TWI402756B - 電磁輻射解耦器、製造硬紙板解耦器的方法、追蹤本體或容器的方法、用於識別及追蹤的零件組及形成解耦器的方法 - Google Patents

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Description

電磁輻射解耦器、製造硬紙板解耦器的方法、追蹤本體或容器的方法、用於識別及追蹤的零件組及形成解耦器的方法
本發明係有關於電磁輻射隔離或衰減裝置之領域及更特別地是有關於耦合能量至RF(射頻)標籤中之領域。本發明允許該RF標籤與會降低標籤效能之表面(例如：金屬表面)去偶合(亦即，隔離)。本發明係有關於任何RF標籤，特別是依賴傳播波互相作用之RF標籤(相反於磁標籤所展現之電感耦合)。因此，我們的較佳實施例涉及對長段系統標籤(例如：UHF段及微波段標籤)之應用。
RF標籤已廣泛地被使用於品目(特別是在商店或倉庫環境中之物品)之識別及追蹤。通常此標籤所經歷之缺點在於：如果將其直接放置在一金屬表面上或在該金屬表面之幾個毫米範圍內，則它們的讀取範圍會被減少至不可接收之程度及更普遍地是無法讀取或詢問該標籤。此乃是因為一傳播波RF標籤使用一整合天線以接收入射輻射：該天線之尺寸及幾何結構規定該天線共振之頻率，以及因而修改該標籤之操作的頻率(通常對於一UHF(超高頻)段標籤為866MHz或915MHz或者對於一微波段標籤為2.4－2.5GHz或5.8GHz)。當將該標籤放置在靠近或直接接觸一金屬表面時，該標籤之導電天線與該表面交互作用，以及因而降低該天線之共振特性或更普遍地是使該天線特性無效。因此，很難以UHF RF標籤來完成金屬物品(例如：籠子或容器)之追蹤以及因而必須利用其它更昂貴位置系統(例如：GPS)。
當將UHF RFID標籤應用至某些與RF(射頻)電磁波互相作用之其它表面(例如：某種型態之玻璃及)及具有大的水含量之表面(包括某種型態之具有高水或汁含量的木頭)時，UHF RFID標籤亦經歷相同問題。當在包含/容納水之材料(例如：水瓶、飲料罐或人體等)上加上標籤時，亦將遭遇問題。
一有關於此問題之方法是在該RF標籤與該表面上放置一泡沫間隔物(foam spacer)，防止該天線與該表面之交互作用。使用目前可用系統，該泡沫間隔物通常需要至少10－15mm厚，以便使該RF標籤離該表面有一充分量之物理距離。清楚地，一具有此厚度之間隔物對於許多應用而言係不切實際的且易於被意外地碰擊及損毀。
其它方法包含提供唯一圖案天線，該等唯一圖案天線係設計成使一特定RF標籤與一特定環境阻抗匹配。例如：Avery Dennison之國際專利申請案第WO2004/093249、WO2004/093246及WO2004/093242號企圖藉由使用具有含補償元件之天線的標籤來處理此問題。該天線係意欲要設計成具有表面效應及被調整至一特定環境或可能環境之範圍。此避免一大間隔物之需求，然而需要相對複雜天線設計，該等設計必須阻抗匹配及因而對每一標籤而言係不同的，因此增加製造之成本及複雜度。
因此，本發明之一目的在於提供一種用於RF標籤之載片，該載片做為一電磁輻射解耦器材料，以緩和有關於習知技藝系統之至少某些問題，亦即厚度、大小及彈性之問題。
在本發明之一第一觀點中，提供一種用於電子裝置之輻射解耦器，該解耦器包括至少一介電層，該至少一介電層被夾於至少一第一導電層與至少一第二導電層間，其中該至少一第一導電層具有至少一空缺區域，該第一導電層在該空缺區域處沒有壓在該介電層上及使該解耦器在使用中適用以增強在該第一導電層之空缺區域附近的電磁場。
該第二導電層之長度最好至少相同於該第一導電層之長度。更特別地，該第二導電層比該第一導電層長。
依據本發明之另一觀點，提供一種用於RF標籤之輻射解耦器，該輻射解耦器用以使輻射在波長範圍λm i n 至λm a x 與一表面去耦合，該輻射解耦器包括一介電層，該介電層被夾於第一與第二導體層間，其中該第一導電層包括以至少一具有次波長尺寸之隙縫隔開的兩個或更多島狀物，其中選擇該解耦器之共振頻率以實質匹配該RF標籤及/或RF讀卡機之共振頻率。該隙縫係一沒有第一導電層材料之空隙或區域。
該兩個或更多島狀物間之完全電隔離不是本發明之實質特徵。在該第一導電層上之島狀物可以是一導電材料區域，該導電材料實質上與導電材料之鄰近區域隔離。最好，該兩個或多個島狀物彼此電隔離。
最好，該電子裝置或RF標籤實質上位於該空缺區域上方。亦可以增強在該介電核心層之某些邊緣上的電磁場，因此，方便的是該電子裝置亦可以位於該介電核心層之呈現有電場增加的至少一邊緣上。
藉由至少一具有次波長尺寸之空缺區域來表示該空缺區域在至少一尺寸上係小於λm i n 。
RF標籤可以設計成在任何頻率下(例如：在從100MHz高至600GHz範圍中)操作。在一較佳實施例中，該RF標籤係一UHF(超高頻)標籤(例如：具有一晶片及天線且在866MHz、915MHz或954MHz下操作之標籤)或一在2.4－2.5GHz或5.8GHz下操作之微波段標籤。
最好，將使該電子裝置之操作的波長與該解耦器之基本共振頻率匹配，最佳的是該解耦器可以在λm i n 至λm a x 範圍內提供一增強讀取範圍給一電子裝置，以便該電子裝置之操作的波長最好是在λm i n 至λm a x 範圍內。
應該注意到在此文件中所提及之波長係指在真空中之波長，除非有特別指明。
該空缺區域可以是小且不連續十字或L形，然而更普遍的是為狹縫，其中該狹縫之寬度小於λm i n 。一狹縫可以是在該導電層材料中之任何直線或曲線通道、溝槽或空隙。該狹縫可以選擇性地以一非導電材料或另外介電核心層材料來填充。
本發明提供一做為一輻射解耦器裝置之多層結構。第一及第二導電層將一介電核心夾於其中。在該第一導電層包含至少兩個島狀物(亦即，藉由一空缺區域或一狹縫來隔開)之情況中，該一個或多個空缺區域係一次波長空缺區域(亦即，在至少一尺寸上小於λ)或最佳的是一次波長寬度狹縫，其將該介電核心暴露在環境下。方便的是在該空缺區域發生在該解耦器之周圍以形成一單一島狀物之情況中或在該介電核心之至少一邊緣形成該空缺區域之情況中，該空缺區域之寬度不需要為次波長。
應該注意到該等導電層不必與該介電核心層直接接觸。例如：可以具有一將它們隔開之薄黏著或其它非導電材料層。
可使用任何在所關注之電磁波長下具有一金屬或其它導電反應的材料做為在該個別導電層中之導電材料。合適材料之範例為金屬合金、金屬複合物或碳。此一導電材料之厚度必須是這樣：該導電材料相對於電磁輻射之使用頻率係至少部分不透光的(此係藉由熟習技藝者所已知之阻抗失配及表面深度計算來決定)。該導電層材料之厚度可以大於0.10微米，以及最好該厚度是在0.25至5微米範圍內，最佳的是在1至2微米範圍內。如期望的話，特別是如果需要以便確保該已選擇導電材料提供對該目標波長之至少一部分不透光障礙，則可以使該厚度增加至超過5微米。然而，任何厚度之顯著增加可能影響彈性及增加生產成本。清楚地，對於該第二導電層而言沒有最大厚度需求。方便的是可以從相同於該第一導電層之範圍選擇該第二導電層厚度。此可以期望保留彈性。
該解耦器結構之介電核心及第一導電層的總厚度可以小於1/4波長，以及因此比習知技藝系統薄且輕。該介電層之選擇可允許該解耦器為可彎曲的，以使該介電層能應用至非平面或彎曲表面。方便的是該解耦器可以不是平面的或可以採用一非平面或彎曲幾何之形式。
本發明之上述觀點提供兩個導電層以形成該解耦器。然而，假設該材料係直接鋪在一金屬表面(例如：汽車、容器、器皿、本體或防滾架)上或構成該金屬表面之一組成部分，則因為一旦將形成該第一導電層及該介電核心層之材料鋪在該結構上，該金屬表面本身立即做為該第二導電層，所以只需要該第一導電層及該介電核心。
於是，本發明之另一觀點提供一種用於電子裝置之輻射解耦器，該輻射解耦器用以使輻射與一導電表面去耦合，該輻射解耦器包括至少一第一導電層，該至少一第一導電層與至少一介電層接觸，其中該至少一第一導電層具有至少一空缺區域，該至少一第一導電層在該至少一空缺區域沒有壓在該介電層上及使該解耦器在使用中適用以增強在該第一導電層之空缺區域附近的電磁場。最好，該電子裝置為一RF標籤。
於是，本發明之另外一觀點提供一種用於RF標籤之輻射解耦器，該輻射解耦器用以在波長範圍λm i n 至λm a x 內使輻射與一金屬表面去耦合，該輻射解耦器包括一導電層，該導電層與一介電層接觸，其中該導電層包括由至少一具有次波長尺寸之隙縫隔開之兩個或多個島狀物，其中選擇該解耦器之共振頻率以實質上匹配該RF標籤之共振頻率及/或RF讀取機系統。
在某些應用中，該解耦器之大小或覆蓋範圍例如對一物流容器而言不是重要的。然而，需要藉由一RF標籤手段來追蹤大量生產及大批供應消費者商品。因此，非常期待一具有較小覆蓋範圍之解耦器，於是，提供一種用於RF標籤之單一島狀物解耦器，該解耦器用以在波長範圍λm i n 至λm a x 內使輻射與一表面去耦合，該解耦器包括一夾於一第一導電層與一第二導電層間之介電層，其中該第一導電層包括實質上位於該解耦器之對應於一增加電磁波的一位置上之至少一空缺區域，其中該電子裝置(例如：收發器)實質上位於該空缺區域上，以及另外其中選擇該解耦器之共振頻率以實質上匹配該RF標籤及/或一RF訊問源之共振頻率。
該第一導電層之長度G可以由λ2nG來決定，其中n為該介電質之折射率，以及λ為該解耦器之操作的預定波長。清楚地，此係針對第一諧波(亦即，基本頻率)，然而亦可以利用其它共振頻率。
合宜地，可以期望提供一種具有對應於除了該基本共振頻率以外的諧波頻率之長度G間隔的解耦器。因此，該長度G可以由λ(2nG)/N來表示，其中N係整數(N＝1表示該基本頻率)。在大部分範例中，因為通常提供最強響應，所以期望使用該基本頻率。
再者，清楚可知在一介電核心層係由兩個或更多成分之合成物所構成的情況中，可以將該折射率n視為在該第一與二導電層間之所有組成部分的相對折射率。因為當用以隔開兩個或多個島狀物之空缺區域或狹縫寬度在尺寸上實質上大於次波長時，該公式可能偏移，所以使用幾乎等於的符號。
對於可以使用一較大區域解耦器(亦即，在此所界定2個或更多島狀物解耦器)的情況而言；在這些範例中，該空缺區域可以採用不連續十字、L形或更方便的狹縫之形式。該狹縫可以是一空缺線性區域，其可以部分、全部或實質全部地延伸橫跨該解耦器之寬度或長度。當該狹縫完全地延伸橫跨該解耦器時，該狹縫可以產生兩個或更多電隔離島狀物(亦即，雖然具有一般所經歷之電磁場，但是在該兩個區域間沒有傳導路徑)。然而，如果該狹縫沒有完全地延伸，亦即，該狹縫部分或實質上全部地延伸橫跨該解耦器之表面，則可以在該等狄縫之末端處電連接該等島狀物。在該兩個或更多島狀物間之完全電隔離不是本發明之實質特徵。
在一實施例中，本發明提供一種寬頻解耦器，該寬頻解耦器係一可在一個以上之共振頻率下操作之解耦器。在此實施例中，該解耦器進一步包括一相鄰於一第二介電層之第三導電層，其中該第三導電層具有至少一空缺區域，該第三導電層在該至少一空缺區域處沒有壓在該第二介電層上及其中該第二介電層位於該第三導電層與該第二導電層間。要達成一寬頻解耦器，最好該第一導電層具有不同於該第三導電層之長度。可將此一寬頻解耦器配置成例如在RF標籤之一般操作頻率下操作。然後，可將數個不同RF標籤之任何RF標籤安裝在該解耦器上之適當位置及成功地操作。此外，在使用中，兩個不同電子裝置(例如：RF標籤)可以位於該經適當調整之第一或第三導電層上，其中每一電子裝置具有一不同操作頻率。每一標籤將與表面效應去耦合且可個別地在該正確操作頻率下被讀取。如果需要的話，可以具有另外的導電及介電層以形成一能在複數個不同波長下操作之解耦器。
在一替代配置中，可以提供至少一第一導電層及至少一介電層，其位於一第二導電層之上下表面上，換句話說，該第二導電層之兩側具有一介電層及一另外第一導電層。該等第一導電層係安裝在該第二導電層之相反側上。該等第一導電層可以或可以不具有相同長度。
在一實施例中，至少一空缺區域或狹縫可以實質上不平行於該解耦器之至少一邊緣。此將提供一種具有一含有複數個不同週期長度之第一導電層的解耦器，以便該解耦器可以在複數個波長下運作。因此，一非線性空缺區域或非線性狹縫或者一線性然而以相對於該解耦器之一或多個邊緣成不平行方式來設置的空缺區域或狹縫之使用將允許操作之波長範圍的增加。此可以與前述所界定之多層寬頻解耦器組合使用。以一非線性狹縫或空缺區域亦可達成相同結果。
在使用中，該解耦器可以位於任何表面上及相較於不使用解耦器可以提供所要描述之數個優點。該解耦器顯然是使用在表面上，其由於在該材料之表面內或實質平面上的電交互作用而對該RF標籤本身之天線的操作具有不利影響。
因為該解耦器有效地做為反制電磁輻射之進一步傳播的障礙，所以該解耦器將允許正確地位於該第一導電層之附近的RF標籤在對入射RF輻射為非反射或反射之表面的附近操作。本發明之優點對於對入射輻射為反射及具有影響之表面係顯示易見的，其中該入射輻射對於被一電子裝置所接收係不利的。通常，此RF反射表面可以是導電材料、包括高液體含量之材料或構成一用於此液體之圍阻裝置的部分之表面。已發現到某些型態之玻璃與RF標籤交互作用以及因而該解耦器亦可以使用在玻璃、矽石或陶瓷上。
該用於液體之圍阻裝置可以是任何障礙物、薄膜或一容器之部分，其用以將在該表面之一側上的液體與在該表面之相反側上的不同環境隔離。該表面之相反側最好可以是一外部表面，該解耦器係位於該外部表面上；最好該圍阻裝置係一容器之部分及可以是一食物、飲料或化學容器。該解耦器可以安裝在該表面或圍阻裝置上或者該表面或圍阻裝置可以構成該解耦器之一組成部分，例如：對於一非導電表面或非導電圍阻手段而言，可以部分包括該介電層。在另一情況中，對於一導電表面或導電圍阻裝置而言，該表面或容器可以部分構成該第二導電層。
典型RF反射導電材料可以是碳、金屬、金屬合金或金屬合成物。該RF反射材料亦可以液體或具有高液體含量之像纖維素材料的材料(例如：某些木材、硬紙板、紙或其它可以具有高水分含量之任何其它自然產生材料)。
因此，該解耦器可以應用至處於高濕度之環境或區域的表面或甚至應用至部分或完全浸入液體(例如：像水之液體)之表面下的表面。因此，具有適當封裝之該解耦器及RF標籤可以位於一飲料或食物容器之外部或內部。
已有利地發現到該4－島狀物解耦器在該解耦器及一位於其上之RF標籤已完全浸入一水槽中時能使該RF標籤提供一可讀取讀籤。一不在一解耦器上之RF標籤在浸入時將不提供任何讀取範圍。此在像水中建造或石油及可燃氣建造(例如：管路識別)的應用中具有特別優點，以便可容易地藉由一RF系統識別組件。清楚地，該解耦器將使用於具有一RF反射環境及視力識別減弱或不可用之系統中。
該表面可以構成一用於液體之圍阻裝置的一組成部分。已知像水之液體干擾RF輻射及因而不利地影響在它們附近之RF標籤的效能。因此，該表面可以是一食物、飲料或化學容器。
該解耦器可以使用在由用以包含/容納水之材料(例如：水瓶、飲料罐、食物容器或人體等)所製成的表面上。再者，該加標系統可以直接地或間接地應用至個人或動物以追蹤他(它)們在一特定區域中的所在及行動，一特定範例可以是人(特別是像在醫院環境中之小孩或嬰兒的易受傷之人)。另外使用光碟(CDs及DVDs)之金屬層做為該第二導電層及該光碟之介電基板做為該介電核心層及因而一第一導電層可以位於該基板(該金屬層之遠端)上以產生一完整解耦器。然後，一低QRF標籤可以位於該第一導電層之空缺區域的附近。
進一步已發現到該解耦器及RF標籤被放置在金屬被覆袋(例如：抗靜電袋)內係有效的。此將有利地允許電腦組件之類的追蹤而不需從該保護袋移除組件。使用該解耦器之環境的另外範例係在雪或冰中及在混凝土結構及冰凍動物屍體中。
該解耦器可以應用至線性或實質平坦之表面或者單或雙曲線之表面(例如：圓柱狀或球狀表面)。因此，本發明使用RF標籤而非條碼以促進食物及/或飲料容器之生產。該解耦器可以應用至圓柱狀容器(例如：食物及飲料罐)，以便可以藉由RF ID追蹤技術來尋找它們在一控制環境中之所在。
將清楚知道RF標籤之解耦器的使用不受限於商品之追蹤及它可以使用於適用RF標籤使用之任何目的(例如：銷售點、智慧卡、車輛識別、通行費徵收處等)。
將下面論述係有關於本發明之兩個觀點，亦即，是否該解耦器具有一不連續第二導電層或將應用RF標籤之物品當為該解耦器之第二導電層。
操作模式之一說明(並非用以限制本發明之範圍)可以是：該RF標籤係一共振電路及可將該解耦器視為一不同共振電路。如果該解耦器電連接至該解耦器，亦即，如果該解耦器做為一天線，則因為該兩個系統通常沒有阻抗匹配，所以會有非常差之能量轉移。然而，當沒有電接觸時，則沒有阻抗問題。該解耦器做為在該標籤之附近中的一表面獨立場提升器－－－－將該能量耦合至該捕獲駐波。只要該標籤位於高電場之區域中，該標籤將有效地耦合至該輻射本身。因此，不像習知技術之調諧天線系統，本發明之解耦器與任何設計用以在一特定頻率下操作之標籤一起工作及不需要一對不同標籤之個別設計。
亦可以想像用以集中或導引能量以產生高能量之區域的其它手段。
合宜地，該解耦器之厚度(亦即，通常是該第一導電層及該介電核心層之總厚度)遠小於該入射輻射之1/4波長。例如：在該厚度等於或小於1/10(最好是小於1/100，最佳的是小於1/300或甚至幾個1/1000)之情況下輻射將經歷與該解耦器之交互作用，以及亦可以期望使用小於該入射輻射之波長的1/3000或甚至1/7000。
例如：866MHz之頻率對應於真空中之346mm的波長，以及因此50微米PETG解耦器將構成具有約一波長之1/7000厚裝置。通常，習知技藝天線系統依賴幾個毫米厚度以達成任何程度之表面獨立。
如以上所述，該解耦器之第一導電層可以包括一個或多個空缺區域(例如：解耦器呈現出2個或多個島狀物)。
在該第一導電層上之狹縫的配置影響該波長或可與該結構交互作用之輻射的波長。最好，該狹縫配置係週期性的。
在一實施例中，該狹縫配置包括平行狹縫。已決定具有一平行狹縫配置之波長λ的輻射可能依據下面關係經歷解耦合：λN 2nG/N
其中λN 係在該範圍λm i n 至λm a x 內之發生最解耦合的波長，n係該核心之折射率，G係該狹縫間隔及N係整數(1)。我們的較佳實施例利用N＝1之情況，其表示該第一諧波(亦即，基本)模式。注意到：對於由兩個或多個島狀物所構成之解耦器而言，相較於該波長該等狹縫可能是窄的。進一步假設線性極化該輻射，以便將該電場向量定位成垂直於該狹縫之軸(亦即，它的長度)：藉由此研究領域之代表性定義，如果入射平面平行於該狹縫，則該輻射必須是TE－(s－)－極化(垂直於該入射平面之電向量)；如果該入射平面垂直於該狹縫，該輻射必須是TM－(p－)－極化(在該入射之平面內的電向量)。任何熟習電磁領域者將清楚知道該等裝置亦可工作於橢圓或圓形偏振之電磁輻射，因為此將展現一合適對齊成分之電場。
從上述關係可看出去耦合之輻射的波長與該狹縫間隔G及該介電核心層之折射率成線性關係。這些參數之任何一參數之改變將能夠藉由該結構使一特定波長去耦合。對於一單一島狀物解耦器而言，上述方程式亦有關於用以表示該第一導電層之長度的G。
亦可看出在對應於不同數值N之數個波長下同樣使輻射去耦合。該等頻率之每一頻率包括該解耦器之像在此所使用之術語的一共振頻率，當在時。然而，該標籤之共振頻率最好匹配該解耦器之第一共振頻率，其在N＝1下為該共振頻率。清楚地，亦可以使用其它諧波頻率以提供去耦合。
當該介電核心層之厚度等於該狹縫之寬度時以及當此厚度值大概大於一毫米時，該上述方程式係一最精確之近似。如果減少該狹縫寬度，則該共振朝較長波長逐漸移動(該確切移動係有關於狹縫寬度及核心厚度之比率)。通常下面亦是確實的：該介電核心層之厚度均勻地或是在不連續區域中的增加將傾向於增加該共振波長，反之亦然。
同樣應該注意到如果使該輻射以垂直入射方式入射至該結構，則只有幾數值N造成共振。
該解耦器可以包括由－空缺區域隔開之至少兩個金屬島狀物。在一實施例中，該RF標籤跨越該空缺區域，以便在該標籤上之晶片實質上位於該空缺區域之中心的上方以及該天線位於該至少兩個金屬島狀物上方。該等島狀物可以是任何幾何形狀，但是該等島狀物最好是方形或矩形。然而，可以經由其它多邊形(例如：三角形、六角形或圓形島狀物)之使用以獲得有關於例如極化不靈敏度(polarisation insensitivity)之優點。
可以根據所使用之RF標籤的操作波長以選擇一金屬島狀物之長度(例如：在上述方程式中之G)。選擇該折射率乘該島狀物之長度成為大約該RF標籤之操作頻率的一半。一些商業上可獲得之RF標籤(例如：Alien技術公司所製造之標籤)呈現複數個天線，該等天線具有可相比於它們的操作波長之長度。此設定一典型解耦器之長度的下限，因為通常方便該裝置機械地支撐該標籤(亦即，經常合宜的是該解耦器不小於其所支撐之標籤)。因此，如以下所界定，可期望識別較小標籤以便使用於該等解耦器上。
一導電層金屬島狀物之寬度可以由該已選擇RF標籤之尺寸來決定。做為一只對一般所使用UHFRF標籤之範例，已使用為該等標籤之寬度的4至5倍之島狀物的寬度。然而，在需要不顯眼解耦器及標籤之情況中，可以減少該解耦器之寬度，以便它至少為該晶片及天線之寬度。解耦器寬度之減少將傾向於減少該RF標籤之讀取範圍，反之亦然。
最好選擇該空缺區域之寬度以及該介電核心材料之介電常數及厚度以提供一具有實質上相同於該RF標籤之共振頻率的解耦器。
該介電核心以及位於該介電核心上之第一及第二導電層浪費功率至某一程度，以及因而這些材料之介電常數及導磁性在設計過程中係重要參數。
一種要移除對該解耦器之相對於該入射輻射的方位角方位的相依性之方法為：該第一導電層最好包括至少一正交集合之狹縫(雙光柵(bi－grating)配置)。此可以提供由一單一狹縫陣列(單光柵(mono－grating)配置)所呈現之極化相依效應的減少之優點，對於該單一狹縫陣列而言可能只使在任何方位(亦即，垂直於該狹縫方向之電場成分的極化狀態)上之一線性極化去耦合。然而，熟習技藝者將清楚知道使該入射電場之一成分垂直地橫跨該狹縫的任何方位將造成某一程度之功能(亦即，去耦合將發生在不同於該狹縫平行於電極化向量之任何方位，然而因為朝此方位旋轉此樣品，所以將大大地減少該讀取範圍)。然而，該雙光柵配置使兩個極化去耦合，因為它經常對記電極化向量之一成分呈現一合適對齊狹縫。
在另外一配置中，可以具有以60度方位角隔開之三組狹縫配置(亦即，構成一三角圖案)。以下將界定傾向無限之高階圖案(例如：圓形)。
已觀察到對於"寬"狹縫而言(亦即，狹縫寬度對於866MHz輻射係大於一毫米)，該去耦合波長係依據該輻射入射至該第一導電層之表面的角度而變。當該狹縫寬度減少時，該角度相依性變得較不明顯。因此，在一較佳實施例中，該等狹縫小於要去耦合之輻射的波長。
對於對應於及接近該電磁頻譜之微波區域的波長λ(例如：λ通常在毫米至米範圍內)，通常狹縫寬度或空缺區域小於1000微米及最好小於500微米及最佳是小於150微米以及可以小於或等於50微米。因此，對於其它波長區域而言期望空缺區域可以小於1/50或最佳是小於入射輻射之波長的1/100。
該介電核心層材料可以是任何合適或常用介電材料，然而介電核心層之材料最好沒有損耗(亦即，複介電係數之虛數成分)及導磁性最理想的是零。該介電核心層可以是一在該第一與第二導電層間之空隙，例如：局部真空或的氣體(例如：部分地或實質上在該第一與第二導電層間之空氣間隙)。可以藉由使用在該等導電層間之非導電材料(例如：瓦楞紙板(corrugated cardboard)、蜂巢式結構或具有高空隙含量之泡沫)以部分地強化使用一空隙之核心。
可從聚合物(例如：PET聚苯乙烯、BOPP、聚碳酸酯及任何相似低損耗RF疊合板)選擇介電核心材料。常用容器材料(可以用以形成該介電核心層之部分或實質全部)可以是纖維素材料(例如：紙、硬紙板、瓦楞紙板或木材)。在另一情況中，可以使用某些陶瓷或玻璃。
在一實施例中，所選擇之用於該介電核心層的材料具有一折射率，其中可控制地改變該折射率，以便控制所要去耦合之輻射的波長。例如：可以使用一聚合物分散液晶材料(PDLC)做為該核心。如果該解耦器結構係配置成可施加一電壓以橫跨該介電核心層材料，則可改變它的折射率及該解耦器波長將以特定方式來移位。因為一解耦器可以用於RF標籤波長之範圍或者被控制以便可以開/關該去耦合動作，所以這可能是特別有利的。
再者，如果要裝上該解耦器之對象物對不同地點(例如：不同國家)需要不同RF標籤，則具有可調整折射率之介電核心層材料將允許相同解耦器用於在不同波長下操作之RF標籤。在另一方面，可以準備該解耦器，以便它具有不同區域，該不同區域包含不同路間距長度或週期，其可以使常用RF標籤頻率/波長(例如：866MHz、915MHz、2.4－2.5GHz及5.8GHz)去耦合。該解耦器可以具有一個或多個區域，其包括適用於不同共振頻率RF標籤之不同週期。
RF標籤通常係由一電連接至一整合天線之晶片所構成，該整合天線具有一通常可與該等RF標籤之操作波長(例如：操作波長之1/3)相比的長度。本發明者已出人意外地發現到可以一起使用具有非常小及不調諧天線之RF標籤與本發明之解耦器。通常，具有此不調諧天線(以下稱為如熟習該項技藝者所知道之低Q天線)之標籤在開放空間中具有幾個釐米或甚至毫米讀取範圍。然而，已出人意外地發現到使用此一在本發明之一解耦器上所安裝的具有一低Q天線之標籤係可以實行的且呈現有用讀取範圍，其接近(或甚至超過)一在自由空間中操作而沒有一解耦器之最佳商用RF標籤的讀取範圍。低Q天線可能便宜地製造，以及可能佔據比一傳統調諧天線少之表面面積(亦即，此一標籤之天線長度可能比一般所可能者要短)。因此，在一特定較佳配置中，可以將一具有實質減少天線面積/長度之RF標籤安裝在依據本發明之一解耦器上。最好，可以將一低Q RF標籤安裝在一先前所界定之單一島狀物解耦器上以提供一面積減少之解耦器及標籤系統，其可以具有大致λ2nG/N之第一導電層長度，其中λ係在λm i n 至λm a x 範圍內之發生最大吸收的波長，n係該介電質之折射率，G係該至少一第一導電層之週期及N係大於或等於1之整數。
通常將該RF標籤及其整合天線安裝或印刷在一介電基板上，該介電基板係可以直接放置以與該解耦器之表面接觸。最好，可以具有一界定用以做為一間隔物之另外一介電材料，其可以放置在該RF標籤與該解耦器材料之間。當一間隔物呈現時，該間隔物之長度及寬度尺寸必須至少相同於該RF標籤之金屬區域(例如：天線)的尺寸。大部分RF標籤已安裝在它們自已的基板上，該等基板之厚度係根據廠商而不同。該RF標籤之天線不必與該第一或第二導電層直接電接觸。
最好，該RF標籤之金屬部分與該解耦器間之(總)間隙(亦即，間隔物厚度＋RF標籤基板厚度)小於2000微米，最好是在100至1000微米範圍內，最好是在175至800微米範圍內，最佳是在175至600微米範圍內。如果使用一呈現有損耗或一不尋常高或低折射率之間隔物或標籤基板(亦即，如果使用不同於一標準聚合物基板(像PET)之基板)，這些數值可以是不同的。同樣地，朝操作之較高或較低頻率移動可以影響間隔物厚度。在具有以離該第一導電層有一固定距離方式來放置該RF標籤之手段的情況中，可以不需要該間隔物。可了解到在超過2000微米處仍有一定程度之電場，然而這是特別不受期望的。
已顯示該電場在該空缺區域中是最大的及隨著在該解耦器之表面上方的距離之增加而以指數方式衰減。該間隔物之角色的一說明(並非用以限制本發明之範圍)為：該解耦器在沒有標籤呈現時如期望來共振。然而，當採用該標籤時，該標籤與該解耦器接觸及開始擾亂它的共振。當該標籤較靠近該解耦器表面時，該擾亂之程度增加。最後，該擾亂之程度變得大到不再產生該共振及因而不再產生與該解耦器之操作不一致的區域增強場。因此，該間隔物係一種在使該標籤暴露至最大電場與不擾亂該解耦器太大而破壞該去耦合機制間做妥協之方法。因此，清楚知道任何RF標籤可以以如先前所界定之100至1000微米的總距離來放置及提供一非常有用讀取範圍。然而，將清楚知道簡單距離測定可以提供一離一給定解耦器之表面的較佳距離給一給定RF標籤，此可以進一步增加該RF標籤之讀取範圍。
正常觸摸可能容易地使RF標籤之金屬天線變形或刮傷。有利地，一保護遮蔽物可以部分地覆蓋或封裝該RF標籤及解耦器。該遮蔽物可以是一在該RF標籤及該解耦器之表面上所沉積之非導電材料。該非導電材料可以只是例如經由旋轉塗佈技術所塗抹之另外介電材料，該旋轉塗佈技術沉積像PET、PETG、UPVC、ABS或任何合適封裝化合物(例如環氧化物等)。已發現到在250－2000微米(甚至高達5000微米)範圍內之遮蔽物塗佈不影響RF標籤之讀取範圍。清楚地，將根據該標籤所需要之環境及適應性來選擇該遮蔽物之厚度。
可以藉由任何已知製程(例如：金屬塗佈介電表面之蝕刻、微影技術、像碳或高載銀墨之導電油墨的使用、塊箔之沉積(像藉由熱燙印箔技術)、氣相沉積(之後選擇性蝕刻)、黏附金屬箔或催化油墨之使用，同時結合一用於添加無電沉積及選擇性電沉積之圖案轉移方法)來製造用以形成該解耦器之導電層。
於是，在本發明之另外一觀點中，提供一種製造依據本發明之解耦器的方法，該方法包括下列步驟：以依據本發明之一圖案來塗佈一具有油墨成分之介電材料，其中該油墨成分包括一適用以印刷所要塗佈之基板的油墨配方、做為可還原銀鹽之銀及填料粒子，其中選擇該可還原銀鹽，以便當還原時，一旦將該已塗佈基板帶入一自身催化沉積溶液中，能從該自身催化沉積溶液催化至該基板之已塗佈表面上的金屬沉積，以及其中該可還原銀鹽之比例為：該油墨成分包含小於10%重量百分比之銀，以任意地使該已塗佈區域經歷電沉積。方便的是可以使用像審查中專利申請案第GB0422386.3號所揭雷之油墨或方法。
可以藉由任何已知圖案轉移方法(例如：噴墨、凹版、凸板或網版印刷技術)來沉積該油墨配方。然後，為了自身催化沉積使該已沉積油墨經歷標準無電沉積技術。可以期望藉由使用電沉積以進一步增加該無電沉積金屬之厚度，其中該電沉積可以藉由一連續捲帶式製程(reel to reel process)來達成。
做為一範例，一金屬食物容器可以當做該第二導電層，可以將一薄層介電材料塗抹至該第二導電層以形成該介電層。然後，可以藉由任何已知手段在該介電核心層材料上將該第一導電層沉積成為所期望解耦器圖案。該RF標籤可以位於該空缺區域或隙縫上方及任意地在該標籤或及/或該解耦器上方印刷或塗佈一保護遮蔽物。該保護遮蔽物可以包括固體商口之製成著色設計。可以期望該解耦器係位於在該金屬食物容物之表面中的凹處，以便該最後解耦器及RF標籤係緊接至該容器之表面。清楚地該第一導電層必須與該金屬食物容器之導電材料電隔離。此可以容易地藉由確保該第一導電導層沒有到該解耦器之最邊緣處或藉由使用一非導電保護遮蔽物來達成。
在本發明之一實施例中，可將該解耦器建構成具有彈性。如果該解耦器以黏著材料做為襯裏，則可以將該解耦器以帶或貼布膜之形式鋪在任何所感興趣之表面上。建構一非常薄解耦器之能力(有關於所要去耦合之輻射的波長)表示有效地它塑造成任何表面輪廓。在藉由一要鋪設有該解耦器之金屬表面或商品來提供該第二導電層的情況中，可以藉由位於該介電層上之黏著劑將該第一導電層及介電層黏著至該金屬表面。
本發明之另外一觀點提供一種在如先前所述之解耦器的表面上所安裝之RF標籤。
進一步提供一種實質表面獨立RF標籤，其包括一在先前所界定之解耦器上所安裝之RF標籤。可以有利地以像堆疊配置方式安裝一個以上之RF標籤至該空缺區域上。已顯示出該解耦器與Gen1及Gen2協定標籤一起工作。因此，如果不同接收者使用不同協定標籤，則將它們以堆疊配置方式任意地安裝在相同空缺區域中之相同解耦器上。清楚地，RF標籤可以是相同協定及因而可以僅提供不同識別目的給使用者。
在本發明之又另一觀點中，提供一種表面，其中如先前所界定之一解耦器或一表面獨立RF標籤，部分地、實質地或完全地覆蓋該表面之一部分。
進一步提供一種本體或容器，其包括如先前所界定之至少一表面。在一實施例中，該至少一表面可以是彎曲的。在另外一較佳實施例中，該本體或容器可以是一物流容器(例如：防滾架、貨物放置臺或食物或飲料容器)，以及特定範例可以是飲料罐或裝成罐頭的食物)。
在本發明之另外一觀點中，可以提供一種依據上述實施例中之任何一實施例的解耦器，其中該介電層可部分或實質全部由一非導電圍阻裝置所形成。特別地，該非導電圍阻裝置之較佳材料可以是天然或人工纖維、塑膠、纖維素、玻璃或陶瓷。在此配置中，一容器(例如：由一非導電材料(例如：塑膠或硬紙板)所製成之瓶子或紙盒)可以部分形成該介電層。因此，可以在該容器之任何一側上藉由任何先前所界定之手段形成一第一導電層及一第二導電層，以便該等導電層係共同存在以形成一依據本發明之解耦器。合宜的是可以在該非導電圍阻裝置之一側或兩側上使用另外一介電材料(亦即，形成一多層介電核心)，以改善該介電核心之介電性質。
亦可以部分或全部使用一非導電貼紙或遮蓋物在一要加標之物品上以構成該解耦器之介電核心。
當該讀取器與在該解耦器上所安裝之標籤是實質上平行時，解耦器(具有一個或多個狹縫或空缺區域及用於具有指向性天線(亦即，優先與一特定方位之極化交互作用的天線)之RF標籤)可能只達成大的增強場效應。此可藉由使用發射器/接收器系統來緩和，該等系統使用圓形或橢圓極化或多重及相異對準天線。選擇地，在本發明之另外一觀點中，提供一極化獨立解耦器，以便在該解耦器上之RF標籤的位置及隨後工作無關於該入射輻射之極化或方位。於是，該第一導電層之空缺區域包括至少一非線性空缺區域，最好是一實質彎曲或最佳是圓形圖案空缺區域，或者另外最好是可以在該第一導電層中形成一圓形狹縫。亦可以使用三角形、六角形或其它多邊形島狀物形狀。
提供一種金屬容器以做為本發明之又另一觀點，其中如先前所界定之一解耦器或一表面獨立RF標籤覆蓋該容器之一部分。
物流容器之型態(例如：防滾架、貨物放置臺等)係只是在物流鏈中之商品運輸所用的輪式籠形容器之一般名稱。這些可以在所有物流形態中找到，其通常是在超級市場、郵局、快遞、航空公司或製酪場等。明顯易知任何所要追蹤之物流容器或商品(例如：托盤、運輸容器、超級市場手推車或籃子、醫院病床及/或設備、衣服商品、動物、人、食物及飲料容器)可以使用一加標系統來安裝，該加標系統包括在此所界定之一表面獨立RF標籤。
做為一範例，物流容器(例如：防滾架)通常攜帶一識別牌，其通常顯示條碼或目視識別特徵(亦即，寫入/打字識別裝置)。如以上所述，亦已將RFID之已使用厚泡沫間隔物的解耦器安裝在該等識別牌上，然而這些裝置從該牌之表面突出及易於被碰擊或意外地從該牌移除。
本發明之另外一觀點提供一種物流容器(例如：防滾架)，其包括依據本發明之一解耦器或一加標系統。進一步提供一種包括一凹部之識別牌，該凹部包括一如先前所界定之加標系統及一保護層以產生一實質緊接識別牌。可以從相同於如先前所界定之保護遮蔽物的材料範圍選擇該保護層。在此實施例中，該保護層可以取代該保護遮蔽物之需求。已發現到此在250－2000微米範圍內及甚至高達5000微米之保護層塗層不影響RF標籤之讀取範圍。該保護層可以塗抹成為液體(例如：可以硬化以將該等組件放在裡面之封裝化合物)，或者在另一情況中，該保護層可以塗抹成為一嵌入該識別牌中之薄膜或薄片。
優點在於：該加標系統(亦即，該解耦器及該RF標籤)位於該識別牌之表面下以進一步防止該等組件不受例如環境危害(例如：天氣)之影響及亦可避免碰撞危害及刮傷。然後，可以將該識別牌(包括該加標系統)直接焊接或鉚接至該物流容器或防滾架。因為該解耦器變成該物流容器或防滾架之本身部分，所以此提供一種有用解決方法。
該識別牌可以由任何合適材料(例如：金屬或其合金、層壓板、塑膠、橡膠、矽或陶瓷)來製造。如果該牌係由一導電金屬所製成，則該解耦器之金屬元件(不包含該基板)必須與該牌電隔離。應該注意到該牌如果是金屬的話可以提供如先前所述之解耦器的基板層。
又另一優點為該識別牌(包括該加標系統)可以應用有另外一識別裝置，例如：傳統使用之識別裝置(例如：一條碼或可見指示)(亦即，寫入/打字識別裝置)。此允許該RF追蹤系統逐漸整合至一工作環境中或允許不同公司藉由不同追蹤方法監控該等物流容器。
在本發明之又另一觀點中，提供一種金屬本體或容器，其包括一在該本體或容器之一表面內的凹部。該凹部包括一如先前所界定之與該表面電隔離的解耦器及位於該解耦器上之至少一RF標籤以及任意地包括一用以封裝該解耦器及RF標籤之保護層，以便該解耦器及RF標籤至少與該本體或容器之表面緊接。在該金屬本體或容器提供該第二導電層之情況中，必須設計該解耦器，以便該第一導電層不電連接至該金屬本體或容器。例如：常用飲料罐及食物罐可以具有一在它們的表面上所形成之簡單凹部以容納一解耦器，以便允許該罐保留令人滿意的美觀。在零售業中之RFID的優點在於：可以經由一讀取器在一出口中掃描所有商品，以減少朝一電子站銷售收銀機來掃描個別商品之負荷。使用一凹部設計之另外一優點在於：無法容易地從該商品移除該標籤。此將減少在一購物手推車或籃子中所呈現之未加標商品的機會。該凹式解耦器設計亦可以使用於一非導電容器或本體中，然而，不需使該第一導電層與該容器或本體電隔離。
亦提供一種追蹤一本體或一容器之方法，其包括下列步驟：將先前所界定之一解耦器或一加標系統鋪在該本體或容器之表面的一部分上；以RF輻射詢問該至少一RF標籤；以及偵測來自該至少一RF標籤之回應。該本體或容器可以由先前所界定之任何合適導電材料來製造。
可以藉由一商業上可獲得雙面PCB空白板來製造一相對無效率解耦器(相較於先前範例)，該PCB空白板係一在該板之雙面上具有導電層之板。然後，可以將該板切割成約為該入射輻射之波長的一半之長度。在此設定中，可以將該空缺區域視為該暴露介電核心。然後，可以將一RF標籤放置在該板之側面的邊緣上，以便該RF標籤與該板成垂直。因此，如果一限制讀取範圍係足夠的，可以藉由此方法提供與一金屬表面之去耦合。
可以在自由空間中被讀取之商業上可獲得標籤可以具有約10cm之天線，以及可能不適用於識別在實驗室(不論是醫藥、化學或其它)中通常所找到之許多小樣品。一UHF標籤之主動晶片約為1或2毫米及因此可以容易地被展開至小容器或物品上。在另一情況中，可以期望將RF標籤放置在一所要加標之表面或物品的不連續或局限區域上。縱使使該訊問系統靠近該晶片來放置，該沒有天線之UHF晶片將不作用。然而，當該晶片及任選間隔物位於一如在此所界定之解耦器上時，可以在有限金屬連接線呈現以耦合電力至該晶片情況下讀取該晶片，縱使它們只是金屬短線(metallic stubs)。再者，直接將一解耦器放置在該小容器或物品上可能是不方便的。因此，在本發明之另外一觀點中，提供一種偵測或識別一表面或物品之方法，其包括下列步驟：將一包括一RF標籤或低QRF標籤之表面與一任選間隔物放在一起且靠近一如在此所界定之解耦器，詢問該RF標籤，其中該RF標籤可以只在靠近該解耦器時被讀取。
在可能無法容易地將一最佳尺寸解耦器(用於與一讀取裝置之通信)併入至一小本體或物品之情況中，此係特別有用。
可以期望該RF發射器/接收器系統包括一整合解耦器。因此，一優點在於：可以藉由使用一依據本發明之解耦器來成功地詢間小的本體，其中該小本體可能在其表面上只具有用於一具有低Q天線之RF標籤的充分空間。
例如，可以將該標籤及任選間隔物放置在任何所要識別之小容器、器皿、表面或成套物件。可能之範例包括一醫藥樣品、外科手術設備、一顯微鏡切片、藥水瓶或瓶子，以便當將攜帶有該RF標籤及任選間隔物之表面以靠近該解耦器來放置時，能夠藉由一詢問裝置來讀取。
在本發明之另外一觀點中，提供一種低QRF標籤，其中該天線具有一實質小於2公分之主要尺寸，最佳的是該天線具有一實質小於1公分之主要尺寸。
進一步提供一種用於一先前所界定之解耦器的低QRF標籤，其中該低QRF標籤係任意地安裝在一間隔物上，最好是該間隔物及該低QRF標籤之總厚度是在175至800微米範圍內。另外一優點在於：該較小尺寸單一島狀物解耦器可以方便地使用一低QRF標籤以提供一較小覆蓋範圍加標系統。
使用該低QRF標籤之優點在於：它們可明顯小於通常具有較大天線之商業上可獲得RF標籤。因此，將與一在此所界定之解耦器組合的具有最小天線之低QRF標籤謹慎地放置在文件及/或信用卡尺寸資訊文件(例如：護照、身份證、安全卡、駕駛文件、通行卡等等)中，其中該卡之塑膠或該文件之頁部分地形成該介電層。因此，可以有助於在受控區域內或通過受控進入站之人或物品的移動，而不需文件之直接接觸或可見掃描。
使用低Q天線之又另一優點在於：它們不在一特定頻率下操作，以及該晶片亦不在一特定頻率下操作。因為大部分讀取器不在標定頻率下操作，而是在一頻率範圍內操作，所以一美國系統及一歐洲系統兩者可驅動在一解耦器上之晶片，其中該解耦器在兩個詢問器所發射之頻率下共振。因而，例如：一解耦器係設計成在890MHz(在866(EU)與915(USA)之商)下工作及使用一低Q天線：兩個系統發射足夠890MHz輻射以供電該晶片。一嚴謹界定866MHz天線亦可能無法與一915MHz系統工作，反之亦然。
在又另一觀點中，提供一套零件，其包括一具有一任選間隔物之RF標籤及一依據本發明之解耦器。
在另外一實施例中，可以期望提供增加對該RF標籤之保護。於是，進一步提供一種如先前所界定之解耦器，其中一RF標籤或低QRF標籤係至少部分位於該介電層之一整合部分內或構成該介電層之一整合部分。在一顯著尺寸天線呈現之情況中，它可以延伸至該介電核心之外側，然而必須與該第一及第二導電層電隔離。此具有下面優點：該RF標籤及該解耦器或RF加標系統之總厚度實質上剛好是該解耦器之厚度。
做為製造一表面獨立RF標籤及將其直接放置在一表面上之替代方法，可以期望在原處有效地形成一解耦器，以便該解耦器在組合該解耦器之組成部分時作用。於是，提供一種形成一適用於一表面之偵測或識別的解耦器之方法，其包括下列步驟：i)提供一包括一具有一任選間隔物之RF標籤或Q RF標籤的表面，以及至少一導電層與至少一介電層之部分或實質全部接觸，其中該至少一第一導電層具有至少一空缺區域，其中該RF標籤位於該空缺區域中；ii)將步驟i)之表面與一第二導電層或導電表面放在一起以形成一在此所界定之解耦器。將清楚知道該第二導電層可以任意地在其表面上包括一介電材料以形成該介電層之部分或實質全部。清楚地，在該第一導電層與該介電核心層具有實質相同長度之情況中，該RF標籤亦可以位於該介電層之邊緣。
優點為：可以藉由組合該等組成部分以形成該解耦器。例如：一折疊或鉸鏈物品(例如：文件、盒子或門等)可以配置成在一具有一低QRF標籤之折疊的一側上具有一第一導電層及在該折疊之第二側上具有一第二導電層，以便在打開狀態中無法讀取該書本，然而當關閉時，一書本之頁或該物品之內容構成該介電層及組合該第一及第二導電層，以便形成一依據本發明之解耦器及可以詢問及讀取該低QRF標籤。
進一步提供一種用於一RF標籤之單一島狀物解耦器，該單一島狀物解耦器用以使該裝置與一表面去耦合，其包括：夾於至少一第一導電層與至少一第二導電層間之至少一介電層，其中調整該第一導電層至該詢問輻射之共振頻率，其中由λ2nG來決定該第一導電層之長度G，其中該至少一第一導電層在至少一邊緣上具有一空缺區域，以便該第一導電層沒有壓在該介電層上，其中一與該第一導電層電隔離之RF標籤位於該第一導電層之空缺區域的附近。
本發明之又另一觀點提供一種用於一RF標籤之單一島狀物解耦器，該單一島狀物解耦器用以使該裝置與一表面去耦合，其包括：夾於至少一第一導電層與至少一第二導電層間之至少一介電層，其中獨立地調整該第一及第二導電層至詢問輻射之共振頻率，其中由λ2nG來決定該導電層之長度G，其中一與該第一及第二導電層電隔離之RF標籤位於該介電層上之一空缺區域的附近。
本發明之又另一觀點提供一種用於一RF標籤之單一島狀物解耦器，該單一島狀物解耦器用以使該裝置與一表面去耦合，其包括：夾於至少一第一導電層與至少一第二導電層間之至少一介電層，其中調整該第一導電層至一第一詢問輻射之共振頻率，以及調整該第二導電層至一第二詢問輻射之共振頻率，其中由λ2nG來決定該第一導電層及第二導電層之長度G，其中該第一及第二導電層在至少一邊緣上具有一空缺區域，以便該第一導電層之空缺區域沒有壓在該介電層或在該第二導電層上之空缺區域，其中一與該第一導電層電隔離之RF標籤位於該第一導電層之空缺區域的附近，以及任意地，另外一RF標籤位於該第二導電層之空缺區域的附近。
進一步提供一種製造一具有一瓦楞紙板介電核心之硬紙板解耦器的方法，其包括下列步驟：將一第一導電層放置在一第一硬紙板層上；將一第二導電層放置在一第二硬紙板層上；將該第一及第二硬紙板層放在一起且以一瓦楞紙板插入物使它們相鄰，以便在該第一硬紙板層上之第一導電層上具有至少一空缺區域，該第一硬紙板層壓在該第二導電層上。
在一實施例中，該第一導電層係位在該第一硬紙板層之內表面(相鄰於該瓦楞紙板插入物)上及/或該第二導電層係位在該第二硬紙板層之內表面(相鄰於該瓦楞紙板插入物)上。
進一步提供一種追蹤一本體或一容器之方法，其包括下列步驟：將一先前所界定之解耦器及至少一RF標籤鋪在該本體或容器的表面之一部分上，以RF輻射詢問該至少一RF標籤，偵測來自該至少一RF標籤之回應。
下面只藉由範例及配合所附圖式來描述本發明之實施例。
參照第1圖，一多層電磁輻射解耦器材料包括一第一導電層1及一第二導電層3。導電層1及3夾著一介電核心5。
在一建構用於866MHz UHF RF標籤之解耦器的一範例中，該等銅導電層1及3之每一銅導電層的厚度為2.5微米及該介電質之厚度約為360微米。狹縫寬度(9)為0.490mm。調諧第一導電層之長度(7)為95mm。此一構造導致在約95mm之半波長下共振。由於約n＝1.8之核心折射率，866MHz在真空中為346mm以及在PETG中為190mm(因此，95mm為半波長)。應該注意到該三個層之總厚度(約400微米)大約為該入射輻射之波長的1/1000。
第2圖顯示依據本發明之一輻射解耦器的另外一範例。在此情況中，銅層11及13夾住一聚酯層15。該上銅層11包含一狹縫配置12。
第2圖之結構係藉由在該聚酯層15上自動催化地沉積該銅層11所構成。使用一敏感材料17以促進該沉積反應。一黏著層19將該聚酯層15黏接至該下銅層13。
在所建構及測試之範例中，該銅層11之厚度為1.5－2.0微米，該敏感層17之厚度約為3－4微米，該聚酯層15之厚度約為130微米，該黏著層19之厚度約為60微米，以及該下銅層之厚度為18微米。
第3a－b圖顯示依據本發明之一2－島狀物解耦器，該解耦器具有銅層21及23夾住一介電層25，該介電層25藉由一黏著層29黏接至該下銅層23。已藉由無電方法及隨後電解沉積在一敏感材料27上沉積該等上銅層21(亦即，該等'島狀物')，以及該等層係配置成包含一狹縫配置22。將一RF標籤24安裝在一間隔物26上以避開該解耦器之表面。該標籤加上該間隔物係安裝在該第一導電層21之上面，以便在該標籤之中心的晶片(標籤24之平面圖b上的黑色圓圈)直接位於該兩個島狀物間之中心位置上方。。
第4a圖顯示一商業上可獲得標準UHF標籤(在此範例中，一866MHz Alien技術公司之UHF標籤)之平面圖，其包括一具有天線40之晶片37。該標籤(41)之寬度為8mm及該標籤之長度(42)為95mm。此係一標籤之一範例，該標籤具有一在自由空間操作(假設自由空間操作)中針對該入射輻射調整之天線及可看到該全部RF之尺寸的大部分為該天線。該晶片非常小且約為一毫米。
第4b及4c圖顯示一4－島狀物解耦器。該4個島狀物31係配置在一介電核心材料35之表面上。該等島狀物31係藉由空缺區域32來隔開。該等空缺區域實質上係彼此垂直的。設置該等空缺區域，以便兩個狹縫32之交叉點穿過該解耦器之中心。基準符號(fiducial mark)46表示該長度尺寸之絕對中心及基準符號45表示該寬度尺寸之絕對中心。將該標籤34直接放置在交叉點上方，以便晶片37直接位於從點46及45所畫之線的交叉點上。
該島狀物31具有一使用島狀物長度之近似公式λ/(2n)來計算之長度44，其中n為該核心之折射率，以提供約95mm之島狀物長度44(PETG做為核心材料)。該島狀物43之寬度相依於該RF標籤之實體尺寸及所使用之詢問輻射的波長。在此特別範例中，採用該島狀物43之寬度為該標籤之寬度的4倍，約為35mm。
第5a－c圖顯示該RF標籤之位置的各種配置之平面圖。第5a圖呈現一16－島狀物解耦器以在一示意圖上描述所感興趣之方位：第5b及5c圖描述先前所討論之4－島狀物解耦器。在特定範例6、7及8中論述該等配置之效果。
雖然上面範例係有關於毫米至釐米波長之吸收，但是熟習技藝人士將了解到上述原理可應用於不同狹縫結構及層厚度及島狀物長度及核心折射率，以便產生一電磁去耦合材料，該電磁去耦合材料可與在該e/m頻譜之其它部分中的輻射(例如：紅外線，可見光、無線電波等等)交互作用。
第6圖顯示由Ansoft所提供之高頻結構模擬器(HFSS)所產生的標繪圖，該高頻結構模擬器係用以模仿一亦被稱為雙光柵(可將它視為兩個交叉之垂直狹縫)之4－島狀物解耦器，其係設計成在866MHz下操作。雖然模仿該全部解耦器71之效能，但是只呈現中心部分70之場圖案。
該介電核心為1mm厚之PET，該結構之總週期為95.12mm且具有190mm之寬度及0.49mm之狹縫寬度。目的是要識別增強電場之區域及決定場強度如何隨著該表面上方之距離及沿著平行或垂直於該入射電場向量之狹縫變化。在所有情況中，該入射電場具有1V/m之大小且以平行於如第5b圖所界定之y－軸來極化。該入射電場向量之方向係以箭頭來表示。
可清楚地看到該半波長共振：該等節點係呈現在該模型之邊界(該等狹縫之中間)，以及在該狹縫交叉處具有一波腹。從標繪圖可看出增強電場之區域係以該預測波腹為中心。方便的是有利地使RF標籤位於該增強電場之區域上，以及因而最好使該晶片位於交叉點上。
第7圖顯示沿著垂直於該入射電場之狹縫的電場向量之標繪圖。注意到刻度之變化：相對於該原始狹縫之75V/m，該場已增加至120V/m以上(亦即，該等場沿著該x－軸狹縫比該y－軸狹縫更強)。再者，關於第6圖，該標繪圖不是針對該全部解耦器而只針對該中心部分。
第8圖顯示沿著一垂直於該解耦器之表面的線之電場向量的另一標繪圖，其同樣具有最大120V/m刻度。當離該解耦器之表面的垂直距離增加時，該電場之強度衰減。
第9圖顯示在該y－方向上之電場的大小(可以在第10a圖中沿著線1看到)沿著一平行於該z－軸之線(亦即，通過該解耦器介電核心之厚度及進入上面空域(air space))而改變。第9圖呈現出來自已被分解成x、y及z成分之第7及8圖的資料。隨著該解耦器之位置附加在曲線圖上來標繪出該等y成分以顯示何處發生高場區。該具有狹縫之上表面31係形成於一介電核心35上且包括一第二金屬表33。該曲線圖顯示期望走向：在該核心內之鄰近下金屬表面處的電場是低的以及在該狹縫內之電場增加至最大值220V/m。該小狹縫在此圖式中係以黃色來顯示且僅塑造成用以顯示該電場在z次元(亦即，不是在x或y次元上)上為最高。超過先前模型之200V/m的增加數值係由於來自更高精緻模型所造成的：較大密度之有限元件網目及較大數目之資料點，以便同樣挑選出非常尖峰之電場。在該解耦器本身上方之空氣中，該場強度係高的，然而在離該解耦器表面之距離增加時快速地下降。在10mm以上，該增強場不再明顯及該場行為回到正弦曲線。
第10a及10b圖顯示沿著全部平行於z－軸之三條不同線(1－3)的在該y－方向上之電場的大小。該等線全部通過垂直於該入射電場向量之狹縫(亦即，沿著平行於該x－軸之線4)。
第10b圖顯示所有三條曲線之走向係相同的：在該狹縫區域中具有高電場，其隨著該z－軸上之距離的增加(亦即，當該電場移離該解耦器之表面時)而快速減少。線2及3之最大電場強度約為40V/m，其大於線1。此可能係由於在該狹縫交叉處之電場線(亦即，線1所通過之線)的曲率所造成。此在第11圖中可看得更清楚，在第11圖中已標繪出沿著線4之電場強度，其與第8圖中之標繪係相符的。像位在一狹縫上方之標籤的數量之其它因素亦具有對該效能之影響。
第11圖顯示沿著4所測量之在該y－方向上的電場之大小的標繪圖，以及如第10a及10b圖所示，線4通過平行於該x－軸之狹縫。該狹縫為0.49mm寬及它的中心係位於47.6mm處。在該曲線圖上之主要特徵為約0.5mm寬及以該狹縫為中心，因而確認在狹縫交叉處之y－方向上的電場稍微較弱。然而，有利的是因為該標籤之天線係沿著該y－軸狹縫，所以將該標籤放置在此交叉位置上。
對稱性規定沿著線2及3之電場強度應該是相同的。它們之間的變化提供解決方法之準確性的表示。做為一近似測量：沿著線2之尖峰電場強度是在大於沿著線3之尖峰電場強度有10%的區域內，因此，可以說所有電場數值呈服有＋/－10%之誤差。此是由於電場梯度(dE/dz)為一快速變化函數所造成，該快速變化函數需要一高密度有限元件網目及高密度資料點以準確地映射其行為。
第12圖顯示一凹入識別牌之剖面圖。該識別牌58未依比例來顯示及該壁厚可能不是在有關於其它組件之真實透視中。一解耦器50在該表面層51中具有四個島狀物，該四個島狀物係配置在一介電核心材料55之表面上。該等島狀物51係由空缺區域52所隔開。該等空缺區域或狹縫實質上係彼此垂直的。設置該等狹縫，使得該兩個狹縫52之交叉點通過該解耦器之中心。將該標籤54直接放置在該交叉點上方，以便晶片57直接位於該交叉點上。該標籤54藉由一間隔物材料56與該解耦器50隔離。
該解耦器之下金屬表面53可以是一分離層或者如果此牌之基部係由一導電材料所製成，則它可以構成該牌58之部分。然後，以一保護層材料59來填充在該牌中之空隙區域以實質上封裝該加標系統及防止對該晶片57及該解耦器50之損壞。該圖形亦可以表示在一金屬本體或容器中之凹部，以便該牌58包括在一金屬本體或容器(例如：飲料或食物容器)中之凹部。該圖式沒有依比例繪製及可以製造成使該凹部之深度小於1mm或最佳是小於0.5mm或甚至小於250微米。
第13圖顯示一凹入識別牌58之分解投影圖。該牌之上面可以任選地具有一唇緣(lipped edge)60。具有空缺區域52之解耦器50具有一放置在兩個狹縫之交叉上方的RF標籤54(僅以外形來顯示)。可以將該解耦器或加標系統可掉換地安裝在該牌58上，以及可以塗抹一保護層59做為一薄片材料以覆蓋該解耦器。可以將該解耦器50(或加標系統)及保護層59移離該識別牌。該保護層可以是合適的化合物(例如：聚氨酯、環氧PVC或ABS)。該牌58可以由任何薄金屬或鑄造金屬所製成。該牌58可以由任何合適材料(例如：1mm厚之軟鋼)所製成使用衝擊形成，然而更輕材料(例如：合金或鋁)亦是便宜且容易製造。同樣地，該識別牌之壁可以表示在一金屬本體或容器中之一凹部的壁。
第14圖顯示讀取範圍對在一特定解耦器幾何中所使用之PET薄片間隔物材料的間隔物厚度的相依性(見範例8)。該等結果使用一Seonsormatic讀取器及該讀取範圍通常小於Alien技術公司系統。熟習技藝者將清楚了解到不同讀取器系統使用具有不同功率位準之發射器。因此，絕對讀取只在比較相同系統之結果時是顯著的。一更強大發射器將允許一較長讀取範圍之達成。因此，使用每一可獲得系統，在所有實驗中之結果必須只被視為趨勢而非絕對讀取範圍。然而，一更強大發射器將不緩和一附近RF反射表面(例如：金屬)之影響。
第15圖顯示在基本共振頻率下在該標繪圖之底部所看到之解耦器的介電核心與該狹縫62之附近中的電場之大小的標繪圖。蔭影越淡，電場越強，且在該狹縫上方之白色區域大約表示150至200倍電場增強。
第16圖顯示一寬頻解耦器(亦即，一可以在一個以上之頻帶下使輻射去耦合之解耦器)之剖面圖。第16a及16b圖顯示兩個配置，皆根據該2－島狀物解耦器原理。在第16a圖所示之範例中，該解耦器具有一第一導電層71、一介電層72及一第二導電層73以形成一如上所述之解耦器，亦即，介電72係夾於該等導電層71與73之間。該第一導電層(形成有兩個由一空缺區域所隔開之島狀物)已設計成在一λB 頻率下使輻射去耦合(及可以具有λB /2之週期)。可以將一RF標籤76b放置在該空缺區域上方。此外，在該第二導電層73之相反表面上，一介電層74夾於一額外導電層75與該第二導電層73之間。此額外導電層(亦是一2－島狀物結構)已設計成在一λA 頻率下使輻射去耦合(及可以具有λA /2之週期)。可以將一第二RF標籤76a(可以具有一不同於標籤76b之操作頻率)放置在導電層75中之空缺區域上方(以相似於將標籤76b放置在層71上之方式)。此在需要具有不同共振頻率之RF標籤的情況中係有用的。
為了更清楚地顯示該等解耦器之特定配置，在某些圖式中，該RF標籤已被簡化及僅表示成為一盒子，此可以表示一低Q或標準RF標籤，其可以任意地被安裝在一間隔物上。
第16圖顯示該寬頻解耦器之一不同配置。在此配置中，該等不同半波長導電層75及71係分別藉由介電層74及72來隔開及被安裝在該第二導電層73之相同第一(上)表面上。該層75之長度結合該解耦器之其它尺寸及材料來產生一對應於頻率λA 之共振，以及該層71具有一以相同結構對應於頻率λB 之長度。可以具有一個或多個在該層71之表面上所安裝的RF標籤76a及76b，其係在頻率λA 及λB 下活動。可允許具有下面配置：在第二導電層73之兩側上有兩個或更多解耦器以提供4個或更多不同頻率。
第17圖顯示使用一向量網路分析儀所測量之一在自由空間中的866MHz標籤(亦即，未安裝在一解耦器上)與一Sensormatic讀取器天線之效能的曲線圖。該讀取器曲線越深，該讀取器天線發射越多功率。該標籤曲線越深，該標籤從該讀取器天線所發射之電波獲得越多功率。進入該標籤之功率越多，該讀取範圍越大，以及因此，最好具有兩條以相同頻率為中心之曲線：該標籤在該讀取器發射最多功率之頻率下最佳地獲取功率。雖然該兩條曲線之對齊產生最佳效能，但是如果該標籤之曲線重疊該讀取器曲線之任何部分，則該標籤將以較小讀取範圍操作。
第18圖顯示相較於第17圖所示之相同讀取器的依據本發明之一解耦器的效能之模型曲線圖。該解耦器截取從該讀取器天線所發射之功率。將此功率經由一在高電磁能量之位置上的空缺區域傳送至位於該第一導電層與該第二導電層間之介電核心。它就是用以供電該標籤之強電場。
該解耦器(非常像該讀取器及該標籤)截取在一頻率範圍內之功率及在一特定頻率下最佳地實施。如同在第17圖中，藉由使最大量功率到達該解耦器及因而到達該標籤以達成在該解耦器上之標籤的最大讀取範圍。此可以藉由使該兩條效能曲線之中心對齊(使該解耦器、標籤及讀取器一致)來達成。
已觀察到一最初設計用於866MHz之解耦器亦可使在自由空間中之915MHz下操作的標籤去耦合。該Alien 915MHz標籤非常相似於該Alien 866MHz標籤－－－－唯一差異在於調整至915MHz之天線的主體積。該兩個標籤之天線包含一阻抗迴路及該等阻抗迴路大部分係相同的。已顯示該解耦器使該天線之主體積成為多餘。因此，當該天線是在該解耦器上時，唯一要緊的是該阻抗迴路。此圖形對Sensormatic配套元件係特有的。目的是要比較共振頻率與寬頻。因此，最好是該解耦器曲線係落在該讀取器曲線範圍內，該系統(解耦器加上標籤)將工作及最佳的是該等共振頻率(該兩條曲線之最小)係一致的。
如曲線圖所見，該解耦器仍然在866MHz下最佳地截取功率，以及當該解耦器之效能曲線915MHz下接近0dB時，該解耦器實際上不在915MHz下截取功率(而要一些推斷)。因此，儘管該標籤係設計在915MHz下操作，但是可在866MHz下驅動該標籤來操作。此是可能的，因為如同在915MHz下操作，該晶片亦幾乎在866MHz下操作。因此，該解耦器在一頻率範圍內作用，然而當該解耦器、該讀取器及該標籤(重要程度比較小)在相同頻率下操作時，將達成最大效能。
第19圖顯示一安裝在一單一島狀物解耦器上之具有一低Q天線(小區域天線)的標籤86。除在該第一導電層81上只具有一島狀物及該空缺區域87位於該第一導電層81之未端之外，該解耦器具有一相似於該2－島狀物解耦器之結構。該第一導電層81及第二導電層83夾住該介電層82。該第一導電層之長度將決定該解耦器之頻率(針對一特定介電層－材料及厚度及亦針對該等導電層之較小範圍導電率)。
第20a及20b圖顯示寬頻單一島狀物解耦器之兩個範例配置(以第16a及16b圖為基礎)。第20a圖呈現一寬頻解耦器之剖面圖，其中提供一第二導電層93及在一第一表面上具有一第一導電層91及一夾於該等導電層91及93間之介電層92。已設計該第一導電層，以便該解耦器可以在一頻率λB 下使輻射去耦合(以及可以具有λB /2之週期)。可以將一RF標籤96放置在該空缺區域上方。同樣地，在該第二導電層93之一第二表面上具有一介電層94，該介電層94夾於一額外導電層95與該第二導電層93之間。此額外導電層已設計成在一對應於波長λA 之頻率下使輻射去耦合(及可以具有λA /2之週期)。可以將一RF標籤96放置在該空缺區域97上方。此在需要具有不同共振頻率之RF標籤的情況中係有用的。
第20b圖顯示該寬頻解耦器之一不同配置。在此配置中，該等導電層95及91分別由介電層94及92所隔開且係安裝在該第二導電層93之相同第一表面上。層95對應於波長λA 及層91對應於波長λB 。可以具有一個或多個在層91之表面上所安裝的RF標籤96，其係在對應於波長λA 及λB 之頻率下被激發。可允許具有下面配置：在第二導電層93之兩側上有兩個或更多解耦器以提供4個或更多不同頻率。
第21a－g圖呈現具有一空缺區域102及具有一在該空缺區域上方所放置之RF標籤106的第一導電層101之各種幾何設計的平面圖。圖a－d為單一島狀物解耦器及可以根據要提供有該解耦器之商品或表面來選擇該形狀或幾何。最好，該第一導電層可以呈現一共振金屬/介電/金屬空腔長度λ2nG/N(再者，該系統係共振的)，其中λ係在範圍λm i n 至λm a x 內之發生最大耦合的波長，其中n係該介電質之折射率，G係該至少一第一導電層之空腔長度及N係大於或等於1之整數。
可以理想地以一滿足上述關係之距離在該空缺區域或狹縫上放置一個或多個標籤。例如：在圖b中，在該第一導電層之一、二、三或四側上可以具有一空缺區域。可以以具有數個邊(n)之任何多邊形狀形成該解耦器，其包含從1至n之範圍的個別空缺區域。此將傾向提供一像圖d中之實質圓形配置。在一替代配置中，期望使用一具有複數個RF標籤之極化相依解耦器，以便當RF標籤與該詢問場對齊時，可以藉由RF標籤之隨後活動來推論一物品相對於一極化輻射源之定位。
圖c、d、e、f及g顯示實質上為極化獨立之實質圓形解耦器，以便可以詢問該標籤而無關於該外來RF場之方向/極化。一極化獨立標籤之一特別較佳配置係顯示於圖f中，其中該第一導電層101呈現有一圓形空缺區域或狹縫102。可以將該RF標籤106(特別是具有標準尺寸天線之低Q標籤)放置在此狹縫之任何位置上。已顯示在此特別配置中該第一導電層之剩餘形狀(為在該圓形狹縫之外側的全部解耦器之形狀)不需要是圓形，事實上，一非圓形外部形狀似乎是有利的，另外優點在於一實質非均稱外部形狀。顯示出當該狹縫之直徑接近λ/4(相對於其它解耦器設計之λ/2)時，可獲得大部分有利結果。圖f之側視圖顯示夾住該介電層102a之第一導電層101及第二導電層101a且具有在該第一導電層中所呈現之空缺區域102。一最佳配置為第21g圖，其中在該第一導電層101中具有一放大之空缺區域102且該RF標籤206位於該空缺區域之邊緣。
第22a圖顯示一低Q標籤116之一範例，其具有一連接至一晶片117之小電感/阻抗迴路118。回來參考第4a圖，可看到該調諧標籤具有一晶片及有效電感迴路，然而亦具有一顯著額外數量之調諧天線結構。因此，可將該低Q標籤視為一較小變化之調諧標籤。該低Q標籤在該設計頻率下不在自由空間中作用(然而當該周圍等於該波長時，可以在較高頻率下作用，大約6GHz)，除非該讀取器位於該晶片之1或2mm範圍內，因為該天線118在對該入射輻射之耦合係無效率的。可以將該低Q標籤(可以只稍微大於該晶片本身)放置在依據本發明之任何解耦器上。在第22b圖中，將該標籤116放置在一單一島狀物解耦器之空缺區域112(該介電層之部分，見第19圖)，該單一島狀物解耦器具有一第一導電層111(未顯示其它層)，該第一導電層111最好匹配該RF標籤讀取器系統之頻率。當使用於自由空間中時，該讀取範圍可以相比於一如第4a圖中所示之最佳RF標籤的讀取範圍，然而藉由該解耦器及RF標籤之非常小區域來補償讀取範圍之任何小妥協。該解耦器及標籤可以具有一只剛好大於λ2nG/N之長度。此對於小物品(例如：衣服標籤、小的消耗品)或對於更隱蔽加標系統而言為一理想尺寸。第22c圖顯示對低QRF標籤之數個設計，亦即，已實質上移除該天線設計(如第4a圖所示)而只留下第22a圖所示之小迴路部分的RF標籤。在另一情況中，該小迴路部分可以由向外延伸或部分纏繞該間隔物之短'臂(arms)'來取代，因為如果與一正確設計解耦器組合，則甚至兩條金屬'短線'足以將功率耦合至該晶片。在第22d圖中，顯示一低QRF標籤，其中該迴路部分位於兩個交叉狹縫之軸上，藉以增加該RF標籤之極化獨立性。
第23圖顯示將以下面範例10來進一步描述之對三個不同核心材料在各種厚度下的讀取範圍之影響的曲線圖。
第24圖顯示一具有至少一狹縫125之2－島狀物解耦器，該狹縫沒有呈現一離該解耦器之一邊緣的單一均勻距離(亦即，它相對於該解耦器之邊緣係非平行的)。此提供一能夠在一波長範圍內工作之解耦器。因此，該解耦器工作之波長可以增加或減少"x"，及根據該狹縫相對於該解耦器之邊緣的角度增加"δ"。此觀點亦可以使用在具有4個或更多島狀物之解耦器上。
亦可以將相同觀點提供給一如第24b圖所示之單一島狀物解耦器，其中該第一導電層上之空缺區域的邊緣構成一不平行於該解耦器之末端邊緣的線。該波長範圍只受限於該解耦器之初始尺寸及該狹縫相對於該解耦器之邊緣的角度。
此觀點亦可以與在第16a及16b圖以及第20圖中所使用之寬頻解耦器一起使用。
第25圖顯示一解耦器126之剖面圖，該解耦器126在該第一導電層127中具有兩個或更多島狀物，而該第一導電層127係配置在一介電核心材料128之表面上。該等島狀物127係藉由空缺區域來隔開。該標籤129位於該空缺區域下面。該標籤之天線130(如果呈現)藉由一間隔物材料131與該第一導電層127分離。該解耦器之下金屬表面132可以是一不連續導電層或者它可以構成一可以鋪設有該解耦器之導電表面的部分。該標籤129及其天線130(如果呈現)需要與該第一127或第二132導電層電隔離。因此，藉由該解耦器結構及該介電層之材料來保護該RF標籤。
第26a圖顯示一具有一空隙138做為該介電層之解耦器。可以在一支撐層上準備該解耦器或該解耦器可以使用一容器或盒子的部分做為一支撐。一具有一上側143之容器可以具有一第一導電層137，該第一導電層137係以先前所界定之任何圖案(單一島狀物或多個島狀物設計)沉積在143之內部表面上。一RF標籤139a(可以是一低Q或一標準標籤)位於具有一任選間隔物141之空缺區域上方。在另一情況中，一RF標籤139可以位於該上表面143上，以便該容器或盒子之上表面143做為一任選間隔物。
該容器之側面144提供一支撐裝置以在該容器之上表面143與該容器之下表面145間產生一空隙138。可以依據在此所界定之任何方法在該容器之下表面的第一或第二表面145上沉積一第二導電層142。可以特別方便地將該第一137及第二142導電層及該RF標籤139放置在該空隙138內以提供保護。可以使用一介電液體(例如：氣隙、部分真空)或者使用一惰性氣體或惰性液體來填充該空隙。例如：亦可以使用一非導電高空隙含量泡沫或非導電介電填充材料來填充該空隙。當用於RF標籤時，一約該入射RF波長之1/170的1－2mm氣隙已提供有用讀取範圍。
在第26b圖中，除該容器之側面可以不存在及可以由非導電介層或非導電支撐裝置144a來取代以提供介電層138之正確厚度之外，呈現像第26a圖之相同特徵。
在第26c圖中，除該第一導電層137構成一單一島狀物解耦器之外，呈現像第26a或26b圖之相同特徵。然後，該RF標籤139或139a可以位於該上表143之任何一側。合宜地的是該非導電支撐裝置144a另外可以是如第26a圖所示之容器的側面。
合宜地，第26a－c圖所示之解耦器可以分別包括在此界定之任何特徵(例如：一個或多個第一導電層之使用以產生一寬頻解耦器，或者圖案之使用以產生實質極化獨立解耦器)。
第27圖顯示用於範例13之配置。
第28a及28b圖顯示用於範例16之配置。
第29圖顯示用於範例17之配置。
第30圖顯示一具有一修改第二導電層之寬頻解耦器。提供一介電核心層99，一對應於一第一波長之第一導電層98係位於該介電核心層99之上側，且一RF標籤97實質上位於該空缺區域中(在高電場之區域中)。在介電層99之下表面上具有對應於相同波長或不同於層98之波長的另一導電層98a，且一RF標籤97a實質上位於該空缺區域中(在高電場之區域中)。該結構實質上提供一介電層且具有一第一調諧導電層，該第一調諧導電層包括一在該介電層之任何一側上所安裝的空缺區域，該兩個第一導電層可任意地具有相同或不同之先前所界定的長度G。此配置可以找到做為小覆蓋範圍附加標記以允許低Q RF標籤之使用的優先使用。
本發明之範例 範例1
使用一非導電催化油墨(如Sun Chemical在產品名稱QS1、QS2或DP1607下所提出之申請案GB0422386.3所揭露)，將該等去耦合單元(亦即，第一及第二導電層)予以網版印刷(雙面)在一具有已知電性之聚合物(該聚合物形成該介電核心)上。該UHF解耦器之尺寸取決於該聚合物之電性及厚度。例如：使用厚度1mm之Quinn Plastics公司之Spectar等級PETG薄片，該相對介電常數為3.2，導致95mm之解耦器週期及190mm之最小解耦器長度(使用該近似式子島狀物長度λ/2，其中該折射率約等於該介電常數之開方)。該聚合物之前側印刷有該解耦器圖案(由兩條在該解耦器之中心交叉的垂直線所隔開之四個實質相同尺寸島狀物)。將該解耦器之反側印刷成為一實心區域。
藉由加熱該樣品10分鐘至約80℃(針對QS1及QS2系統)或藉由UV硬化製程(針對DP1607)來硬化該油墨，在兩個情況中會造成該油墨固化及黏著在該基板上。然後，將印刷樣品放入一商業上可獲得之無電鍍溶液(例如：在46℃之Enthone 2130或52℃之Rohm及Haas 4750)中以及只在覆蓋有該催化油墨之區域上方沉積0.1－3.0微米厚之銅金屬。適當地界定無電沉積之速率及因而可以監控該沉積之厚度成為暴露時間之函數。如需要的話，該無電沉積材料可以任意地經歷電沉積。
然後，該結果產物以一間隔物置放在該解耦器之前側與該UHF標籤(在此範例中，Alien技術公司所製造之一866MHz及15微米UHF標籤)間來予以疊合。典型間隔物材料為聚合物薄膜(例如：Hifi薄膜及PMX 946 250微米PET薄膜)。該UHF標籤及間隔物係中心地位於該空缺區域上方，該該空缺區域為該等垂直線之交叉點。
範例2
使用一導電油墨(例如：Acheson Electrodag PR401B碳油墨或Acheson Electrodag 503銀油墨)，將該等去耦合單元網版印刷(雙面)在一具有已知電性之聚合物上。該UHF解耦器之尺寸取決於該聚合物之電性及厚度。例如：使用厚度1mm之Quinn Plastics公司之Spectar等級PETG薄片，該相對介電常數為3.2，導致95mm之解耦器週期及190mm之最小解耦器長度。該聚合物之前側印刷有該解耦器圖案及將該反側印刷成為一實心區域。
藉由加熱該樣品(針對Acheson Electrodag PR401B碳油墨或Acheson Electrodag 503銀油墨)來硬化該油墨，以造成該油墨固化及黏著至該基板。
接著，該結果產物以相同於範例1所界定之方式使用一功能間隔物被叠合及安裝在該解耦器上。
範例3
用一金屬覆蓋聚合物薄膜(例如：DuPont聚酯PET薄膜)，將一蝕刻抗蝕劑(例如：Sun Chemical XV750)網版印刷在該金屬表面上方。一旦乾化，該蝕刻抗蝕劑以該解耦器之圖案黏著至該金屬之表面。然後，將該薄膜放入一腐蝕溶液中(例如：在Old Bridge Chemicals公司之MAX ETCHT M 20R)。此製程移除金屬之未塗佈區域，以只留下非導電基板。接著，可將該金屬化圖案薄膜叠合至一核心材料上及以另外一金屬化未圖案薄膜(做為背板)來夾住。然後，如範例1及2所界定，需要間隔物層叠及附加標籤。
範例4 解耦器測試方法
一866MHz UHF標籤讀取器系統(例如：Sensomatic agile 2讀取器單元)配置有一電腦介面以做為一用於866MHz UHF標籤之偵測器單元。該讀取器天線係放置在一座上且朝一固定向量，以及沿著此路徑放置一帶尺以便評估每一標籤之讀取範圍。從該讀取器場區移除所有金屬物體以最小化反射讀取。採用一866MHz UHF標籤(例如：一Alien技術公司之標籤)及將其放置在一硬紙板基板上。從約5m之距離處朝該讀取器天線直接移動該標籤，同時觀看該讀取器顯示，以及將該讀取範圍視為最大移位，在該最大移位處該標籤在1分鐘週期期間提供一固定讀取。將此值視為所使用之特定UHF標籤的標準讀取範圍。
接著，將該標籤安裝至該解耦器上，該解耦器本身係黏著至一金屬表面(在此範例中，來自一防滾架之側面的一識別牌)上。在EM場中將該標籤、解耦器及金屬基板放置在該系統可在一分鐘期間可靠地讀取該標籤之位置。將此值視為該去耦合標籤系統之讀取範圍。
範例5
當將一解耦器放置在該金屬表面上時，使用在範例4中所概述之方法以識別在該解耦器上之一UHF標籤的最佳2D位置。第5a、5b及5c圖顯示一標籤及解耦器系統之相對位置。
第5a圖示意地呈現一在該空缺區域或狹縫上方所放置之標籤的可能位置。當應用至4－島狀物解耦器時，可獲得下面資料：
從使用一866MHz UHF標籤之測試可發現到：當該標籤之晶片位於該隙縫上方時，可顯著地改善該讀取範圍。當將該晶片(及因而天線)中心地放置在兩個垂直隙縫或狹縫之交叉點上時，可進一步改善該讀取範圍。
範例6
第5b圖顯示該等狹縫之交叉點上的確切位置對在一上述範例中所製備之4－島狀物解耦器上的一UHF標籤之讀取範圍的影響。此顯示將該標籤定位在該解耦器上之製造公差如何影響該解耦器之效能及因而影響該標籤之讀取範圍。
該位置0,0(如表2所提及)表示該解耦器單元之絕對中心。將該標籤之中心視為該晶片之位置(雖然在此情況中之晶片不在該RF標籤之中心)。發現到當將該標籤之晶片中心地放置在兩個垂直空缺區域或狹縫的交叉點(在點0,0mm上)時，可顯著地改善該讀取範圍。相較於一直接放置在一金屬表面上之RF標籤的無讀取，沿著x－或y－軸之幾個mm的較小偏向仍然提供一有用讀取範圍。
範例7
第5c圖顯示在該交叉點上之方位角位置對一UHF標籤之讀取範圍的影響。
該位置參考角度a°(如表3所提及)表示從該解耦器單元之狹縫旋轉之角度。將0°之讀取視為使該標籤對齊以平行於該y－軸狹縫之情況(縱使在此情況中之晶片不在該RF標籤之中心)。發現到當將該標籤之晶片中心地位置兩個垂直空缺區域或狹縫之交叉點上，可明顯地改善該讀取範圍。相較於一直接放置在一金屬表面上之RF標籤的無讀取，從與該狹縫之平行關係的較小偏向(例如：小於6°之旋轉)提供一有用讀取範圍。超過10°之更顯著偏向提供一可被讀取之標籤，然而顯著減少該讀取範圍。
範例8
可以藉由例如最佳化該間隔物厚度以達成該最大讀取範圍之改善(相較於在自由空間中之一獨立標籤)。如在第14圖中所呈現，相較於一在自由空間中所讀取之標籤，該解耦器與該標籤間之介電間隔物可以改善該標籤之讀取範圍。當採用增加厚度之PET間隔物時，該標籤開始增加它的讀取範圍，直到－－－在約300微米之間隔物厚度時－－－－該回應相同於一獨立標籤之回應。有趣地，在400微米時可達到4.5m之讀取範圍，加0.5m至該期望最大值。雖然該數值實質上等同於該獨立標籤之數值，但是該間隔物之厚度的額外增加稍微降低該數值。雖然該標籤仍然可以在一RF反射表面上工作，但是在1000微米後已降低該讀取範圍(未顯示此範例中)。清楚地，當相較於它原來的自由空間效能時，這些數值顯示該解耦器可以增加一RF標籤之讀取範圍。這些結果對該Sensormatic配套元件係特有的，將清楚知道對於不同RF標籤或讀取器系統而言該最佳隔離/間隔物厚度可以是不同的。
明顯易知該解耦器實施捕獲來自該天線之入射866MHz輻射之功能及傳送該能量至該RFID。在該狹縫中及剛好在該狹縫上方之電場強度如第15圖所示是強的(通常增加150至200倍)，以及如果將該標籤放置在該金屬表面上方之合適高度，則此可以與該標籤交互作用。
雖然已成功地說明一PET核心裝置(複介電常數(3.20,0.0096))，但是一較損耗核心材料(例如：FR4(介電常數(4.17,0.0700))可以沒有工作像PET有效率，然而，FR4仍然提供非常有用之讀取範圍。
在上述實驗5－8中之讀取範圍係如範例5中所界定之標準化讀取範圍大小(一穩定1分鐘讀取)。從實質位於中心之標籤的偏向(角度及/或線性移位)仍然提供一可在一金屬表面上被詢問之標籤。在該解耦器之狹縫上的標籤之確切中心是該解耦器工作所不可或缺的，但是它確實提供改善效能。然而，在一實際生活情況中，只需要該標準化(1分鐘讀取時間)之一部分以達成詢問及來自該標籤之回應，以及因而該標籤之實際讀取範圍可以比上述實驗所陳述者要高。
範例9
一4－島狀物解耦器係藉由範例1中之方法所製成。該解耦器係針對一866MHz標籤所製備及以一1000微米聚酯核心來製造。一Alien技術866MHz標籤係中心地位於該空缺區域上方以提供最佳回應。將一沒有一解耦器之RF標籤及在一耦耦器上之RF標籤安裝在各種不同表面及物品上以評估在一標準RF標籤上之表面的效果及該解耦器之效能。該讀取器系統係一Sensormatic配套元件。
如所期望，在自由空間中之解耦器的讀取範圍匹配在自由空間中之320cm處的標籤之讀取範圍。可看出在該硬紙板盒內部之消耗品的存在將沒有一解耦器之標籤的讀取範圍減少至在自由空間中所獲得之讀取範圍值的1/3與1/2之間。使用該解耦器之優點在於：該讀取範圍實際上相同於在自由空間中之讀取範圍且無關於要安裝有該解耦器之表面。
使該硬紙板變濕或甚至飽和幾乎不改變該解耦器所提供之讀取範圍，然而當沒有使用解耦器時，會嚴重地減少該讀取範圍。該解耦器表面之只有50%的遮蔽稍微減少該讀取範圍。清楚地，它將克服人想要將一商品隱藏他們的衣服或類似材料下的企圖。
範例10
在各種不同核心厚度下測試三個不同核心材料：聚酯、聚丙烯及聚碳酸酯。該第一及第二導電層圖案全部具有相同幾何及厚度及最佳是用於一866MHz RF標籤及讀取器。將該解耦器放置在一金屬表面上，以便一不具有一解耦器之RF標籤將提供實質零讀取範圍。從第23圖中之曲線圖可知當該核心厚度增加時，該讀取範圍增加。已驗證之模型(如範例11所示)已顯示：當你將該核心厚度從1000微米增加至2000微米時，讀取範圍只有幾個cm增加。
在自由空間中之866MHz的波長為346mm。如果該核心材料為聚酯，則在該材料中之波長在866MHz時為193mm。因此，如果該核心為1mm(1000微米)厚，則該材料為一自由空間波長厚度之1/346或一材料波長厚度之1/193。因此，在該材料中之波長為該自由空間波長除以該折射率(聚酯之折射率大約為1.8)。
範例11
將一系列解耦器製造成可在866MHz(藉由使用HFSS所決定)下提供最大場增強之尺寸。要確保最佳效能及驗證該模型HFSS，實施一系列之測試。這些需要開始於一解耦器，該解耦器在該上層中具有金屬島狀物，該等金屬島狀物比從HFSS所獲得之需要值要長。當藉由蝕刻掉材料(開始於一解耦器之末端及朝該中心向內工作)以逐漸地減少該等金屬島狀物之長度時，測量該讀取範圍。原型聚碳酸酯解耦器之結果顯示在下面。這些測試所決定之最佳金屬島狀物長度與HFSS模型所決定者非常一致。
範例12
評估一系列具有不同核心厚度及寬度之單一島狀物解耦器。依據範例1之使用銅做為該導電層及一PETG核心的方法來製備該解耦器。該解耦器之圖案如第22b圖所示。該標籤使用一如第22a圖所示之型態的低Q天線(亦即，不是最適合用於866MHz)。因為該標籤不具有一最佳天線，所以該標籤之讀取範圍在自由空間中係可以忽略的。同樣地，當將該低Q標籤直接放置在一金屬表面上時，沒有讀取範圍。下面之表顯示在一解耦器上之RF標籤的結果，其中將該解耦器放置在一金屬表面上。
可清楚地知道該解耦器允許使低Q標籤與金屬表面去耦合。當該核心之厚度增加時，該RF標籤之讀取範圍亦增加。同樣地，當該標籤之寬度增加時，對於一固定核心厚度而言，該讀取範圍增加。因為讀取範圍可能是重要的，所以某些應用(例如：追蹤物流容器)受益於較大面積及較厚核心解耦器。然而，消費者商品在銷售處或付款臺可能只需要幾個cm之讀取範圍，以及因而可以受益於較小面積及較薄標籤。
可以用做該介電核心之另外材料為泡沫材料(例如：PVC、聚苯乙烯等)。如虛數部，此材料之介電常數的實數部非常低。因為該較低介電常數將在小厚度下提供好的讀取範圍，所以此提供本身製造一非常薄之解耦器。為了金屬化該泡沫材料，可能需要產生一疊合結構，其中在非常薄(例如：10微米)聚合物薄膜上沉積該金屬，然後將該聚合物薄膜黏著在該泡沫核心上。在另一情況中，可以使用高規格射頻疊合。存在有特別是設計用於高效率射頻電路之生產的各種PCB疊合材料。這些是由一金屬－介電－金屬三明治狀物所構成，該三明治狀物之上金屬層可被選擇性地蝕刻以產生一解耦器。範例包括：Rogers RO 4003或TR/Duroid 5880、Arlon DiClad 880、Neltec NY9220或Taconic TLY。另外替代包括陶瓷材料；這些將具有實數介電常數及因而可能導致較薄且較少彈性解耦器：範例包括氧化鋁、二氧化矽、玻璃等。由於它們的彈性特性，因而甚至可期望使用彈性體(例如：矽橡膠)。再者，將一填料混合至一彈性體基質可允許材料特性之修改。
範例13
藉由將一圓形狹縫(x)刻在一4.65cm半徑之圓形銅－PETG－銅疊片上的一第一導電層之銅層上以製備第21f圖所示之型態的一極化－獨立解耦器。將該標籤安裝至一間隔物上。該電感迴路位於該狹縫上(第27圖，位置x)及如先前所詳述使用該讀取器系統來測量該讀取範圍。發現到相較於當該迴路天線垂直於該狹縫(第27圖，位置b)時，當該迴路天線實質上是在相切於該曲線之位置上(第27圖，位置a)時，可改善該讀取範圍。
使該內圓之直徑從30mm增加至50mm，以及測量讀取範圍及該標籤可被讀取之旋轉角度範圍。
當該內圓之直徑增加時，該讀取範圍通常會減少，該讀取範圍可達成之旋轉角度亦減少。
該全部解耦器形狀之變化(例如：在該圓形狹縫外側之圓形、方形、矩形、四邊形區域)確實對該效能具有一些影響，以便該讀取範圍不是單純與該總面積成比例關係。最好，當具有一圓形狹縫時，該全部解耦器之形狀為一具有非均稱邊之四邊形。一可能說明(並非用以限定本發明之範圍)為：規則形狀可以呈現二次共振效應，其破壞性地干擾該等狹縫共振。
範例14
使用從硬紙板介電層所製備之單一島狀物解耦器來實施一系列實驗。探究藉由移除或修改該第二導電層及間距來改變共振空腔之效果。對全尺寸天線(亦即，具有調諧天線之商業上可獲得的天線，通常為95mm長)及具有一迴路天線之低QRF標籤(小於20mm之最長尺寸)實施該實驗。
在此實驗中，該RF標籤(Alien技術公司)位於如第28a圖所示之最佳位置，將該RF標籤放置在增加電場強度位置上之空缺區域上方，其離該第一導電層約0.5mm且亦離該解耦器有一小於1000微米之間隔距離。整個實驗中將該固定點保持不變。
對於該全尺寸RF標籤而言，測量在空氣中之讀取範圍為7m，其為在自由空間中之製造業期望讀取範圍。當將該標籤放置在一只具有一調諧第一導電層及一介電層之結構上(亦即，一不完整－'無背'－解耦器)時，讀取範圍沒有變化。因為該第一導電層在此建構中做為一不良天線，所以此再次是可預期的。應該注意到當將該全部RF標籤直接放置在該第一導電層之中間時，該讀取範圍為0m。因為知道金屬會使該RF標籤中斷，所以此是可預期的。當將該全尺寸RF標籤放置在一調諧解耦器上時，讀取範圍適度地增加至8m。從上面詳述實驗(實驗1－13)可知，已顯示在該解耦器上之RF標籤在自由空間中及在像金屬之表面上提供實質相同讀取範圍。如果商業上可獲得調諧RF標籤將專門地使用於自由空間中，則該解耦器提供一微小利益給該等調諧RF標籤。然而，當該RF標籤靠近一金屬表面(或與RF輻射交互作用之任何其它表面)來放置時，該解耦器提供一超過習知技藝平板天線或平衡天線之顯著優點。
對於具有低Q迴路天線之RF標籤而言，在空氣中具有一適度讀取範圍30cm。當將該低Q RF標籤放置在只具有一導電層及一介電層之結構上時，讀取範圍進一步適度地增加至約1m。然而，當將該低Q RF標籤放置在一調諧解耦器上之最佳位置時，讀取範圍大大地增加。該讀取範圍現在接近在自由空間中之全尺寸商業上可獲得天線的讀取範圍。再者，從先前實驗(1－13)可知，已顯示該低Q RF標籤在被安裝至該解耦器時實質上在自由空間中及在該解耦器被放置在一金屬表面或構成該金屬表面之一組成部分的情況中提供相同讀取範圍。
範例15
先前範例已顯示在該RF標籤與該解耦器之第一導電層間之最佳間距發生在最好小於1000微米之距離處(如第14圖所示)。設定一實驗以顯示該解耦器在一不同於基板之模式中工作，該等基板具有一在一介電層上之天線。
再次製備在一如實驗14所使用之介電層結構上的導電層，以及改變在該商業上可獲得RF標籤與該第一導電層間之距離。該RF標籤之讀取範圍在250微米至4000微米之範圍內維持在7m。因此，顯示一'無背'解耦器與一標準UHF標籤間之交互作用係不同於一全部解耦器(亦即，密封核心結構)與相同標籤間之交互作用。
範例16
藉由減少該第二導電層之重疊有數量"d"(如第28b圖所示)來測試該第二導電層之長度及其對一共振空腔之可能形成的影響。在此實驗中，該第二導電層為一大金屬薄片。沒有一解耦器之商業上可獲得RF標籤提供一實質0m之讀取範圍。在此建構中，修改該第二導電層之重疊的程度。此可藉由相對於該金屬薄片移動該介電及第一導電層來達成。
當重疊之程度減少(亦即，"d"變大)時，在該第一與第二導電層間所產生之空腔的長度減少及因而它的期望共振波長將偏離該RF標籤共振頻率之共振波長。如所期望，當使該空腔之長度比該最佳調諧空腔長度短時，讀取範圍具有顯著下降，亦即，從8m減少至小於3m。再者，此證明為用以規定該解耦器之行為的空腔結構(亦即，該金屬/介電/金屬三層)，以及不是單純該第一導電層所描述之金屬貼片的呈現。
範例17
此實驗決定在一單一島狀物解耦器上所放置之一迴路天線的旋轉之程度的效果(如第29圖所示)。
在此實驗中，測量該讀取範圍成為所達成之90°最大讀取範圍的百分比。該90°方位(如第29圖所見)是在該迴路天線之長軸平行於該共振空腔中所產生之電場的時候。在此方位中，造成橫跨該天線之兩端的電位之差異。該解耦器之旋轉可以促使該天線與該電場之較小百分比交互作用。從該等結果清楚可知該電場之大小足以允許相對大旋轉，最好是在30°至150°範圍內，最佳的是70°至110°範圍內，實質最佳為90°。製造公差應該最好是在85°至95°範圍內。相較於使用該4－島狀物解耦器及一標準RF標籤之稍早旋轉實驗，藉由在一單一島狀物解耦器之表面上的標籤之旋轉使在該解耦器上之低Q天線達到一較小限度。
上述實驗與所包含之第6－17圖中所示的模型資料有適當關係。
1．．．第一導電層
3．．．第二導電層
5．．．介電核心
7．．．調諧第一導電層之長度
9．．．狹縫寬度
11．．．銅層
12．．．狹縫配置
13．．．銅層
15．．．聚酯層
17．．．敏感材料
19．．．黏著層
21．．．銅層
22．．．狹縫配置
23．．．銅層
24．．．RF標籤
25．．．介電層
26．．．間隔物
27．．．敏感材
29．．．黏著層
31．．．島狀物
32．．．空缺區域
33．．．第二金屬表
34．．．標籤
35．．．介電核心材料
37．．．晶片
40．．．天線
41．．．標籤
42．．．標籤之長度
44．．．長度
45．．．基準符號
46．．．基準符號
50．．．解耦器
51．．．表面層
52．．．空缺區域
53．．．下金屬表面
54．．．標籤
55．．．介電核心材料
56．．．間隔物材料
57．．．晶片
58．．．識別牌
59．．．保護層材料
60．．．唇緣
62．．．狹縫
70．．．中心部分
71．．．解耦器
71．．．第一導電層
72．．．介電層
73．．．第二導電層
74．．．介電層
75．．．額外導電層
76a．．．第二RF標籤
76b．．．RF標籤
81．．．第一導電層
82．．．介電層
83．．．第二導電層
86．．．標籤
87．．．空缺區域
91．．．第一導電層
92．．．介電層
93．．．第二導電層
94．．．介電層
95．．．額外導電層
96．．．RF標籤
97．．．RF標籤
97a．．．RF標籤
98．．．第一導電層
98a．．．導電層
99．．．介電核心層
101．．．第一導電層
101a．．．第二導電層
102．．．空缺區域
106．．．RF標籤
111．．．第一導電層
112．．．空缺區域
116．．．低Q標籤
117．．．晶片
118．．．小電感/阻抗迴路
125．．．狹縫
126．．．解耦器
127．．．第一導電層
128．．．介電核心材料
129．．．標籤
130．．．天線
131．．．間隔物材料
132．．．下金屬表面
137．．．第一導電層
138．．．空隙
139．．．RF標籤
139a．．．RF標籤
141．．．任選間隔物
142．．．第二導電層
143．．．上表面
144．．．側面
144a．．．非導電支撐裝置
145．．．下表面
第1圖顯示依據本發明之一電磁輻射解耦器的基本表示。
第2圖顯示依據本發明之另外一解耦器。
第3a及3b圖分別顯示一2－島狀物解耦器之側視圖及平面圖。
第4a－c圖顯示a)一隨後位於一4－島狀物解耦器上之UHF標籤以及b)平面圖及c)側視圖。
第5a－c圖顯示在一在該等範例中所述之4－島狀物解耦器上的一UHF標籤之替代位置的平面圖。
第6圖係沿著平行於該入射電場之狹縫(亦即，解耦器之長軸)的電場向量之標繪圖。
第7圖係沿著垂直於該入射電場之狹縫的電場向量之標繪圖。
第8圖係沿著一垂直於該解耦器之表面的線之電場向量之標繪圖。
第9圖顯示沿著線1(平行於通過該解耦器介電核心及上面空域的z軸)之在y－方向的電場之大小。
第10a及10b圖顯示沿著全部平行於該z－軸之3條不同線之在該y－方向上的電場之大小的標繪圖。
第11圖顯示沿著線4(如第10a及10b圖所產生)之在該y－方向上的電場之大小的標繪圖。
第12圖顯示一凹式識別牌之剖面圖。
第13圖綱要性地表示一凹式識別牌之構造。
第14圖顯示針對一給定幾何及材料與一Sensormatic讀取器之組合的讀取範圍與間隔物厚度之關係。
第15圖係在基本共振頻率下在該解耦器之介電核心中的電場之大小的圖式。
第16圖顯示具有兩個或更多島狀物之寬頻解耦器的剖面圖。
第17圖顯示在沒有一解耦器之情況下一866MHz標籤及一Sensormatic讀取器之效能的曲線圖。
第18圖顯示該解耦器曲線及相同於第17圖之讀取器曲線的典型曲線圖。
第19圖顯示一具有一低Q天線(小區域且非最佳天線)之單一島狀物標籤。
第20a及20b圖顯示寬頻單一島狀物解耦器之範例配置。
第21a－g圖顯示該第一導電層之各種幾何設計的上視圖。
第22a及22b圖顯示一低Q標籤之在孤立中及安裝在一單一島狀物解耦器上之範例。
第22c圖呈現低Q天線之範例示意圖。
第22d圖呈現一在一解耦器上所安裝之天線的範例。
第23圖呈現對在各種不同厚度下之不同核心材料的讀取範圍之影響的曲線圖，其包括對聚酯之理論預測。
第24a及24b圖分別顯示2－島狀物及1－島狀物解耦器，已設計該等共振空腔，以便它們在一波長範圍內共振及因而提供寬頻操作。
第25圖顯示一位於該介電層內之RF標籤的剖面圖。
第26a、26b及26c圖顯示一解耦器之三個配置，在該解耦器中之第一與第二導電層係藉由一空氣間隙所隔開。
第27圖顯示一具有不同RF標籤位置的圓形解耦器。
第28a圖顯示決定該第一導電層之長度的改變之結果的實驗裝置。
第28b圖顯示決定該第二導電層之長度的改變之結果的實驗裝置。
第29圖顯示決定該RF標籤相對於該第一導電層旋轉之結果的實驗裝置。
第30圖顯示一不具有第二導電層之寬頻解耦器。
81．．．第一導電層
82．．．介電層
83．．．第二導電層
86．．．標籤
87．．．空缺區域

Claims (72)

  1. 一種用於電子裝置之輻射解耦器，該解耦器包括夾於至少一第一導電層與至少一第二導電層間之至少一介電層，其中該至少一第一導電層具有至少一空缺區域，該至少一第一導電層在該至少一空缺區域處沒有覆於該介電層上，以及該解耦器在使用中增強在該至少一第一導電層之空缺區域附近之電磁場。
  2. 一種用於電子裝置之輻射解耦器，用以使輻射與一導電表面去耦合，該解耦器包括與至少一介電層接觸之至少一第一導電層，其中該至少一第一導電層具有至少一空缺區域，該至少一第一導電層在該至少一空缺區域處沒有覆於該介電層上，以及該解耦器在使用中增強在該至少一第一導電層之空缺區域附近之電磁場。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該第二導電層之長度至少與該第一導電層之長度相同。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該電子裝置係一RF標籤。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該解耦器之厚度小於λ/4n，其中n係該介電質之折射率及λ係該解耦器之操作的預定波長。
  6. 如申請專利範圍第5項之解耦器，其中該解耦器之厚度小於λ/10。
  7. 如申請專利範圍第6項之解耦器，其中該解耦器之厚度小於λ/300。
  8. 如申請專利範圍第7項之解耦器，其中該解耦器之厚度小於λ/1000。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中在該第一導電層之至少一邊緣與該空缺區域間之間隔G係由Gλ/2n來決定，其中n係該介電質之折射率，以及λ係該解耦器之操作的預定波長。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，又包括一相鄰於一第二介電層之第三導電層，其中該第三導電層具有至少一空缺區域，該第三導電層在該至少一空缺區域處沒有覆於該第二介電層上，及其中該第二介電層位於該第三導電層與該第二導電層間。
  11. 如申請專利範圍第10項之解耦器，其中該第一導電層之長度不同於該第三導電層之長度。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中在該第一導電層中具有複數個空缺區域。
  13. 如申請專利範圍第12項之解耦器，其中該複數個空缺區域本質上係週期性的。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該等空缺區域係狹縫結構。
  15. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該第一導電層之至少一空缺區域將該第一導電層分割成至少兩個島狀物。
  16. 如申請專利範圍第15項之解耦器，其中該等島狀物之 至少一者的長度為Gλ/2n，其中n係該介電質之折射率及λ係該解耦器之操作的預定波長。
  17. 如申請專利範圍第15項之解耦器，其中該第一導電層包括由兩個交叉垂直狹縫所隔開之至少4個島狀物。
  18. 如申請專利範圍第14項之解耦器，其中具有至少兩個實質平行狹縫。
  19. 如申請專利範圍第18項之解耦器，其中該至少兩個狹縫之間隔係由Gλ/2n來決定，其中n係該介電質之折射率及λ係該解耦器之操作的預定波長。
  20. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該空缺區域包括三個或更多狹縫，該等狹縫交叉以形成一具有n個邊之多邊形，其中n係3或更大整數。
  21. 如申請專利範圍第14項之解耦器，其中該狹縫寬度小於500微米。
  22. 如申請專利範圍第21項之解耦器，其中該狹縫寬度小於150微米。
  23. 如申請專利範圍第22項之解耦器，其中該狹縫寬度小於50微米。
  24. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該介電層係由塑膠、聚合物、玻璃、硬紙板、瓦楞紙板、紙或實質空隙所形成。
  25. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該介電層之折射率可被控制地改變。
  26. 如申請專利範圍第25項之解耦器，又包括一折射率控制器。
  27. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中一RF標籤位於該第一導電層之空缺區域附近且與該第一導電層電隔離。
  28. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該RF標籤與該第一導電層及第二導電層電隔離，且至少部分位於該介電層內或位於該介電層之邊緣上。
  29. 如申請專利範圍第27項之解耦器，其中該RF標籤係一低Q天線的RF標籤。
  30. 如申請專利範圍第27項之解耦器，其中該空缺區域發生在該解耦器內之一形成駐波的波腹上。
  31. 如申請專利範圍第17項之解耦器，其中一RF標籤實質上位於該等交叉垂直狹縫之交叉點上，且與該第一導電層電隔離。
  32. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該RF標籤之天線的主軸實質上對齊垂直於該第一導電層之至少一邊緣。
  33. 如申請專利範圍第27項之解耦器，其中該RF標籤係在該解耦器之表面上方相隔有小於2000微米之距離。
  34. 如申請專利範圍第33項之解耦器，其中一非導電間隔物係位於該解耦器與該RF標籤間。
  35. 如申請專利範圍第34項之解耦器，其中該間隔物及該RF標籤之基板的厚度總共是在10至1000微米範圍內。
  36. 如申請專利範圍第35項之解耦器，其中該等厚度是在175至800微米範圍內。
  37. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，包括一位於該解 耦器及/或RF標籤之部分、全部或實質全部上方的保護遮蔽物(housing)。
  38. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該解耦器改設置成實質上使一所安裝之電子裝置與一導電材料之表面、一包含高液體含量之材料或一構成一用於液體之圍阻裝置的部分之表面去耦合。
  39. 如申請專利範圍第38項之解耦器，其中該導電材料係碳、金屬或金屬合金。
  40. 如申請專利範圍第38項之解耦器，其中該包含高液體含量之材料係纖維素材料、木材或自然產生材料。
  41. 如申請專利範圍第38項之解耦器，其中該圍阻裝置係一食品、飲料或化學容器。
  42. 一種解耦器，用以使一RF標籤與一表面去耦合，該解耦器包括夾於一第一導電層與一第二導電層間之一介電層，其中選擇該解耦器之共振頻率以實質上匹配該RF標籤及/或一RF詢問源(interrogating source)之共振頻率及其中該第一導電層之至少一邊緣沒有延伸至該介電層之邊緣，在該第一導電層之邊緣與該介電層間之間隙小於在該解耦器共振頻率下之EM輻射的波長。
  43. 一種解耦器，用以使一RF標籤與一導電表面去耦合，該解耦器包括與至少一介電層表面接觸之至少一導電層，其中選擇該解耦器之共振頻率以實質上匹配該RF標籤及/或一RF詢問源之共振頻率，及其中該第一導電層之至少一邊緣沒有延伸至該介電層之邊緣，該第一導電層之邊緣與該介電層間之間隙小於該解耦器共振頻 率下之EM輻射的波長。
  44. 如申請專利範圍第2項之解耦器，又包括一使該解耦器連接到導電表面上之裝置，以便該介電層相鄰於該導電表面。
  45. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該解耦器與一黏著帶結合。
  46. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該解耦器與一容器結合。
  47. 如申請專利範圍第46項之解耦器，其包括至少一RF標籤位於該解耦器上。
  48. 如申請專利範圍第47項之解耦器，其中該本體或容器之至少一表面係單或雙弧面。
  49. 如申請專利範圍第2項之解耦器，其中以該解耦器來覆蓋容器之表面的一部分。
  50. 如申請專利範圍第49項之解耦器，其中至少一RF標籤位於該解耦器上。
  51. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該解耦器與一容器結合，且該容器包括一在該容器之一表面內的凹部，該凹部包括該解耦器及其中至少一RF標籤位於該解耦器上及一用以封裝該解耦器及RF標籤之任選保護層，以便該解耦器及RF標籤至少與該本體或容器之表面同高。
  52. 如申請專利範圍第2項之解耦器，其中該解耦器與一金屬本體或容器結合，該金屬本體或容器包括一在該本體或容器之一表面內的凹部，該凹部包括該解耦器，第一 導電層與該表面電隔離及位於該解耦器上之至少一RF標籤及一用以封裝該解耦器及RF標籤之任選保護層，以便該解耦器及RF標籤至少與該本體或容器之表面同高。
  53. 一種製造硬紙板解耦器之方法，其具有一瓦楞紙板介電核心，包括下列步驟：放置一第一導電層在一第一硬紙板層上；放置一第二導電層在一第二硬紙板層上；使該第一及第二硬紙板層在一起且與一瓦楞紙板插入物相鄰，以便在該第一硬紙板層上之第一導電層上具有至少一空缺區域，該第一硬紙板層覆於該第二導電層上。
  54. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該第一導電層位於與該瓦楞紙板插入物相鄰之第一硬紙板層的內表面上及/或該第二導電層位於與該瓦楞紙板插入物相鄰之第二硬紙板層的內表面上。
  55. 一種追蹤一本體或一容器之方法，包括下列步驟：將如申請專利範圍第1項之解耦器及至少一RF標籤鋪在該本體或容器之表的一部分，以RF輻射詢問該至少一RF標籤，偵測來自該至少一RF標籤之回應。
  56. 如申請專利範圍第3項之解耦器，其中該介電層、第一導電層及第二導電層實質上具有相同長度，其中所有三層之長度G係由λ2nG來決定，其中一RF標籤位於實質上垂直於該解耦器之主軸的平面之板的邊緣上及其中該RF標籤與該第一及第二導電層電隔離，其中n係該介電質之折射率，以及λ係該解耦器之操作的預定波長。
  57. 如申請專利範圍第56項之解耦器，其中該解耦器係雙金屬包層印刷電路板。
  58. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該空缺區域實質上不平行於該解耦器之至少一邊緣。
  59. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該第一導電層之空缺區域的至少一邊緣係一非線性圖案。
  60. 如申請專利範圍第59項之解耦器，其中該第一導電層之空缺區域包括至少一圓形圖案。
  61. 如申請專利範圍第60項之解耦器，其中該圓形圖案在該第一導電層中為一圓形狹縫。
  62. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其中該介電層係至少部分由一物品之封裝或標示材料所形成。
  63. 如申請專利範圍第62項之解耦器，其中該封裝或標示材料係一天然或人工纖維、塑膠、纖維素、玻璃、硬紙板、瓦楞紙板或陶瓷。
  64. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，其包括具有一天線的一低Q天線的RF標籤，該天線具有一實質上小於2cm之主要尺寸。
  65. 如申請專利範圍第64項之解耦器，其中該天線一具有實質上小於1cm之主要尺寸。
  66. 如申請專利範圍第1或2項之解耦器，低Q天線的RF標籤安裝在該解耦器，其中具有一位於該低Q天線的RF標籤與該解耦器間之間隔物。
  67. 如申請專利範圍第66項之解耦器，其中該間隔物及該低Q天線的RF標籤之厚度全部是在175至800微米範 圍內。
  68. 一種用於識別及追蹤的零件組，包括一RF標籤或一低Q天線的RF標籤，且具有一任選間隔物及如申請專利範圍第1或2項之解耦器。
  69. 一種形成解耦器的方法，其適用於一表面之偵測或識別，包括下列步驟：i)提供一非導電表面任選間隔物，該非導電表面包括一RF標籤或低Q天線的RF標籤，該間隔物具有一位於該RF標籤之上表面，以及與至少一介電層之部分或實質全部接觸的至少一第一導電層，其中該至少一第一導電層具有至少一空缺區域，該第一導電層在該空缺區域處沒有覆於該介電層上，ii)使步驟i)之表面與一第二導電層或導電表面在一起以形成如申請專利範圍第1至2項中任何一項之解耦器。
  70. 一種單一島狀物解耦器，用以將RF標籤自一表面去耦合，包括夾於至少一第一導電層與至少一第二導電層間之至少一介電層，其中調整該第一導電層至該詢問輻射之共振頻率，其中該第一導電層之長度G係由λ2nG來決定，其中n係該介電質之折射率及λ係該解耦器之操作的預定波長，其中該至少一第一導電層在至少一邊緣上具有一空缺區域，以便該一導電層沒有覆於該介電層上，其中一RF標籤與該第一導電層電隔離，位於該第一導電層之空缺區域附近。
  71. 一種單一島狀物解耦器，用以將RF標籤自一表面去耦 合，包括夾於至少一第一導電層與至少一第二導電層間之至少一介電層，其中該第一及第二導電層個別地調整至詢問輻射之一共振頻率，其中該導電層具有由λ2nG決定之長度G，其中n係該介電質之折射率及λ係該解耦器之操作的預定波長，其中一RF標籤，與該第一及第二導電層電隔離，位於該介電層上之空缺區域附近。
  72. 一種單一島狀物解耦器，用以將RF標籤自一表面去耦合，包括夾於至少一第一導電層與至少一第二導電層間之至少一介電層，其中調整該第一導電層至一第一詢問輻射之共振頻率，及調整該第二導電層至一第二詢問輻射之共振頻率，其中該第一導電層及第二導電層具有由λ2nG決定之長度G，其中n係該介電質之折射率及λ係該解耦器之操作的預定波長，其中該第一及第二導電層在至少一邊緣上具有一空缺區域，以便該第一導電層之空缺區域沒有覆於該介電層或該第二導電層之空缺區域上，其中一電隔離之RF標籤位於該第一導電層之空缺區域的附近及另一任選RF標籤位於該第二導電層之空缺區域附近。
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