TW201711268A - 物件辨識系統及方法（五） - Google Patents

Abstract

一種追蹤物件(404)之方法，其包括：利用導引面波導探針(P)產生導引面波，該導引面波具有足夠能量密度以跨於所關注區對物件辨識標記(402)供電；在複數個接收器(408)處接收來自所關注標記之返回信號，該所關注標記與物件相關聯，且在該標記在該所關注區中隨該相關聯物件移動時，該等接收器接收隨時間推移而改變的該等返回信號；以及根據來自該標記的該等所接收應答信號辨識隨時間變化的存在該物件之一系列地理位置。

Description

物件辨識系統及方法（五）

本揭示內容係關於電性能量經由導引面波之傳輸，且更特地而言，係關於使用導引面波辨識及/或追蹤物件之系統及方法。

一個世紀以來，無線電波信號已使用習知天線結構來傳輸。與無線電科學相對比，電性配電系統已依賴於沿電導體(諸如導線)導引電性能量。對射頻(radio frequency；RF)與功率傳輸之間區別的此種理解自20世紀初就已存在。

然而，射頻辨識(radio frequency identification；RFID)系統已使用自閱讀器裝置發射至功率標記之RF能量。標記可影響所發射信號以引動所發射信號的可藉由閱讀器裝置偵測之改變，或標記可傳輸可藉由閱讀器裝置偵測的RF信號。在前一狀況下，閱讀器可能能夠判定標記處於閱讀器裝置之可操作範圍內。在後一狀況下，閱讀器可能能夠自藉由標記輸出的信號提取唯一地辨識該標記的代碼。RFID系統之範圍受嚴重限制。此外，標記之能力由於小量之可用能量而受限，該可用能量可來源於藉由閱讀器裝置發射的RF信號。

一種追蹤物件之方法，其包含： 利用導引面波導探針產生導引面波，該導引面波具有足夠能量密度以跨於所關注區對物件辨識標記供電； 在複數個接收器處接收來自所關注標記之返回信號，該所關注標記與物件相關聯，且在該標記在該所關注區中隨該相關聯物件移動時，該等接收器接收隨時間推移而改變的該等返回信號；以及 根據來自該標記的該等所接收應答信號辨識隨時間變化的存在該物件之一系列地理位置。

一種用於追蹤物件之系統，其包含： 導引面波導探針，該導引面波導探針產生導引面波，物件辨識標記自該導引面波獲得電性功率以跨於所關注區操作，每一標記與物件相關聯； 佈署在策略位置處之複數個接收器，該等接收器在該等標記在該等物件之生命週期期間隨該等相關聯物件移動時接收來自該等標記中之一或多者的返回信號；以及 與該接收器可操作地耦合的電腦系統，該電腦系統經配置以根據來自該標記的該等所接收應答信號辨識隨時間變化的存在該物件之一系列地理位置。

1. 導引面傳輸線裝置及信號產生

為開始論述，應確立一些術語以在隨後對概念之論述中提供清楚性。首先，如本文所涵蓋的，在 輻射電磁場 與 導引電磁場 之間劃出形式區別。

如本文所涵蓋的，輻射電磁場包含電磁能，該電磁能自源結構以未結合至波導的波形式發出。例如，輻射電磁場通常為離開諸如天線之電結構且經由大氣或其他媒質傳播並未結合至任何波導結構的場。一旦輻射電磁波離開諸如天線之電結構，該等輻射電磁波即在獨立於其源之傳播媒質(諸如空氣)中持續傳播，直至該等輻射電磁波消散而不管該源是否持續操作。一旦電磁波得以輻射，除非遭截取，否則該等電磁波不可回收，且若未遭截取，則輻射電磁波中固有的能量永不會損耗。諸如天線之電性結構係設計來藉由最大化輻射電阻與結構損耗電阻之比率而輻射電磁場。輻射能在空間中散佈且不管接收器是否存在皆會損耗。輻射場之能量密度歸因於幾何散佈而隨距離變化。因此，如本文所使用的術語「輻射」的所有形式係指此種形式的電磁傳播。

導引電磁場為能量集中在具有不同電磁性質之媒質之間的邊界內或附近的傳播電磁波。在此意義上，導引電磁場為結合至波導且可特性化為由在波導中流動的電流運送的場。若不存在負載來接收及/或消散在導引電磁波中運送的能量，則除了在導引媒質之導電率方面有所消散之外無能量損耗。換言之，若不存在用於導引電磁波之負載，則無能量消耗。因此，除非存在電阻負載，否則產生導引電磁場之產生器或其他源不遞送實功率。為此，此種產生器或其他源基本上閒置運作直至存在負載。此類似於運作產生器以產生60赫茲電磁波，在不存在電負載的情況下，該60赫茲電磁波經由功率線傳輸。應注意，導引電磁場或波等效於稱為「傳輸線模態」之場或波。此與輻射電磁波形成對比，其中始終供應實功率以便產生輻射波。不同於輻射電磁波，導引電磁能在關閉能源之後不會持續沿有限長度波導傳播。因此，如本文所使用的術語「導引」的所有形式係指此種傳輸方式的電磁傳播。

現在參考第1圖，展示在log-dB曲線圖上的在以伏特/公尺計的任意參考上方以分貝(dB)計的場強隨以公里計的距離變化之圖表100，以便進一步例示輻射電磁場與導引電磁場之間的區別。第1圖之圖表100描繪導引場強曲線103，該導引場強曲線展示導引電磁場之場強隨距離的變化。此導引場強曲線103基本上與傳輸線模態相同。此外，第1圖之圖表100描繪輻射場強曲線106，該輻射場強曲線展示輻射電磁場之場強隨距離的變化。

所關注的是分別針對導引波及輻射傳播的曲線103及106之形狀。輻射場強曲線106在幾何上下降(1/d ，其中d 為距離)，此在log-log尺度上描繪為直線。另一方面，導引場強曲線103具有之特性指數衰減，且在log-log尺度上展現區別性膝部109。導引場強曲線103及輻射場強曲線106在點112處相交，該點出現在交叉距離處。在相交點112處、小於交叉距離之距離處，導引電磁場之場強在大多數位置處顯著地大於輻射電磁場之場強。在大於交叉距離之距離處，實情為相反的。因此，導引場強曲線103及輻射場強曲線106進一步例示導引電磁場與輻射電磁場之間的基本傳播差異。對導引電磁場與輻射電磁場之間的差異之非正式論述，參考Milligan, T.,Modern Antenna Design , McGraw-Hill, 第一版, 1985, 第8-9頁，其以全文引用方式併入本文中。

上述輻射電磁波與導引電磁波之間的區別容易在形式上表示且置於嚴格基礎上。彼兩個此類完全不同的解可來自於同一個線性偏微分方程，波動方程在分析學上由施加於問題的邊界條件得出。用於波動方程之格林函數本身含有輻射波與導引波本質之間的區別。

在空白空間中，波動方程為微分算子，該微分算子之特徵函數在複合波數平面上擁有特徵值之連續譜。此橫向電磁(transverse electro-magnetic；TEM)場係稱為輻射場，且彼等傳播場係稱為「赫茲波」。然而，在導電邊界存在下，波動方程加邊界條件在數學上產生波數之譜表示，其由連續譜加離散譜之總和而構成。為此，參考Sommerfeld, A., 「Uber die Ausbreitung der Wellen in der Drahtlosen Telegraphie,」 Annalen der Physik, 第28卷, 1909, 第665-736頁。亦參見Sommerfeld, A., 「Problems of Radio」, 公開為Physics-Lectures on Theoretical Physics ：第 VI 卷 中偏微分方程中之第6章, Academic Press, 1949, 第236-289頁, 第295-296頁；Collin, R. E., 「Hertzian Dipole Radiating Over a Lossy Earth or Sea: Some Early and Late 20^th Century Controversies」,IEEE Antennas and Propagation Magazine , 第46卷, 第2期, 2004年4月，第64-79頁；以及Reich, H. J., Ordnung, P.F, Krauss, H.L.及Skalnik, J.G.,Microwave Theory and Techniques , Van Nostrand, 1953, 第291­293頁，此等參考文獻中之每一者以全文引用方式併入本文中。

術語「地波」及「面波」辨識兩種明顯不同的物理傳播現象。面波在分析學上產生自相異極點，該相異極點在平面波譜中產生離散分量。參見，例如，「The Excitation of Plane Surface Waves」, Cullen, A.L., (Proceedings of the IEE (British), 第101卷, 第IV部分, 1954年8月，第225-235頁)。在此情形中，面波係視為導引面波。面波(在惹奈克-索末菲導引波意義上而言)在物理上及在數學上非與現在自無線電廣播十分熟悉的地波(在外勒-諾頓-FCC意義上而言)相同。此兩個傳播機制產生自在複數平面上對不同類型的特徵值譜(連續體或離散)之激發。導引面波之場強隨距離指數地衰減，如由第1圖之曲線103所例示(更像是在損耗波導中傳播)且類似於在徑向傳輸線中傳播，此與地波之經典赫茲輻射相反，該地波在球面上傳播，擁有特徵值之連續體，在幾何上下降，如第1圖之曲線106所例示，且該地波係由支切積分產生。如由C.R. Burrows在「The Surface Wave in Radio Propagation over Plane Earth」 (Proceedings of the IRE , 第25卷, 第2期, 1937年2月，第219-229頁)及「The Surface Wave in Radio Transmission」 (Bell Laboratories Record , 第15卷，1937年6月，第321-324頁)中的實驗證明，垂直天線輻射地波但不發射導引面波。

為概述上文內容，首先，波數特徵值譜中相應於支切積分之連續部分產生輻射場，且其次，離散譜及產生自藉由積分輪廓包封的極點的相應殘餘值總和產生非TEM行進面波，該等面波在橫向於傳播之方向上受指數阻尼。此等面波為導引傳輸線模態。為進一步說明，參考Friedman, B.,Principles and Techniques of Applied Mathematics , Wiley, 1956, 第214頁, 第283-286頁, 第290頁, 第298-300頁。

在自由空間中，天線激發波動方程之連續體特徵值，其為輻射場，其中具有同相E_Z 及H_Φ 之向外傳播的RF能量永不損耗。另一方面，波導探針激發離散特徵值，從而產生傳輸線傳播。參見Collin, R. E.,Field Theory of Guided Waves , McGraw-Hill, 1960, 第453頁, 第474-477頁。儘管此等理論分析已堅持對在損耗均質媒質之平面表面或球形表面上發射開放導引面波之假想可能性，但超過一個世紀，工程技藝中尚不存在已知結構來以任何實際效率實現此假想可能性。遺憾地，因為在20世紀初出現了上文闡述的理論分析，該理論分析基本上只剩理論且一直不存在已知結構來實際上實現在損耗均質媒質之平面表面或球形表面上對開發導引面波之發射。

根據本揭示內容之各種實施例，描述各種導引面波導探針，其經配置以激發電場，該等電場耦合至沿損耗導電媒質之表面的導引面波導模態。此等導引電磁場在量值及相位方面與損耗導電媒質之表面上的導引面波模態實質上模態匹配。此種導引面波模態亦可稱為惹奈克波導模態。由於本文描述的導引面波導探針所激發的所得場與損耗導電媒質之表面上的導引面波導模態實質上模態匹配之事實，呈導引面波形式的導引電磁場沿損耗導電媒質之表面發射。根據一個實施例，損耗導電媒質包含陸界媒質，諸如地球。

參考第2圖，展示傳播介面，該傳播介面提供用於馬克士威方程之邊界值解的檢查，該等馬克士威方程由Jonathan Zenneck在1907年導出，如其論文Zenneck, J.,「On the Propagation of Plane Electromagnetic Waves Along a Flat Conducting Surface and their Relation to Wireless Telegraphy」, Annalen der Physik, 第4系列, 第23卷, 1907年9月20日,第846-866頁中所闡述。第2圖用於將波沿指定為區域1之損耗導電媒質與指定為區域2之絕緣體之間的介面徑向傳播的圓柱坐標。區域1可包含例如任何損耗導電媒質。在一個實例中，此種損耗導電媒質可包含陸界媒質，諸如地球或其他媒質。區域2為與區域1共用邊界介面之第二媒質，且具有相對於區域1不同的構成參數。區域2可包含例如任何絕緣體，諸如大氣或其他媒質。此種邊界介面之反射係數僅對以複合布魯斯特角入射變為零。參見Stratton, J.A.,Electromagnetic Theory , McGraw-Hill, 1941, 第516頁。

根據各種實施例，本揭示內容闡述各種導引面波導探針，該等導引面波導探針產生電磁場，該等電磁場與包含區域1的損耗導電媒質之表面上的導引面波導模態實質上模態匹配。根據各種實施例，此等電磁場實質上合成以損耗導電媒質之複合布魯斯特角入射的波前，從而可產生零反射。

為進一步解釋，在區域2中，其中假定e^jωt 場變化且其中ρ≠0 及z≥0 (其中z為與區域1之表面成法向的垂直坐標，且ρ 為圓柱坐標中之徑向尺寸)，滿足沿介面之邊界條件的馬克士威方程之惹奈克閉合形式精確解係藉由以下電場及磁場分量來表示：，(1)，且(2)。(3)

在區域1中，其中假定e^jωt 場變化且其中ρ≠0 及z≤0 ，滿足沿介面之邊界條件的馬克士威方程之惹奈克閉合形式精確解係藉由以下電場及磁場分量來表示：，(4)，且(5)。(6)

在此等表達式中，z為與區域1之表面成法向的垂直坐標，且ρ 為徑向坐標，為第二類及第n 階之複自變數漢克爾函數，u ₁ 為區域1中正垂直(z)方向上的傳播常數，u ₂ 為區域2中垂直(z)方向上到傳播常數，σ ₁ 為區域1之導電率，ω 等於2πf ，其中f 為激發之頻率，ε _o 為自由空間之電容率，ε ₁ 為區域1之電容率，A 為藉由源施加的源常數，且γ 為面波徑向傳播常數。

在±z 方向上之傳播常數係藉由將波動方程在區域1與區域2之間的介面上方及下方進行分隔且施加邊界條件而決定。此舉在區域2中得出(7) 且在區域1中得出，。(8) 徑向傳播常數γ 由以下得出，(9) 此為複合表達式，其中n為複合折射率，其由以下得出。(10) 在所有上文方程中，，且(11)，(12) 其中ε _r 包含區域1之相對電容率，σ ₁ 為區域1之導電率，ε _o 為自由空間之電容率，且μ_o 包含自由空間磁導率。因此，所產生的面波平行於介面傳播且垂直於該介面指數衰減。此稱為消逝。

因此，方程(1)-(3)可視為圓柱對稱、徑向傳播波導模態。參見Barlow, H. M.及Brown, J.,Radio Surface Waves , Oxford University Press, 1962, 第10-12頁, 第29-33頁。本揭示內容詳述激發此「開放邊界」波導模態之結構。具體而言，根據各種實施例，導引面波導探針具備適當大小之電荷端子，該電荷端子係利用電壓及/或電流饋送且相對於區域2與區域1之間的邊界介面來定位。此可參考第3圖得以更好地理解，第3圖展示導引面波導探針200a之實例，該導引面波導探針包括沿垂直軸z升高處於損耗導電媒質203 (例如，地球)上方的電荷端子T₁ ，該垂直軸z與藉由損耗導電媒質203提供的平面成法向。損耗導電媒質203構成區域1，且第二媒質206構成區域2並與損耗導電媒質203共用邊界介面。

根據一個實施例，損耗導電媒質203可包含陸界媒質，諸如行星地球。為此，此種陸界媒質包含所有結構或該等結構上包括的岩層，無論該等岩層為天然的還是人造的。例如，此種陸界媒質可包含自然元素，諸如岩石、土壤、沙、淡水、海水、樹、植物及構成我們行星的所有其他自然元素。另外，此種陸界媒質可包含人造元素，諸如混凝土、瀝青、建築材料及其他人造材料。在其他實施例中，損耗導電媒質203可包含除地球之外的一些媒質，無論該等媒質為天然存在的還是人造的。在其他實施例中，損耗導電媒質203可包含其他媒質，諸如人造表面及結構，諸如汽車、飛機、人造材料(諸如合板、塑膠片卷或其他材料)或其他媒質。

在其中損耗導電媒質203包含陸界媒質或地球的狀況中，第二媒質206可包含地面上方的大氣。因此，大氣可稱為「大氣媒質」，其包含空氣及構成地球之大氣的其他元素。另外，第二媒質206有可能可包含相對於損耗導電媒質203而言的其他媒質。

導引面波導探針200a包括饋送網路209，該饋送網路將激發源212經由例如垂直饋送線導體耦合至電荷端子T₁ 。根據各種實施例，將電荷Q₁ 施加於電荷端子T₁ 以基於在任何給定瞬時施加至端子T₁ 的電壓而合成電場。取決於電場(E )之入射角(θ_i )，有可能將電場與包含區域1的損耗導電媒質203之表面上的導引面波導模態實質上模態匹配。

藉由考慮方程(1)-(6)之惹奈克閉合形式解，可將區域1與區域2之間的Leontovich阻抗邊界條件表述為，(13) 其中為正垂直(+z)方向上的單位法向量，且為區域2中之磁場強度，其藉由上文方程(1)表示。方程(13)暗示：方程(1)-(3)中指定的電磁場可沿邊界介面產生徑向表面電流密度，其中徑向表面電流密度可由以下指定(14) 其中A為常數。另外，應注意，接近於導引面波導探針200 (對ρ ＜＜λ 而言)，上文方程(14)具有下述行為。(15) 負號意指：當源電流(I_o )如第3圖所例示向上垂直流動時，「接近」地電流徑向向內流動。藉由對H_Φ 之「接近」場匹配，可判定(16) 其中在方程(1)-(6)及(14)中，q₁ =C₁ V₁ 。因此，方程(14)之徑向表面電流密度可重新表述如下。(17) 藉由方程(1)-(6)及(17)表示的場具有結合至損耗介面而非與地波傳播相關聯的輻射場之傳輸線模態的性質。參見Barlow, H. M.及Brown, J., Radio Surface Waves, Oxford University Press, 1962, 第1-5頁。

在此點，針對波動方程之此等解提供方程(1)-(6)及(17)中使用的漢克爾函數之性質的回顧。可觀察到，第一類及第二類以及第n 階之漢克爾函數係定義為第一類及第二類之標準貝索函數之複合組合，且(18)，(19) 此等函數分別表示徑向向內()及徑向向外()傳播的柱面波。該定義類似於關係e^±jx =cos x±j sin x 。參見，例如，Harrington, R.F., Time-Harmonic Fields, McGraw-Hill, 1961, 第460-463頁。

彼為出射波，其可自出射波之大自變數漸近行為而識別，該大自變數漸近行係自J_n (x )及N_n (x )之級數定義直接獲得。自導引面波導探針遠離：，(20a) 當乘以e^jωt 時，其為向外傳播柱面波，該向外傳播柱面波為具有空間變化之形式e^{j (ωt -kρ )} 。一階(n=1)解可自方程(20a)判定為。(20b) 接近於導引面波導探針(對ρ ＜＜λ 而言)，一階及第二類之漢克爾函數表現為。(21) 注意，此等漸近表達式為複數量。當x 為實量時，方程(20b)及(21)相位相差，此相應於45°之額外相位超前或「相位推進」或等效於λ/8。第二類之一階漢克爾函數之接近漸近線及遠離漸近線具有漢克爾「交叉」點或轉變點，其中該等漸近線在ρ =R_x 之距離處具有相等量值。

因此，超過漢克爾交叉點，漢克爾函數之「遠離」表示比「接近」表示佔優勢。至漢克爾交叉點之距離(或漢克爾交叉距離)可藉由對-jγρ 等化方程(20b)及(21)且針對R_x 求解而得出。在x=σ/ωε_o 的情況下，可見，遠離漢克爾函數漸近線及接近漢克爾函數漸近線為頻率依賴性的，其中漢克爾交叉點隨頻率降低而向外移動。亦應注意，漢克爾函數漸近線亦可隨損耗導電媒質之導電率(σ )改變而變化。例如，土壤之導電率可隨天氣條件之改變而變化。

參考第4圖，展示在1850 kHz之操作頻率下，針對σ=0.010 mhos/m之區域1導電率及相對電容率ε_r =15的方程(20b)及(21)之一階漢克爾函數之量值的曲線圖之實例。曲線115為方程(20b)之遠離漸近線之量值，且曲線118為方程(21)之接近漸近線之量值，其中漢克爾交叉點121出現在R_x =54呎之距離處。儘管量值相同，但在漢克爾交叉點121處兩個漸近線之間存在相位偏移。亦可見：漢克爾交叉距離比操作頻率之波長小得多。

考慮由區域2中惹奈克閉合形式解之方程(2)及(3)所得出的電場分量，可見E_z 及E_ρ 之比率漸近地傳遞至，(22) 其中n 為方程(10)之複合折射率去，且θ_i 為電場之入射角。另外，方程(3)之模態匹配電場之垂直分量漸近地傳遞至，(23) 其與升高的電荷電子於端電壓下之電容的孤立分量上之自由電荷成線性比例，q _自由 =C _自由 ×V_T 。

例如，第3圖中升高的電荷端子T₁ 之高度H₁ 影響電荷端子T₁ 上自由電荷之量。當電荷端子T₁ 在區域1之地平面附近時，端子上之大多數電荷Q₁ 為「束縛的」。當電荷端子T₁ 升高時，束縛電荷減少直至電荷端子T₁ 達到實質上所有孤立電荷全部自由之高度。

電荷端子T₁ 之增加電容高程的優點在於：升高的電荷端子T₁ 上之電荷進一步自地平面移除，從而導致增加量的自由電荷q _自由 將能量耦合至導引面波導模態中。當電荷端子T₁ 遠離地平面移動時，電荷分佈變成關於端子之表面更均勻分佈的。自由電荷之量與電荷端子T₁ 之自電容有關。

例如，球形端子之電容可表示為地平面上方實體高度之函數。在理想地面上方的實體高度h 處的球體之電容係由以下得出，(24) 其中球體之直徑為2a ，且其中M =a /2h ，其中h 為球形端子之高度。如可見的，端子高度h 之增加減小了電荷端子之電容C 。可證實的是，對電荷端子T₁ 之處於直徑的約四倍(4D = 8a )或更大的高度處之高程而言，電荷分佈為關於球形端子大致均勻的，從而可改良向導引面波導模態中之耦合。

在足夠孤立的端子之狀況下，導電球體之自電容可藉由C=4πε _o a 來近似，其中a 為球體之半徑(以公尺計)，且圓盤之自電容可藉由C= 8ε _o a 來近似，其中a 為圓盤之半徑(以公尺計)。電荷端子T₁ 可包括任何形狀，諸如球體、圓盤、圓柱體、圓錐體、環體、罩、一或多個環或任何其他隨機形狀或形狀之組合。可判定等效球形直徑且將其用於電荷端子T₁ 之定位。

此可參考第3圖之實例來進一步理解，其中電荷端子T₁ 升高到損耗導電媒質203上方h_p =H₁ 之一實體高度處。為減少「束縛」電荷之效應，電荷端子T₁ 可定位在電荷端子T₁ 之球形直徑(或等效球形直徑)的至少四倍之實體高度處，以便減少束縛電荷效應。

接著參考第5A圖，展示藉由第3圖之電荷端子T₁ 上的升高的電荷Q₁ 產生的電場之射線光學解釋。如光學中，使入射電場之反射最小化可改良及/或最大化耦合至損耗導電媒質203之導引面波導模態中的能量。對與入射平面(非邊界介面)平行極化之電場(E _|| )而言，入射電場之反射量可使用菲涅耳反射係數來判定，該菲涅耳反射係數可表示為，(25) 其中θ_i 為相對於表面法線量測的習知入射角。

在第5A圖之實例中，射線光學解釋展示與具有入射角θ_i 之入射平面平行極化的入射場，該入射角係相對於表面法線()來量測。當Γ_|| (θ_i )=0時，不存在入射電場之反射，且因此入射電場將沿損耗導電媒質203之表面完全地耦合至導引面波導模態中。可見，方程(25)之分子在入射角為以下時變為零，(26) 其中x=σ/ωε_o 。此複合入射角(θ_i,B )稱為布魯斯特角。返回參考方程(22)，可見方程(22)及(26)中存在相同的複合布魯斯特角(θ_i,B )關係。

如第5A圖中所例示，電場向量 E 可描繪為傳入的不均勻平面波，其與入射平面平行極化。電場向量 E 可自獨立水平分量及垂直分量產生為。(27) 在幾何上，第5A圖中之圖解暗示電場向量 E 可由以下得出，且(28a)，(28b) 此意指場比(field ratio)為。(29)

稱為「波面傾斜」之一般化參數W在本文表示為水平電場分量與垂直電場分量之比率，其由以下得出，或(30a)，(30b) 其為複合的且具有量值及相位二者。對於區域2中之電磁波而言，波面傾斜角(Ψ)等於在與區域1之邊界介面處波前的法線與邊界介面之切線之間的角度。此可易於在第5B圖見到，該第5B圖例示電磁波之等相表面及其針對徑向圓柱導引面波之法線。在與理想導體之邊界介面(z=0)處，波前法線平行於邊界介面之切線，從而引起W = 0。然而，在有損耗媒質的狀況下，存在波面傾斜W ，因為在z =0處，波前法線不與邊界介面之切線平行。

將方程(30b)應用於導引面波得出。(31) 在入射角等於複合布魯斯特角(θ_i,B )的情況下，方程(25)之菲涅耳反射係數消失，如由以下所示。(32) 藉由調整方程(22)之複合場比，入射場可合成來以複合角入射，在該複合角下，反射得以減少或消除。將此比率建立為產生以複合布魯斯特角入射的合成電場，從而使得反射消失。

電性有效高度之概念可提供對利用導引面波導探針200合成具有複合入射角之電場的進一步見解。針對具有h_p 之實體高度(或長度)的單極，電性有效高度(h_eff )已定義為(33)。  因為表達式取決於沿結構之源分佈之量值及相位，所以有效高度(或長度)大體上為複合的。結構之分佈電流I (z )之積分係於結構之實體高度(h_p )上進行，且經正規化至向上流動穿過結構之基底(或輸入端)的地電流(I ₀ )。沿結構的分佈電流可由以下表示，(34) 其中β ₀ 為結構上傳播的電流之傳播因子。在第3圖之實例中，I _C 為沿導引面波導探針200a之垂直結構分佈的電流。

例如，考慮饋送網路209，其包括結構之底部處的低損耗線圈(例如，螺旋形線圈)及連接在線圈與電荷端子T₁ 之間的垂直饋送線導體。歸因於線圈(或螺旋延遲線)之相位延遲為θ_c= β_p l_C ，其中實體長度為l_C 且傳播因子為，(35) 其中V_f 為結構上之速度因子，λ ₀ 為供應頻率下之波長，且λ_p 為由速度因子V_f 產生的傳播波長。相對於地(樁極)電流I ₀ 量測相位延遲。

另外，沿垂直饋送線導體之長度l_w 的空間相位滯延可由θ_y =β_w l_w 得出，其中β_w 為垂直饋送線導體之傳播相位常數。在一些實施方式中，空間相位延遲可藉由θ_y =β_w h_p 來近似，因為導引面波導探針200a之實體高度h_p 與垂直饋送線導體長度l_w 之間的差異比供應頻率下之波長(λ ₀ )小得多。因此，穿過線圈及垂直饋送線導體之總相位延遲為Φ=θ_c +θ_y ，且自該實體結構之底部饋送至線圈之頂部的電流為，(36) 其中總相位延遲Φ係相對於地(樁極)電流I ₀ 來量測。因此，針對其中實體高度h_p ＜＜λ ₀ 之狀況而言導引面波導探針200之電性有效高度可由以下來近似，(37)。 在Φ之角度(或相移)下單極之複合有效高度(h_eff =h_p )可經調整以引起源場匹配導引面波導模態，且引起導引面波發射至損耗導電媒質203上。

在第5A圖之實例中，射線光學用於例示在漢克爾交叉距離(R_x ) 121處具有複合布魯斯特入射角(θ_i,B )之入射電場( E )之複合角度三角學。回想方程(26)，針對損耗導電媒質，布魯斯特角為複合的且由以下指定。(38)    電氣地，幾何參數由電荷端子T₁ 之電性有效高度(h_eff )藉由以下來關聯，(39) 其中ψ_i,B = (π/2)-θ_i,B 為自損耗導電媒質之表面量測的布魯斯特角。為耦合至導引面波導模態中，電場於漢克爾交叉距離處之波面傾斜可表示為電性有效高度及漢克爾交叉距離之比率。(40)            因為實體高度(h_p )及漢克爾交叉距離(R_x )皆為實量，所以在漢克爾交叉距離(R_x )處的所欲導引面波傾斜角(Ψ)等於複合有效高度(h_eff )之相位(Φ)。此暗示：藉由使線圈之供應點處的相位變化及因此在方程(37)中之相移，複合有效高度之相位Φ可經操縱以匹配導引面波導模態在漢克爾交叉點121處之波面傾斜角Ψ：Φ=Ψ。

在第5A圖中，描繪直角三角形，該直角三角形具有沿損耗導電媒質表面為長度R_x 之鄰邊及在射線124與損耗導電媒質表面127之間量測的複合布魯斯特角ψ_i,B ，該射線124在R_x 處之漢克爾交叉點121與電荷端子T₁ 之中心之間延伸，且該損耗導電媒質表面介於漢克爾交叉點121與電荷端子T₁ 之間。在電荷端子T₁ 定位在實體高度h_p 處且利用具有適當相位延遲Φ之電荷激發的情況下，所得電場在漢克爾交叉距離R_x 處利用損耗導電媒質邊界且以布魯斯特角入射。在此等條件下，導引面波導模態可在無反射或在實質上可忽略反射的情況下激發。

若在不改變有效高度(h_eff )相移Φ的情況下，電荷端子T₁ 之實體高度減小，則所得電場以布魯斯特角與損耗導電媒質203在自導引面波導探針200的減小距離處相交。第6圖以圖形例示減小電荷端子T₁ 之實體高度對距離之效應，其中電場以布魯斯特角入射。在高度自h₃ 經由h₂ 減小至h₁ 時，電場以布魯斯特角與損耗導電媒質(例如地球)相交之點移動得更靠近電荷端子位置。然而，如方程(39)指示的，電荷端子T₁ 之高度H₁ (第3圖)應處於或高於實體高度(h_p )以便激發漢克爾函數之遠離分量。利用定位在有效高度(h_eff )處或在該有效高度上方的電荷端子T₁ ，損耗導電媒質203可以布魯斯特入射角(ψ_i,B = (π/2)-θ_i,B )照射達漢克爾交叉距離(R_x ) 121或超過該漢克爾交叉距離，如第5A圖中所例示。為減少或最小化電荷端子T₁ 上之束縛電荷，高度應如上文所提及為電荷端子T₁ 之球形直徑(或等效球形直徑)的至少四倍。

導引面波導探針200可經配置以建立具有波面傾斜之電場，其相應於以複合布魯斯特角照射損耗導電媒質203之表面的波，進而藉由在R_x 處、在漢克爾交叉點121處(或超過該漢克爾交叉點)與導引面波模態實質上模態匹配而激發徑向表面電流。

參考第7圖，展示包括電荷端子T₁ 的導引面波導探針200b之實例之圖形表示。AC源212充當用於電荷端子T₁ 之激發源，該AC源經由饋送網路209 (第3圖)耦合至導引面波導探針200b，該饋送網路包含線圈215，諸如，例如螺旋形線圈。在其他實施方式中，AC源212可經由初級線圈感應耦合至線圈215。在一些實施例中，可包括阻抗匹配網路來改良及/或最大化AC源212與線圈215之耦合。

如第7圖所示，導引面波導探針200b可包括上電荷端子T₁ (例如，在高度h_p 處之球體)，其沿垂直軸z 定位，該垂直軸z 實質上垂直於藉由損耗導電媒質203提供的平面。第二媒質206處於損耗導電媒質203上方。電荷端子T₁ 具有自電容C_T 。在操作期間，取決於在任何給定瞬時施加至端子T₁ 的電壓而將電荷Q₁ 施加於端子T₁ 。

在第7圖之實例中，線圈215在第一末端處耦合至地面樁極218，且經由垂直饋送線導體221耦合至電荷端子T₁ 。在一些實施方式中，與電荷端子T₁ 之線圈連接可使用線圈215之分接頭224來調整，如第7圖所示。線圈215可在操作頻率下藉由AC源212經由線圈215之下方部分處的分接頭227來激勵。在其他實施方式中，AC源212可經由初級線圈感應耦合至線圈215。

導引面波導探針200之構造及調整係基於各種操作條件，諸如傳輸頻率、損耗導電媒質之條件(例如，土壤導電率σ 及相對電容率ε_r )，及電荷端子T₁ 的大小。折射率可由方程(10)及(11)計算為，(41) 其中x=σ/ωε_o 而ω=2πf 。導電率σ 及相對電容率可經由損耗導電媒質203之試驗量測來測定。從表面法線量測的複合布魯斯特角(θ_i,B )亦可自方程(26)判定為，(42) 或從如第5A圖所示的表面量測為。(43)  在漢克爾交叉距離(W_Rx )處之波面傾斜亦可使用方程(40)來得出。

漢克爾交叉距離亦可藉由對-jγρ 等化方程(20b)及(21)之量值且針對R_x 求解而得出，如第4圖所例示。電性有效高度可隨後自方程(39)使用漢克爾交叉距離及複合布魯斯特角判定為。(44) 如自方程(44)可見，複合有效高度(h_eff )包括與電荷端子T₁ 之實體高度(h_p )相關聯的量值及與漢克爾交叉距離(R_x )處的波面傾斜角(Ψ)相關聯的相位延遲(Φ)。利用此等變數及所選電荷端子T₁ 組態，有可能判定導引面波導探針200之組態。

利用定位在實體高度(h_p )處或該實體高度上方的電荷端子T₁ ，饋送網路209 (第3圖)及/或將饋送網路連接至電荷端子T₁ 之垂直饋送線可經調整以將電荷端子T₁ 上之電荷Q₁ 之相位(Φ)與波面傾斜(W )之角度(Ψ)匹配。電荷端子T₁ 之大小可經選擇以提供足夠大的表面以供電荷Q₁ 施加於端子上。大體而言，意欲將電荷端子T₁ 製成與實際一樣大。電荷端子T₁ 之大小應足夠大以避免周圍空氣之離子化，該離子化可導致電荷端子周圍的放電或發火花。

螺旋纏繞線圈之相位延遲θ_c 可自馬克士威方程判定，如已由 Corum, K.L.及J.F. Corum, 「RF Coils, Helical Resonators and Voltage Magnification by Coherent Spatial Modes,」Microwave Review , 第7卷, 第2期, 2001年9月, 第36-45頁所論述，其以全文引用方式併入本文中。對具有H/D＞ 1之螺旋形線圈而言，沿線圈之縱軸的波之傳播速度(v )與光速(c )之比率或「速度因子」由以下得出，(45) 其中H 為螺管螺旋之軸向長度，D 為線圈直徑，N 為線圈之匝數，s =H/N 為線圈之匝至匝間隔(或螺旋節距)，且λ _o 為自由空間波長。基於此關係，螺旋形線圈之電性長度或相位延遲由以下得出。(46)    若螺旋以螺旋方式纏繞或螺旋為短而寬的，則原理相同，但V_f 及θ_c 更易於藉由實驗量測獲得。針對螺旋形傳輸線之特性(波)阻抗的表達式亦已推導為。(47)

結構之空間相位延遲θ_y 可使用垂直饋送線導體221之行進波相位延遲來判定(第7圖)。理想地平面上方的圓柱形垂直導體之電容可表示為法拉，(48) 其中h_w 為導體之垂直長度(或高度)，且a 為半徑(以mk為單位)。如同螺旋形線圈一般，垂直饋送線導體之行進波相位延遲可由以下得出，(49) 其中β_w 為垂直饋送線導體之傳播相位常數，h_w 為垂直饋送線導體之垂直長度(或高度)，V_w 為導線上之速度因子，λ ₀ 為供應頻率下之波長，且λ_w 為由速度因子V_w 產生的傳播波長。對於均勻圓柱形導體而言，速度因子為具有V_w ≈0.94之常數，或在約0.93至約0.98範圍內之常數。若天線桿視為均勻傳輸線，則其平均特性阻抗可由以下近似，(50) 其中針對均勻圓柱形導體而言，V_w ≈0.94，且a 為導體之半徑。已在業餘無線電文獻中用於單線饋送線之特性阻抗的替代表達式可由以下得出。(51)             方程(51)暗示單線饋送器之Z_w 隨頻率而變化。相位延遲可基於電容及特性阻抗來判定。

利用如第3圖所示定位在損耗導電媒質203上之電荷端子T₁ ，饋送網路209可經調整以利用複合有效高度(h_eff )之相移(Φ)激發電荷端子T₁ ，該相移等於漢克爾交叉距離處的波面傾斜角(Ψ)或Φ=Ψ。當滿足此條件時，藉由電荷端子T₁ 上之電荷振盪Q₁ 產生的電場耦合至沿損耗導電媒質203之表面行進的導引面波導模態中。例如，若布魯斯特角(θ_i,B )、與垂直饋送線導體221 (第7圖)相關聯的相位延遲(θ_y )及線圈215 (第7圖)之組態為已知，則分接頭224 (第7圖)之位置可經判定及調整來以相位Φ=Ψ將振盪電荷Q₁ 施加於電荷端子T₁ 上。分接頭224之位置可經調整以將行進面波最大化耦合至導引面波導模態中。超過分接頭 224之位置的過度線圈長度可經移除以減少電容效應。螺旋形線圈之垂直導線高度及/或幾何參數亦可有所變化。

與損耗導電媒質203之表面上的導引面波導模態耦合可藉由調諧導引面波導探針200以用於相對於與電荷端子T₁ 上之電荷Q₁ 相關聯的複合影像平面之駐波共振而改良及/或最佳化。藉由進行此舉，導引面波導探針200之效能可經調整以用於電荷端子T₁ 上之增加的及/或最大電壓(及因此電荷Q₁ )。返回參考第3圖，區域1中損耗導電媒質203之效應可使用影像理論分析來檢查。

實體上，置放在理想導電平面上的升高的電荷Q₁ 吸引該理想導電平面上之自由電荷，該自由電荷隨後在升高的電荷Q₁ 下方的區域中「堆積」。理想導電平面上之「束縛」電流之所得分佈類似於鐘形曲線。升高的電荷Q₁ 之電勢加該升高的電荷之下的感應「堆積」電荷之潛力的疊加強加理想導電平面之零等位面。描述理想導電平面上方的區域中之場的邊界值問題解可使用影像電荷之經典概念來獲得，其中來自升高的電荷之場與來自理想導電平面下方的相應「影像」電荷之場疊置。

此分析亦可藉由假定導引面波導探針200之下有效影像電荷Q₁ ’之存在而相對於損耗導電媒質203來使用。有效影像電荷Q₁ ’與電荷端子T₁ 上之電荷Q₁ 關於導電影像地平面130重合，如第3圖所例示。然而，影像電荷Q₁ ’不僅僅位於某個真實深度處且與電荷端子T₁ 上之初級源電荷Q₁ 180°異相，如在理想導體之狀況下該等電荷的情況。實情為，損耗導電媒質203 (例如，陸界媒質)存在相移影像。換言之，影像電荷Q₁ ’處於損耗導電媒質203之表面(或物理邊界)下方的複合深度處。對於複合影像深度之論述，參考Wait, J. R., 「Complex Image Theory—Revisited」,IEEE Antennas and Propagation Magazine , 第33卷, 第4期, 1991年8月, 第27-29頁，其以全文引用方式併入本文中。

替代處於等於電荷Q₁ 之實體高度(H₁ )之深度處的影像電荷Q₁ ’，導電影像地平面130 (表示理想導體)位於z =-d /2之複合深度處，且影像電荷Q₁ ’出現在複合深度處(亦即，「深度」具有量值及相位)，其由-D₁ =-(d/2+d/2+H₁ )≠H₁ 得出。對於地球上之垂直極化源而言，，(52) 其中，且(53)，(54) 如方程(12)中所指示。影像電荷之複合間隔繼而暗示：外場將經歷在介面為介電質或理想導體時不會遭遇的額外相移。在損耗導電媒質中，在z =-d /2處而非在區域1與區域2之間的邊界介面處，波前法線平行於導電影像地平面130之切線。

考慮第8A圖所例示的狀況，其中損耗導電媒質203為具有實體邊界136之有限 導電地球133。有限導電地球133可由理想導電影像地平面139(如第8B圖所示)替代，該理想導電影像地平面位於實體邊界136下方的複合深度z ₁ 處。當向下看向實體邊界136處的介面時，此等效表示展現相同阻抗。第8B圖之等效表示可模型化為等效傳輸線，如第8C圖所示。等效結構之橫截面係表示為(z -導向)端負載傳輸線，其中理想導電影像平面之阻抗為短路(z _s =0)。深度z ₁ 可藉由將向下看地球時之TEM波阻抗等化至看向第8C圖之傳輸線所見的影像地平面阻抗z_in 而判定。

在第8A圖之狀況下，上部區域(空氣) 142中之傳播常數及波固有阻抗為，且(55)。(56) 在損耗地球133中，傳播常數及波固有阻抗為，且(57)。(58) 對於法向入射而言，第8B圖之等效表示等效於TEM傳輸線，該TEM傳輸線之特性阻抗為空氣之特性阻抗(z₀ )，而傳播常數為γ₀ 且其長度為z₁ 。因此，針對第8C圖之短接傳輸線而在介面處所見的影像地平面阻抗z_in 由以下得出。(59) 將與第8C圖之等效模型相關聯的影像地平面阻抗z_in 等化至第8A圖之法向入射波阻抗且針對z₁ 求解而得出至短路(理想導電影像地平面139)之距離為，(60) 其中針對此近似而僅考慮反雙曲線正切之級數展開之首項。注意，在空氣區域142中，傳播常數為γ_o =jβ_o ，因此Z_in =jZ_o tanβ_o z ₁ (其為實z ₁ 之純虛量)，但若σ ≠0，則z_e 為複合值。因此，僅在z₁ 為複合距離 時，z_in =z_e 。

因為第8B圖之等效表示包括理想導電影像地平面139，所以 位於地球之表面 (實體邊界136)處的電荷或電流之影像深度等於影像地平面139之另一側上之距離z₁ ，或d =地球表面(位於z = 0)之下的2×z₁ 。因此，至理想導電影像地平面139之距離可由以下來近似。(61) 另外，「影像電荷」將「等於且相反於」真實電荷，因此在深度z₁ =-d/2處的理想導電影像地平面139之電勢將為零。

若電荷Q₁ 升高至地球之表面上方的距離H₁ ，如第3圖中所例示，則影像電荷Q₁ ’駐留在表面下方的D₁ = d+H₁ 之複合距離處，或影像地平面130下方的d/2+H₁ 之複合距離處。第7圖之導引面波導探針200b可模型化為等效單線傳輸線影像平面模型，其可基於第8B圖之理想導電影像地平面139。第9A圖展示等效單線傳輸線影像平面模型之實例，且第9B圖例示等效經典傳輸線模型之實例，其包括第8C圖之短接的傳輸線。

在第9A及9B圖之等效影像平面模型中，Φ=θ_y +θ_c 為參考地球133 (或損耗導電媒質203)的導引面波導探針200之行進波相位延遲，θ_c =β_p H 為線圈215 (第7圖)之電性長度，其具有實體長度H (以度數表示)，θ_y =β_w h_w 為垂直饋送線導體221 (第7圖)之電性長度，其具有實體長度h_w (以度數表示)，且θ_d =β₀ d/2為影像地平面139與地球133 (或損耗導電媒質203)之實體邊界136之間的相移。在第9A及9B圖之實例中，Z_w 為升高的垂直饋送線導體221之特性阻抗(以歐姆計)，Z_c 為線圈215之特性阻抗(以歐姆計)，且Z_O 為自由空間的特性阻抗。

在導引面波導探針200之基底處，「向上看」向結構中所見的阻抗為Z _↑ =Z _基底 。在負載阻抗為以下的情況下：，(62) 其中C_T 為電荷端子T₁ 之自電容，「向上看」向垂直饋送線導體221 (第7圖)中所見的阻抗由以下得出：，(63) 且「向上看」向線圈215 (第7圖)中所見的阻抗由以下得出：。(64) 在導引面波導探針200之基底處，「向下看」向損耗導電媒質203所見的阻抗為Z _↓ =Z_in ，其由以下得出：，(65) 其中Z_s =0 。

忽略損耗，等效影像平面模型可經調諧以在實體邊界136處在Z _↓ +Z _↑ =0時共振。或，在低損耗狀況下，在實體邊界136處X _↓ +X _↑ =0，其中X為相應無功分量。因此，「向上看」向導引面波導探針200中時實體邊界136處之阻抗為「向下看」向損耗導電媒質203中時實體邊界136處之阻抗之共軛。藉由調整電荷端子T₁ 之負載阻抗Z_L 同時維持行進波相位延遲Φ等於媒質之波面傾斜角Ψ以使得Φ=Ψ，從而改良及/或最大化探針之電場沿損耗導電媒質203(例如，地球)之表面與導引面波導模態的耦合，第9A及9B圖之等效影像平面模型可經調諧以相對於影像地平面139共振。以此方式，等效複合影像平面模型之阻抗為純電阻性的，其維持探針結構上之疊置駐波，從而最大化電壓及端子T₁ 上之升高的電荷，且藉由方程(1)-(3)及(16)最大化傳播面波。

自漢克爾解得到的是，藉由導引面波導探針200激發的導引面波為向外傳播行進波 。在導引面波導探針200 (第3及7圖)之電荷端子T₁ 與地面樁極218之間沿饋送網路209的源分佈事實上由結構上之行進波 加駐波 之疊加而構成。利用定位在實體高度h_p 處或上方之電荷端子T₁ ，移動穿過饋送網路209之行進波之相位延遲係匹配至與損耗導電媒質203相關聯的波面傾斜角。此模態匹配允許沿損耗導電媒質203發射行進波。一旦已對行進波建立相位延遲，電荷端子T₁ 之負載阻抗Z _L 經調整以使探針結構相對於影像地平面(第3圖之130或第8圖之139)進行駐波共振，該影像地平面處於-d/2之複合深度處。在彼狀況下，自影像地平面所見的阻抗具有零電抗，且電荷端子T₁ 上之電荷得以最大化。

行進波現象與駐波現象之間的區別在於：(1)長度d 之傳輸線區段(有時稱為「延遲線」)上之行進波相位延遲(θ =βd )係歸因於傳播時間延遲；而(2)駐波(由正向傳播波及反向傳播波構成)之位置依賴性相位取決於不同特性阻抗之線區段之間的介面處的線長度傳播時間延遲及 阻抗轉變兩者 。除 歸因於以正弦穩態操作的傳輸線區段之實體長度而產生的相位延遲之外 ，存在處於阻抗不連續性下的額外反射係數相位，此歸因於Z_oa /Z_ob 之比率，其中Z_oa 及Z_ob 為兩個傳輸線區段之特性阻抗，諸如，例如，特性阻抗Z_oa =Z_c 之螺旋形線圈區段(第9B圖)及特性阻抗Z_ob =Z_w 之筆直垂直饋送線導體區段(第9B圖)。

由於此現象，具有廣泛不同特性阻抗之兩個相對短的傳輸線區段可用於提供很大的相移。例如，由一起總計為0.05λ 之實體長度的兩個傳輸線區段(一個具有低阻抗而一個具有高阻抗)構成的探針結構可製造來提供等效於0.25λ 共振的90°相移。此歸因於特性阻抗之大的跳躍。以此方式，實體上短的探針結構可在電氣上比組合的兩個實體長度長。此例示於第9A及9B圖中，其中阻抗比之不連續性提供相位之大的跳躍。阻抗不連續性在區段連結在一起的情況下提供實質相移。

參考第10圖，展示流程圖150，其例示調整導引面波導探針200 (第3及7圖)以與損耗導電媒質之表面上之導引面波導模態實質上模態匹配的實例，該導引面波導探針沿損耗導電媒質203 (第3圖)之表面發射導引面行進波。以153開始，導引面波導探針200之電荷端子T₁ 係定位於損耗導電媒質203上方的限定高度處。利用損耗導電媒質203之特性及導引面波導探針200之操作頻率，漢克爾交叉距離亦可如第4圖所例示藉由對-jγρ 等化方程(20b)及(21)之量值，且針對R_x 求解而得出。複合折射率(n )可使用方程(41)判定，且複合布魯斯特角(θ_i,B )可隨後自方程(42)判定。電荷端子T₁ 之實體高度(h_p )可隨後自方程(44)判定。電荷端子T₁ 應處於實體高度(h_p )或高於該實體高度，以便激發漢克爾函數之遠離分量。最初在發射面波時考慮此高度關係。為減少或最小化電荷端子T₁ 上之束縛電荷，高度應為電荷端子T₁ 之球形直徑(或等效球形直徑)的至少四倍。

在156處，將電荷端子T₁ 上之升高的電荷Q₁ 之電性相位延遲Φ與複合波傾斜角Ψ匹配。螺旋形線圈之相位延遲(θ_c )及/或垂直饋送線導體之相位延遲(θ_y )可經調整以使得Φ等於波面傾斜(W)之角度(Ψ)。基於方程(31)，波面傾斜角(Ψ)可自以下判定：。(66) 電性相位Φ可隨後與波面傾斜角匹配。接著在發射面波時考慮此角度(或相位)關係。例如，電性相位延遲Φ=θ_c +θ_y 可藉由使線圈215 (第7圖) 之幾何參數及/或垂直饋送線導體221(第7圖)之長度(或高度)變化而調整。藉由匹配Φ=Ψ，電場可在邊界介面處以複合布魯斯特角建立在漢克爾交叉距離(R_x )處或超出該漢克爾交叉距離以便激發面波導模態且沿損耗導電媒質203發射行進波。

接著在159處，電荷端子T₁ 之負載阻抗經調諧以使導引面波導探針200之等效影像平面模型共振。第9A及9B圖之導電影像地平面139 (或第3圖之130)之深度(d/2)可使用方程(52)、(53)及(54)及可量測的損耗導電媒質203 (例如，地球)之值來判定。使用彼深度，影像地平面139與損耗導電媒質203之實體邊界136之間的相移(θ_d )可使用θ_d =β_o d/2 來判定。如「向下看」向損耗導電媒質203中所見的阻抗(Z_in )可隨後使用方程(65)來判定。可考慮此共振關係來最大化發射面波。

基於線圈215之經調整參數及垂直饋送線導體221之長度，可使用方程(45)至(51)判定速度因子、相位延遲及線圈215及垂直饋送線導體221之阻抗。另外，電荷端子T₁ 之自電容(C_T )可使用例如方程(24)來判定。線圈215之傳播因子(β_p )可使用方程(35)來判定且垂直饋送線導體221之傳播相位常數(β_w )可使用方程(49)來判定。使用線圈215及垂直饋送線導體221之自電容及測定值，如「向上看」向線圈215中所見的導引面波導探針200之阻抗(Z _基底 )可使用方程(62)、(63)及(64)來判定。

導引面波導探針200之等效影像平面模型可經調諧以藉由調整負載阻抗Z_L 以使得Z _基底 之電抗分量X _基底 抵消Z_in 之電抗分量X_in 或X _基底 +X_in = 0來共振。因此，「向上看」向導引面波導探針200中時實體邊界136處之阻抗為「向下看」向損耗導電媒質203中時實體邊界136處之阻抗之共軛。負載阻抗Z_L 可藉由使電荷端子T₁ 之電容(C_T )變化而不改變電荷端子T₁ 之電性相位延遲Φ=θ_c +θ_y 來調整。可採取迭代方法來調諧負載阻抗Z_L 以用於等效影像平面模型相對於導電影像地平面139 (或130)之共振。以此方式，電場與導引面波導模態沿損耗導電媒質203 (例如，地球)之表面的耦合可得以改良及/或最大化。

此可藉由例示具有數值實例之情形來更好地理解。考慮導引面波導探針200，其包含實體高度h_p 之頂部負載垂直短線，而電荷端子T₁ 處於頂部處，其中電荷端子T₁ 經由螺旋形線圈及垂直饋送線導體以1.85 MHz之操作頻率(f_o )來激發。利用16呎之高度(H₁ )及具有ε_r = 15之相對電容率及σ₁ =0.010 mhos/m之導電率的損耗導電媒質203 (例如，地球)，若干面波傳播參數可針對f_o = 1.850 MHz來計算。在此等條件下，漢克爾交叉距離可得出為R_x = 54.5呎，其中實體高度為h_p = 5.5呎，該實體高度完全處於電荷端子T₁ 之實際高度下方。儘管可能已使用H₁ = 5.5呎之電荷端子高度，但是較高探針結構減少束縛電容，從而允許電荷端子T₁ 上較大百分比之自由電荷，進而提供較大場強及對行進波之激發。

波長可判定為：公尺，(67) 其中c為光速。根據方程(41)，複合折射率為：，(68) 其中x=σ ₁ /ωε _o ，其中ω=2πf_o ，且根據方程(42)，複合布魯斯特角為：。(69)  使用方程(66)，波面傾斜值可判定為：。(70) 因此，螺旋形線圈可經調整以匹配Φ=Ψ=40.614°

垂直饋送線導體(近似為具有0.27吋之直徑的均勻圓柱形導體)之速度因子可得出為V_w ≈0.93。因為h_p ＜＜λ ₀ ，所以垂直饋送線導體之傳播相位常數可近似為：。(71) 根據方程(49)，垂直饋送線導體之相位延遲為：。(72) 藉由調整螺旋形線圈之相位延遲以使得θ_c =28.974°=40.614°-11.640°，Φ將等於Ψ以匹配導引面波導模態。為例示Φ與Ψ之間的關係，第11圖展示在頻率範圍內二者之曲線圖。因為Φ及Ψ二者為頻率依賴性的，所以可見其各別曲線在大致1.85 MHz處彼此交叉。

對於具有0.0881吋之導體直徑、30吋之線圈直徑(D)及4吋之匝至匝間隔(s )的螺旋形線圈而言，線圈之速度因子可使用方程(45)判定為：，(73) 且根據方程(35)，傳播因子為：。(74) 在θ_c = 28.974°的情況下，螺管螺旋之軸向長度(H)可使用方程(46)判定以使得：吋。(75) 此高度決定螺旋形線圈上連接垂直饋送線導體之位置，從而產生具有8.818匝之線圈(N = H/s )。

在線圈及垂直饋送線導體之行進波相位延遲經調整以匹配波面傾斜角(Φ=θ_c +θ_y =Ψ)的情況下，電荷端子T₁ 之負載阻抗(Z_L )可經調整以用於導引面波探針200之等效影像平面模型之駐波共振。根據地球之所量測電容率、導電率及磁導率，徑向傳播常數可使用方程(57)來判定，(76) 此外，導電影像地平面之複合深度可自方程(52)近似為：公尺，(77) 其中導電影像地平面與地球之實體邊界之間的相應相移由以下得出：。(78) 使用方程(65)，「向下看」向損耗導電媒質203 (亦即，地球)中所見的阻抗可判定為：歐姆。(79)

藉由將「向下看」向損耗導電媒質203中所見的無功分量(X_in )與「向上看」向導引面波探針200中所見的無功分量(X _基底 )匹配，可最大化向導引面波導模態中之耦合。此可藉由調整電荷端子T₁ 之電容而不改變線圈及垂直饋送線導體之行進波相位延遲來完成。例如，藉由調整電荷端子電容(C_T )至61.8126 pF，根據方程(62)，負載阻抗為：歐姆，(80) 且邊界處之無功分量為匹配的。

使用方程(51)，垂直饋送線導體(具有0.27吋之直徑(2a ))之阻抗得出為歐姆，(81) 且「向上看」向垂直饋送線導體中所見的阻抗由方程(63)得出為：歐姆。(82) 使用方程(47)，螺旋形線圈之特性阻抗得出為歐姆，(83) 且「向上看」向基底處之線圈中所見的阻抗由方程(64)得出為：歐姆。(84) 當與方程(79)之解比較時，可見無功分量為相反且近似相等的，且因此彼此共軛。因此，自理想導電影像地平面「向上看」向第9A及9B圖之等效影像平面模型中所見的阻抗(Z_ip )僅為電阻性的或Z_ip =R +j 0。

當藉由導引面波導探針200 (第3圖)產生的電場藉由將饋送網路之行進波相位延遲與波面傾斜角匹配而建立且探針結構相對於理想導電影像地平面在複合深度z =-d /2處共振時，場與損耗導電媒質之表面上的導引面波導模態實質上模態匹配，導引面行進波沿損耗導電媒質之表面發射。如第1圖所例示，導引電磁場之導引場強曲線103具有之特性指數衰減，且在log-log尺度上展現區別性膝部109。

總之，在分析學上及實驗上，導引面波導探針200之結構上的行進波分量在該導引面波導探針之上端子處具有相位延遲(Φ)，該相位延遲匹配表面行進波之波面傾斜角(Ψ)(Φ =Ψ)。在此條件下，面波導可考慮為「模態匹配的」。此外，導引面波導探針200之結構上的共振駐波分量在電荷端子T₁ 處具有V_MAX ，且在影像平面139 (第8B圖)下方具有V_MIN ，其中在z =-d/2之複合深度處而非在損耗導電媒質203之實體邊界136(第8B圖)處的連接處，Z_ip =R_ip +j 0。最後，電荷端子T₁ 具有第3圖之足夠高度H₁ (h≥R_x tanψ_i,B )，以使得以複合布魯斯特角入射至損耗導電媒質203上的電磁波在距離(≥R_x )處如此實現，其中項為佔主導。接收電路可與一或多個導引面波導探針一起用以促進無線傳輸及/或功率遞送系統。

返回參考第3圖，導引面波導探針200之操作可經控制以調整與導引面波導探針200相關聯的操作條件之變化。例如，適應性探針控制系統230可用於控制饋送網路209及/或電荷端子T₁ 以控制導引面波導探針200之操作。操作條件可包括但不限於損耗導電媒質203之特性(例如，導電率σ及相對電容率ε_r )之變化、場強之變化及/或導引面波導探針200之負載變化。如自方程(31)、(41)及(42)可見，折射率(n )、複合布魯斯特角(θ_i,B )及波面傾斜(|W |e^{j Ψ} )可受由例如天氣條件引起的土壤導電率及電容率變化之影響。

諸如例如導電率量測探針、電容率感測器、地面參數量計、場強計、電流監測器及/或負載接收器之設備可用於監測操作條件之改變，且向適應性探針控制系統230提供關於電流操作條件之資訊。探針控制系統230可隨後對導引面波導探針200進行一或多次調整以維持用於導引面波導探針200之指定操作條件。例如，在濕度及溫度變化時，土壤之導電率亦變化。導電率量測探針及/或電容率感測器可位於導引面波導探針200周圍的多個位置處。通常，意欲針對操作頻率監測漢克爾交叉距離R_x 處或約漢克爾交叉距離R_x 處的導電率及/或電容率。導電率量測探針及/或電容率感測器可位於導引面波導探針200周圍的多個位置(例如，在每一象限中)。

導電率量測探針及/或電容率感測器可經配置以週期性地評估導電率及/或電容率且向探針控制系統230傳達資訊。資訊可經由網路傳達至探針控制系統230，該網路諸如但不限於LAN、WLAN、蜂巢式網路或其他適當的有線或無線通信網路。基於所監測導電率及/或電容率，探針控制系統230可評估折射率(n )、複合布魯斯特角(θ_i,B )及/或波面傾斜(|W |e^{j Ψ} )之變化，且調整導引面波導探針200以維持饋送網路209之相位延遲(Φ)等於波面傾斜角(Ψ)及/或維持導引面波導探針200之等效影像平面模型之共振。此可藉由調整例如θ_y 、θ_c 及/或C_T 來完成。例如，探針控制系統230可調整電荷端子T₁ 之自電容及/或施加至電荷端子T₁ 之相位延遲(θ_y , θ_c )以維持導引面波之電性發射效率處於其最大值或在其最大值附近。例如，電荷端子T₁ 之自電容可藉由改變端子之大小而變化。電荷分佈亦可藉由增加電荷端子T₁ 之大小而改良，從而可減少自電荷端子T₁ 放電之機會。在其他實施例中，電荷端子T₁ 可包括可經調整以改變負載阻抗Z_L 之可變電感。施加至電荷端子T₁ 之相位可藉由使線圈215 (第7圖)上之分接頭位置變化及/或藉由包括沿線圈215之複數個預定義分接頭且在不同預定義分接頭位置之間切換來最大化發射效率而調整。

場或場強(field strength；FS)計亦可約導引面波導探針200分佈以量測與導引面波相關聯的場之場強。場或FS計可經配置以偵測場強及/或場強(例如，電場強度)之改變且向探針控制系統230傳達彼資訊。資訊可經由網路傳達至探針控制系統230，該網路諸如但不限於LAN、WLAN、蜂巢式網路或其他適當的通信網路。在操作期間負載及/或環境條件改變或變化時，導引面波導探針200可經調整以維持FS計位置處之指定場強，以便確保向接收器及該等接收器供應的負載之適當功率傳輸。

例如，施加至電荷端子T₁ 之相位延遲(Φ=θ_y +θ_c )可經調整以匹配波面傾斜角(Ψ)。藉由調整一個或兩個相位延遲，導引面波導探針200可經調整以確保相應於複合布魯斯特角之波面傾斜。此可藉由調整線圈215 (第7圖)上之分接頭位置以改變供應至電荷端子T₁ 之相位延遲而完成。供應至電荷端子T₁ 之電壓位準亦可增加或減小以調整電場強度。此可藉由調整激發源212之輸出電壓或藉由調整或重新設置饋送網路209而完成。例如，用於AC源212之分接頭 227 (第7圖)之位置可經調整以增加電荷端子T₁ 所見的電壓。維持場強位準於預定義範圍內可改良藉由接收器之耦合，減少地電流損耗且避免干擾自其他導引面波導探針200的傳輸。

探針控制系統230可利用硬體、韌體、藉由硬體執行之軟體或其組合而實行。例如，探針控制系統230可包括處理電路系統，該處理電路系統包括處理器及記憶體，二者皆可耦合至局部介面，諸如，例如具有伴隨控制/位址匯流排之資料匯流排，如可由一般技藝人士所瞭解的。探針控制應用程式可藉由處理器執行來基於所監測條件而調整導引面波導探針200之操作。探針控制系統230亦可包括一或多個網路介面以用於與各種監測裝置通信。通信可經由網路實現，該網路諸如但不限於LAN、WLAN、蜂巢式網路或其他適當的通信網路。探針控制系統230可包含例如電腦系統，諸如服務器、桌上型電腦、膝上型電腦或具有類似能力之其他系統。

返回參考第5A圖之實例，展示複合角度三角學以用於電荷端子T₁ 的在漢克爾交叉距離(R_x )處具有複合布魯斯特角(θ_i,B )之入射電場(E )之射線光學解釋。回想針對損耗導電媒質，布魯斯特角為複合的且由方程(38)指定。電氣地，幾何參數由電荷端子T₁ 之電性有效高度(h_eff )藉由方程(39)來關聯。因為實體高度(h_p )及漢克爾交叉距離 (R_x )皆為實量，所以在漢克爾交叉距離 (W_Rx )處的所欲導引面波傾斜角等於複合有效高度(h_eff )之相位(Φ)。在電荷端子T₁ 定位在實體高度h_p 處且利用具有適當相位Φ之電荷激發的情況下，所得電場在漢克爾交叉距離R_x 處利用損耗導電媒質邊界且以布魯斯特角入射。在此等條件下，導引面波導模態可在無反射或在實質上可忽略反射的情況下激發。

然而，方程(39)意指導引面波導探針200之實體高度可為相對小的。儘管此將激發導引面波導模態，但此可導致具有極少自由電荷的過度大的束縛電荷。為補償，電荷端子T₁ 可提高至適當高程以增加自由電荷之量。作為一個示例性經驗法則，電荷端子T₁ 可定位在電荷端子T₁ 之有效直徑的約4-5倍(或更多倍)的高程處。第6圖例示將電荷端子T₁ 提高至第5A圖所示的實體高度(h_p )上方的效應。增加的高程引起波面傾斜入射損耗導電媒質所處的距離移動超出漢克爾交叉點121 (第5A圖)。為改良於導引面波導模態中之耦合且因此提供導引面波之較大發射效率，下補償端子T₂ 可用於調整電荷端子T₁ 之總有效高度(h_TE )，以使得漢克爾交叉距離處之波面傾斜處於布魯斯特角。

參考第12圖，展示導引面波導探針200c之實例，該導引面波導探針包括升高的電荷端子T₁ 及下補償端子T₂ ，該等端子沿垂直軸z佈置，該垂直軸與藉由損耗導電媒質203提供的平面成法向。就此而言，電荷端子T₁ 係直接地置放於補償端子T₂ 上方，儘管有可能可使用兩個或兩個以上電荷及/或補償端子T_N 之一些其他佈置。根據本揭示內容之實施例，導引面波導探針200c係安置於損耗導電媒質203上方。損耗導電媒質203構成區域1，而第二媒質206構成區域2，其與損耗導電媒質203共用邊界介面。

導引面波導探針200c包括饋送網路209，該饋送網路將激發源212耦合至電荷端子T₁ 及補償端子T₂ 。根據各種實施例，電荷Q₁ 及Q₂ 可施加於各別電荷端子T₁ 及補償端子T₂ ，此取決於在任何給定瞬時施加至端子T₁ 及T₂ 之電壓。I₁ 為經由端子引線饋送電荷端子T₁ 上之電荷Q₁ 的傳導電流，且I₂ 為經由端子引線饋送補償端子T₂ 上之電荷Q₂ 的傳導電流。

根據第12圖之實施例，電荷端子T₁ 係定位在損耗導電媒質203上的實體高度H₁ 處，且補償端子T₂ 係沿垂直軸z 直接定位在T₁ 下方之實體高度H₂ 處，其H₂ 小於H₁ 。傳輸結構之高度h可計算為h = H₁ -H₂ 。電荷端子T₁ 具有孤立(或自)電容C₁ ，且補償端子T₂ 具有孤立(或自)電容C₂ 。互電容C_M 亦可在端子T₁ 與端子T₂ 之間存在，此取決於該等端子之間的距離。在操作期間，電荷Q₁ 及Q₂ 係分別施加於電荷端子T₁ 及補償端子T₂ ，此取決於在任何給定瞬時施加至電荷端子T₁ 及補償端子T₂ 之電壓。

接著參考第13圖，展示藉由第12圖之電荷端子T₁ 上的升高的電荷Q₁ 及補償端子T₂ 產生的效應之射線光學解釋。在電荷端子T₁ 升高至射線與損耗導電媒質在大於漢克爾交叉點121之距離處以布魯斯特角相交(如線163所例示)的高度的情況下，補償端子T₂ 可用於藉由補償增加的高度而調整h_TE 。補償端子T₂ 之效應在於減少導引面波導探針之電性有效高度(或有效地提高損耗媒質介面)以使得漢克爾交叉距離處之波面傾斜處於布魯斯特角，如線166所例示。

總有效高度可寫為與電荷端子T₁ 相關聯的上有效高度(h_UE )及與補償端子T₂ 相關聯的下有效高度(h_LE )之疊加，以使得，(85) 其中Φ _U 為施加至上電荷端子T₁ 之相位延遲，Φ _L 為施加至下補償端子T₂ 之相位延遲，β=2π/λ_p 為來自方程(35)之傳播因子，h_p 為電荷端子T₁ 之實體高度且h_d 為補償端子T₂ 之實體高度。若考慮額外的引線長度，則該等引線長度可藉由向電荷端子T₁ 之實體高度h_p 增加電荷端子引線長度z 及向補償端子T₂ 之實體高度h_d 增加補償端子引線長度y 來解釋，如下所示。(86) 下有效高度可用於調整總有效高度(h_TE )以等於第5A圖之複合有效高度(h_eff )。

方程(85)或(86)可用於判定補償端子T₂ 之下圓盤之實體高度及相位角以饋送端子，以便獲得在漢克爾交叉距離處的所欲波面傾斜。例如，方程(86)可重寫為施加至電荷端子T₁ 之相移隨補償端子高度(h_d )變化以得出。(87)

為判定補償端子T₂ 之定位，可利用上文論述的關係。首先，總有效高度(h_TE )為上電荷端子T₁ 之複合有效高度(h_UE )及下補償端子T₂ 之複合有效高度(h_LE )之疊加，如在方程(86)中所表示。接著，入射角之切線可在幾何上表示為，(88) 其等於波面傾斜W 之定義。最終，給定所欲漢克爾交叉距離R_x ，h_TE 可經調整以使得入射射線之波面傾斜匹配漢克爾交叉點121處之複合布魯斯特角。此可藉由調整h_p 、Φ _U 及/或h_d 來完成。

在導引面波導探針之實例之上下文中論述時，此等概念可得以更好地理解。參考第14圖，展示導引面波導探針200d之實例之圖形表示，該導引面波導探針包括上電荷端子T₁ (例如，高度h_T 處之球體)及下補償端子T₂ (例如，在高度h_d 處之圓盤)，該下補償端子沿垂直軸z定位，該垂直軸與藉由損耗導電媒質203提供的平面實質上成法向。在操作期間，電荷Q₁ 及Q₂ 係分別施加於電荷端子T₁ 及補償端子T₂ ，此取決於在任何給定瞬時施加至端子T₁ 及T₂ 之電壓。

AC源212充當用於電荷端子T₁ 之激發源，該AC源經由饋送網路209耦合至導引面波導探針200d，該饋送網路包含線圈215，諸如，例如螺旋形線圈。AC源212可經由分接頭227跨接線圈215之下方部分，如第14圖所示，或可經由初級線圈感應耦合至線圈215。線圈215可在第一末端處耦合至地面樁極218且在第二末端處耦合至電荷端子T₁ 。在一些實施方式中，與電荷端子T₁ 之連接可使用線圈215之第二末端處的分接頭224來調整。補償端子T₂ 定位於損耗導電媒質203 (例如，地面或地球)上方且與該損耗導電媒質實質上平行，且經由耦合至線圈215之分接頭233來激勵。位於線圈215與地面樁極218之間的安培計236可用於提供對在導引面波導探針之基底處的電流(I₀ )之量值的指示。替代地，可圍繞耦合至地面樁極218之導體使用電流夾鉗以獲得對電流(I₀ )之量值的指示。

在第14圖之實例中，線圈215在第一末端處耦合至地面樁極218，且在第二末端處經由垂直饋送線導體221耦合至電荷端子T₁ 。在一些實施方式中，與電荷端子T₁ 之連接可使用線圈215之第二末端處的分接頭224來調整，如第14圖所示。線圈215可在操作頻率下藉由AC源212經由線圈215之下方部分處的分接頭227來激勵。在其他實施方式中，AC源212可經由初級線圈感應耦合至線圈215。補償端子T₂ 經由耦合至線圈215之分接頭233激勵。位於線圈215與地面樁極218之間的安培計236可用於提供對在導引面波導探針200d之基底處的電流之量值的指示。替代地，可圍繞耦合至地面樁極218之導體使用電流夾鉗以獲得對電流之量值的指示。補償端子T₂ 定位於損耗導電媒質203 (例如，地面)上方且與該損耗導電媒質實質上平行。

在第14圖之實例中，與位於線圈215上的電荷端子T₁ 之連接處於用於補償端子T₂ 之分接頭233之連接點上方。此種調整允許增加的電壓(及因此較高的電荷Q₁ )施加至上電荷端子T₁ 。在其他實施例中，用於電荷端子T₁ 及補償端子T₂ 之連接點可為反向的。有可能調整導引面波導探針200d之總有效高度(h_TE )以激發在漢克爾交叉距離R_x 處具有導引面波傾斜之電場。漢克爾交叉距離亦可藉由對-jγρ 等化方程(20b)及(21)之量值且針對R_x 求解而得出，如第4圖所例示。折射率(n )、複合布魯斯特角(θ_i,B 及ψ_i,B )、波面傾斜 (|W |e^{j Ψ} )及複合有效高度(h_eff =h_p e^{j Φ} )可如相對於上文方程(41)-(44)所述來判定。

利用所選的電荷端子T₁ 組態，可判定球形直徑(或有效球形直徑)。例如，若電荷端子T₁ 並不配置為球體，則端子組態可模型化為具有有效球形直徑之球形電容。電荷端子T₁ 之大小可經選擇以提供足夠大的表面以供電荷Q₁ 施加於端子上。大體而言，意欲將電荷端子T₁ 製成與實際一樣大。電荷端子T₁ 之大小應足夠大以避免周圍空氣之離子化，該離子化可導致電荷端子周圍的放電或發火花。為減少電荷端子T₁ 上之束縛電荷的量，在電荷端子T₁ 上提供自由電荷以用於發射導引面波之所欲高程應為損耗導電媒質(例如，地球)上方的有效球形直徑之至少4-5倍。補償端子T₂ 可用於調整導引面波導探針200d之總有效高度(h_TE )以激發在R_x 處具有導引面波傾斜之電場。補償端子T₂ 可定位在電荷端子T₁ 下方之h_d =h_T -h_p 處，其中h_T 為電荷端子T₁ 之總實體高度。在補償端子T₂ 之位置安裝且相位延遲Φ _U 施加至上電荷端子T₁ 的情況下，施加至下補償端子T₂ 之相位延遲Φ _L 可使用方程(86)之關係來判定，以使得：。(89) 在替代實施例中，補償端子T₂ 可定位於高度h_d 處，其中Im{Φ _L }=0。此在第15A圖中以圖形例示，其分別展示Φ _U 之虛部及實部之曲線圖172及175。補償端子T₂ 定位於高度h_d 處，其中Im{Φ _U }=0，如曲線圖172中以圖形所例示的。在此固定高度處，線圈相位Φ _U 可自Re{Φ _U }判定，如在曲線圖175中以圖形所例示的。

利用耦合至線圈215之AC源212 (例如，在50Ω點處以最大化耦合)，分接頭233之位置可經調整以用於在操作頻率下補償端子T₂ 與線圈之至少一部分並聯共振。第15B圖展示第14圖之通用電性接線圖(hookup)之示意圖，其中V₁ 為自AC源212經由分接頭227施加至線圈215之下方部分的電壓，V₂ 為分接頭224處之電壓，其供應至上電荷端子T₁ ，且V₃ 為經由分接頭233施加至下補償端子T₂ 的電壓。電阻R_p 及R_d 分別表示電荷端子T₁ 及補償端子T₂ 之地迴路電阻。電荷端子T₁ 及補償端子T₂ 可配置為球體、圓柱體、環形線、環、罩或電容性結構之任何其他組合。電荷端子T₁ 及補償端子T₂ 之大小可經選擇以提供足夠大的表面以供電荷Q₁ 及Q₂ 施加於端子上。大體而言，意欲將電荷端子T₁ 製成與實際一樣大。電荷端子T₁ 之大小應足夠大以避免周圍空氣之離子化，該離子化可導致電荷端子周圍的放電或發火花。電荷端子T₁ 及補償端子T₂ 之自電容C_p 及C_d 分別可使用例如方程(24)來判定。

如第15B圖中可見，諧振電路係藉由線圈215之電感之至少一部分、補償端子T₂ 之自電容C_d 及與補償端子T₂ 相關聯的地迴路電阻R_d 形成。並聯共振可藉由調整施加至補償端子T₂ 之電壓V₃ (例如，藉由調整線圈215上之分接頭233位置)或藉由調整補償端子T₂ 之高度及/或大小以調整C_d 來建立。線圈分接頭233之位置可經調整以用於並聯共振，從而產生穿過地面樁極218及穿過安培計236之地電流從而達到最大值點。在已建立補償端子T₂ 之並聯共振之後，用於AC源212之分接頭227之位置可經調整至線圈215上之50 Ω點。

來自線圈215之電壓V₂ 可施加至電荷端子T₁ ，且分接頭224之位置可經調整以使得總有效高度(h_TE )之相位(Φ)近似等於漢克爾交叉距離(R_x )處導引面波傾斜(W_Rx )之角度。線圈分接頭224之位置可經調整直至達到此操作點，從而產生穿過安培計236之地電流，進而增加至最大值。在此點，藉由導引面波導探針200d所激發的所得場與損耗導電媒質203之表面上的導引面波導模態實質上模態匹配，從而產生導引面波沿損耗導電媒質203之表面的發射。此可藉由沿自導引面波導探針200延伸的徑向線量測場強而檢驗。

包括補償端子T₂ 之電路之共振可隨電荷端子T₁ 之附接及/或隨經由分接頭224施加至電荷端子T₁ 的電壓之調整而改變。儘管調整用於共振之補償端子電路輔助電荷端子連接之後續調整，但有必要在漢克爾交叉距離(R_x )處建立導引面波傾斜(W_Rx )。系統可進一步經調整以藉由以下方式來改良耦合：反復地調整用於AC源212之分接頭227之位置以處於線圈215上之50Ω點處並調整分接頭233之位置以最大化穿過安培計236之地電流。包括補償端子T₂ 之電路之共振可在調整分接頭227及233之位置時或當其他組件附接至線圈215時偏移。

在其他實施方式中，來自線圈215之電壓V₂ 可施加至電荷端子T₁ ，且分接頭233之位置可經調整以使得總有效高度(h_TE )之相位(Φ)近似等於R_x 處導引面波傾斜角(Ψ)。線圈分接頭224之位置可經調整直至達到操作點，從而產生穿過安培計236之地電流，進而實質上達到最大值。所得場與損耗導電媒質203之表面上的導引面波導模態實質上模態匹配，且沿損耗導電媒質203之表面發射導引面波。此可藉由沿自導引面波導探針200延伸的徑向線量測場強而檢驗。系統可進一步經調整以藉由以下方式來改良耦合：反復地調整用於AC源212之分接頭227之位置以處於線圈215上之50Ω點處並調整分接頭224及/或233之位置以最大化穿過安培計236之地電流。

返回參考第12圖，導引面波導探針200之操作可經控制以調整與導引面波導探針200相關聯的操作條件之變化。例如，探針控制系統230可用於控制饋送網路209及/或電荷端子T₁ 及/或補償端子T₂ 之定位以控制導引面波導探針200之操作。操作條件可包括但不限於損耗導電媒質203之特性(例如，導電率σ 及相對電容率ε_r )之變化、場強之變化及/或導引面波導探針200之負載變化。如自方程(41)-(44)可見，折射率(n )、複合布魯斯特角(θ_i,B 及ψ_i,B )、波面傾斜(|W |e^{j Ψ} )及複合有效高度(h_eff =h_p e^{j Φ} )可受由例如天氣條件引起的土壤導電率及電容率變化之影響。

諸如例如導電率量測探針、電容率感測器、地面參數量計、場強計、電流監測器及/或負載接收器之設備可用於監測操作條件之改變，且向探針控制系統230提供關於電流操作條件之資訊。探針控制系統230可隨後對導引面波導探針200進行一或多次調整以維持用於導引面波導探針200之指定操作條件。例如，在濕度及溫度變化時，土壤之導電率亦變化。導電率量測探針及/或電容率感測器可位於導引面波導探針200周圍的多個位置處。通常，意欲針對操作頻率監測漢克爾交叉距離R_x 處或約漢克爾交叉距離R_x 處的導電率及/或電容率。導電率量測探針及/或電容率感測器可位於導引面波導探針200周圍的多個位置(例如，在每一象限中)。

接著參考第16圖，展示導引面波導探針200e之實例，該導引面波導探針包括電荷端子T₁ 及電荷端子T₂ ，該等端子沿垂直軸z 佈置。導引面波導探針200e係安置於損耗導電媒質203上方，從而構成區域1。另外，第二媒質206與損耗導電媒質203共用邊界介面且構成區域2。電荷端子T₁ 及T₂ 係定位於損耗導電媒質203之上。電荷端子T₁ 定位於高度H₁ 處，且電荷端子T₂ 沿垂直軸z 直接定位於T₁ 下方之高度H₂ 處，其中H₂ 小於H₁ 。藉由導引面波導探針200e提供的傳輸結構之高度h為h = H₁ -H₂ 。導引面波導探針200e包括饋送網路209，該饋送網路將激發源212耦合至電荷端子T₁ 及T₂ 。

電荷端子T₁ 及/或T₂ 包括可保持電荷之導電質，該導電質可經大小設定以保持與實際上可能的一樣多的電荷。電荷端子T₁ 具有自電容C₁ ，且電荷端子T₂ 具有自電容C₂ ，該等自電容可使用例如方程(24)來判定。藉助於電荷端子T₁ 於電荷端子T₂ 直接上方之置放，在電荷端子T₁ 與T₂ 之間產生互電容C_M 。注意，電荷端子T₁ 及T₂ 無需相等，但每一者可具有單獨的大小與形狀，且可包括不同的導電材料。最終，藉由導引面波導探針200e發射的導引面波之場強與端子T₁ 上之電荷數量成正比。電荷Q₁ 繼而與自電容C₁ 成比例，該自電容與電荷端子T₁ 相關聯，因為Q₁ = C₁ V，其中V為施加於電荷端子T₁ 上之電壓。

當在預定義操作頻率下經適當調整以進行操作時，導引面波導探針200e沿損耗導電媒質203之表面產生導引面波。激發源212可在預定義頻率下產生電性能量，該電性能量施加至導引面波導探針200e以激發結構。當藉由導引面波導探針200e產生的電磁場與損耗導電媒質203實質上模態匹配時，電磁場實質上合成以複合布魯斯特角入射的波前，從而幾乎不產生或不產生反射。因此，面波導探針200e不產生輻射波，但沿損耗導電媒質203之表面發射導引面行進波。來自激發源212之能量可作為惹奈克表面電流傳輸至一或多個接收器，該一或多個接收器位於導引面波導探針200e之有效傳輸範圍內。

可判定損耗導電媒質203之表面上的徑向惹奈克表面電流J_ρ (ρ )之漸近線為接近J ₁ (ρ )及遠離J ₂ (ρ )，其中 接近(ρ ＜ λ/8)：，且(90) 遠離(ρ ＞＞ λ/8)：。(91) 其中I₁ 為饋送第一電荷端子T₁ 上之電荷Q₁ 的傳導電流，且I₂ 為饋送第二電荷端子T₂ 上之電荷Q₂ 的傳導電流。上電荷端子T₁ 上之電荷Q₁ 藉由Q₁ = C₁ V₁ 來判定，其中C₁ 為電荷端子T₁ 之孤立電容。注意，存在上文闡述的由得出的J₁ 之第三分量，該第三分量係自Leontovich邊界條件得出且為第一電荷端子Q₁ 上之升高的振盪電荷之準靜態場所泵送的損耗導電媒質203中的徑向電流貢獻。量Z_ρ =jωμ_o /γ_e 為損耗導電媒質之徑向阻抗，其中γ_e =(jωμ ₁ σ ₁ -ω ² μ ₁ ε ₁ )^1/2 。

表示如方程(90)及(91)所闡述的接近徑向電流及遠離徑向電流的漸近線為複數量。根據各種實施例，實體表面電流J(ρ ) 係合成來儘可能在量值及相位方面密切地匹配電流漸近線。換言之，接近|J(ρ ) |意欲為|J₁ |之正切，且遠離|J(ρ ) |意欲為|J₂ |之正切。此外，根據各種實施例，J(ρ ) 之相位將自接近J₁ 之相位轉變至遠離J₂ 之相位。

為在傳輸位點處匹配導引面波模態以發射導引面波，遠離表面電流|J₂ |之相位將與接近表面電流|J₁ |之相位相差相應於e^{-jβ(ρ2-ρ1)} 之傳播相位加大致45度或225度之常數。此係因為存在兩個根，一個接近π/4且一個接近5π/4。適當調整的合成徑向表面電流為。(92) 注意，此與方程(17)一致。藉由馬克士威方程，此J(ρ ) 表面電流自動地產生場，該等場符合，(93)，且(94)。(95) 因此，針對所匹配的導引面波模態的遠離表面電流|J₂ | 與接近表面電流|J₁ |之間的相位差係歸因於方程(93)-(95)中漢克爾函數之特性，此與方程(1)-(3)一致。重要的是認識到，藉由方程(1)-(6)及(17)及方程(92)-(95)表示的場具有結合至損耗介面而非與地波傳播相關聯的輻射場之傳輸線模態之性質。

為針對在給定位置處導引面波導探針200e之給定設計獲得適當的電壓量值及相位，可使用迭代方法。具體而言，可考慮去往端子T₁ 及T₂ 之饋送電流、電荷端子T₁ 及T₂ 上之電荷及其在損耗導電媒質203中之影像來進行導引面波導探針200e之給定激發及組態的分析，以便判定所產生的徑向表面電流密度。此過程可反復地進行直至基於所欲參數判定用於給定導引面波導探針200e之最佳組態及激發。為輔助判定導引面波導探針200e是否正在最佳位準下操作，導引場強曲線103 (第1圖)可使用方程(1)-(12)基於在導引面波導探針200e之位置處區域1之導電率(σ ₁ )及區域1之電容率(ε ₁ )的值而產生。此導引場強曲線103可提供用於操作之基準以使得所量測場強可與藉由導引場強曲線103指示的量值比較以便判定是否已達成最佳傳輸。

為達到最佳化條件，可調整與導引面波導探針200e相關聯的各種參數。可變化來調整導引面波導探針200e之一個參數為電荷端子T₁ 及/或T₂ 中一或兩者相對於損耗導電媒質203之表面的高度。另外，亦可調整電荷端子T₁ 與T₂ 之間的距離或間隔。在如此進行的情況下，可最小化或以其他方式改變電荷端子T₁ 及T₂ 與損耗導電媒質203之間的互電容C_M 或任何束縛電容，如可瞭解的。亦可調整各別電荷端子T₁ 及/或T₂ 之大小。藉由改變電荷端子T₁ 及/或T₂ 之大小，將改變各別自電容C₁ 及/或C₂ 及互電容C_M ，如可瞭解的。

另外，可調整的另一參數為與導引面波導探針200e相關聯的饋送網路209。此可藉由調整構成饋送網路209的電感電抗及/或電容電抗之大小來完成。例如，在此種電感電抗包含線圈的情況下，可調整此種線圈上之匝數。最終，可進行對饋送網路209之調整以改變饋送網路209之電性長度，進而影響電荷端子T₁ 及T₂ 上之電壓量值及相位。

注意，藉由做出各種調整進行的反復傳輸可藉由使用電腦模型或藉由調整實體結構(如可瞭解的)來實行。藉由做出上文調整，可產生相應「接近」表面電流J₁ 及「遠離」表面電流J₂ ，該等表面電流近似為上方闡述的方程(90)及(91)中指定的導引面波模態之相同電流J(ρ ) 。在如此進行的情況下，所得電磁場將與損耗導電媒質203之表面上的導引面波模態實質上或大致上模態匹配。

儘管未在第16圖之實例中所示，但導引面波導探針200e之操作可經控制以調整與導引面波導探針200相關聯的操作條件之變化。例如，第12圖中所示的探針控制系統230可用於控制饋送網路209及/或電荷端子T₁ 及/或T₂ 之定位及/或大小，以控制導引面波導探針200e之操作。操作條件可包括但不限於損耗導電媒質203之特性(例如，導電率σ及相對電容率ε_r )之變化、場強之變化及/或導引面波導探針200e之負載變化。

現在參考第17圖，展示第16圖之導引面波導探針200e之實例，其在本文中表示為導引面波導探針200f。導引面波導探針200f包括電荷端子T₁ 及T₂ ，該等電荷端子沿垂直軸z 定位，該垂直軸與藉由損耗導電媒質203 (例如，地球)提供的平面實質上成法向。第二媒質206處於損耗導電媒質203上方。電荷端子T₁ 具有自電容C₁ ，且電荷端子T₂ 具有自電容C₂ 。在操作期間，電荷Q₁ 及Q₂ 係分別施加於電荷端子T₁ 及T₂ ，此取決於在任何給定瞬時施加至電荷端子T₁ 及T₂ 之電壓。互電容C_M 可存在於電荷端子T₁ 與T₂ 之間，此取決於該等電荷端子之間的距離。另外，束縛電容可存在於各別電荷端子T₁ 及T₂ 與損耗導電媒質203之間，此取決於各別電荷端子T₁ 及T₂ 相對於損耗導電媒質203之高度。

導引面波導探針200f包括饋送網路209，該饋送網路包含電感阻抗，該電感阻抗包含具有一雙引線之線圈L_1a ，該對引線耦合至電荷端子T₁ 及T₂ 之各別一者。在一個實施例中，線圈L_1a 係指定為具有電性長度，該電性長度為在導引面波導探針200f之操作頻率下的波長之二分之一(½)。

儘管線圈L_1a 之電性長度係指定為在操作頻率下的波長之大致二分之一(1/2)，但應理解的是，線圈L_1a 可指定為具有在其他值下之電性長度。根據一個實施例，線圈L_1a 具有為在操作頻率下的波長之大致二分之一之電性長度的事實提供的優點在於：在電荷端子T₁ 及T₂ 上產生最大電壓差。儘管如此，線圈L_1a 之長度或直徑可在調整導引面波導探針200f以獲得導引面波模態之最佳激發時增加或減小。線圈長度之調整可藉由位於線圈之一或兩個末端處的分接頭提供。在其他實施方案中，可能的狀況是：電感阻抗係指定為具有電性長度，該電性長度顯著地小於或大於在導引面波導探針200f之操作頻率下的波長之½。

激發源212可經由磁耦合而耦合至饋送網路209。具體而言，激發源212係耦合至線圈L_P ，該線圈係感應耦合至線圈L_1a 。此可藉由鏈耦合、分接線圈、可變電抗或如可瞭解的其他耦合方法來進行。為此，線圈L_P 充當初級線圈，且線圈L_1a 充當次級線圈，如可瞭解的。

為調整導引面波導探針200f以達成所欲導引面波之傳輸，各別電荷端子T₁ 及T₂ 之高度可相對於損耗導電媒質203及彼此相對於而改變。此外，可改變電荷端子T₁ 及T₂ 之大小。另外，線圈L_1a 之大小可藉由添加或消除多個匝或藉由改變線圈L_1a 之一些其他尺寸而改變。線圈L_1a 亦可包括用於調整電性長度之一或多個分接頭，如第17圖所示。亦可調整連接至電荷端子T₁ 或T₂ 任一者的分接頭之位置。

接著參考第18A、18B、18C及19圖，展示用於在無線功率遞送系統中使用導引面波的一般化接收電路之實例。第18A及18B-18C圖分別包括線性探針303及調諧共振器306。第19圖為根據本揭示內容之各種實施例的磁線圈309。根據各種實施例，線性探針303、調諧共振器306及磁線圈309中之每一者可用於接收根據各種實施例以損耗導電媒質203之表面上的導引面波形式傳輸的功率。如上文所提及，在一個實施例中，損耗導電媒質203包含陸界媒質(或地球)。

在對第18A圖具體參考的情況下，線性探針303之輸出端子312處的開路端電壓取決於線性探針303之有效高度。為此，端點電壓可計算為，(96) 其中E_inc 為線性探針303上感應的入射電場之強度(以伏特/公尺計)，dl 為沿線性探針303之方向的積分元件，且h_e 為線性探針303之有效高度。電負載315經由阻抗匹配網路318耦合至輸出端子312。

當線性探針303經受如上文所述的導引面波時，跨於輸出端子312生成電壓，該電壓可經由共軛阻抗匹配網路318而施加至電負載315，如可能之狀況。為促進功率流向電負載315，電負載315應與線性探針303實質上阻抗匹配，如將在下文所述。

參考第18B圖，擁有等於導引面波之波面傾斜的相移之地電流激發線圈306a包括電荷端子T_R ，該電荷端子升高(或懸置)於損耗導電媒質203上方。電荷端子T_R 具有自電容C_R 。另外，亦可在電荷端子T_R 與損耗導電媒質203之間存在束縛電容(未展示)，此取決於損耗導電媒質203上方的電荷端子T_R 之高度。束縛電容將較佳最小化成與可實踐的一樣多，儘管在每一情況中此可不是完全必需的。

調諧共振器306a亦包括接收器網路，該接收器網路包含具有相移Φ之線圈L_R 。線圈L_R 之一端耦合至電荷端子T_R ，且線圈L_R 之另一端係耦合至損耗導電媒質203。接收器網路可包括垂直供應線導體，該垂直供應線導體將線圈L_R 耦合至電荷端子T_R 。為此，線圈L_R (其亦可稱為調諧共振器L_R -C_R )包含串聯調整共振器，因為電荷端子C_R 及線圈L_R 係串聯定位。線圈L_R 之相位延遲可藉由改變電荷端子T_R 之大小及/或高度及/或調整線圈L_R 之大小而調整，以使得結構之相位Φ實質上等於波面傾斜角Ψ。垂直供應線之相位延遲亦可藉由例如改變導體之長度而調整。

例如，藉由自電容C_R 提供的電抗係計算為1/jωC_R 。注意，結構306a之總電容亦可包括電荷端子T_R 與損耗導電媒質203之間的電容，其中結構306a之總電容可自自電容C_R 及任何束縛電容來計算，如可瞭解的。根據一個實施例，電荷端子T_R 可提高至一高度以使得實質上減少或消除任何束縛電容。束縛電容之存在可由電荷端子T_R 與損耗導電媒質203之間的電容量測結果來判定，如先前論述的。

藉由離散元件線圈L_R 提供的電感電抗可計算為jωL ，其中L 為線圈L_R 之集中元件電感。若線圈L_R 為分佈元件，則其等效端點電感電抗可藉由習知方法判定。為調諧結構306a，將做出調整以使得相位延遲等於波面傾斜以達與操作頻率下的面波導模態匹配的目的。在此等條件下，接收結構可考慮為與面波導「模態匹配」。變壓器圍繞結構鏈接及/或阻抗匹配網路324可插入探針與電負載327之間以便將功率耦合至負載。將阻抗匹配網路324插入探針端子321與電負載327之間可實現用於向電負載327進行最大功率傳輸的共軛匹配條件。

當在操作頻率下表面電流之存在下置放時，功率將自導引面波遞送至電負載327。為此，電負載327可經由磁耦合、電容耦合或導電(直接分接頭)耦合而耦合至結構306a。耦合網路之元件可為集中組件或分佈元件，如可瞭解的。

在第18B圖中所示的實施例中，使用磁耦合，其中線圈L_s 作為相對於線圈L_R 的次級線圈定位，該線圈L_R 充當變壓器初級線圈。線圈L_S 可藉由將該線圈幾何地纏繞同一磁芯結構且調整耦合磁通量來鏈耦合至線圈L_R ，如可瞭解的。另外，儘管接收結構306a包含串聯調諧共振器，但亦可使用並聯調諧共振器或甚至具有適當相位延遲之分佈元件共振器。

儘管浸沒於電磁場中之接收結構可耦合來自該場之能量，但可瞭解的是，極化匹配結構藉由最大化耦合而最佳地工作，且應遵守用於與波導模態探針耦合的習知規則。例如，TE₂₀ (橫電模態)波導探針可最佳地用於自在TE₂₀ 模態中激發的習知波導提取能量。類似地，在此等狀況下，模態匹配及相位匹配接收結構可最佳化以用於耦合來自導引面波之功率。藉由損耗導電媒質203之表面上的導引面波導探針200激發的導引面波可考慮為開放波導之波導模態。排除波導損耗，可完全地恢復源能量。有用的接收結構可為E場耦合的、H場耦合的或表面電流激發的。

接收結構可經調整以基於損耗導電媒質203在接收結構附近的局部特性而增加或最大化與導引面波的耦合。為完成此舉，接收結構之相位延遲(Φ)可經調整以匹配在接收結構處表面行進波之波面傾斜角(Ψ)。若獲適當配置，則接收結構可隨後經調諧以用於在複合深度z =-d /2處相對於理想導電影像地平面的共振。

例如，考慮包含第18B圖之調諧共振器306a之接收結構，該調諧共振器包括線圈L_R 及連接在線圈L_R 與電荷端子T_R 之間的垂直供應線。利用定位在損耗導電媒質203上方限定高度處的電荷端子T_R ，線圈L_R 及垂直供應線之總相移Φ可與在調諧共振器306a之位置處的波面傾斜角(Ψ)匹配。根據方程(22)，可見波面傾斜漸近傳遞至，(97) 其中ε_r 包含相對電容率，且σ ₁ 為在接收結構之位置處的損耗導電媒質203之導電率，ε_o 為自由空間之電容率，且ω=2πf ，其中f 為激發頻率。因此，波面傾斜角(Ψ)可自方程(97)判定。

調諧共振器306a之總相移(Φ=θ_c +θ_y )包括經由線圈L_R 之相位延遲(θ_c )及垂直供應線之相位延遲(θ_y )。沿垂直供應線之導體長度l_w 之空間相位延遲可由θ_y =β_w l_w 得出，其中β_w 為垂直供應線導體之傳播相位常數。歸因於線圈(或螺旋延遲線)之相位延遲為θ_c =β_p l_C ，其中實體長度為l_C 且傳播因子為，(98) 其中V_f 為結構上之速度因子，λ_o 為供應頻率下之波長，且λ_p 為由速度因子V_f 產生的傳播波長。相位延遲(θ_c +θ_y )中之一或兩者可經調整以將相移Φ與波面傾斜角(Ψ)匹配。例如，分接頭位置可在第18B圖之線圈L_R 上加以調整以調整線圈相位延遲(θ_c )來將總相移與波面傾斜角匹配(Φ=Ψ)。例如，線圈之一部分可藉由如第18B圖所例示的分接頭連接來繞過。垂直供應線導體亦可經由分接頭連接至線圈L_R ，該分接頭在線圈上之位置可經調整以將總相移與波面傾斜角匹配。

一旦已調整調諧共振器306a之相位延遲(Φ)，則可調整電荷端子T_R 之阻抗以便調諧來在複合深度z =-d /2處相對於理想導電影像地平面共振。此可藉由調整電荷端子T₁ 之電容而不改變線圈L_R 及垂直供應線之行進波相位延遲來完成。調整類似於相對於第9A及9B圖所述之彼等調整。

「向下看」向損耗導電媒質203中所見的至複合影像平面之阻抗由以下得出：，(99) 其中。對於地球上之垂直偏振源而言，複合影像平面之深度可由以下得出：，(100) 其中μ ₁ 為損耗導電媒質203之磁導率，且ε ₁ =ε_r ε_o 。

在調諧共振器306a之基底處，「向上看」向接收結構中所見的阻抗為Z _↑ =Z _基底 ，如第9A圖中所例示。在端阻抗為以下的情況下：，(101) 其中C_R 為電荷端子T_R 之自電容，「向上看」向調諧共振器306a之垂直供應線導體中所見的阻抗由以下得出：，(102) 且「向上看」下調諧共振器306a之線圈L_R 中的阻抗由以下得出：。(103) 藉由將「向下看」向損耗導電媒質203中所見的無功分量(X_in )與「向上看」向調諧共振器306a中所見的無功分量(X _基底 )匹配，可最大化向導引面波導模態中之耦合。

接著參考第18C圖，展示調諧共振器306b之實例，該調諧共振器在接收結構之頂部處不包括電荷端子T_R 。在此實施例中，調諧共振器306b不包括耦合在線圈L_R 與電荷端子T_R 之間的垂直供應線。因此，調諧共振器306b之總相移(Φ)僅包括經由線圈L_R 之相位延遲(θ_c )。如第18B圖之調諧共振器306a一樣，線圈相位延遲θ_c 可經調整以匹配自方程(97)判定的波面傾斜角(Ψ)，從而產生Φ=Ψ。儘管利用耦合至面波導模態中之接收結構可能進行功率提取，但難以調整接收結構來最大化與導引面波之耦合而無電荷端子T_R 所提供的可變無功負載。

參考第18D圖，展示例示調整接收結構以與損耗導電媒質203之表面上的導引面波導模態實質上模態匹配之實例的流程圖180。以181開始，若接收結構包括電荷端子T_R (例如，第18B圖之調諧共振器306a之電荷端子)，則在184，將電荷端子T_R 定位於損耗導電媒質203上方的限定高度處。在已藉由導引面波導探針200建立導引面波時，電荷端子T_R 之實體高度(h_p )可處於有效高度之彼實體高度下方。實體高度可經選擇以減少或最小化電荷端子T_R 上之束縛電荷(例如，電荷端子之球形直徑的四倍)。若接收結構不包括電荷端子T_R (例如，第18C圖之調諧共振器306b之電荷端子)，則流程進行至187。

在187，接收結構之電性相位延遲Φ與藉由損耗導電媒質203之局部特性限定的複合波傾斜角Ψ匹配。螺旋形線圈之相位延遲(θ_c )及/或垂直供應線之相位延遲(θ_y )可經調整以使得Φ等於波面傾斜(W )之角度(Ψ)。波面傾斜角(Ψ)可自方程(86)判定。可隨後將電性相位Φ波面傾斜角匹配。例如，電性相位延遲Φ=θ_c +θ_y 可藉由使線圈L_R 之幾何參數及/或垂直供應線導體之長度(或高度)變化而調整。

接著在190，電荷端子T_R 之負載阻抗可經調諧以共鳴調諧共振器306a之等效影像平面模型。導電影像地平面139 (第9A圖)處於接收結構下方之深度(d/2)可使用方程(100)及損耗導電媒質203 (例如，地球)於接收結構處之值來判定，該等值可在局部量測。使用複合深度，影像地平面139與損耗導電媒質203之實體邊界136 (第9A圖)之間的相移(θ_d )可使用θ_d =β_o d/2 來判定。如「向下看」向損耗導電媒質203中所見的阻抗(Z_in )可隨後使用方程(99)來判定。可考慮此共振關係以最大化與導引面波之耦合。

基於線圈L_R 之經調整參數及垂直供應線導體之長度，可判定速度因子、相位延遲及線圈L_R 及垂直供應線之阻抗。另外，可使用例如方程(24)判定電荷端子T_R 之自電容(C_R )。可使用方程(98)判定線圈L_R 之傳播因子(β_p )，且可使用方程(49)判定垂直供應線之傳播相位常數(β_w )。使用線圈L_R 及垂直供應線之自電容及測定值，「向上看」向線圈L_R 中所見的調諧共振器306a之阻抗(Z _基底 )可使用方程(101)、(102)及(103)來判定。

第9A圖之等效影像平面模型亦適用於第18B圖之調諧共振器306a。調諧共振器306a可藉由調整電荷端子T_R 之負載阻抗Z_R 而調諧以相對於複合影像平面共振，以使得Z _基底 之電抗分量X _基底 抵消Z_in 之X_in 之電抗分量或X _基底 +X_in = 0。因此，「向上看」向調諧共振器306a之線圈中時實體邊界136 (第9A圖)處之阻抗為「向下看」向損耗導電媒質203中時實體邊界136處之阻抗。負載阻抗Z_R 可藉由使電荷端子T_R 之電容(C_R )變化而不改變藉由電荷端子T_R 所見的電性相位延遲Φ=θ_c +θ_y 來調整。可採取迭代方法來調諧負載阻抗Z_R 以用於等效影像平面模型相對於導電影像地平面139 之共振。以此方式，電場與導引面波導模態沿損耗導電媒質203 (例如，地球)之表面的耦合可得以改良及/或最大化。

參考第19圖，磁線圈309包含接收電路，該接收電路經由阻抗匹配網路333耦合至電負載336。為促進從導引面波接收及/或提取電功率，磁線圈309可經定位以使得導引面波之磁通量H_φ 透過磁線圈309，進而在磁線圈309中感應電流且在其輸出端子330處產生端點電壓。耦合至單匝線圈的導引面波之磁通量藉由以下表示(104) 其中為耦合磁通量，μ_r 為磁線圈309之磁芯之有效相對磁導率，μ_o 為自由空間磁導率，為入射磁場強度向量，為與匝之橫截面區域成法向的單位向量，且A_CS 為每一環封閉的面積。對於經定向用於與在磁線圈309之橫截面區域上均勻的入射磁場進行最大耦合的N匝磁線圈309而言，出現在磁線圈309之輸出端子330處的開路感應電壓為，(105) 其中變數在上文定義。磁線圈309可作為分佈共振器或利用跨於其輸出端子330的外部電容器(視狀況而定)而調諧達導引面波頻率，且隨後經由共軛阻抗匹配網路333與表面電負載336阻抗匹配。

假定藉由磁線圈309及電負載336提供的所得電路經適當調整並經由阻抗匹配網路333而共軛阻抗匹配，則磁線圈309中感應的電流可用於對電負載336最佳地供電。藉由磁線圈309提供的接收電路提供的優點在於：不必使接收電路實體上連接至地面。

參考第18A、18B、18C及19圖，藉由線性探針303、模態匹配結構306及磁線圈309提供的接收電路各自促進接收自如上文所述的導引面波導探針200之實施例中任一者傳輸的電功率。為此，所接收的能量可用於經由共軛匹配網路向電負載315/327/336供應功率，如可瞭解的。此與可在接收器中接收的信號形成對比，該等信號係以輻射電磁場形式傳輸。此等信號具有極低可用功率，且此等信號之接收器不加載發射機。

使用如上文所述的導引面波導探針200產生的本發明之導引面波之特性亦為藉由線性探針303、模態匹配結構306及磁線圈309提供的接收電路將負載激發源212 (例如，第3、12及16圖)，該激發源係應用於導引面波導探針200，進而產生接收電路所經受的導引面波。此反映的事實為：藉由如上文所述的給定導引面波導探針200產生的導引面波包含傳輸線模態。經由對比，驅動產生輻射電磁波之輻射天線的電源不藉由接收器加載，不管所使用的接收器之數量如何。

因此，一或多個導引面波導探針200及呈線性探針303形式的一或多個接收電路、調諧模態配匹結構306及/或磁線圈309一起可構成無線分配系統。倘若使用如上文闡述的導引面波導探針200的導引面波傳輸距離取決於頻率，則可能的是無線配電可跨於寬區域且甚至全域地達成。

當下廣泛研究的習知無線功率傳輸/分配系統包括自輻射場以及耦合至感應或電抗性近場的感測器的「能量收穫」。對比而言，本發明之無線功率系統不浪費呈輻射形式之功率，若該輻射未遭截取，則其永不會損耗。本發明揭示的無線功率系統亦不限於如與習知互電抗耦合近場系統一樣的極短程。本文揭示的無線功率系統與新穎導引面傳輸線模態之探針耦合，此探針耦合等效於藉由波導將功率遞送至負載或直接有線連接至遠端發電機之負載。在不計數維持傳輸場強所需的功率加在面波導中消散的功率(此功率在極低頻率下相對於在60 Hz下的習知高壓功率線中的傳輸損耗而言為無意義的)的情況下，所有發電機功率僅僅去往所欲電負載。當終止電負載需求時，源功率產生為相對閒置的。

接著參考第20A-E圖，展示各種示意性符號之實例，該等符號參考隨後的論述來使用。具體參考第20A圖，展示表示導引面波導探針200a、200b、200c、200e、200d或200f中任一者；或其任何變化的符號。在以下圖式及論述中，對此符號之敘述將稱為導引面波導探針P。為在以下論述中的簡單性起見，對導引面波導探針P的任何提及是對導引面波導探針200a、200b、200c、200e、200d或200f中任一者；或其變化或組合的提及。

類似地，參考第20B圖，展示表示導引面波接收結構之符號，該導引面波接收結構可包含線性探針303 (第18A圖)、調諧共振器306 (第18B-18C圖)或磁線圈309 (第19圖)中之任一者。在以下圖式及論述中，對此符號之敘述將稱為導引面波接收結構R。為在以下論述中的簡單性起見，對導引面波接收結構R的任何提及是對線性探針303、調諧共振器306或磁線圈309中任一者；或其變化或組合的提及。

另外，參考第20C圖，展示具體地表示線性探針303 (第18A圖)之符號。在以下圖式及論述中，對此符號之敘述將稱為導引面波接收結構R_P 。為在以下論述中的簡單性起見，對導引面波接收結構R_P 的任何提及是對線性探針303或其變化的提及。

另外，參考第20D圖，展示具體地表示調諧共振器306 (第18B-18C圖)之符號。在以下圖式及論述中，對此符號之敘述將稱為導引面波接收結構R_R 。為在以下論述中的簡單性起見，對導引面波接收結構R_R 的任何提及是對調諧共振器306或其變化的提及。

另外，參考第20E圖，展示具體地表示磁線圈309 (第19圖)之符號。在以下圖式及論述中，對此符號之敘述將稱為導引面波接收結構R_M 。為在以下論述中的簡單性起見，對導引面波接收結構R_M 的任何提及是對磁線圈309或其變化的提及。 2. 物件辨識 2(A). 一般概述

另外參考第21及22圖，示意地例示的為物件辨識系統400之實施例，該物件辨識系統使用如先前章節描述的導引面波來對一或多個回應標記402供電。將再次強調的是，附圖未必按比例繪製。

每一標記402可與物件404相關聯。物件404可為任何類型的製品。示範性物件404包括但不限於消費者物品、一組貨物、衣物製品、食物、用於製品之包裝、用於多個製品之容器、運載工具、堆疊有貨物的貨架、裝運容器或需要追蹤的任何其他物品。

物件辨識系統400包括詢問器406。在第21圖之實施例中，詢問器406包括導引面波波導探針P及共同定位的接收器408。探針P及接收器408可容納在諸如天線罩、裝飾性包殼等之相同結構中。在此實施例中，詢問器406典型地具有固定位置。

在第22圖之實施例中，探針P及接收器408並非共同定位。如將描述的，探針P及接收器408可具有實體關係(例如，兩者可佈署在設施中)或可不具有或具有極少的實體關聯。在此實施例中，探針P及接收器408在功能上形成詢問器406，但不必藉由相同方佈署、不必共同定位且不必視為單元。在此實施例中，探針P典型地具有固定位置且可容納在諸如天線罩或裝飾性包殼之適合結構中。接收器408可具有固定位置或可為可攜式的。例如，接收器408可為手持式的且藉由人使用，如繞運載工具移動的人或可固定在運載工具上的人，該運載工具諸如卡車、叉車、飛機、貨船等。

在第21及22圖之實施例，探針P沿如先前章節描述的下伏陸界媒質410發射導引面波。陸界媒質410可為任何適當的損耗導電媒質，諸如但不限於地球、倉庫地板、貨倉、工廠或其他設施，或任何其他適當基板。如所描述的，探針P不產生輻射波，但沿媒質410之表面發射導引面波。自探針P發射的能量係作為惹奈克表面電流傳輸至位於導引面波導探針P之有效傳輸範圍內的一或多個標記402。探針P可配置為如上所述的探針中之任何探針或以任何其他適當組態來配置。

另外參考第23圖，示意地例示代表性標記402。標記402係配置得更類似於RFID標記且包括天線412及標記電路系統414，其安裝至諸如紙片或塑膠片之基板416。基板416可包括黏著劑將標記402附接至物件404。可使用其他緊固技術或標記402可形成物件404之部分。在另一實施例中，標記可位於物件404內部或標記402之電性組件可形成物件404之電性組件之部分。

在典型實施例中，不同於自導引面波汲取功率，標記402不具有電源，諸如電池或至外部電源之實體連接。實情為，標記402回應於具有一或多個頻率之導引面波。例如，來自藉由探針P產生的導引面波之電磁能在天線412中感應電流，且此電流係耦合至標記電路系統414且係用於對該標記電路系統供電。類似於RF能量對習知RFID標記供電之方式，以此方式對標記電路系統414供電可稱為照射標記402。但是，與習知RFID標記對比，標記電路系統414可對探針P加載。

標記電路系統414可包括任何適當電性組件且可經配置以實施任何適當功能。例如，標記電路系統414可包括記憶體，該記憶體儲存諸如但不限於識別符之資料，該識別符可用於辨識相關聯物件404。識別符可表示貨物之類型，諸如庫存計量單位(stock-keeping unit；SKU)。SKU為用於商業中可利用的每一相異產品之唯一識別符。替代地，識別符可表示具體物品，諸如將物件自包括名義上相同的物件(例如，具有相同SKU之物件)之所有其他物件區分的唯一識別符。標記電路系統414可自記憶體讀取識別符且經由天線412 (或第二天線，未展示)傳輸含有呈資料訊息格式之識別符的RF信號。在另一實施例中，標記402可藉由發射導引面波來回應，但由於希望將標記402保持為相對小的、平坦及功率有效的，RF返回信號可能更適宜產生。

在一個實施例中，標記為可定址的且具有唯一位址，諸如媒體存取控制(media access control；MAC)位址或網際網路協定第6版(Internet protocol version 6；IPv6)位址，其包括階層式定址。在一個實施例中，標記之識別符與標記之位址相同。

藉由標記402發射的RF信號可藉由接收器408接收。接收器408可分析信號以判定識別符。在一個實施例中，接收器408將識別符及在讀取標記402期間收集的任何其他適當資訊傳達至電腦系統418 (第21及22圖)。出於此等目的，接收器408可包括：天線及無線電電路，其接收藉由標記402發射的RF信號；處理電路系統，其結合讀取、儲存、分析及處理自標記402接收的或在接收之時間確定的資料(例如，位置資料、到達時間或信號強度，如下文所述)來進行任何適當功能；以及通信介面，其用於建立與電腦系統418之操作通信。因此，接收器408可包括：記憶體，其儲存資料及邏輯指令；以及處理器，其用於執行邏輯指令。替代地，電腦系統418及接收器408可加以組合。

在接收識別符之後，電腦系統418可進行適於所接收識別符的一或多種功能。藉由電腦系統418進行的各種示範性功能將在下文更詳細描述。

接收器408及電腦系統418可經由通信媒體420傳達。通信媒體420可包括以下一或多者：直接有線連接(例如，USB介面)、直接無線連接(例如，藍芽介面)、廣域網路連接(例如，經由網際網路通信)或局域網路(例如，經由公司網路或WiFi網路通信)等。在一些實施例中，電腦系統418亦可與探針P通信，諸如就產生導引面波之時間、導引面波產生之持續時間、導引面波之頻率等而言控制導引面波之產生。 2(B). 利用導引面波對標記供電

對RFID標記供電為正向鏈接受限的。更具體而言，習知RFID標記係藉由習知RFID詢問器(亦稱為RFID閱讀器)照射並讀取。RFID詢問器使用相對小及定向天線發射RF信號。所發射RF能量典型地受管理機構的限制，該管理機構諸如美國的美國聯邦通信委員會(Federal Communications Commission；FCC)。提出限制來避免對其他系統產生不允許的干擾且避免潛在有害輻射之發射。因此，為使用習知RFID頻率(例如，接近900 MHz或處於13.56 MHz之分配頻率)向習知RFID標記傳遞足夠能量以對標記之電路系統供電且引動RF回應，需要習知RFID詢問器與習知RFID標記之間的緊密接近。在大多數狀況下，RFID詢問器與RFID標記之間的用於有效讀取的最大距離為幾公尺，且當來自RFID標記之返回信號依賴於與RFID詢問器之感應耦合時可為較短的。另外，習知RFID技術具有在高電容率及損耗材料中之不良穿透，其實例為水瓶或含水食物之貨架。因此，讀取其中高電容率及損耗材料插入RFID詢問器與RFID標記之間的RFID標記常常不成功。

習知RFID技術固有地限制RFID標記之功能性。更具體而言，很少存在可利用功率來進行處理功能、記憶體讀取操作、記憶體寫入操作、資料傳輸操作等。同時，商家及其他人關注擴展RFID應用程式以用於庫存及供應鏈控制，從而減少由產品盜竊所引起的庫存「縮減」且進行其他功能。

本文揭示的技術克服此等缺點，且藉由使用導引面波來供應較大功率量「於標靶上」(例如，標靶為一或多個標記402)而增強可利用所標記物件進行的功能。因此，所揭示的技術克服利用習知RFID標記所發現的正向鏈接限制。

標記402可視為探針P上之負載，且在大多數情況中，可汲取與進行處理功能、記憶體讀取操作、記憶體寫入操作、資料傳輸操作等所需要一樣多的功率。示範性操作將在下文較詳細描述。此外，標記402與探針P之間的距離及標記402與接收器408之間的距離可相對於RFID詢問器與RFID標記之間習知所需要的距離而言大大擴展。應注意，在所揭示方法中對標記402供電的正向鏈接可具有比標記402與接收器408之間的返回鏈接高數十dB之鏈接品質。然而，系統效能對進行本文描述的功能及特徵以及其他類似特徵及功能而言將為滿意的。

為自導引面波導出功率，標記402包括天線412。天線412可為環狀天線(亦稱為環形天線)，如第23圖示意所示，或可實行為第19圖示意所示的磁線圈309。在其他實施例中，天線412可配置為偶極天線或第18A圖示意所示的線性探針303。可存在多於一個天線412。在此狀況下，天線412可具有相同類型(例如，環狀天線或偶極天線)或可具有不同類型(例如，環狀天線及偶極天線)。大體上處於相同平面或平行平面(例如，皆處於基板416)中之環狀天線及偶極天線的存在可促進對標記之供電，而不管標記之定向。此係因為天線中之至少一者與導引面波之磁性分量或導引面波之電性分量(其彼此為法向)較好地對準。因此，取決於標記之空間定向，環狀天線可為自導引面波之磁性分量至標記電路414的電性功率之優勢供應者，或偶極天線可為自導引面波之電性分量至標記電路414的電性功率之優勢供應者。進一步預期的是，許多習知RFID標記天線設計可使用或經修改以將來自導引面波之足夠能量轉換至電性能量以對標記電路414供電。

標記電路系統414可包括如上文所述的阻抗匹配網路。在一些實施例中，阻抗匹配網路將靜態地佈置或可予以省略。靜態地佈置或省略的阻抗匹配網路可不產生最大能量轉換效能，但將使得標記電路系統414相對簡單且適應標記402之頻繁移動，而不需根據阻抗匹配網路相對於損耗導電媒質410之位置來重新配置該阻抗匹配網路。不管天線412之具體佈置，標記402可視為包括如上文結合第1-20E圖所述的導引面波接收結構R。

標記402可相對小及輕的。大多數標記402將在大小及重量方面與RFID標記類似。例如，標記402可為相對平坦的(例如，約1 mm厚或更小)，在約1 cm長至約10 cm長範圍內，且在約1 cm寬至約10 cm寬範圍內。

如將描述的，起正向鏈接作用以將來自探針P之功率遞送至標記402的導引面波可具有一個頻率，且標記402可以第二頻率發射返回鏈接信號以將資料傳輸至接收器408。為增加在低功率下操作的多個標記402之效能及流通量，第二頻率可高於第一頻率(例如，高一或多個數量級)。為適應在高頻率下的返回鏈接信號之發射，標記402可在其中天線412不能夠有效發射返回鏈接信號的情況下包括第二天線422。

系統400可經配置以利用如上文所述的導引面波之性質。因此，在相對低頻率下的導引面波之實際使用可結合物件辨識進行。在一個實施例中，藉由探針發射的導引面波之頻率為大約13.56 MHz或其他頻率，該等其他頻率已藉由適當管理機構授權以與RFID技術一起使用。可取決於物件辨識應用及導引面波之所需特性而使用高於或低於13.56 MHz的頻率。包括天線組態及/或阻抗匹配之標記402之架構可與導引面波之頻率協調來實現能量傳遞。

如上文所述，導引面波之場強針對離探針P的小於導引場度曲線103之膝部109 (第1圖)的距離而言保留為相對高的。因而，單一探針P可用於對圍繞探針P之有效區域內的許多標記200供電，同時在探針P之位置處維持可接受能量密度。例如，在結合物件辨識應用使用的能量來源處的有效等向輻射功率(effective isotropic radiated power；EIRP)可藉由管理機構強加。習知RFID應用之典型限制為約一或兩瓦特。可合理地假定此等類型的EIRP限制將對使用導引面波之一些類型的物件辨識應用而言得以維持。甚至在此等限制下，單一探針P可能能夠對位於離探針P的一徑向距離內的數百、數千或數百萬之標記402供電，該徑向距離小於相應導引場度曲線103之膝部109離探針P之距離。對於全向探針P而言，可照射標記之有效區域為圓形區域，其具有之半徑為約相應導引場度曲線103之膝部109離探針P之距離。膝部109離探針P之距離取決於導引面波之頻率。作為一實例，針對處於約13 MHz之導引面波的膝部109離探針P之距離為大致一公里，此取決於地面性質。在相對理想的情形下，在900 MHz下操作的習知RFID技術具有約30公尺之有效操作範圍。因此，將瞭解的是，標記402可自更大距離及以比先前可能的低得多的頻率來供電。

標記402可經配置以在利用預定頻率、多個頻率或頻率範圍之導引面波照射時回應(例如，變為供電的及/或傳輸返回信號)。在一個實施例中，標記402經配置以回應於第一頻率而不是第二頻率，且不同標記402經配置以回應於第二頻率而不是第一頻率。在一個實施例中，可建立第一頻率與第二頻率之間的最小區隔，諸如約10 kHz區隔或100 kHz區隔。

如將瞭解的，許多標記402可利用導引面波有效地供電，且標記402可經配置以實施相對功率密集功能。將在下文描述許多此等功能。此外，可避免具有有限操作距離之感應閱讀器的使用。此允許在顯著距離處及/或具有相對低頻率的情況下詢問標記402。導引面波之性質亦允許在高電容率材料及/或損耗材料插入探針P與標記402之間的情形中詢問標記402。作為一實例，可詢問位於貨物之貨架或具有水內容物的貨物(例如，含水食物，諸如水瓶、啤酒、湯、調味料，該等調味料諸如調味醬或沙茶醬等)之裝運容器內的標記402。在一個實施例中，當一至五公尺之水插入探針P與標記402之間時，可對標記402供電來操作。 2(C). 標記詢問

可藉由利用具有與標記402相容的頻率之導引面波照射標記402且利用接收器408接收來自標記402之返回信號而詢問(亦稱為讀取)一或多個標記402。作為此過程之部分，標記402自導引面波汲取功率以對標記402中之電子元件(標記電路414)供電。功率之汲取可為被動操作。具體而言，導引面波在天線412中感應施加於標記電路系統414之電流。功率至標記電路系統414之施加啟用標記電路系統414來實施一或多個預定功能。示範性預定功能為讀取與來自標記電路414之記憶體組件的標記414相關聯的標記識別符，且傳輸含有標記識別符之返回信號。返回信號可呈資料傳輸形式，其遵循就傳輸時間(例如，在與其他標記之返回信號時分多工下之預定時槽)、電特性、訊息格式或內容、加密等而言的預定協定。信號可藉由接收器408接收且解譯。

在一個實施例中，返回信號可為RF信號。返回信號之傳播能力將取決於RF信號之特性，諸如能級、資料編碼及頻率。可藉由接收器408有效偵測返回信號所處的距離將取決於返回信號在周圍環境中之傳播能力及接收器408之靈敏度。為允許在相對較大距離處(諸如大於30公尺)讀取，返回信號可利用相對較大EIRP發射。自導引面波汲取功率將允許標記電路414中之發射器以相對高功率輻射，因為來源(導引面波)中可利用功率之能量密度為高的。另外，返回信號可具有相對高以增強流通量之頻率。在一個實施例中，返回信號可具有高於照射導引面波之頻率的頻率，諸如高於導引面波之頻率約一至三個數量級。例如，若導引面波在約10 MHz至約250 MHz範圍內，則返回信號可約100 MHz至約5.4 GHz或更高範圍內。

因此，導引面波可處於一個頻率(例如，第一頻率)，且標記402可以不同於第一頻率之第二頻率回應。在其他實施例中，回應頻率可標稱地與導引面波頻率相同。在一個實施例中，回應於處於第一頻率下之導引面波的第一組標記402可以第二頻率回應，且回應於處於第一頻率下之導引面波的第二組標記402可以不同於第二頻率的第三頻率回應。使用回應頻率之差異，第一組中之標記可相異於第二組中之標記。

如所指示，一或多個預定功能可藉由標記402在標記電路系統414變為啟用時實施。一個示範性預定功能為發射返回信號。返回信號可含有資訊，諸如以下一或多者：對標記402不存在辨識資訊之指示、對標記402之類型或與標記402相關聯的物件404之類型的指示、用於與標記402相關聯的物件404之SKU或其他識別符、使標記402相異於其他組之標記402或所有其他標記402的標記402之唯一識別符或位址，或藉由標記402儲存的任何其他資料。

在一個實施例中，返回信號之傳輸為自動的。在其他實施例中，藉由標記402做出的回應或其他動作可在某些條件下實施。在示例性實施例中，標記402為可定址的且回應於定址至標記402之訊息或資料。取決於定址方案，標記402可為個別可定址的。出於此目的，標記402可具有任何位址，其對所有其他標記402之位址而言為唯一的，諸如IPv6位址或適當格式之一些其他位址。在一個實施例中，位址可具有約40位元至約64位元之長度。預期的是，64位元長或更長的位址可用於唯一地定址行星上之每一物件。在其他實施例中，訊息或命令可定址至多個標記402。處於此目的，標記402可共用共同位址(例如，與SKU相關聯的所有標記402可具有相同位址)或階層式定址可用於利用其他唯一位址。其他示範性資料分配技術包括多播定址或地域性群播(geocasting)。

使用可定址標記402允許藉由標記402實施各種預定功能。作為一實例，接收器408與標記402之間的資料鏈接或通信介面(例如，藍芽介面)可建立用於資料之雙向交換。接收器408與標記402之間的通信可允許接收器408 (或經由接收器408允許電腦系統418)以輪詢標記402的藉由標記402儲存的資訊或發送命令至標記，或可允許標記402以接收並儲存另外資訊。

在另一實施例中，藉由標記402實施的預定功能包括儲存編碼在導引面波中之資料或實施編碼在導引面波中之命令。標記402回應的導引面波中之資料或命令可廣播至標記402而不定址或可定址至一或多個具體標記402。出於此目的，探針P可包括導引面波中之編碼載波訊息。

可藉由一或多個標記402在藉由接收器408傳輸資料及/或命令時實施的或可作為導引面波之部分的預定功能可包括但不限於將標記402之資料寫入至記憶體，執行命令，回應所請求資訊及僅在經定址或以其他方式輪詢的情況下藉由發射返回信號回應。

另一預定功能可為回應於確認接收到返回信號之訊息或適當命令而停止發射返回信號。此種功能可用於各種情形。例如，在庫存控制操作期間，導引面波可用於照射許多標記402，所有標記可藉由發射各別返回信號而開始回應操作。在來自個別標記402之回應獲接收並處理時，電腦系統418可發出命令(經由接收器408或導引面波)至自其接收並處理返回信號之標記402以停止發射返回信號。以此方式，可接收並處理來自其他標記402之返回信號而競爭較少。

在一個實施例中，有可能可藉由執行標記402中之命令而永久地「關閉」或停用標記402。例如，在藉由消費者購買物件404之後，其相關聯標記402可停用以便標記將不再於藉由適當導引面波照射時實施預定功能。 2(D). 區域化標記照射

另外參考第24圖。第24圖展示兩個相鄰位點424a及424b。所例示實施例中之位點424為各自容納零售店(retail establishment)之建築物。展示此示範性實施例以達描述性目的。將瞭解的是，所例示實施例表示所揭示概念之態樣。所揭示概念之原理可適用的位點之性質及組態可有所變化。位點之類型包括但不限於零售店、貨倉、辦公室設施、學校、港口、配送中心、裝運及分類中心、運動地點、停車場、工廠或製造企業、農場、軍事基地等。位點可不包括任何建築物結構或可包括一或多個建築物結構。每一位點之特徵在於其中需要標記402之照射及讀取的已知地理區。由於標記402及位點之相對大小，個別標記402及相關聯物件404為在第24圖中展示以達圖解之簡單性。但應理解的是，標記402及相關聯物件404係存在於每一位點424內。位點424中標記402及相關聯物件404之數量可有所變化，且可在少達一個標記402/相關聯物件404至數百萬標記402/相關聯物件404之範圍變化。

在所例示實施例中，位點424a及424b間隔分開。相鄰位點424不必間隔分開。相應於建築物之位點424可彼此觸碰或幾乎觸碰，或可共用將一個位點424與另一位點區分的壁。

在一個實施例中，探針P與每一位點424相關聯。典型地，探針P位於定義位點424之地理區內。一或多個接收器408亦與位點424相關聯且位於位點424處。典型地，與位點424相關聯的接收器408位於定義位點424之地理區內，但與位點424相關聯的接收器408中之一或多者可位於此地理區外部，諸如接近位點424之入口。

每一探針P經配置以照射位於與探針P相關聯的位點424之地理區內的標記402。在一個實施例中，與一個位點424相關聯的探針P經配置以不照射位於相鄰位點424內之標記402。將瞭解的是，不照射相鄰位點中之標記402可能始終不可能或不實際，及/或有時，相鄰位點中之標記402可即使在小心限制探針P之可操作範圍的情況下仍受無意照射。

出於配置探針P以不照射相鄰位點中之標記402之目的，可使用由於藉由探針P產生導引面波所引起的天然「能量氣泡」。如上文所述，導引面波之能量密度滾降在小於膝部109離探針P之距離的距離處為極低的。在膝部109且向外之距離處，能量密度顯著下降。假定探針P為全向的且陸界媒質410之電性質沿探針P與陸界媒質410之間的操作介面為均勻的，則能量密度在自探針P之所有徑向方向上以此方式表現。膝部109之距離隨導引面波之頻率而變化。此外，出於本說明書之目的，為視為受照射的，標記402必須在閾值能量密度存在下以自導引面波汲取足夠功率以便供電並能夠回應。閾值能量密度可取決於標記402之能耗特性且因此可有所變化。

對於與藉由探針P產生的導引面波之頻率可操作相容之標記402而言，圍繞探針P的其中標記402將暴露於閾值能量密度以變為受照射的區將稱為照射區426。如第24圖之示範性實施例所例示，一個照射區426a與位點424a及探針Pa相關聯，且另一照射域426b與位點424b及探針Pb相關聯。在其中藉由用於相鄰位點424a、424b之探針Pa及Pb產生的導引面波之頻率與用於相鄰位點424a、424b之其他者的標記402可操作相容的實施例中，不重疊照射區426之建立將允許每一位點424藉由彼此獨立地讀取標記402而實施物件辨識。

詳言之，藉由用於位點424a之探針Pa產生的導引面波將不趨向於照射相鄰位點424b內之標記且反之亦然。可做出另外的預防措施以避免使得在標記402藉由用於相鄰位點424b之探針Pb照射時，用於一個位點424a之接收器408偵測來自位於相鄰位點424b中的標記402之回應信號，且反之亦然。此等預防措施可包括控制照射之時序以便來自各別位點424a、424b之探針Pa、Pb不會主動地同時產生導引面波。另一預防措施為限制標記402之輸出功率至足夠低的位準以避免藉由其他位點中之接收器408偵測，及/或限制接收器408之接收靈敏度以避免偵測來自相鄰位點424中之標記402的信號。另一預防措施為在處理來自位點424之閱讀器408的資訊的電腦系統418中維持標記識別符之資料庫以用於應存在於位點424之所有標記402。若讀取標記402且相關聯標記識別符不在資料庫中，則可做出以下假定：標記402不與位點424相關聯且應予以忽視。當物件到達位點424且經詢問以將相應標記識別符添加至資料庫時，可在錄入模式中得到例外情況。

對前述內容應注意，存在控制照射區426之有效大小的若干因素，包括導引面波之功率及頻率以及標記402之功率需求。因此，導引面波之功率及頻率中之每一者、用於位點424內的標記402之特性以及用於相鄰位點中的標記402之特性可經選擇以彼此協調來建立用於每一照射區426之適當大小。然而，應瞭解，頻率為對照射區426之大小的最重要貢獻因素。在約100 MHz至約200 MHz範圍內的頻率應足以控制照射區426之大小，以便在位點424為典型貨倉或零售店時緊密地匹配位點424之大小。

亦可為合乎需要的是控制照射區426之形狀。照射區426之形狀可藉由使用探針總成來控制，該探針總成具有隨方向而變化的輸出。此可使用多個探針P來達成以在導引面波分佈中產生凸部或產生為多個定向發射導引面波之集合體的導引面波(例如，多射束方法)。例如，個別探針P之超定位可用於製成具有定向輸出之相位陣列探針，該方向輸出係藉由多個同時產生的導引面波之存在而控制。

藉由選擇探針P (或探針總成)及標記402之特性以控制照射區426之大小與形狀，照射區426可製成近似於相關聯位點424之地理區。此外，如上文所述，有可能可使用位點424中之一個探針P來照射位點424中之所有標記402 (例如，藉由達成跨於整個位點424之高能量密度)，同時維持來源處之可接受能量密度(例如，在探針P處約1瓦特至約2瓦特之EIRP)。

另外的考慮因素可用於選擇導引面波之頻率。例如，對某些頻率之存取可或可不藉由監督其中定位有位點424之管轄區的管理機構利用來達成物件辨識目的。

另一考慮因素為導引面波之有效高度。導引面波之能量密度落於約導引面波之波長的高度處。因此，照射區426之高度將為約導引面波之波長。對於約13 MHz之導引面波而言，探針P將為約三呎高，且照射區426將為約72呎高(約22公尺)。此高度可足以照射與物件404相關聯的標記402，該等物件係置放於許多貨倉中之上部架子上。對於約100 MHz之導引面波而言，照射區426將為約3公尺高，且對於約300 MHz之導引面波而言，照射區426將為約1公尺高。此等高度可與許多零售環境相容。 2(E). 自一位點處之標記進行資料收集

可藉由讀取存在於一位點處之標記402而實施各種功能。示範性功能包括庫存控制、找出錯置物件404、減少盜竊以及消費者交易操作。對於此等任務，假定待追蹤的每一物件404與標記402相關聯，且電腦系統418維持物件404及每一相關聯標記識別符之資料庫。當標記402首先與物件404相關聯時可產生及/或採集此資訊，此關聯可發生在遠離位點424之位置處，諸如製造物件之工廠。在其他情形中，當標記402到達位點時可產生及/或採集此資訊。

為在位點424處實施標記402之讀取，存在一或多個探針P及一或多個接收器408。因為標記402可藉由位於位點424外部的探針P所產生的導引面波照射，所以探針P不必位於424之地理區內。但預期的是，接收來自位於位點424處之標記402的返回信號的每一接收器408將位於位點424之地理區中或接近於位點424 (例如，在能夠接收藉由位點424中之標記402發射的返回信號之距離內)。

用於位點424之每一接收器408可做策略性置放，諸如藉由門、卸貨台、收銀機等。例如，在其中位點424a為零售位置的位點424a之所例示實施例中，接收器408係相鄰顧客進入及退出所穿過的主要入口428定位，接收器408係相鄰將主購物區432與庫存儲存區434分離的門430定位，且接收器408係相鄰儲存區434處的輔助出口門436定位。另一接收器408可相鄰卸貨台438定位，且另一接收器408可位於支付區440。物件404及相關聯標記402可存在於位於購物區432中之架子442或顯示器上。另外的物件404及相關聯標記402可存在於儲存區434中之架子442上或其他位置中。在另外或替代位置處亦可存在接收器408。

另外參考第24圖中之示範性位點424b之圖解，將描述接收器408之另一佈置。在此實施例中，接收器408係置放於策略位置處但不與位點424b內之具體地點相關聯，該等地點諸如門、卸貨台、支付區等。實情為，接收器408係定位來偵測藉由位點424內之標記402發射的返回信號。儘管在隨附圖式中例示兩個接收器408，但其他數量之接收器408為可能的。例如，僅存在一個接收器408或存在三個或三個以上接收器408。可以與上文描述相同的方式來使用並分析返回信號。在位點424a或位點424b之任一實施例中接收器408之數量及定位可取決於標記402與接收器408之間的操作範圍、位點424之大小、電腦系統418之程式化及任何其他相關因素。此外，位點424a之實施例之接收器佈置可與位點424b之實施例之接收器佈置組合，以便一些接收器定位成與位點之某些結構元件連接，且其他者係定位在更通用策略位置處。

應認識到，第24圖中接收器408之位置為示範性的且係出於描述性目的。接收器408之數量及位置可取決於位點424之特性及待進行的標記讀取功能來修改。

探針P可位於策略位置中，但可隱藏於視線。例如，在位點424a之實施例中，探針Pa係隱藏於架子442中之一者的端蓋444中。探針P可經配置以連續地產生導引面波，以便各別照射區426中之每一標記402連續地回應，諸如藉由重複傳輸返回信號而在重複傳輸之間不存在延遲或週期性地重複傳輸返回信號(例如，一秒一次)來連續地回應。在其他實施例中，探針P經控制以在所需時間產生導引面波並產生達所需持續時間。所需時間可經預排程或可為觸發探針之啟用的結果(例如，操作者可觸發探針來實施庫存檢查，以便找出錯置物件或結算物件以供購買，如以下示範性功能中所描述的)。

返回信號可藉由一或多個接收器408偵測。來源於返回信號之資料(例如，標記識別符)連同偵測返回信號之接收器408之已知位置及/或身份可結合各種功能使用。一個示範性功能為參與辨識顧客意圖購買的物件404。例如，顧客可帶著用於購買之物件404至支付區440。在位點424a之實施例中，物件404可移動經過支付區440處的接收器408，且彼等物件404可藉由電腦系統418登記。應注意，不需要與印刷SKU利用條形碼閱讀器連續掃描之方式類似地一次一個讀取用於購買之物品。實情為，可帶著多個物件404同時經過接收器408。一旦物件404獲辨識，顧客可隨後以習知方式對進行支付物品。

在另一實施例中，可追蹤關於位點424處之庫存的資訊。例如，在位點424a之實施例中，當物件404進入或離開位點424時，相關聯標記402可經過位於門428、門436或門438處的接收器408中之一者。藉由保持跟蹤經過此等接收器408之物件404，可進行藉由物件類型精確結算物件404之數量並進行偵測自授權區移動至未授權區的物件。此偵測亦可藉由偵測移動經過預定點或橫過授權區與未授權區之間的邊界而進行。在另一實施例中，可藉由在自接收返回信號之上一次重複起的預定量之時間內未能接收來自相關聯標記之返回信號而得到對物件仍留在授權區的偵測。此外，可針對有效物件購買及物件為何可自位點424移除的其他正當理由(例如，裝運至供應鏈之下游位置或返回至供應者)來交互參照此資訊。若物件404之偏離不與正當理由相關聯，則可實施另外的安全性相關動作，諸如向主管機關(例如，位點424之管理者或警方)發出警告，打開安全性攝影機並記錄圍繞物件穿過退出之門或台的區之視訊，發起調查等。

其他資訊可根據其中物件404進入或退出位點424之方式、返回信號之接收時間及/或諸如何時亦存在特定運載工具或工人之另外資訊來判定。例如，在具有多個卸貨台之設施中，追蹤物件移動穿過的台可用於確立哪一員工操縱物件，物件裝載至哪一卡車上或哪一卡車將物件帶至設施。作為另一實例，追蹤相對於購物區432而位於儲存區434中的物件404可藉由門430處的接收器408接收返回信號。可進行關於物件於位點424內之移動的其他資料收集，諸如追蹤自一個使用者定義區帶至另一使用者定義區帶之移動、收集關於顧客之行為的資料等。

在另一實施例中，位點424中所有物件404或某些類別物件之庫存可藉由分析來自標記402之返回信號而進行。在一個實施例中，電腦系統418可分析與每一相異返回信號相關聯的標記識別符以實施庫存分析。在一個實施例中，解交錯技術可應用來忽視或關閉來自具有相關聯標記識別符之標記402的返回信號，該等相關聯標記識別符已登記於庫存分析中。為限制在庫存分析期間回應的標記402之數量，發射返回信號之定址命令可發送至所關注的具體標記402。回應或不回應的解交錯及/或定址標記可結合本文描述的其他功能使用。

在一個實施例中，所有物件404之地理位置、物件404之某些類別或單一具體物件404可使用來自與物件404相關聯的標記402之返回信號辨識。標記402之位置及其相關聯物件404可藉由照射標記402並在各自具有已知位置的兩個或兩個以上接收器408處接收返回信號來判定。對來自相同標記402之兩個或兩個以上返回信號而言，到達時差或接收功率差異(例如，電壓駐波比或VSWR)可用於三角分析標記402之位置。此分析可針對自多個標記402接收的返回信號重複。此外，解交錯技術可應用來忽視或關閉來自已判定位置之標記402的返回信號。此外，為限制在位置分析期間回應的標記402之數量，定址可用於控制發射返回信號的一或多個標記402。

位置判定技術(例如，前述三角量測技術)可結合各種功能使用。例如，參考位點424b之示範性敘述，可進行特定區中物件404之整體辨識。例如，可能存在讀取區帶446，該讀取區帶充當用於購買之物品在退出位點424b之前穿過的指定詢問區。專用讀取區帶446中之所有物件404可藉由分析來自位於讀取區帶446中之標記402的返回信號而偵測。因此，一組物件可移動穿過讀取區帶446，藉由電腦系統418共同地辨識並登記。隨後，可完成交易來購買物品。此種整體物件辨識之方法可應用於其他情形中，諸如辨識移動穿過卸貨台之所有物品，在卡車或軌道車移動穿過預定區時辨識該卡車軌道車上之所有物品等。

作為另一實例，地理位置可用於偵測物件404之未授權移動(例如，物件404之盜竊)。在一個實施例中，此偵測可在判定物件404處於其不應存在的位置中(例如，物件404之位置經偵測處於位點424之地理區外部)的情況下進行。在另一實施例中，此偵測可在物件移動大於閾值距離並處於自預定點的未授權方向上的情況下進行。此種技術可偵測遠離門並朝向例如停車場移動的物件。一旦進行可能的未授權移動之偵測，該偵測即可針對任何合法的移動理由來交互參照，該等理由諸如物件之購買、物件至另一位置之排程裝運等。若不存在針對以進行的偵測的合法原因，則可觸發安全措施。該等安全措施可包括但不限於向主管機關(例如，位點424之管理者或警方)發出警告，打開安全性攝影機並記錄圍繞物件穿過退出之門或台的區之視訊，發起調查等。

在判定物件404之地理位置的另一實施例中，接收器408之地理位置可用作接收相關聯標記返回信號之物件404的位置之代理。例如，若支付區440處之接收器408偵測到標記402之返回信號，則相關聯物件404將假定為位於或靠近支付區440。在多於一個接收器408偵測到標記402之返回信號的事件中，則偵測到返回信號之最高信號強度的接收器408之位置可用作相關聯物件之位置的代理。在一些實施例中，接收器408可為行動的，諸如安裝在卡車、船、火車或其他運載工具上的接收器408。在此狀況下，充當標記402/物件404之地理位置的代理的接收器408之地理位置可使用例如全球定位系統(global positioning system；GPS)技術來判定。

用於判定標記402之地理位置的前述方法中的任何方法可包括除地理位置(例如，如藉由雙向坐標所表達的)之外判定標記402之高程。此外，在一些實施例中，有可能可藉由將導引面波轉向以使得導引面波一次僅照射位點424之某些區中的標記402 (例如，藉由使用多射束導引面波產生方法來輸出在方向上隨時間推移有所改變的導引面波)來細化標記402之定位。

將物件儲存在設施(例如，貨倉、配送中心、零售店之儲存區等)中典型地涉及詳細計劃物件將置放在何處以便該等物件可在需要時容易找到。使用用於照射及地理定位標記402之所揭示技術，可使用較少計劃。替代地，物件404可置放於將容納物件404之任何位置中。此位置可在使用用於判定與物件404相關聯的標記402之地理位置的前述方法中之一者進行置放的時間時得以判定。此位置可藉由電腦系統418儲存於資料庫中且用於促進在稍後時間對物件404之擷取。替代地，物件404可置放於適合位置中而無需判定或儲存關於該位置之資訊。當希望找到物件時，用於判定與物件404相關聯的標記402之地理位置的前述方法中之一者可用於判定物件404之位置。

在一個實施例中，物件404之移動可藉由週期性地或連續地進行與物件404相關聯的標記402之地理位置的位置判定而得以追蹤。以此方式之移動追蹤可用於庫存計劃，用於監測盜竊或產品縮減以及用於各種其他目的。在一個實施例中，多個標記402之追蹤可提供另外資訊。例如，若人與第一標記402相關聯而物件404與第二標記402相關聯且發現該等標記一起移動，則可進行以下判定：人正在移動物件或與物件之移動相關聯(例如，兩者一起在運載工具中移動)。可對與運載工具相關聯的標記402及與物件404相關聯的標記進行相同分析。

標記402可以許多方式與人相關聯且用於各種目的。在一個實施例中，與人相關聯的標記402可採取藉由人正常攜帶的物件形式或包括於該物件中，諸如在形狀因子上與信用卡類似的標記402或為電子裝置(例如，行動電話或用於行動電話之殼體)之部分的標記402。一旦標記402與人相關聯，即辨識標記及由此人可用於各種目的。例如，與人相關聯的標記402可在支付區440處偵測結合以與人意欲購買的物件相關聯的標記402之偵測。若銀行帳戶、信用卡或其他支付手段進一步與購買人所關聯的標記402相關聯，則針對物件404之支付可藉由暫存交易的電腦系統418使用與購買人所關聯的標記402相關聯的支付手段來進行。

在另一實施例中，可需要位點424處之員工攜帶標記402。使用對物件404之位置追蹤及/或物件404與人之關聯，可藉由電腦系統418實施各種功能。示範性功能可包括追蹤任務完成、追蹤工作業績、追蹤工時及監測物件404藉由員工之盜竊。 2(F). 標記之宏觀照射

先前章節描述使用導引面波照射明確定義地理區中之標記402，該明確定義地理區相應於典型地藉由一方控制的已知地點。

另一實施例將結合第25圖描述。在此實施例中，導引面波可用於照射在可存在多個位點424之區上、存在藉由各別方控制的多個接收器408之區上及/或標記402可藉由運載工具(例如，卡車、汽車、飛機、火車、船等)行進之區上的標記402。該等區可包括任意區、貨物意欲沿之行進的路徑、郵政編碼區、城市、鄉村、州或省、國家、大陸或藉由探針P之操作者判定的可或可不相應於管制邊界、政府邊界或地理邊界的區。在一個實施例中，導引面波可產生來照射地球(亦即，全球)上的標記402。由於標記402及接收器408相對於涵蓋區中一些區之大小的大小，第25圖中未展示個別標記402及接收器408以達圖解之簡單性。

注意，探針P並未按比例繪製且可定位在行星上之幾乎任何位置處，第25圖中例示的代表性實施例涵蓋能夠照射地球上之標記402的導引面波。然而，以下描述之態樣亦將應用於較小照射區。

導引面波較佳具有已知固定頻率(例如，第一頻率)。一或多個另外的探針P可用於產生照射至少一區中之標記的導引面波，該區重疊其中標記402藉由第一頻率之導引面波照射的區。其他導引面波可具有不同於第一頻率之頻率，且結合利用其他導引面波照射標記402所實施的功能可與結合利用第一頻率之導引面波照射標記402所實施的功能相同或類似。因此，照射相對寬伸展區上之標記402將在第一頻率之單一導引面波之情形中描述且進一步在與第一頻率可操作相容(例如，藉由第一頻率之導引面波供電且在加電時能夠發射返回信號)的標記402之情形中描述。其他頻率之導引面波及與其他頻率相容之標記的操作可以相同方式實施，且與第一頻率之導引面波及與第一頻率相容之標記的操作並行實施。

一般而言，在標記402可藉由第一頻率之導引面波供電的區增大時，第一頻率將降低。

對使用第一頻率且藉由探針P產生來對標記402供電之導引面波關注的實體可佈署與第一頻率相容的標記402。佈署標記402可包括例如將相容標記402與實體希望追蹤的每一物件404實體上關聯，且在電腦系統418(未按比例展示)處之適當資料庫中登記物件404及相關聯標記識別符之身份。將標記402及物件404實體上關聯可包括將標記402直接黏附或緊固至物件404、用於物件404之包裝或利用物件404保持(例如，手動保持)的一些其他物品。在其他實施例中，標記402可處於物件404內部或為物件404之整體部分。

實體亦可將接收器408佈署在導引面波將照射標記402之區中的策略位置中。除其自身接收器之外或替代佈署其自身接收器，實體可與佈署接收器之另一方配合。另一方可將存在於藉由接收器偵測的返回信號中之資訊(例如，標記識別符)提供至實體。資訊之提供可經由電腦系統418達成且可包括處理資料以進行各種判定，諸如路線追蹤。將進一步瞭解的是，可存在處理來自返回信號之資訊的多個電腦系統418。例如，對使用第一頻率之導引面波來辨識物件關注的每一實體可佈署電腦系統418或多個電腦系統418來處理多個位點之資訊。

預期的是，標記402之寬區照射將產生利用習知RFID技術當前不可能的許多物件辨識及追蹤功能。另外，當使用局部探針P (例如，如結合第24圖之實施例所描述)時實施的任何操作亦可使用如結合第25圖描述的遠程探針P實施。

類似於上文所述的操作，利用導引面波照射之標記402將回應於識別符。識別符可為將標記402與所有其他標記402區分的唯一識別符，該等其他標記諸如呈另一格式的IPv6位址或識別符。第一頻率之導引面波在所覆蓋區(可至多為整個行星)上具有足夠能量密度，以照射覆蓋區內之所有標記402。因此，標記402可連續地藉由發射其返回信號而重複輻射，該發射係典型地以高於第一頻率之第二頻率進行。連續地重複輻射返回信號可包括重複返回信號而在返回信號發射之間無延遲或稍微延遲(例如，在一個實施例中至多五秒、在另一實施例中至多兩秒、在另一實施例中至多一秒、或在另一實施例中至多0.5秒)。在一些情形中，標記402可經程式化以在某些時間、以某一週期性或回應於回應命令而回應。在其他情形中，標記402可經命令不回應至少達具體時間段(例如，在複數個標記之讀取操作期間，該讀取操作使用解交錯方法來精確地辨識大量標記)。

在一個實施例中，只要標記402處於藉由第一頻率之導引面波照射的區中，標記402將「始終」輻射其識別符(例如，一再地重複地輻射識別符而在每一輻射循環之間無延遲或延遲很小)且達標記402之生命週期。因而，可在藉由第一頻率之導引面波照射的區中任何處追蹤標記402，只要標記402處於接收器408之操作範圍內即可，該接收器經配置以偵測處於標記402之發射頻率(例如，第二頻率)上之返回信號。如先前所描述，可例如使用三角量測或藉由使用接收器之位置作為標記之位置的代理而判定標記402之位置(例如，經度及緯度)及高程。

在其中覆蓋區為整個世界之示範性實施例中，可在行星上之任何處在任何時間追蹤每一相容標記402直至標記402停止傳輸。標記402可藉由回應於停用命令而停用、藉由標記電路系統414故障、藉由變成實體上破壞的等而停止傳輸。在全球實施例中，導引面波可操作來在相對高海拔(諸如至多約35,000呎)處照射標記402。因而，可追蹤藉由飛機攜帶的標記402，前提為接收器可偵測來自標記402之應答信號。

接收器408可定位於需要標記402辨識之任何位置處。用於接收器408之可能位置之非詳盡清單包括製造設施、農場、貨倉、處理網際網路訂單或郵寄訂貨單之配送中心、零售位置、飯店、雜貨店、國家的進口港、海港、機場、沿道路、沿鐵路軌道及處於移動運載工具(例如，汽車、卡車、飛機、船、火車、叉車等)。

接收器408之廣泛佈署可允許與標記402相關聯的物件404之生命期追蹤。所收集的追蹤資訊之量可取決於例如與標記402相關聯的物件404之性質、所關注供應鏈或與物件具有關係之人或實體的關注程度。作為一實例，物件404可在中國北京之工廠中製造或包裝的時間與標記402關聯，且隨後在裝載於卡車上並駛往中國田徑海港時予以追蹤。接著，當物件404裝載於貨物容器上時追蹤該物件並當貨物容器裝載於船上時追蹤該物件。可進一步在藉由船去往美國加利福尼亞洛杉磯之海港的路線中追蹤物件404。可在海港處藉由接收來自標記402之返回信號而追蹤貨物容器自船之卸載及物件404於火車上之後續裝載。可在藉由火車行進期間追蹤物件404，火車可攜帶物件至美國田納西州孟斐斯，在孟斐斯，物件自火車卸載且運輸至孟菲斯的配送中心之架子。可藉由配送中心之操作者接收來自麻薩諸塞州波士頓之顧客的對物件之訂單。在彼點，物件404可自架子移除，置放於裝運箱中，運輸至包裝遞送運貨方之孟斐斯分類及分配中心，其中含有物件之箱最終裝載至飛機上。亦可追蹤所有彼等事件。可在飛機行進至波士頓時追蹤物件。隨後追蹤的為諸如以下之事件：物件自飛機之卸載、物件至包裝遞送運貨方之波士頓分類及分配中心之運輸、物件於遞送卡車上之裝載及向顧客工作地或住所之最終遞送。稍後，顧客可帶著物件404前往法國巴黎旅行度假。假定相關聯標記402與物件不分離或不丟棄，則可再次在前往巴黎旅行或在巴黎期間偵測該物件。

應認識到，前述物件生命週期追蹤實例描述代表性供應鏈情形。使用回應於導引面波之標記402追蹤的物件可以許多其他方式進入並透過貿易，但仍可予以追蹤以達各種目的。彼等目的包括例如供應鏈管理、庫存管理、偵測盜竊、估算在一位置處之到達時間等。

關於物件去過哪裡及/或已與物件交互的人或實體之詳細資訊可在多種情形中使用。作為一實例，可判定物件之購買者之身份連同物件之供應商、零售位置(若可獲得)及支付方式(例如，包括具體信用卡，若可獲得)。此資訊可與關於購買者之其他資訊組合並加以分析以便產生銷售機會，自動暫存產品以用於保證、用於跟蹤服務/產品更新目的或出於其他原因。

在一個實施例中，所揭示的辨識及追蹤技術可用於追蹤食物傳染病之爆發起源。在此實施例中，患病之人可經面詢以判定該人食用何物，其何時食用彼等物品，以及該人的食物來源(例如，消費食物之飯店或購買食物之雜貨店)。每一受感染人之資訊可填充至資料庫中且交互參照來判定何種食物物品最有可能引起該疾病。有時僅僅交互參照此資訊可能不足以判定含有病原體之食物，尤其在食物跨於國家或地區之寬泛區分佈的情況下如此。使用自與食物供應鏈中之物件相關聯的標記402收集之資訊可用於發現何種食物令人生病，彼食物來自何處並且其他潛在污染食物當前位於分配鏈中何處。

出於此目的，標記402可在食物鏈中儘可能早地與食物物品相關聯。例如，標記402可在處理廠處與花生醬之罐或多罐花生醬之盒子相關聯，該處理廠製造花生醬及/或填充該等罐。產品(例如，水果及蔬菜)可在生長器或包裝產品(例如，典型地藉由將產品置放於容器或條板箱中以供分配，且在一些實施例中，將產品出售給消費者)之包裝設施處與標記402相關聯。標記402之位置可如上文所述來追蹤。隨後，在食物傳染病爆發期間，患病之人的資訊可針對位置追蹤資訊來交互參照以試圖辨識患病之人與來自疑似食物產品之群組或類別之食物產品、在接近患病之人之位置具有最終分配模式之食物產品或以一些其他方式分類的食物產品之間的相應性。以此方式，嫌疑食物產品之辨識可得以快速辨識。預期的是，嫌疑產品辨識可比進行習知分析的情況進行得更快。

一旦嫌疑食物產品得以辨識，即可召回食物產品。追蹤資訊可使用下游及上游兩者來促進產品召回及其他補救行動。例如，可辨識引入病原體之位點且可根除病原體。此外，可辨識可遭污染及/或經受召回的食物單位之最後偵測位置。若彼等物品仍在雜貨店或飯店，則雜貨店或飯店可獲警告且可將食物免於出售或使用。此外，對於藉由消費者購買的產品而言，可使用建立購買者與標記物件之間的關聯性的記錄來辨識並聯繫一些物品之具體購買者。在一些實施例中，返回信號可經分析來辨識召回單位之現在位置，並且可採取行動來自飯店、家庭、雜貨店或其他位置擷取彼等單位。

另一示例性應用為追蹤用於服務或產品升級或召回之物品。將描述就汽車而言的產品召回之示範性實施例，但對用於涉及產品升級之例行服務的情形之方法的修改將為明顯的而無需進一步說明。在此實施例中，探針P發射照射與汽車相關聯的標記P之導引面波。接收器408沿道路、停車區、行車道或汽車可經過的其他位置定位。在汽車經過接收器408中之一者時，來自相關聯標記402之返回信號將藉由接收器408接收。標記識別符或與標記識別符相關聯的車輛資料(例如，車輛辨識號碼(vehicle identification number; VIN))可針對資料庫交互參照，該資料庫藉由製造廠及型號來儲存何種汽車已完成解決產品安全性召回之必要工作。關於完成召回工作之資料可自汽車商及其他服務提供者在工作進行時獲得。若判定車輛已完成該工作，則可不採取另外的行動。若判定車輛尚未完成該工作，則可採取另外的行動。例如，資料可經由導引面波中之編碼載波訊息而傳輸至標記402。資料可促使標記402與車輛之電子元件介接以向駕駛員顯示應解決產品召回之訊息。其他行動可包括嘗試藉由電話、電子郵件、正文訊息或資料訊息、習知郵件等聯繫車輛之所有者或執行主管機關。

另一應用可為向駕駛員或車輛所有者收取收費道路使用的費用。在此實例中，接收器408可定位自收費道路之入口及出口處或沿收費道路定位。在接收來自與經過接收器408之車輛或駕駛員相關聯的標記402之返回信號時，可針對已在先前於電腦系統418中與駕駛員或車輛相關聯的帳戶或信用卡進行適當收費。

在另一實施例中，來自標記402之返回信號或缺少返回信號可用於辨識仿冒貨物或驗證合法貨物。在一個示範性方法中，每一合法物件與具有唯一識別符之標記402相關聯。在各種時間，可針對已知與合法貨物相關聯的標記識別符之資料庫檢查標記識別符。檢查貨物之示範性時間可包括透過海關控制檢查點之時間及貨物中之所有物或契據(title)在各方之間轉移(例如，自製造商至進口商、自進口商至分銷商、自分銷商至店主、自店主至消費者)的時間。若在所接收標記識別符與已知合法標記識別符之間存在匹配，則貨物可藉由海關主管機構放行或藉由接收方接受。若不存在匹配或無標記402存在，則海關主管機構可沒收貨物且進行調查或接收方可拒絕貨物。

自前述實例明顯的是，追蹤相對於各種物件404收集之資料的量將取決於對物件404之關注程度及追蹤物件404之理由。超出追蹤物件404之範圍，相關聯標記402可用於另外的目的。將提供實例。在此實例中，資料可轉移至標記402或查詢或命令可傳輸至標記402。在此等情形中，資料、查詢或命令可經由標記402與接收器404之間的通信鏈接傳輸，或可編碼在定址至標記402並形成導引面波之部分(例如，作為編碼載波訊息)之訊息中。

在一個實施例中，除標記識別符之外的資料可藉由標記402儲存。儲存資料或儲存資料之選定元件可作為自動化返回信號之部分傳輸。在其他情形中，儲存資料或儲存資料之選定元件可回應於查詢或命令在信號中傳輸。藉由標記402儲存的資訊可隨時間推移在對支援操作功能性而言適當時改變。儲存資料元件可包括但不限於標記402之存在係先前判定之位置(例如，位置歷史記錄)；接收來自標記402之返回信號的接收器408之識別符；與標記402相關聯的物件404之製造商、進口商、分銷商或所有者之身份或位置；製造、包裝或其他處理之時間及日期；一或多個另外的物件404與標記402之關聯；海關放行資料；與諸如跨過進口港、製造、購買、購買量等之某些事件有關的位置、時間及日期及/或其他細節；產品到期日；版本號或值；產品功能；自其可獲得更多產品資料、保證資訊、法定期限或智慧財產權覆蓋資訊之網站或其他資料儲存器；關於獲得產品支援或訂購附件或替換零件之資訊；等。

在各種實施例中，導引面波將存在長的時間段以在大的地理區上照射標記402。在一些點，針對某些產品的返回信號之值可不再受一或多方關注。例如，物件404之購買者可由於隱私問題而不希望使物件之標記402發送返回信號。作為另一實例，在消費食物之後，與食物之包裝相關聯的標記402幾乎無價值。在此等情形中，有可能可再循環使用標記、破壞標記、關閉標記之返回信號特徵、接觸追蹤資料系統(例如，電腦系統418)且選擇退出進一步追蹤標記，或改變標記、接收器或電腦系統之操作的其他動作。

在一個實施例中，標記402可回應於一個以上頻率之導引面波。例如，標記402可當在藉由第一探針產生的第一頻率之導引面波存在下時發射第一返回信號，且覆蓋如結合第25圖所描述的廣泛區，且可當在藉由第二探針產生的第二頻率之導引面波存在下時發射第二返回信號，且覆蓋如結合第24圖所描述的局部區(例如，相應於具體位點的區)。回應於第一頻率之寬泛區導引面波的返回信號可處於一頻率下，該頻率不同於第二頻率之局部區導引面波之返回信號的頻率。以此方式，返回信號可得以區分及/或藉由不同接收器408接收。 2(G). 電腦系統

各種實施例中之電腦系統可為任何適當系統，諸如個人電腦、伺服器或分佈式系統(例如，「雲端」計算環境)。另外參考第26圖，例示與接收器408通信耦合示範性電腦系統418。若適當，則電腦系統418可與複數個接收器408通信。若可應用，則電腦系統418可與一或多個探針P可操作通信以在探針300產生導引面波時控制導引面波之特性，且控制探針300以包括用於以導引面波傳輸至一或多個標記402之資料或命令。

電腦系統418連同接收器408、探針P及標記402可實施本揭示內容中描述的技術。如所指示的，電腦系統418經由任何適當通信媒體420與接收器408通信。除實施本文描述的操作之外，電腦系統418可為中央暫存系統或一些其他形式之管理平台以便管理標記402與物件404之邏輯關聯。

電腦系統418可實行為基於電腦的系統，其能夠執行電腦應用程式(例如，軟體程式)，包括在執行時實施本文描述的電腦系統418之功能的標記管理功能448。標記管理功能448及資料庫450可儲存於非暫時性電腦可讀媒體(諸如記憶體452)上。資料庫450可用於儲存用於實施本揭示內容描述的功能之各種資訊集。記憶體452可為磁性、光學或電子儲存裝置(例如，硬碟、光碟、快閃記憶體等)，且可包含若干裝置，包括揮發性及非揮發性記憶體組件。因此，記憶體452可包括例如隨機存取記憶體(random access memory；RAM)用於充當系統記憶體、唯讀記憶體(read-only memory；ROM)、固態驅動器、硬碟、光碟(例如，CD及DVD)、膠帶、快閃裝置及/或其他記憶體組件外加用於記憶體組件之相關聯驅動器、播放器及/或閱讀器。

為執行邏輯操作，電腦系統418可包括用於執行實施邏輯常式之指令的一或多個處理器454。處理器454及記憶體452可使用局部介面456耦合。局部介面456可例如為具有伴隨控制匯流排之資料匯流排、網路或其他子系統。

電腦系統418可具有各種輸入/輸出(input/output；I/O)介面用於可操作地連接至各種周邊裝置。電腦系統418亦可具有一或多個通信介面458。通信介面458可包括例如數據機及/或網路介面卡。通信介面458可允許電腦系統418經由通信媒體420發送並接收往來於其他計算裝置、接收器408及探針P之資料信號。詳言之，通信介面458可將電腦系統418可操作地連接至通信媒體420。

接收器408包括通信電路系統，諸如接收來自標記402之返回信號的無線電電路系統460及經由通信媒體420與其他裝置建立可操作通信之通信介面462。無線電電路系統460可包括一或多個天線及無線電接收器(或在其中接收器408傳輸資料或命令至標記402之狀況下，收發器)。

接收器408之總體功能性可藉由控制電路464控制，該控制電路包括例如用於執行邏輯指令之處理裝置。接收器408亦可包括用於儲存呈可執行代碼形式之資料及邏輯指令的記憶體466。記憶體466可非暫時性電腦可讀媒體，諸如以下一或多者：緩衝器、快閃記憶體、硬碟驅動器、可移除媒體、揮發性記憶體、非揮發性記憶體、隨機存取記憶體(random access memory；RAM)或其他適合裝置。在典型佈置中，記憶體466包括用於長期資料儲存的非揮發性記憶體，及起用於控制電路464之系統記憶體作用的揮發性記憶體。接收器408可包括任何其他適當組件，諸如但不限於顯示器、揚聲器、麥克風、使用者介面(例如，小鍵盤及/或觸敏輸入端)、運動感測器、位置判定元件(例如，GPS接收器)等。 3. 結論

相對於一個實施例描述及/或說明的特徵可以與一或多個其他實施例相同之方式或類似之方式使用及/或與其他實施例之特徵組合使用或替代該等特徵。因此，所揭示特徵中任何特徵可與任何其他特徵組合或互換。

此外，儘管已展示並描述某些實施例，但應理解的是，落入所附申請專利範圍之範疇內的等效物及修改將由熟習此項技術者於閱讀並理解本說明書之後思及。

100‧‧‧圖表
103‧‧‧導引場強曲線/曲線
106‧‧‧輻射場強曲線/曲線
109‧‧‧區別性膝部
112‧‧‧點
115‧‧‧曲線
118‧‧‧曲線
121‧‧‧漢克爾交叉點
130‧‧‧導電影像地平面
133‧‧‧有限導電地球/損耗地球/地球
136‧‧‧實體邊界
139‧‧‧理想導電影像地平面/影像平面
142‧‧‧上部區域/空氣區域
150‧‧‧流程圖
153‧‧‧步驟
156‧‧‧步驟
159‧‧‧步驟
163‧‧‧線
166‧‧‧線
172‧‧‧曲線圖
175‧‧‧曲線圖
180‧‧‧流程圖
181‧‧‧步驟
184‧‧‧步驟
187‧‧‧步驟
190‧‧‧步驟
200a‧‧‧導引面波導探針
200b‧‧‧導引面波導探針
200c‧‧‧導引面波導探針
200d‧‧‧導引面波導探針
200e‧‧‧導引面波導探針
200f‧‧‧導引面波導探針
203‧‧‧損耗導電媒質
206‧‧‧第二媒質
209‧‧‧饋送網路
212‧‧‧激發源/AC源
215‧‧‧線圈
218‧‧‧地面樁極
221‧‧‧垂直饋送線導體
224‧‧‧分接頭
227‧‧‧分接頭
230‧‧‧適應性探針控制系統
233‧‧‧分接頭
236‧‧‧安培計
303‧‧‧線性探針
306a‧‧‧地電流激發線圈/結構
306b‧‧‧調諧共振器
309‧‧‧磁線圈
312‧‧‧輸出端子
315‧‧‧電負載
318‧‧‧共軛阻抗匹配網路
321‧‧‧探針端子
324‧‧‧阻抗匹配網路
327‧‧‧電負載
330‧‧‧輸出端子
333‧‧‧阻抗匹配網路
336‧‧‧電負載
400‧‧‧物件辨識系統
402‧‧‧回應標記
404‧‧‧物件
406‧‧‧詢問器
408‧‧‧接收器
410‧‧‧陸界媒質
412‧‧‧天線
414‧‧‧標記電路系統
416‧‧‧基板
418‧‧‧電腦系統
420‧‧‧通信媒體
422‧‧‧第二天線
424a‧‧‧位點
424b‧‧‧位點
426a‧‧‧照射區
426b‧‧‧照射區
428‧‧‧主要入口/門
430‧‧‧門
432‧‧‧主購物區
434‧‧‧庫存儲存區
436‧‧‧輔助出口門/門
438‧‧‧卸貨台/門
440‧‧‧支付區
442‧‧‧架子
444‧‧‧端蓋
446‧‧‧讀取區帶
448‧‧‧標記管理功能
450‧‧‧資料庫
452‧‧‧記憶體
454‧‧‧處理器
456‧‧‧局部介面
458‧‧‧通信介面
460‧‧‧無線電電路系統
462‧‧‧通信介面
464‧‧‧控制電路
466‧‧‧記憶體

本揭示內容之態樣可參考以下圖式更好地理解。圖式未必按比例繪製，而替代地重點是放在清楚地說明本揭示內容之原理。此外，在圖式中，相同元件符號在若干視圖中始終指定相應部件。

第1圖為描繪針對導引電磁場及輻射電磁場的場強隨距離變化之圖表。

第2圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的具有兩個區域之傳播介面的圖式，該兩個區域用於傳輸導引面波。

第3圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的相對於第2圖之傳播介面安置的導引面波導探針之圖式。

第4圖為根據本揭示內容之各種實施例的一階漢克爾函數之接近漸近線及遠離漸近線之量值的實例之曲線圖。

第5A及5B圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的藉由導引面波導探針合成的電場之複合入射角的圖式。

第6圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的電荷端子對第5A圖之電場以布魯斯特角與損耗導電媒質相交之位置的高程效應的圖形表示。

第7圖為根據本揭示內容之各種實施例的導引面波導探針之實例的圖形表示。

第8A至8C圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的第3及7圖之導引面波導探針的等效影像平面模型之實例的圖形表示。

第9A及9B圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的第8B及8C圖之等效影像平面模型的單線傳輸線及經典傳輸線模型之實例的圖形表示。

第10圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的調整第3及7圖之導引面波導探針以沿損耗導電媒質之表面發射導引面波之實例的流程圖。

第11圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的第3及7圖之導引面波導探針的波面傾斜角與相位延遲之間的關係之實例的曲線圖。

第12圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的導引面波導探針之實例的圖式。

第13圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的以複合布魯斯特角入射合成電場以在漢克爾交叉距離處匹配導引面波導的圖形表示。

第14圖為根據本揭示內容之各種實施例的第12圖之導引面波導探針之實例的圖形表示。

第15A圖包括根據本揭示內容之各種實施例的導引面波導探針之電荷端子T₁ 的相位延遲(Φ _U )之虛部及實部之實例的曲線圖。

第15B圖為根據本揭示內容之各種實施例的第14圖之導引面波導探針之示意圖。

第16圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的導引面波導探針之實例的圖式。

第17圖為根據本揭示內容之各種實施例的第16圖之導引面波導探針之實例的圖形表示。

第18A至18C圖描繪根據本揭示內容之各種實施例的接收結構之實例，該等接收結構可用以接收以藉由導引面波導探針發射的導引面波形式傳輸的能量。

第18D圖為例示根據本揭示內容之各種實施例的調整接收結構之實例的流程圖。

第19圖描繪根據本揭示內容之各種實施例的另外接收結構之實例，該另外接收結構可用以接收以藉由導引面波導探針發射的導引面波形式傳輸的能量。

第20A圖展示通常表示導引面波波導探針之符號。

第20B圖展示通常表示導引面波接收結構之符號。

第20C圖展示通常表示線性探針類型的導引面波接收結構之符號。

第20D圖展示通常表示調諧共振器類型的導引面波接收結構之符號。

第20E圖展示通常表示磁線圈類型的導引面波接收結構之符號。

第21圖為物件辨識系統之一個實施例之示意圖。

第22圖為物件辨識系統之另一實施例之示意圖。

第23圖為用作物件辨識系統之部分的標記之示意圖。

第24圖為佈署在相鄰位點處的第一及第二物件辨識系統之示意圖。

第25圖為佈署來辨識寬區域上之物件的物件辨識系統之示意圖。

第26圖為用作物件辨識系統之部分的電腦系統及接收器之示意圖。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

(請換頁單獨記載) 無

400‧‧‧物件辨識系統

402‧‧‧回應標記

404‧‧‧物件

406‧‧‧詢問器

408‧‧‧接收器

410‧‧‧陸界媒質

418‧‧‧電腦系統

420‧‧‧通信媒體

Claims (16)

1. 一種追蹤一物件(404)之方法，其包含以下步驟： 利用一導引面波導探針(P)產生一導引面波，該導引面波具有足夠能量密度以跨於一所關注區對物件辨識標記(402)供電；在複數個接收器(408)處接收來自一所關注標記之返回信號，該所關注標記與一物件相關聯，且在該標記在該所關注區中隨該相關聯物件移動時，該等接收器接收隨時間推移而改變的該等返回信號；以及 根據來自該標記的該等所接收應答信號辨識隨時間變化的存在該物件之一系列地理位置。
2. 如請求項1所述之方法，其中該導引面波導探針包含升高至一陸界媒質(203、410)之上的一電荷端子，該電荷端子經配置以產生至少一個所得場，該所得場合成以該陸界媒質之一複合布魯斯特入射角(θ _i,B )入射的一波前。
3. 如請求項1至2中任一項所述之方法，其中該系列中的該等地理位置中之至少一者係使用在兩個接收器處接收的一相應返回信號藉由三角量測來判定。
4. 如請求項1至2中任一項所述之方法，其中該系列中的該等地理位置中之至少一者為接收來自該標記之一返回信號的該接收器之一地理位置，該接收器之該地理位置充當用於該物件之該地理位置的一代理。
5. 如請求項1至2中任一項所述之方法，其進一步包含以下步驟：將該系列之位置儲存在一電腦系統(418)中且召回該等位置以判定該物件之行進的一歷史。
6. 如請求項1所述之方法，其中該所關注物件為來源於一供應者之一食物產品之一實例，且該方法進一步包含以下步驟：追蹤來自相同供應者之該食物產品之多個實例的該等位置，且將該等食物產品之該等實例之最終位置與其中判定人已因一食物傳染病而變得生病之位置交互參照，以便判定該食物產品是否使得該人生病。
7. 如請求項6所述之方法，進一步包含以下步驟：根據來源於與該食物產品之該等實例相關聯的標記之返回信號而辨識該食物產品之未使用或未出售實例之當前位置。
8. 如請求項6至7中任一項所述之方法，其進一步包含以下步驟：追蹤該等食物產品之該等實例至一共同起源點。
9. 一種用於追蹤一物件(404)之系統(400)，其包含： 一導引面波導探針(P)，該導引面波導探針產生一導引面波，物件辨識標記(402)自該導引面波獲得電性功率以跨於一所關注區操作，每一標記與一物件相關聯；佈署在策略位置處之複數個接收器(408)，該等接收器在該等標記在該等物件之一生命週期期間隨該等相關聯物件移動時接收來自該等標記中之一或多者的返回信號；以及 與該接收器可操作地耦合的一電腦系統(418)，該電腦系統經配置以根據來自該標記的該等所接收應答信號辨識隨時間變化的存在該物件之一系列地理位置。
10. 如請求項9所述之系統，其中該導引面波導探針包含升高至一陸界媒質(203、410)之上的一電荷端子，該電荷端子經配置以產生至少一個所得場，該所得場合成以該陸界媒質之一複合布魯斯特入射角(θ _i,B )入射的一波前。
11. 如請求項9至10中任一項所述之系統，其中該系列中的該等地理位置中之至少一者係使用在兩個接收器處接收的一相應返回信號藉由三角量測來判定。
12. 如請求項9至10中任一項所述之系統，其中該系列中的該等地理位置中之至少一者為接收來自該標記之一返回信號的該接收器之一地理位置，該接收器之該地理位置充當用於該物件之該地理位置的一代理。
13. 如請求項9至10中任一項所述之系統，其中該電腦系統儲存該系列之位置且召回該等位置以判定該物件之行進的一歷史。
14. 如請求項9所述之系統，其中該所關注物件為來源於一供應者之一食物產品之一實例，且該電腦系統追蹤來自相同供應者之該食物產品之多個實例的該等位置，且將該等食物產品之該等實例之最終位置與其中判定人已因一食物傳染病而變得生病之位置交互參照，以便判定該食物產品是否使得該人生病。
15. 如請求項14所述之系統，其中該電腦系統根據來源於與該食物產品之該等實例相關聯的標記之返回信號而辨識該食物產品之未使用或未出售實例之當前位置。
16. 如請求項14至15中任一項所述之系統，其中該電腦系統追蹤該等食物產品之該等實例至一共同起源點。