TWI836095B - 無晶片圖案化導體、形成無晶片圖案化導體之方法及用於讀取圖案化導體的系統 - Google Patents

無晶片圖案化導體、形成無晶片圖案化導體之方法及用於讀取圖案化導體的系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI836095B
TWI836095B TW109120084A TW109120084A TWI836095B TW I836095 B TWI836095 B TW I836095B TW 109120084 A TW109120084 A TW 109120084A TW 109120084 A TW109120084 A TW 109120084A TW I836095 B TWI836095 B TW I836095B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ring
character
disk
patterned conductor
chipless
Prior art date
Application number
TW109120084A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202105254A (zh
Inventor
沙布南 拉丹
大衛艾瑞克 施瓦茲
法爾扎德麥克大衛 伊納洛
Original Assignee
美商帕洛阿爾托研究中心公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商帕洛阿爾托研究中心公司 filed Critical 美商帕洛阿爾托研究中心公司
Publication of TW202105254A publication Critical patent/TW202105254A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI836095B publication Critical patent/TWI836095B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/14Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light
    • G06K7/1404Methods for optical code recognition
    • G06K7/1408Methods for optical code recognition the method being specifically adapted for the type of code
    • G06K7/143Glyph-codes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G06K19/0726Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs the arrangement including a circuit for tuning the resonance frequency of an antenna on the record carrier
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/0672Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with resonating marks
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/02Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the selection of materials, e.g. to avoid wear during transport through the machine
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/06187Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with magnetically detectable marking
    • G06K19/06196Constructional details
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07758Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card arrangements for adhering the record carrier to further objects or living beings, functioning as an identification tag
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/72Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/77Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for interrogation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/45Transponders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本文描述之實施例包括一種無晶片圖案化導體,其包含一或多個字符。各字符包含一碟及一環結構,該環結構包括環繞該碟的至少一個環。該碟與該至少一個環之間的一間距及該至少一個環的一寬度的一或多者經組態以判定該字符的一特性諧振頻率。將至少一個凹口設置在該碟及該環結構的至少一個環中之至少一者中。該至少一個凹口經組態使得該字符中之諧振的該量值取決於偏振方向。

Description

無晶片圖案化導體、形成無晶片圖案化導體之方法及用於讀取圖案化導體的系統
本揭露係關於射頻識別(RFID)。
射頻識別(RFID)標籤係一種類型的識別裝置。當由亦稱為詢問器的讀取裝置詢問時,RFID標籤反射或重傳輸射頻信號以將經編碼識別(ID)傳回至該詢問器。RFID標籤裝置可有二種基本類型。晶片化RFID標籤包括儲存資料的微晶片。無晶片RFID標籤不含微晶片,而係替代地依賴磁性材料或無電晶體薄膜電路以儲存資料。
本文描述之實施例涉及一種無晶片圖案化導體,其包含一或多個字符。各字符包含一碟及一環結構,該環結構包含環繞該碟的至少一個環。該碟與該至少一個環之間的一間距及該至少一個環的一寬度的一或多者經組態以判定該字符的一特性諧振頻率。將至少一個凹口設置在該碟及該環結構的至少一個環中之至少一者中。該至少一個凹口經組態使得該字符中之諧振的該量值取決於偏振方向。
一種形成一無晶片圖案化導體的方法包含形成至少一個字符。該至少一個字符係藉由形成一碟及形成包含環繞該碟的至少一個環的一環結構 而形成。該碟與該至少一個環之間的一間距及該至少一個環的一寬度的一或多者經組態以判定該字符的一特性諧振頻率。將至少一個凹口形成在該碟及該環結構的至少一個環中之至少一者中。該至少一個凹口經組態使得該字符中之諧振的該量值取決於偏振方向。
一種用於讀取一圖案化導體的系統包含一傳輸器,該傳輸器經組態以朝向該圖案化導體傳輸一電磁輻射信號,該圖案化導體包含一或多個字符。各字符包含一碟及一環結構,該環結構包含環繞該碟的至少一個環。該碟與該至少一個環之間的一間距及該至少一個環的一寬度的一或多者經組態以判定該字符的一特性諧振頻率。將至少一個凹口設置在該碟及該環結構的至少一個環中之至少一者中。該至少一個凹口經組態使得該字符中之諧振的該量值取決於偏振方向。各字符經組態以基於該特性諧振頻率及諧振的該量值反向散射該電磁輻射的至少一部分。一接收器經組態以接收一反向散射信號。一處理器經組態以使該反向散射信號與一數位簽章關聯。
上文的發明內容未意圖描述各實施例或每一個實施方案。更完整的瞭解將藉由結合隨附圖式參考以下實施方式及申請專利範圍而變得清楚並理解。
射頻識別(RFID)技術具有許多不同應用。無晶片RFID係施加電磁波以提取標籤中之編碼資料的無線資料擷取技術。無晶片RFID標籤具有置換條碼的潛力。無晶片RFID在增加編碼容量、簡化製造、及降低成本方面有增強效能的潛力。
根據本文描述之實施例,無晶片RFID的編碼效率可藉由使用藉由在單一導電字符中組合偏振敏感度與多個頻率編碼的混合編碼技術來改善。根據本文描述之實施例,此係在毫米波(mm波)範圍中完成,雖然該技術不限於此頻率範圍,且亦可使用較高或較低的頻率。此設計的一個動機係改善無晶片RFID標籤的編碼效率。通常,在RFID標籤設計程序中有不同的增加編碼容量的方法。一些實施例涉及多個簡單字符的整合,其中各字符可固持數個位元。增加各單一字符之容量藉由擴展增加全部標籤的容量。
根據本文描述之實施例,可藉由在某些頻率下在反向散射信號中建立一些諧振而將資料編碼在頻帶內。本文描述之實施例係基於槽環諧振器的概念,其中所有的環均具有建立同心構形的共同中心。為作到此,具有各種直徑之槽環諧振器經設計以編碼不同的頻率簽章,其中各簽章代表一位元。由於偶次諧波及奇次諧波的目前路徑因為設計的對稱構形而消除,在反向散射信號中未觀察到諧波諧振。因此,可將完整頻帶用於編碼資料。為將偏振多樣性添加至經設計標籤中,將二個對稱矩形凹口建立在內圓碟中及/或該等環的一或多者中。根據本文描述之實施例,混合標籤可不具有接地平面,且因此該等場力線不集中至該基材中。
根據本文描述之實施例,圖案化導體包含一或多個字符。字符係設置在介電質基材上的圖案化導電材料。根據一些實施例,基材的反向側具有連續導體(例如,「接地平面」)。圖1A繪示字符100之實例。字符100包括碟110,該碟具有環繞該碟的二個環120、122。根據本文描述之實施例,至少一個環及該至少一個環的寬度經組態以判定字符的特性諧振頻率。
圖1B繪示根據本文描述的實施例之字符105的實例。圖1B的字符105包括具有二個凹口132、134的碟130。根據各種實施方案,凹口132、134經組態使得字符中之諧振的量值取決於偏振方向。
根據各種實施例,可印刷對偏振及頻率二者敏感的圖案化導體。混合(偏振及頻率)組態可增強編碼效率,且在mm波範圍中運作帶來更小字符大小的優點。根據本文描述之實施例,圖案化導體包含放置在信用卡大小(例如,85.60×53.98mm)標籤中的一或多個字符以增加總編碼效率。較大及較小大小的標籤二者亦係可實現的。在一些情形中,混合標籤不需要接地平面,其導致簡化及減少製造成本。本文描述之實施例可涉及可在沒有接地平面的情況下輻射的圖案化導體,因為該等環充當中央凹口碟的相對電極且波經引導在二個條之間或在凹口寬度內。
根據本文描述之實施例,簡單字符包括由槽環環繞的凹口圓形補片。圖1C及圖1D顯示具有凹口碟及環繞該凹口碟之環二者的字符的實例。具體地而言,圖1C顯示具有頻率多樣性及偏振二者的字符150,其中頻率多樣性經定義為具有多個諧振頻率。
字符150具有其具有二個凹口162、164的碟160。在此實例中,將凹口162、164設置在碟160的相對側上並定向成對應於X-偏振,但Y-偏振藉由如圖1D所示地將標籤旋轉90°而係可行的。二個環170、172環繞凹口碟160。圖1D繪示具有頻率多樣性及偏振多樣性二者的另一字符155。字符155具有其具有二個凹口182、184的碟180。凹口182、184經設置在碟180的相對側上。二個環190、192環繞凹口碟180。雖然顯示於圖1C及圖1D中的實例顯示具有二個凹口及二個環的碟,應瞭解可有更多或更少的凹口及更多或更少的環。
根據一些實施例,該碟係無凹口的及/或該等槽環的一或多者包括開口及/或凹口。圖2A繪示包括具有二個凹口212、214之碟210的字符200的實例。碟210由環220所環繞,該環具有完全通過環220的二個凹口222、224。在此實例中,碟210中的凹口212、214係在Y定向上且環220中的凹口222、224係在X-定向上。在一些組態中,碟210中之凹口的數目與環220中之凹口的數目可不同。圖2B顯示具有其具有在Y定向上的二個凹口242、244之碟240的字符230。碟240由環250所環繞,該環具有未完全通過環250的二個凹口252、254。圖2C繪示包括碟270之字符260的實例。碟270係由內環280及外環290所環繞。外環290具有完全通過外環290的二個凹口292、294。雖然圖2C的實例顯示外環中的凹口,應瞭解凹口可設置在內環280中或在內環280及外環290中。
圖3A顯示根據本文描述的實施例之用於形成無晶片圖案化導體的程序。該程序包括形成碟之步驟302、形成環繞該碟的至少一個環之步驟304及將至少一個凹口形成在該碟及該環結構的至少一個環中之至少一者中之步驟306。該碟與該至少一個環之間的一間距及該至少一個環的一寬度的一或多者經組態以判定該字符的一特性諧振頻率。該至少一個凹口經組態使得該字符中之諧振的該量值取決於偏振方向。
圖案化導體可經組態以在包括C頻帶(4至8GHz)、X頻帶(8至12GHz)、Ku、K、及Ka(12至40GHz)、Q頻帶(33-50)、V頻帶(50至75GHz)、及/或W頻帶(75至110GHz)的任何頻帶中操作。雖然此處包括具體的頻率範圍,應瞭解頻率範圍可大於110GHz及/或低於4GHz。
根據本文描述之實施例,將至少一個字符形成在基材上,且將該至少一個字符與該基材轉移至物體(例如,箱)。例如,基材可係可轉移至物體的膠黏劑。根據各種實施方案,將字符直接形成在物體上。例如,字符可形成在包裝、紙杯、托板、及/或衣物物品上。至少一個字符可藉由由導電材料印刷該至少一個字符來形成。例如,字符可由包含銀及銅的一或多者的印刷墨水製造。在一些情形中,印刷墨水可包括鎳、碳、碳奈米管、及銀奈米線的一或多者。根據各種組態,進行印刷後退火程序。根據各種實施例,字符係藉由在介電質基材上蝕刻金屬來製造。例如,字符可藉由蝕刻銅及鋁的一或多者來製造。例如,字符可藉由蝕刻透明導體(諸如氧化銦錫)來製造。例如,在一些實施方案中,字符係以使用銅、鋁、金、及/或銀的一或多者的導電帶的熱轉移程序製造。根據一些實施例,字符係通過氣相沉積來製造。例如,字符可使用濺鍍及/或熱蒸鍍程序來製造。在此等程序的任何者中,將導體圖案化於其上的基材可係高效能介電質(諸如Taconic TLX- 8)、低成本聚合物(諸如麥拉(mylar)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、及/或聚萘二甲酸乙二酯(PEN))、及/或另一基材材料(諸如聚醯亞胺、玻璃、或紙)、及/或上述使用導電膜預塗佈於反向側上的任何者。
雖然本文描述可用以形成圖案化導體的各種技術,應瞭解任何技術可單獨使用或與任何其他程序組合使用。
在一些組態中,該至少一個字符係由導電箔形成,並將至少一個字符310轉移至基材320,如圖3B所示。根據各種實施方案,基材325具有第一側327及相對第二側329。設置在基材325之第二側329上的導電層330,並將字符315轉移至基材325的第一側327,如圖3C所示。根據各種組態,導電層係接地平面。
圖3D繪示根據本文描述的實施例之具有多於一個字符的實施例。圖3D顯示具有第一側364及相對第二側366的基材層362。第一字符352設置在基材層362的第一側364上,且第二字符372設置在基材層362的第二側366上。圖3E顯示具有多於一個字符的另一實例。第一字符380設置在第一基材層382的第一側392上。導電層384設置在第一基材層392的第二側392與第二基材層386的第一側394之間。第二字符388設置在第二基材層386的第二側396上。
圖4A及圖4B顯示根據本文描述的實施例之混合字符的更詳細視圖。字符400具有在約1.5 mm至約2.5 mm之範圍中的半徑R。根據各種實施方案,R係約1.5 mm。在一些情形中,R小於1.5 mm或大於2.5 mm。
碟420具有在約0.4 mm至約0.8 mm之範圍中的半徑RD 。根據各種實施方案,RD 係約0.45 mm。在此實例中,碟具有第一凹口422及第二凹口424。第一凹口422具有長度L1 及寬度WN1 。第二凹口424具有長度L2 及寬度WN2 。根據本文描述之實施例,WN1 實質上等於WN2 及/或L1 實質上等於L2 。在一些情形中,L1 係與L2 不同的值及/或WN1 係與WN2 不同的值。根據本文描述之實施例,L1 及L2 係在約0.4 mm至約0.795 mm的範圍中。根據各種實施方案,L1 及/或L2 係約0.405 mm。根據本文描述之實施例,WN1 及WN2 係在約0.1 mm至約0.6 mm的範圍中。根據各種實施方案,WN1 及/或WN2 係約0.05 mm。
第一環430及第二環432環繞碟420。第一環430具有在約0.05 mm至約0.1 mm之範圍中的寬度WR1 。根據各種實施方案,WR1 係約0.105。第二環432具有在約0.04 mm至約0.08 mm之範圍中的寬度WR2 。根據各種實施方案,WR2 係約0.0495。在一些情形中,WR1 實質上等於WR2 。第一間隙具有在約0.025 mm至約0.05 mm之範圍中的寬度WG1 。第二間隙具有在約0.018 mm至約0.03 mm之範圍中的寬度WG2 。根據各種實施方案,WG1 係約0.025 mm及/或WG2 係約0.018 mm。在一些情形中,WG1 實質上等於WG2
根據本文描述之實施例,字符之尺寸中之至少一者係根據最佳化程序選擇。例如,可將尺寸選擇成具有在特定頻率下的諧振。此可藉由使用方程式(1)判定該碟之近似半徑的一或多者而達成,其中該等凹口的寬度及/或該等環的寬度係通過最佳化程序判定。(1) 此處,c係光在自由空間中的速度,係設計諧振頻率,且係用於設計之基材的介電常數。
該字符之後使用該估計尺寸設計。模擬係使用市售電磁模擬工具執行,並監測設計的頻率行為。然後調諧尺寸以獲得在所欲頻率的諧振。
圖5顯示根據本文描述的實施例之用於混合無晶片圖案化導體的模擬設定500。線性偏振平面波520係用於激發圖案化導體510。為監測反向散射電場,遠場一或多個探針可位於距圖案化導體510一指定距離處。例如,探針可位於距圖案化導體510約10 cm處。標籤經設置在基材530上。例如,標籤可設置在具有約2.55之介電率及約0.0017之損失的5密耳Taconic TLX- 8基材上。可運行最佳化程序以最佳化環及凹口碟的大小以具有在所欲頻率下的諧振。
當平面波撞擊顯示於圖1A中之環時,如圖6所描繪的,在環諧振器的諧振頻率觀察到具有隨後之深凹口之峰的頻率選擇行為,其中觀察到二個深凹口610、620。第一諧振610發生在與較大環122相關的約57 GHz。第二諧振620歸因於較小環120而發生在約64 GHz。內圓形碟110落在所欲頻帶外側,因此彼等二個諧振僅導因於該等環。
圖1A所示之組態在約57 GHz下的表面電流分布繪示於圖7A中。圖7B繪示在圖1A所示之組態的約64 GHz下的表面電流分布。圖7A及圖7B顯示相鄰槽的耦合與諧振之間的關係。可觀察到相鄰槽的電流密度向量係相反的並產生磁諧振。該等槽的寬度影響耦合強度及諧振頻率。較小的槽寬度使諧振頻率向下移位,而較大的槽寬度導致諧振向上移位。
圖8顯示圖1B的圖案化導體針對如圖1C中水平定向810的凹口及如圖1D中旋轉90°並垂直定向820的凹口由X偏振平面激發之反向散射電場的模擬結果。圖1B所示之組態在約60 GHz下的表面電流分布顯示在圖9中。
圖10顯示具有垂直1010於如圖1C中之入射電場之方向(90°旋轉)之凹口的字符的圖案化導體及具有經定向在與如圖1D中之入射電場相同之方向1020(180°旋轉)上之凹口的字符的圖案化導體的反向散射電場的模擬結果。在凹口經定向垂直於入射電場的情形1010中,在監測頻帶中觀察到三個諧振1012、1014、1016。在57 GHz的諧振1012及在64 GHz的諧振1016係導因於環,而在60 GHz觀察到的諧振1014係凹口碟的效果。在凹口經定向在與入射電場相同之方向上的情形1020中,僅觀察到導因於該等環的諧振1022、1026。
二元資料可藉由諧振的存在與否編碼。例如,可將凹口的移除及/或環的移除表示為邏輯「0」,其中凹口的出現表示為邏輯「1」。此僅係可如何將邏輯編碼在圖案化導體中的一個實例。此處,顯示圖案化導體的各字符可代表用於三個諧振之各者的3個位元。可使用頻率及偏振多樣性二者對各字符編碼之組合的數目等於8。在信用卡大小無晶片標籤中,考慮各字符之間的足夠分隔,字符的最小數目係40個字符。因此,標籤具有儲存120個位元之資料的能力。
圖11A至圖11C顯示在圖1C所示之混合組態之諧振頻率下的表面電流分布,其中該等凹口經定向成垂直於入射電場。具體地而言,圖11A繪示在約57 GHz的表面電流分布,圖11B繪示在約60 GHz的表面電流分布,且圖11C繪示在約64 GHz的表面電流分布。
根據本文所描述之實施例,無晶片RFID標籤包含圖案化導體的陣列。圖12繪示圖案化導體之實例陣列。圖案化導體之陣列可具有各種環大小、環間隔、及/或凹口定向的一或多個字符。
圖13顯示經組態以讀取一或多個圖案化導體的無晶片RFID系統1300。傳輸器經組態以將電磁輻射信號朝向圖案化導體傳輸。該系統包括經組態以接收反向散射信號的接收器。耦接至該接收器的處理器經組態以使用儲存在儲存裝置1340中的資訊使該反向散射信號與數位簽章關聯。RFID系統1300可包括用於經由網路與其他裝置通訊的一或多個網路介面1350。系統可包括使使用者能夠與系統1300互動的其他輸入/輸出裝置1360(例如,顯示器、鍵盤、滑鼠、揚聲器、按鈕等)。圖13係用於說明目的之RFID系統之可能組件的高階表示。應瞭解圖13所示之RFID系統可含有其他組件。
除非另有指明,本說明書及申請專利範圍中用以表達特徵之尺寸、數量、及物理性質的所有數字應理解為在所有情況下皆以用語「約(about)」修飾之。因此,除非另有相反指示,否則在前述說明書以及隨附申請專利範圍中所提出的數值參數取決於所屬技術領域中具有通常知識者運用本文所揭示之教示所獲得的所欲特性而有所不同。藉由端點使用數值範圍包括在該範圍內的所有數字(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、及5)以及該範圍內的任何範圍。
上述各種實施例可使用互動以提供具體結果的電路系統及/或軟體模組實施。在計算技術領域中具有通常知識者可輕易地使用所屬技術領域中通常已知的知識實施此類描述的功能,無論係以模組層級或作為整體。例如,繪示於本文中的流程圖可用以建立用於由處理器執行的電腦可讀取指令/碼。此類指令可儲存在電腦可讀媒體上,並轉移至處理器以用於執行,如所屬技術領域中已知者。
實例實施例的前述說明已為說明及描述的目的提供。其未意圖窮舉或將發明概念限制在所揭示的精確形式。鑑於上述教示,許多修改及變化係可行的。所揭示之實施例的任何或所有特徵可個別或以任何組合施加,未企圖係限制性的而係純說明性的。意圖使範圍由本文所附的申請專利範圍而非以實施方式限制。
100:字符
105:字符
110:碟
120:環
122:環
130:碟
132:凹口
134:凹口
150:字符
155:字符
160:碟
162:凹口
164:凹口
170:環
172:環
180:碟
182:凹口
184:凹口
190:環
192:環
200:字符
210:碟
212:凹口
214:凹口
220:環
222:凹口
224:凹口
230:字符
240:碟
242:凹口
244:凹口
250:環
252:凹口
254:凹口
260:字符
270:碟
280:內環
290:外環
292:凹口
294:凹口
302:步驟
304:步驟
306:步驟
310:字符
315:字符
320:基材
325:基材
327:第一側
329:第二側
330:導電層
352:第一字符
362:基材層
364:第一側
366:第二側
372:第二字符
380:第一字符
382:第一基材層
384:導電層
386:第二基材層
388:第二字符
392:第一側/第一基材層/第二側
394:第一側
396:第二側
400:字符
420:碟
422:第一凹口
424:第二凹口
430:第一環
432:第二環
500:模擬設定
510:圖案化導體
520:線性偏振平面波
530:基材
610:凹口/第一諧振
620:凹口/第二諧振
810:水平定向
820:垂直定向
1010:垂直
1012:諧振
1014:諧振
1016:諧振
1020:相同方向
1022:諧振
1026:諧振
1300:無晶片RFID系統/系統
1340:儲存裝置
1350:網路介面
1360:輸入/輸出裝置
L1:長度
L2:長度
R:半徑
RD:半徑
WG1:寬度
WG2:寬度
WN1:寬度
WN2:寬度
WR1:寬度
WR2:寬度
〔圖1A〕及〔圖1B〕繪示根據本文描述之實施例的實例字符; [圖1C]及[圖1D]顯示根據本文描述的實施例之具有凹口碟及環繞該凹口碟之環二者的混合字符的實例; [圖2A]至[圖2C]繪示根據本文描述的實施例之在其中該等環的一或多者具有至少一個凹口之字符的實例; [圖3A]顯示根據本文描述的實施例之用於形成無晶片圖案化導體的程序; [圖3B]及[圖3C]繪示根據本文描述的實施例之設置在基材上之字符的實例; [圖3D]及[圖3E]繪示根據本文描述的實施例之具有多於一個字符的實施例; [圖4A]及[圖4B]顯示根據本文描述的實施例之混合字符的更詳細視圖; [圖5]顯示根據本文描述的實施例之用於混合無晶片圖案化導體的模擬設定; [圖6]繪示根據本文描述的實施例在環諧振器之諧振頻率下觀察到的深凹口; [圖7A]根據本文描述的實施例顯示圖1A所示之組態在約57 GHz下的表面電流分布; [圖7B]根據本文描述的實施例繪示圖1A所示之組態在約64 GHz下的表面電流分布; [圖8]根據本文描述的實施例顯示圖1B的圖案化導體針對如圖1C中水平定向的凹口及如圖1D中旋轉90°並垂直定向的凹口由X偏振平面激發之反向散射電場的模擬結果; [圖9]根據本文描述的實施例繪示圖1B所示之組態在約60 GHz下的表面電流分布; [圖10]根據本文描述的實施例顯示如圖1C中之具有垂直於入射電場之方向(90°旋轉)之凹口的圖案化導體及如圖1D中之具有定向在與入射電場相同之方向(180°旋轉)之凹口的圖案化導體之反向散射電場的模擬結果; [圖11A]繪示根據本文描述的實施例之混合字符在約57 GHz下的表面電流分布; [圖11B]繪示根據本文描述的實施例之混合字符在約60 GHz下的表面電流分布; [圖11C]繪示根據本文描述的實施例之混合字符在約64 GHz下的表面電流分布; [圖12]繪示根據本文描述的實施例之字符的實例陣列。 [圖13]顯示能夠實施本文描述之實施例的RFID系統的方塊圖。
圖式不必然按比例繪製。在圖式中使用的相似數字指稱相似組件。然而,應理解在給定圖式中使用數字指稱組件並未意圖限制在另一圖式中以相同數字標示的組件。
100:字符
110:碟
120:環
122:環

Claims (20)

  1. 一種無晶片圖案化導體,其包含:一或多個字符,各字符包含:一碟;一環結構,其包含環繞該碟的至少一個環,該至少一個環包含環繞該碟的一第一環及環繞該碟的一第二環,該第二環經組態以作用成該第一環及該碟的一相對電極,其中該碟與該至少一個環之間的一間距及該至少一個環的一寬度的一或多者經組態以判定該字符的一特性諧振頻率;及至少一個凹口,其在該碟及該環結構之至少一個環的至少一者中,該至少一個凹口經組態使得該字符中之諧振的該量值取決於偏振方向。
  2. 如請求項1之無晶片圖案化導體,其中該環結構經組態以在約40GHz至約75至110GHz的一頻帶中諧振。
  3. 如請求項1之無晶片圖案化導體,其中該第一環的一寬度不同於該第二環的一寬度。
  4. 如請求項1之無晶片圖案化導體,其中該第一環的一寬度與該第二環的該寬度實質上相同。
  5. 如請求項1之無晶片圖案化導體,其中該第一環與該碟之間的一間距不同於該第二環與該碟之間的一間距。
  6. 如請求項1之無晶片圖案化導體,其中該碟具有二個凹口。
  7. 如請求項6之無晶片圖案化導體,其中該二個凹口係在該碟的相對側上。
  8. 如請求項1之無晶片圖案化導體,其進一步包含:一接地平面;及一介電質層,其設置在該一或多個字符與該接地平面之間。
  9. 如請求項1之無晶片圖案化導體,其中該一或多個字符包含複數個字符。
  10. 如請求項9之無晶片圖案化導體,其中該複數個字符的一第一字符具有第一環組態及一第一凹口組態的一或多者,且該複數個字符的該第二字符具有與該第一環組態不同的一第二環組態及與該第一凹口組態不同的一第二凹口組態的一或多者。
  11. 如請求項1之無晶片圖案化導體,其中該至少一個凹口設置在該第二環上。
  12. 一種形成一無晶片圖案化導體之方法,其包含:由一導電箔形成至少一個字符,其包含:形成一碟;形成包含環繞該碟之至少一個環的一環結構,該至少一個環包含環繞該碟的一第一環及環繞該碟的一第二環,該第二環經組態以作用成該第一環及該碟的一相對電極,其中該碟與該至少一個環之間的一間距及該至少一個環的一寬度的一或多者經組態以判定該字符的一特性諧振頻率;及 形成在該碟及該環結構之至少一個環之至少一者中的至少一個凹口,該至少一個凹口經組態使得該字符中之諧振的該量值取決於偏振方向,將該至少一個字符轉移至一基材,該基材具有一第一側及相對之一第二側,及設置在該基材之該第二側上的一導電層,其中該至少一個字符被轉移至該基材的該第一側。
  13. 如請求項12之方法,其進一步包含將該至少一個字符形成在一基材上,並將該至少一個字符轉移至一物體。
  14. 如請求項12之方法,其中形成該至少一個字符包含將該至少一個字符直接形成在一物體上。
  15. 如請求項12之方法,其中形成該至少一個字符包含由一導電材料印刷該至少一個字符。
  16. 如請求項12之方法,其中形成該至少一個字符包含:由一導電箔形成該至少一個字符。
  17. 如請求項12之方法,其中該基材具有一第一側及相對之一第二側,且該至少一個字符包含一第一字符及一第二字符,其中該第一字符設置在該基材的該第一側上,且該第二字符設置在該基材的該第二側上。
  18. 如請求項17之方法,其中該基材包含一第一基材層及一第二基材層,並將一導電層設置在該第一基材層與該第二基材層之間。
  19. 如請求項12之方法,其進一步包含:將一導電接地平面沉積在該基材上; 將一介電質層沉積在該導電接地平面上;及將該至少一個字符形成在該介電質層上。
  20. 一種用於讀取一圖案化導體的系統,其包含:一傳輸器,其經組態以朝向該圖案化導體傳輸一電磁輻射信號,該圖案化導體包含一或多個字符,各字符包含:一碟;一環結構,其包含環繞該碟的至少一個環,該至少一個環包含環繞該碟的一第一環及環繞該碟的一第二環,該第二環經組態以作用成該第一環及該碟的一相對電極,其中該碟與該至少一個環之間的一間距及該至少一個環的一寬度的一或多者經組態以判定該字符的一特性諧振頻率;及至少一個凹口,其在該碟及該環結構之至少一個環的至少一者中,該至少一個凹口經組態使得該字符中之諧振的該量值取決於偏振方向,其中各字符經組態以基於該特性諧振頻率及諧振的該量值來反向散射該電磁輻射的至少一部分;一接收器,其經組態以接收一反向散射信號;及一處理器,其經組態以使該反向散射信號與一數位簽章關聯。
TW109120084A 2019-07-18 2020-06-15 無晶片圖案化導體、形成無晶片圖案化導體之方法及用於讀取圖案化導體的系統 TWI836095B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/515,628 2019-07-18
US16/515,628 US11163967B2 (en) 2019-07-18 2019-07-18 Chipless RFID tag using hybrid coding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202105254A TW202105254A (zh) 2021-02-01
TWI836095B true TWI836095B (zh) 2024-03-21

Family

ID=71143611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109120084A TWI836095B (zh) 2019-07-18 2020-06-15 無晶片圖案化導體、形成無晶片圖案化導體之方法及用於讀取圖案化導體的系統

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11163967B2 (zh)
EP (1) EP3767539B1 (zh)
JP (1) JP7419170B2 (zh)
KR (1) KR102639845B1 (zh)
CN (1) CN112241773B (zh)
TW (1) TWI836095B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021039662A1 (zh) * 2019-08-26 2021-03-04
CN112241776B (zh) 2020-09-04 2022-06-10 浙江大学 一种凹槽型超宽带去极化无芯片rfid标签
US11856419B2 (en) 2021-08-17 2023-12-26 Xerox Corporation Method and system for commissioning environmental sensors
US11595226B1 (en) 2021-08-17 2023-02-28 Xerox Corporation Method and system for collecting sensor data in buildings

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090112147A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 Codman Shurleff, Inc. Wireless Pressure Setting Indicator
US20090224883A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 Angell Robert L Environmentally Sensitive Electronic Device
US20180114041A1 (en) * 2015-04-13 2018-04-26 Rfid Technologies Pty Ltd Rfid tag and reader

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2956232B1 (fr) * 2010-02-11 2012-02-10 Inst Polytechnique Grenoble Etiquette rfid passive sans puce
KR101120957B1 (ko) * 2010-06-25 2012-03-05 건국대학교 산학협력단 무칩 rfid 태그
JP5724671B2 (ja) 2011-03-22 2015-05-27 株式会社村田製作所 アンテナ装置、rfidタグおよび通信端末装置
US9690962B2 (en) * 2014-01-10 2017-06-27 Vdw Design, Llc Radio-frequency identification tags
CN106295765B (zh) * 2016-08-12 2023-08-22 华南理工大学 一种超宽带变极化无芯片rfid标签
CN106486739A (zh) * 2016-11-04 2017-03-08 华南理工大学 一种基于同轴矩形环的双极化无芯片rfid标签天线
WO2018218313A1 (en) 2017-06-02 2018-12-06 Monash University Improved chipless rfid system and method
CN208705916U (zh) 2018-01-26 2019-04-05 同济大学 一种扩充信息容量的无芯片rfid电子标签
CN108682969A (zh) * 2018-03-16 2018-10-19 南京理工大学 一种无源无芯片的抗金属射频识别标签
CN108629398A (zh) * 2018-05-14 2018-10-09 北京邮电大学 一种无芯片标签结构
CN109902788A (zh) * 2019-01-30 2019-06-18 南京理工大学 一种基于csrr的无芯片rfid标签

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090112147A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 Codman Shurleff, Inc. Wireless Pressure Setting Indicator
US20090224883A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 Angell Robert L Environmentally Sensitive Electronic Device
US20180114041A1 (en) * 2015-04-13 2018-04-26 Rfid Technologies Pty Ltd Rfid tag and reader

Also Published As

Publication number Publication date
TW202105254A (zh) 2021-02-01
KR20210010317A (ko) 2021-01-27
EP3767539A1 (en) 2021-01-20
KR102639845B1 (ko) 2024-02-26
EP3767539B1 (en) 2023-08-09
JP7419170B2 (ja) 2024-01-22
US20210019484A1 (en) 2021-01-21
US11163967B2 (en) 2021-11-02
JP2021018808A (ja) 2021-02-15
CN112241773B (zh) 2023-09-22
CN112241773A (zh) 2021-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI836095B (zh) 無晶片圖案化導體、形成無晶片圖案化導體之方法及用於讀取圖案化導體的系統
Noor et al. High‐density chipless RFID tag for temperature sensing
US10181063B2 (en) Encoded information reading system including RFID reading device having multiple antennas
AU2016277734A1 (en) RFID reader and transponders
US8596533B2 (en) RFID devices using metamaterial antennas
Kumar et al. Graphene‐based multimode inspired frequency reconfigurable user terminal antenna for satellite communication
WO2015032310A1 (en) Nanotube patterns for chipless rfid tags and methods of making the same
EP2595087A2 (en) Encoded information reading terminal with multi directional antenna
JP2011010202A (ja) 無線タグ読取装置、および無線タグ読取装置のリーダアンテナの配置方法
Babaeian et al. Compact multi‐band chipless RFID resonators for identification and authentication applications
Shao et al. Chipless RFID tags fabricated by fully printing of metallic inks
US20150041540A1 (en) Electrotextile rfid antenna
Habib et al. Chipless slot resonators for IoT system identification
Malik et al. MIMO antenna with omnidirectional pattern diversity
JP2021018808A5 (zh)
Majidifar et al. A novel phase coding method in chipless RFID systems
Wittkopf et al. Chipless RFID with fully inkjet printed tags: a practical case study for low cost smart packaging applications
CN201117815Y (zh) 一种低成本的宽带小体积高增益线极化天线
Dacuna et al. Low-profile patch antenna for RF identification applications
JP2006039967A (ja) ディスクタグ読み取り装置
Necibi et al. Miniaturized CSRR TAG Antennas for 60GHz Applications
JP2015046729A (ja) Icタグ用アンテナ及びそれを用いたicタグ
JP2006185428A (ja) Rfタグ
Sajitha et al. Polarization independent chipless RFID tag
Dey et al. Design and analysis of a novel low cost high data capacity chipless RFID tag on plastic substrate