento ilustrado de elementos excitadores busca asegurar que en algún punto, conforme el dispositivo se mueve a través del arreglo de antena de excitador, el dispositivo tendrá suficiente potencia acoplada al mismo para energizarse y volverse operativo o funcional. Refiriéndonos a los dibujos ilustrativos de las Figuras 14A-14C, se muestran tres configuraciones diferentes de una sola porción de un arreglo de antena conmutada 124 de conformidad con una modalidad actual de la invención. En el transcurso de tres intervalos de tiempo, P1164/98MX el arreglo 124 es conmutado de la configuración horizontal en la Figura 14A, a la configuración diagonal en la Figura 14B y, finalmente, hacia la configuración vertical en la Figura 14C. El arreglo consiste de una pluralidad de placas excitadoras de forma idéntica (cuadrada en la modalidad actual) que están arregladas en filas y columnas simétricas según se muestra. En la configuración horizontal mostrada en la Figura 14A, todos los elementos excitadores en una fila horizontal dada comparten la misma fase de voltaje y, los elementos excitadores en filas adyacentes a la fila dada comparten todos una relación de voltaje fuera de fase y balanceada con la fila dada. Es decir, los elementos excitadores en las filas 126 y 128 están en una relación fuera de fase y balanceada con el voltaje de los elementos excitadores en las filas 130 y 132. En la configuración horizontal, el arreglo está configurado en forma óptima para acoplar potencia a un dispositivo de comunicación 32 que se mueve a través del arreglo en dirección de la flecha horizontal. En la configuración diagonal mostrada en la Figura 14B, cada elemento excitador en una fila dada está en una relación de voltaje fuera de fase y balanceada con los elementos excitadores adyacentes en cualquier lado del mismo en la misma fila y con elementos excitadores P1164/98MX adyacentes por encima y por debajo del mismo en la misma columna. Inversamente, cada elemento excitador en una columna dada está en una relación fuera de fase y balanceada con los elementos excitadores por encima y por debajo del mismo en la misma columna y con elementos excitadores adyacentes a cualquier lado de la misma en la misma fila. Es decir, por ejemplo, el elemento excitador 134 está en una relación de voltaje fuera de fase y balanceada con los elementos excitadores 136 y 138 a cada lado del mismo en la misma fila y con elementos excitadores 140 y 142 por encima y por debajo del mismo en la misma columna. En la configuración diagonal, el arreglo está configurado en forma óptima para acoplar potencia a un dispositivo de comunicación 32 que se mueve diagonalmente a través del arreglo, como en dirección de la flecha diagonal . En la configuración vertical mostrada en la Figura 14C, todos los elementos excitadores en una columna vertical dada comparten la misma fase de voltaje y los elementos excitadores en columnas adyacentes a la columna dada comparten todas una relación fuera de fase y balanceada con respecto al voltaje de la columna dada. Es decir, los elementos excitadores en las columnas 144 y 146 están en una relación fuera de fase y balanceada con las placas excitadoras de las columnas 148 y 150. En la P1164/98MX configuración vertical, el arreglo está configurado en forma óptima para acoplar potencia a un dispositivo de comunicación 32 que se mueve a través del arreglo en dirección de la flecha vertical. La Figura 15 ilustra todavía otra técnica alternativa para energizar un arreglo de elementos excitadores. En vez del paso a través de una secuencia de bandas horizontal, diagonal y verticales de placas según se muestra en las Figuras 14A-14C, un par de bandas 202 y 204 fuera de fase, balanceadas y separadas en forma apropiada (de elementos individuales) es barrido en un patrón circular a través del arreglo de elementos excitadores según se indica mediante las flechas. En algún punto durante el barrido, los elementos de antena de un dispositivo remoto (no mostrados) ubicados suficientemente cerca del excitador es probable que estén alineados en forma adecuada para el energizado. Más específicamente, en la Figura 15, se muestra una porción de un arregle 200 de elementos excitadores. Los elementos excitadores individuales del arreglo 200 se energizan de tal forma que una pluralidad de elementos excitadores individuales que comprenden las dos bandas (sombreadas) 202 y 204 están en fase entre sí pero fuera de fase con otros elementos excitadores individuales (no sombreados) . La orientación de las dos bandas cambia con el tiempo pero, permanecerán P1164/98 X paralelas entre sí. De este modo, por ejemplo en la Figura 15, las bandas 202 y 204 se muestran verticalmente orientadas. En otros momentos, estarán orientadas en forma horizontal y, en otros momentos aún se encontrarán orientadas en forma diagonal. En tanto que se muestra un par de bandas fuera de fase y balanceadas que giran en un movimiento circular, se apreciará que pueden practicarse otros patrones y movimientos del elemento excitador que cambian dinámicamente consistentes con la invención. El dibujo ilustrativo de la Figura 16 representa aún otro enfoque para energizar un arreglo de elementos excitadores de conformidad con la invención. En la modalidad de la Figura 16, los elementos de antena de excitador están arreglados en un arreglo de filas y columnas. Un arreglo de detectores, tal como por ejemplo detectores ópticos, está ubicado alrededor de la periferia del arreglo de los elementos de antena de excitador. Los detectores detectan la presencia y dirección de movimiento de un dispositivo de comunicación, tal como por ejemplo el dispositivo "A" (horizontal), "B" (diagonal) ó "C" (vertical) . En respuesta a la detección del movimiento por parte del detector, un arreglo controlador (no mostrado) selecciona una configuración de excitación para el arreglo que probablemente acoplará energía más eficientemente al dispositivo conforme el dispositivo pasa a través de la P1164/98MX cara del arreglo. Por ejemplo, dependiendo del movimiento detectado del dispositivo, la óptima configuración de arreglo puede ser una configuración horizontal, según se ilustra en la Figura 14A, una configuración diagonal según se ilustra en la Figura 14B, o, una configuración vertical según se ilustra en la Figura 14C. En tanto que en la presente se han descrito con detalle modalidades particulares de la invención, se apreciará que pueden efectuarse diversas modificaciones a la modalidad preferida sin desviarse del alcance de la invención. De este modo, no se pretende que la anterior descripción limite a la invención que se define en las reivindicaciones anexas.

P1164/98MX

Claims (10)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES : 1. Un dispositivo de comunicación portátil que comprende : un primer elemento de antena electrostática; un segundo elemento de antena electrostática; y circuitería que está acoplada con el primer elemento de antena y con el segundo elemento de antena y que deriva la potencia operativa a través de los elementos de antena primero y segundo a partir de un campo electrostático en la vecindad de los elementos de antena primero y segundo.
2. 2. El dispositivo según la reivindicación 1, que comprende además un miembro de substrato y, en donde la circuitería es un circuito integrado que está asegurado al substrato y, los elementos de antena están formados en el substrato de tal forma que están aislados eléctricamente uno del otro.
3. 3. Un dispositivo de comunicación portátil que comprende : un primer elemento de antena electrostática y un segundo elemento de antena electrostática; P1164/98 X un circuito integrado interconectado eléctricamente con el primer elemento de antena y con el segundo elemento de antena; en donde el circuito integrado incluye un circuito de energización que está eléctricamente acoplado a los elementos de antena primero y segundo y el cual deriva potencia operativa por medio de los elementos de antena primero y segundo a partir de la energía electrostática recibida por los elementos de antena primero y segundo; una memoria en la que se almacena información; y un circuito de generación de señal que es energizado por el circuito de energización y que genera una señal portadora modulada con la información almacenada en la memoria.
4. 4. El dispositivo según la reivindicación 3, en donde el circuito de generación de señal está eléctricamente acoplado a uno de los elementos de antena primero y segundo .
5. 5. El dispositivo según la reivindicación 3, que comprende además un tercer elemento de antena acoplado eléctricamente al circuito de generación de señal para transmitir señales producidas por el circuito de generación.
6. 6. Un método para producir un dispositivo de identificación portátil que comprende los pasos de: P1164/98MX proporcionar un miembro de substrato eléctricamente aislante; colocar en el miembro de substrato a los elementos de antena electrostática primero y segundo que están eléctricamente aislados uno del otro; asegurar un circuito integrado al miembro de substrato el cual incluye terminales primera y segunda; y acoplar eléctricamente las terminales primera y segunda a los elementos primero y segundo.
7. 7. Un método para impartir potencia a un dispositivo de comunicación portátil que tiene un primer y un segundo elemento de antena electrostática acopladas a la circuitería que deriva la potencia operativa por medio de los elementos de antena primero y segundo a partir de un campo electrostático en la vecindad de los elementos de antena primero y segundo, que comprende los pasos de: proporcionar elementos excitadores electrostáticos primero y segundo; generar una señal electrostática fuera de fase y balanceada en los elementos excitadores primero y segundo; alinear y colocar los elementos de antena del dispositivo de comunicación suficientemente cerca de los elementos excitadores de tal forma que se transmita suficiente energía electrostática de los elementos excitadores a los elementos de antena a la circuitería para P1164/9TMX energizar la circuitería.
8. 8. Un sistema para comunicarse con un dispositivo de comunicación portátil energizado en forma remota que tiene un primer y un segundo elemento de antena electrostática, un circuito integrado interconectado eléctricamente con los elementos de antena y que incluye un circuito de energizado acoplado eléctricamente a los elementos de antena y que deriva potencia operativa por medio de la energía electrostática recibida por los elementos de antena, una memoria en la que se almacena información y un circuito de generación de señal energizado por el circuito de energización y que genera una señal portadora modulada con la información almacenada en la memoria, que comprende: un circuito excitador que produce las respectivas señales de excitación fuera de fase primera y segunda para el energizado del dispositivo; elementos excitadores electrostáticos primero y segundo que están acoplados respectivamente a las señales de excitación primera y segunda para transmitir señales al dispositivo; un elemento de antena receptora electrostática que recibe la señal portadora modulada transmitida por el dispositivo; y un circuito receptor acoplado para recibir la P1164/98MX señal del elemento de antena receptora.
9. 9. Un sistema para comunicarse con un dispositivo de comunicación portátil energizado en forma remota que tiene elementos de antena electrostática primero y segundo, un circuito integrado interconectado eléctricamente con los elementos de antena e incluye un circuito de energizado acoplado eléctricamente a los elementos de antena y que deriva potencia operativa por medio de la energía electrostática recibida por los elementos de antena, una memoria en la que se almacena información y un circuito de generación de señal energizado por el circuito de energización y que genera una señal portadora modulada con la información almacenada en la memoria, que comprende: un circuito excitador que produce las respectivas señales de excitación fuera de fase primera y segunda para energizar al dispositivo; un arreglo de antena que incluye múltiples pares respectivos de elementos electrostáticos de antena de excitador en el que, para un par respectivo, un primer elemento de antena de excitador respectivo está acoplado para recibir la primer señal de excitación producida por el circuito excitador y para transmitir la primer señal de excitación al dispositivo y un segundo elemento de antena de excitador respectivo de este par respectivo está P1164/9TMX acoplado para recibir la segunda señal de excitación producida por el circuito excitador y para transmitir la segunda señal de excitación al dispositivo; un elemento de antena receptora electrostática que recibe la señal portadora modulada transmitida por el dispositivo; y un circuito receptor acoplado para recibir la señal del elemento de antena receptora.
10. 10. Un sistema para comunicarse con un dispositivo de comunicación portátil que tiene elementos de antena electrostática primero y segundo, un circuito integrado interconectado eléctricamente con los elementos de antena y que incluye un circuito de energizado acoplado eléctricamente a los elementos de antena y que deriva la potencia operativa por medio de la energía electrostática recibida por los elementos de antena, que comprende: un circuito excitador que produce las respectivas señales de excitación fuera de fase primera y segunda para energizar al dispositivo de comunicación; un arreglo de antena que incluye múltiples elementos electrostáticos respectivos de antena de excitador arreglados en filas y columnas; y un circuito de control que en forma alternativa, (A) conecta los elementos de antena de excitador en una columna dada para recibir una de las señales de P1164/98MX excitación primera y segunda y conecta los elementos de antena de excitador en columnas adyacentes a esta columna dada para recibir la otra de las señales de excitación primera y segunda; o (B) conecta los elementos de antena de excitador en una fila dada para recibir una de las señales de excitación primera y segunda y conecta los elementos de antena de excitador en filas adyacentes a esta fila dada para recibir la otra de las señales de excitación primera y segunda. P1164/98MX