变频射频识别(RFID)标签制造技术

描述了各种射频率识别（ＲＦＩＤ）标签，该标签动态地改变其谐振频率以降低或消除电磁“标签－标签”耦合的潜在影响。例如，ＲＦＩＤ标签包括调谐到第一谐振频率的主天线（１４）和动态地改变主天线的谐振频率的开关电路（１８）。开关电路可以选择性地耦合电子元件，例如电容元件、电感元件或其组合，以改变ＲＦＩＤ标签的谐振频率。ＲＦＩＤ标签可以包括感应电路，该感应电路判断何时有选择地将电子元件耦合至主天线，以便调整主天线的谐振频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于物品管理的射频识别(RFID)系统，更具体地，涉及RFID标签。
技术介绍
射频识别(RFID)技术事实上已经广泛应用于每个行业，包括运输业、制造业、废物管理、邮政跟踪、航空行李调节和公路通行费管理。典型的RFID系统包括若干RFID标签，至少一个RFID阅读器或检测系统，其具有用于与RFID标签通信的天线，和控制该RFID阅读器的计算设备。所述RFID阅读器包括向标签提供能量或信息的发射器，以及从标签接收标识和其他信息的接收器。该计算设备处理由该RFID阅读器获得的信息。通常，从RFID标签接收的信息是特定设备专用的，但是经常会提供关于固定了该标签的物品的标识。示例性物品包括加工项目、书籍、档案、动物或个人，或者事实上任何其他实体物品。还可以提供关于该物品的附加信息。例如，在制造过程中，可以使用标签表示制造过程中汽车底盘的油漆颜色或其他有用信息。RFID阅读器的发射器通过天线输出RF信号以形成电磁场，该电磁场使标签能够返回携带信息的RF信号。发射器利用放大器通过调制过的输出信号驱动天线。传统的标签可能是包括内部电源的“有源”标签，或者是通过RFID阅读器天线的场激活的“无源”标签。一旦被激活，标签使用预先确定的协议通信，该协议允许RFID接收来自一个或多个标签的信息。计算设备通过从RFID阅读器接收信息并执行一些动作，例如更新数据库，起到信息管理系统的作用。此外，计算设备还可用作通过发射器将数据编程到标签中的机构。
技术实现思路
通常，这样描述射频识别(RFID)标签，其自动地或动态地改变其谐振频率，以降低或消除电磁“标签-标签”耦合的潜在影响。在某些环境中，物品之间的距离是受限制的，而且阅读器天线产生的电磁场中可能同时存在多个物品。结果，在附着到所述物品的一些RFID标签之间发生电磁“耦合”，这会导致一些标签的谐振频率的偏移。该谐振频率的偏移会损害RFID标签与RFID阅读器通信的能力。这里所描述的技术通过改变RFID标签反向散射射频能量的谐振频率，自动地补偿由于标签-标签耦合而可能发生的谐振频率的偏移。以这种方式，该技术允许即使经受严重的标签-标签电磁耦合时，也允许RFID标签保持有效的RFID通信。在一个实施例中，RFID标签包括调谐到第一谐振频率的主天线；和动态地改变主天线的谐振频率的开关电路。在另一个实施例中，一种方法包括以关联的谐振频率操作射频识别(RFID)标签的主天线以及动态地改变主天线的谐振频率。在另一个实施例中，一种RFID系统包括RFID询问设备，与物品关联的RFID标签，其中询问设备询问该RFID标签以获得关于该物品的信息，还包括处理从RFID询问设备检索的信息的计算设备。该RFID标签包括调谐到第一谐振频率的主天线，电耦合到该主天线并存储了相关联物品的信息的集成电路和选择性地将一个或多个元件耦合到该主天线以调整主天线的谐振频率的开关电路。在下面的附图和描述中阐述了本专利技术的一个或多个实施例的细节。从描述和附图以及权利要求中，本专利技术的其他特征、目标和优点将会变得明显。附图说明图1是表示自动地且动态地改变其谐振频率以降低或消除标签-标签耦合的潜在影响的RFID标签的方框图；图2是表示能够动态地调整其谐振频率的RFID标签的一个示范性实施例的电路图；图3是表示能够动态地调整其谐振频率的RFID标签的另一个实施例的电路图；图4是表示例如图2所示的RFID标签等自动调谐其谐振频率以补偿与邻近标签的耦合的RFID标签的示范性操作的流程图；图5是表示例如图3所示的RFID标签等包括电容开关以动态地改变其谐振频率的RFID标签的示范性操作的流程图；图6是表示例如图3所示的RFID标签等包括MEMS开关以动态地改变谐振频率的RFID标签的示范性操作的流程图；图7是表示示范性RFID系统的方框图，该系统利用能够改变其谐振频率的RFID标签以便在可能发生标签-标签耦合的环境中辅助通信。具体实施例方式在传统射频识别(RFID)系统中，当RFID标签相互位置非常接近时，RFID标签会相互干扰。现在已经确定上述标签之间的电磁耦合会导致标签的谐振频率的偏移。该偏移的谐振频率不会向RFID标签中一个给定的标签提供驱动该标签的足够的感应电流，从而导致该RFID标签处于该询问设备的可检测频率范围之外。通常，所导致的频率偏移的幅度取决于RFID标签之间的距离、标签的尺寸、标签之间发生的共面性重叠的数量，以及重叠的标签的总量。当位于重叠位置中的多个标签相互非常接近时，由于标签-标签耦合产生的频率偏移的一些示范性测量规范如下面的表格1所示。在表格1中，A是标签的高度，B是标签的宽度，N是重叠标签的数量，X是连续的标签之间的距离，F是标签的合成谐振频率。虽然表格1所示的示范性测量规范是向下的频率偏移，但由标签耦合导致的频率偏移也可以是向上的频率偏移。如从表格1所能看到的，十个重叠标签之间的电磁耦合能够将标签产生响应的频率偏移大约2MHz，这会导致阅读器不能成功地与标签通信，或者会导致阅读范围的显著减小。表格1 图1是表示自动地且动态地改变自身的谐振频率以降低或消除标签-标签耦合的潜在影响的RFID标签12的方框图。特别地，RFID标签12动态地改变其谐振频率以便在存在标签-标签耦合的环境中和没有发生标签-标签耦合的环境中运行。换句话说，RFID标签12通过改变RFID标签12的谐振频率，自动地补偿由于标签-标签耦合而发生的谐振频率的偏移，以便感应足够的电流水平来驱动RFID标签12，从而保持有效的RFID通信。在图1所示的实施例中，RFID标签12包括电耦合到集成电路16(通常被称为“RFID芯片”)的主天线14。主天线14被调谐到特定频率，该频率可以是例如RFID系统的工作频率，比工作频率低的频率，或者比RFID系统的工作频率高的频率。集成电路16常常包括内部存储器(未示出)，其中存储了关于RFID标签12所附着的物品的相关信息。在工作时，主天线14用本领域的公知方式从源接收RF能量，并且反向散射RF能量。例如RFID阅读器或检测系统等询问器正是通过反向散射的RF能量提供的信号获取来自RFID标签12的信息，而且，更具体地，获取与RFID标签12相关联的物品的有关信息。RFID标签12包括开关电路18，其自动地改变主天线14的谐振频率，以便补偿由于标签-标签耦合已经改变的标签的相干谐振频率的情况。例如，开关电路18可以选择性地将例如电容或电感元件等电路元件接通和关断，从而调整主天线14的谐振频率，以在两个或更多谐振频率之间改变。例如，主天线14开始被调谐到的频率高于周围RFID系统的工作频率，以便补偿发生标签-标签耦合的情况。因此，在某些实例中，标签-标签耦合降低主天线14的相干谐振频率，导致主天线14感应足够的电流来驱动RFID标签12。当没有标签耦合或存在干扰时，开关电路18自动地接通与主天线14并联的电容元件，以降低主天线14的谐振频率，从而将相干谐振频率降低至周围系统的频率。因此，如果存在标签-标签耦合，开关电路18将该电容元件关断，从而使主天线14的相干谐振频率回升到RFID系统的工作频率。在一些实施例中，当RFID标签12被断开时，即主天线14不再处于RF场中时，开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频识别（ＲＦＩＤ）标签，包括：调谐到第一谐振频率的主天线；以及动态地改变主天线的谐振频率的开关电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米凯莱A瓦尔德纳，大卫P埃里克森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]